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1、矿山地质环境保护与治理恢复方案编制实例,中国国土资源经济研究院 张 梁,前言,一、任务的由来 二、方案编制的依据: 引用有关法律法规及规程规范、有关标准 三、方案的适用年限 以采矿许可证和矿山服务年限为依据，确定矿山地质环境保护与治理恢复方案的适用年限。 适用年限应根据实际情况确定。大、中、小矿山不同；矿山服务年限不同；开采计划不同等，矿山地质环境保护与治理恢复方案的适用年限都不一样。,案例:河北省承德某方案的适用年限,根据承德市地质队于2009年2月编制的河北省承德县中成石业有限公司花岗岩矿2008年度矿山储量年报，矿山保有矿产资源储量(122b+333)3363.33km3。矿山年生产能力
2、0.8万m3/a，至2009年7月31日，该矿山尚有服务年限125年6个月。本着“预防为主、防治结合，在开发中保护、在保护中开发，”的原则，采用边开采边治理的方法，结合考虑矿山服务时间段、矿山采矿证有效期（2005年12月2010年12月）及矿山闭坑后的2年治理期，确定本治理方案的适用期为8年5个月（2009年8月2018年1月），其中生产治理期6年5个月，即2009年8月至2016年1月；规划闭坑恢复治理期为2年，即2016年1月至2018年1月。 建议5年后重新编制治理方案。,第一章 矿山基本情况,一、矿山地理位置和社会经济概况 矿山所处行政区位置、分布范围、地理坐标、区位条件、矿区及周围
3、经济社会概况。简述矿区附近社会、经济与环境情况；穿过矿区的交通、水利、电力等工程设施的分布及等级；矿区附近地质遗迹、景区情况；矿区周围其它矿山与本矿山的关系。 二、矿山开采历史及现状 矿山开采历史包括以往矿山开采的范围、层位、开采方式、开采规模、开采时间等；矿山开采现状包括矿山剩余资源及储量，矿山现状开采范围、层位、开采方式，矿山剩余生产服务年限、年生产能力，相邻矿山分布与开采情况。 三、矿山开发利用方案概述 包括矿山建设规模及工程布局，矿山批准的（或拟开采的）开采层位、矿山资源及储量、矿山设计生产服务年限、年生产能力，矿山阶段或采区布置、开采接替顺序、开采方式、顶板管理方法，矿山固体废弃物和
4、废水的排放量及处置情况等。,第二章 矿山地质环境背景,一、自然地理 1、气象：主要是降雨量特征，它对矿山地质灾害的发生有直接影响。 2、水文：重点是矿区附近河流及季节性洪水沟谷的径流量特征，有些露天采场和地下采空塌陷区正好位于沟谷或河流穿越部位，需要设计河流改道工程。 3、植被：植物的种类（乔、灌、草及人工作物）和密度，植被覆盖率等，附照片。为矿区植被恢复提供依据。 4、土壤：土壤类型（棕壤、褐壤、草甸土）、分布、厚度等。为表土的存放与覆土利用提供依据。 5、土地利用现状：包括林地、草地、耕地、荒坡地等的分布位置、面积等，应在有关平面图上表示。为土地复垦提供依据.,第二章 矿山地质环境背景,二
5、、地形地貌：重点对矿区及其附近地区地质灾害发育与矿山地质环境问题有关的地形地貌特征进行调查和论述。为地质灾害危险性评估和矿山地质环境影响评估提供依据。 三、地层岩性与地质构造 地层、构造、岩浆岩：注意调查断层破碎带特征，分析其对露天采场边坡及地下采场、巷道稳定性的影响。 四、水文地质条件：重点调查矿区及其附近地下水类型、分布、含水层厚度、水位及渗透性，矿井及露天采场排水量，附近村庄生活和灌溉利用的水源情况，矿山排水对附近地下水、地表水的影响。为水资源环境影响评估提供依据。 五、工程地质条件：重点调查软弱岩组、夹层分布与特征，节理裂隙与断裂带特征，风化层特征等，简要评述露天采场岩石质量和边坡稳定
6、性，或井巷围岩的岩石质量和稳定性。 六、矿体（层）地质特征 七、矿山及周边其它人类工程活动情况,第三章 矿山地质环境影响评估,一、评估范围和级别评估区范围应根据矿山地质环境调查确定。 评估级别确定 矿山地质环境影响评估级别应根据评估区重要程度、矿山生产建设规模、矿山地质环境条件复杂程度综合确定，评估级别分为一级、二级、三级，见附录A。 评估区重要程度应根据区内居民集中居住情况、重要工程设施和自然保护区分布情况、重要水源地情况、土地类型面积等确定，划分为重要区、较重要区和一般区三级，见附录B。 矿山地质环境条件复杂程度应分别按井工开采和露天开采归类，根据区内水文地质、工程地质、地质构造、环境地质
7、、开采情况、地形地貌等划分为复杂、中等、简单三级，见附录C。 矿山开采规模分矿种类别，按年生产量分大型、中型、小型三类，见附录D。,二、矿山地质环境影响现状评估,在资料收集及矿山地质环境调查的基础上，对评估区地质环境现状作出评估。 1、分析评估区内现存的地质灾害类型、规模、发生时间、表现特征、分布、诱发因素、危害对象与危害程度；分析与相邻矿山采矿活动的相互影响特征与程度；按建设用地地质灾害危险性评估技术要求（试行）进行地质灾害危险性评估。 如：露天采场崩塌灾害是局部发育，还是普遍存在，其成因是什么；采空塌陷是局部发育，还是大面积发育，分析成因，其发育的阶段（初始、高峰、趋于稳定）相邻矿山采空塌
8、陷相互影响的特征与程度，可类似于两眼抽水井形成的水位干扰程度的分析。 2、分析评估区内现存的地形地貌景观、地质遗迹、人文景观等的影响和破坏情况。 3、分析评估区内现存的土地资源的影响和破坏。 4、分析评估由采矿活动导致地下含水层的影响或破坏情况。包括含水层结构破坏，含水层疏干、地下水水位下降、泉水流量减少、地下水位降落漏斗的分布范围、地下水水质变化、地下含水层破坏对生产生活用水水源的影响等。,案例:河北省某露天矿方案的现状评估 （一）山地、植被资源及地貌景观占用和破坏 1、露天采场 矿山开采没有按照开发利用方案进行，露天采场局部岩石松散，存在不稳定边坡，其破坏山地面积约6943.7 m2，破坏
9、其上植被，形成掌子面，对地貌景观影响较严重。现状条件下，露天采场对矿山地质环境影响程度较严重，矿山环境防治难度较大。 2、废石堆 矿山采用山坡露天开采，因区内岩石裸露，地面覆盖植被较少，采场范围内只有少量可剔除围岩，剥离量很小。目前矿区内没有集中的废石场，前期开采产生的废石堆放在路边、采场附近，基本呈带状分布。废石堆总量约21.6km3，总占地面积9141.8 m2，最大高度约40m，最大坡角约50。将原本稀疏的植被破坏殆尽，对土地、植被及地貌景观影响程度较严重。由于废石较破碎，含有较多的风化软弱岩石，淋滤液对下游地表、地下水体存在影响，由于不含有毒有害物质，影响较轻。废石堆放坡度较大，无任何
10、拦挡措施，形成不稳定边坡，对土地资源、地貌景观影响程度较严重。现状条件下，路边废石堆对矿山地质环境影响程度较严重，矿山环境防治难度较大。 3、临时建筑物及运输道路 矿山建筑有临时办公室等设施，共占地约120 m2，所占地为山地，造成了植被的破坏。矿山运输道路为土路及碎石路，宽度约3.5m，总长度约1320m，共占用和破坏土地4620m2。临时建筑及运输道路共占用和破坏山地面积4740 m2。 矿山建筑设施及道路压占了部分土地，破坏了植被，道路切坡造成少量岩石滑塌。现状评估认为，矿山建筑设施及道路对地质环境影响程度较轻。,案例:河北省某露天矿的现状评估,（二）水资源、水环境影响评估 矿体出露位置
11、较高，均在当地侵蚀基准面以上。矿区无地表水系，汛期降水多形成径流流往区外，水文地质条件简单，仅有少量构造裂隙水和风化裂隙水。矿区附近没有大规模水体存在，地下水与地表水没有必然的水力联系。开采地段汇水面积很小，地表水不会停留。 废石堆淋滤水沿沟谷下渗，对下游局部范围内的地表、地下水质量产生影响。由于不含有毒、有害物质等，其影响程度较轻。 （三）地质灾害危险性评估 露天开采时形成的掌子面是高陡不稳定边坡，在岩石破裂严重的地段，若岩层倾向和坡向一致或斜交，可能产生岩块崩滑。堆积的废石形成泥石流的物源。经调查，矿山至今未发生过崩塌、泥石流等地质灾害。地质灾害危险性小。,三、矿山地质环境影响预测评估,在
12、现状评估的基础上，根据矿产资源开发利用方案和采矿地质环境条件特征，预测评估采矿活动可能引发或加剧的环境地质问题及其危害。根据地质灾害危险性大小，采矿活动对含水层、地形地貌景观、土地资源的影响和破坏程度。 1、 预测评估采矿活动可能引发或加剧的地质灾害，分析危害对象和危害程度，按建设用地地质灾害危险性评估技术要求（试行）进行地质灾害危险性评估。 2、预测评估采矿活动对地形地貌景观、地质遗迹、人文景观等的影响和破坏程度。 3、预测评估采矿活动对土地资源的影响或破坏的类型、规模和程度。 4、预测评估由采矿活动导致地下含水层的影响或破坏情况。,案例：贵州省某煤矿方案的预测评估,1、计算煤层安全开采深度
13、 考虑采空迭加效应，根据其上部的覆盖层厚度、煤层间距、岩层岩性、倾角、裂隙节理发育情况等，按地方煤矿实用手册计算煤层安全开采深度，计算公式如下: HMK 式中： H煤层安全开采深度，m； M多层煤层开采综合作用厚度，MMxn，m； Mxn=CnMxn-1Mn Cn为该煤层与相邻的上层煤的间距Hnn-1与该煤层开采高度Mn之比的函数，查表取得。 Hnn+1上下层煤之间的法线距离，m；取相关地质资料中的相邻煤层层间距。 Mxn- 1为与该煤层相邻的上层煤的综合开采深度，m；当n- 11时，Mxn- 1Mn- 1。 Mn煤层开采高度，m。 K安全系数。煤层倾角小于45o，按类煤田和级建筑保护级别取值
14、150。,案例:贵州省某煤矿方案的预测评估,2、地质灾害危险性预测评估 矿井进行多煤层开采时，煤层安全开采深度最大值为296m。评估区内煤层的上覆岩层厚度均小于煤层安全开采深度，当矿井在该区域内开采多煤层而形成采空区后, 上覆岩层的稳定性将受到影响，引发矿区及其影响范围内地面塌陷、地面沉降、地裂缝、滑坡等新的地质灾害的可能性大。其中三迭系下统夜郎组地层分布地段地势较陡，引发崩塌、滑坡可能性大；由于矿区内已发现三处滑坡，滑坡均位于三迭系下统夜郎组地层上，由中寨乡国土所在滑坡后山崖设置观测点，定期进行观测，按时记录，发现危险及时处理上报。 开采影响范围内的所有地段引发地面塌陷、地裂缝、地面沉降的可
15、能性均大；冲沟多，雨季引发泥石流可能性也大。,案例:贵州省某煤矿采空塌陷对地质环境影响预测评估,1、计算移动变形值： 我国目前实际应用地表移动计算理论和方法主要有典型曲线法、负指数函数法和概率积分法。其中概率积分法更全面考虑了影响地表移动变形的各主要因素，因此，采用概率积分法计算矿井地表移动变形是相对较准确的。本次采用的“开采地表移动变形预测软件MSPS”就是根据此法由中国矿业大学开发而成的预测模型。 倾斜煤层中开采某单元i，按概率积分法的基本原理，单元开采引起地表任意点(x，y)的下沉( 最终值 )为：,案例:贵州省某煤矿采空塌陷对地质环境影响预测评估,式中：W0走向和倾向均达到充分采动时的
16、地表最大下沉值（mm）； W(x)倾向方向达到充分采动时走向主断面上横坐标为x点下沉值（mm）； W(y)走向方向达到充分采动时倾向主断面上横坐标为y点下沉值（mm）。 在充分采动时： 地表最大下沉值，W。mqcos 最大倾斜值，i。W。/r 最大曲率值： （10-3/m） 最大水平移动，U。bW。 最大水平变形值,案例:贵州省某煤矿采空塌陷对地质环境影响预测评估,地表移动变形预计参数 下沉系数q/0.60 重复采动取0.652 主要影响正切tg/2.0 重复采动取2.23 水平移动系数b/0.30/4 拐点偏移距Sm0.10H 重复采动取0.08 H5 影响传播角deg90-0.65 为煤层
17、倾角(deg),2、地表移动变形影响评估,聚鑫煤矿井田内煤层赋存较稳定，预测主要煤层开采后最大下沉值将达到4.5m，地表移动变形影响范围约为1.26km2。其中，首采区最终下沉值也将达到4.5m，地表移动变形影响范围约为0.74km2。本井田开采地表移动变形的特点主要表现在以下几个方面： （1)地表移动变形对植被的影响评估 根据地形、地表移动变形与裂缝情况，可将地表移动变形对植被的破坏程度分为三级，分别为轻度、中度、重度三种类型。 轻度：地面有轻微的变形，不影响农田耕种、林地、植被生长，水土流失略有增加。主要分布在井下留有煤柱的上方和达到充分采动的采区中央区域。 中度：地表移动变形破坏比较严重，出现方向明显的缝、坡、坎等，影响农田耕种，导致减产，也影响林地与植被生长，水土流失有所加剧。主要分布在煤柱的边缘地带，即下沉盆地的边缘区域。 重度：地表移动变形破坏严重，出现崩塌或滑坡，农田、林地与植被破坏严重，水土流失严重，生态环境恶化。主要分布在煤层浅部及地表较陡的边缘区域。,
