石灰石礦礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程設(shè)計

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摘要:治理區(qū)地層主要為震旦系地層中的中厚層狀灰?guī)r。根據(jù)巖性及巖體物理力學(xué)性質(zhì)將治理區(qū)工程地質(zhì)巖組劃分為硬質(zhì)巖組，局部節(jié)理裂隙發(fā)育，塊狀構(gòu)造，抗壓強度60～120MPa。查明吉林省白山市渾江區(qū)七道江鎮(zhèn)石灰石六礦采石場礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程所在區(qū)域的地形地貌特征、地層巖性、巖土體類型、地下水類型、大氣降雨以及人類工程活動特征等，通過對該項目治理區(qū)的恢復(fù)治理，解決治理區(qū)內(nèi)突出的礦山地質(zhì)環(huán)境問題，消除安全隱患，改善礦區(qū)環(huán)境，消除環(huán)境視覺污染、恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)，從而營造一個宜居、宜人的生存環(huán)境，確保地方經(jīng)濟的穩(wěn)步可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞:礦山治理;主動防護網(wǎng)工程;地質(zhì)環(huán)境治理

1礦山概況

吉林省白山市渾江區(qū)七道江鎮(zhèn)石灰石六礦采石場是存在歷史遺留問題的礦山，礦山責(zé)任人缺失，開采方式為露天開采，開采礦種為石灰石。該礦山由于多年無規(guī)劃的露天開采，現(xiàn)已形成一處高陡邊坡、一處廢舊石灰窯及一處廢土石區(qū)，區(qū)域地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量較差，坡面巖石風(fēng)化強烈，且人類工程活動較強烈，對地質(zhì)環(huán)境影響較大，加之雨季降水集中，導(dǎo)致崩塌災(zāi)害時有發(fā)生。該邊坡巖性為灰?guī)r，呈層狀，邊坡整體坡向為220°，坡度70°～80°，坡寬為140m，坡腳線延長330m，平均坡高為80m，最大坡高110m，為人工巖質(zhì)邊坡，坡面表層微風(fēng)化，巖層產(chǎn)狀為155°∠45°，巖層厚度0．8～2m，三組節(jié)理裂隙，第一組產(chǎn)狀155°∠45°，間距0．8～2m，延伸長度3～10m，發(fā)育深度0．3～0．5m;第二組產(chǎn)狀320°∠30°，間距0．3～0．8m，延伸長度0．5～1．5m，發(fā)育深度0．2～0．3m;第三組產(chǎn)狀245°∠75°，間距0．5～1m，延伸長度0．5～3m，發(fā)育深度0．2～0．5m;碎屑充填，在雨季來臨時極易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。礦山終采后，邊坡東南角碎石散亂分布，造成大面積土地資源破壞，面積1860m2。碎石堆坡寬70m，平均坡高12m，坡度20°，由于長期堆積廢土石，破壞植被生長環(huán)境，植被難以生長。石灰窯位于邊坡西南方向邊坡坡腳，規(guī)格48m×7m×12m，共6個窯口，其中上窯口為圓形，直徑2．35m，下窯口為拱形，拱高2．5m，壓占土地資源、自然植被資源。

2治理工程措施

針對礦山現(xiàn)狀地質(zhì)環(huán)境問題，按照設(shè)計進行合理的施工部署，選擇適宜的施工方法，確保施工質(zhì)量，根除地質(zhì)災(zāi)害隱患，以確保治理的遠(yuǎn)期效益。對治理區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題的防治，應(yīng)根據(jù)礦山現(xiàn)狀和潛在的危險性確定治理范圍，就地取材，以比較經(jīng)濟合理的辦法和措施取得最佳的治理效果。根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的目標(biāo)和任務(wù)，本次治理主要采用以下方法。

2．1地質(zhì)災(zāi)害治理工程

治理區(qū)內(nèi)開采邊坡，坡面較陡，易產(chǎn)生落石，不利于后續(xù)主動防護網(wǎng)施工。因此，應(yīng)對開采邊坡坡面破碎浮石進行清理。清理產(chǎn)生的廢石，部分用于回填石灰窯，浮石清理后對邊坡設(shè)置主動防護網(wǎng)工程。其具體的工作方法及工程量如下。1)危巖體清理。采用人工和機械相結(jié)合進行危巖體清理，清除風(fēng)化嚴(yán)重的危險巖體，對邊坡進行修整。清理后的廢石除了用于回填石灰窯外可以出售以作為配套資金。對邊坡中上部進行坡面清理，邊坡平均坡度55°，邊坡清理面積為31900m2，平均清理厚度為0．1m，清理危巖體量合計3190m3。2)主動防護網(wǎng)。采用高強度鋼絲網(wǎng)片、帶錨墊板的鋼筋錨桿、邊界繩、鋼絲繩錨桿及連接構(gòu)件。由抗拉強度不低于1770MPa的3mm直徑高強度防腐鋼絲鏈?zhǔn)骄幙椂?，菱形網(wǎng)孔內(nèi)切圓直徑65mm，其環(huán)鏈破斷拉力不應(yīng)小于12kN，常用網(wǎng)片標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為30m/20m/10m×3．5m。采用帶錨墊板的預(yù)應(yīng)力鋼筋錨桿將T/65型高強度鋼絲網(wǎng)張緊固定覆蓋于邊坡上，從而提高表層巖土體的穩(wěn)定性，阻止巖塊的崩落或限制局部巖土體的破壞。所有編制網(wǎng)用鋼絲均應(yīng)符合《鐵路沿線斜坡柔性安全防護網(wǎng)》(TB/T3089—2004)與《鋅－5%鋁－混合稀土合金鍍層鋼絲、鋼絞線》(GB/T20492—2006)的規(guī)定，其公稱抗拉強度不低于1770MPa，環(huán)鏈破斷拉力不應(yīng)小于12kN。鋼絲采用熱鍍鋅+5%鋁+混合稀土合金，鍍層重量不應(yīng)低于150g/m2。網(wǎng)的形狀平整，鋼絲不應(yīng)有明顯機械損傷和銹蝕現(xiàn)象。網(wǎng)片端頭應(yīng)至少扭結(jié)一次，扭結(jié)處不應(yīng)有裂紋。

2．2地形地貌景觀恢復(fù)工程

2．2．1工作內(nèi)容。對礦山開采后遺留的兩處廢棄建筑物進行拆除，拆除后的建筑垃圾回填石灰窯并進行封堵。2．2．2工作方法及工程量。廢棄建筑物規(guī)格分別為5m×4m×3m、12m×9m×5m，磚混結(jié)構(gòu)，拆除折減系數(shù)0．3，拆除工程量180m3，采用機械拆除，建筑垃圾用于封堵石灰窯上窯口。石灰窯位于邊坡坡腳平臺下方，由于拆除將影響邊坡穩(wěn)定性，擬將石灰窯6處窯口進行封堵。封堵工程按照《煤礦安全規(guī)程》第一百三十一條“報廢的立井、平硐應(yīng)當(dāng)填實，立井處應(yīng)設(shè)置柵欄和標(biāo)志”的要求來執(zhí)行。下窯口斷面呈拱形，窯口寬2．2m，拱高2．5m，凈斷面尺寸均為6．88m2，水平向里延伸7m。上窯口斷面呈圓形，直徑為2．35m，凈斷面尺寸均為4．34m2，從石灰窯頂向下延伸12m。洞口回填物分為4個部分:由上而下依次為表土1．0m、廢土石4．0m、拆除廢棄物7m、漿砌石4．65m，則共用表土5m3、廢土石18m3、拆除廢棄物31m3(廢土石和拆除廢棄物平均運距50m)、漿砌塊石32m3，表土和廢土石填充時需分層夯實，分層厚度不大于30cm，共6個窯口，封堵工程量總計表土30m3，廢土石108m3，廢棄建筑物186m3，漿砌石192m3。表土采用平臺上現(xiàn)有表土，廢石土采用坡面清理產(chǎn)生的廢石，廢棄建筑物的拆除量較回填量少6m3，利用廢石補齊。窯口封堵后，在其南側(cè)臨道路處設(shè)置安全警示標(biāo)志，以引起行人的注意。

2．3綠化工程

2．3．1工作內(nèi)容。采坑下平臺現(xiàn)狀自然恢復(fù)的植被情況良好，平臺面積9100m2，采用間種喬木的方式補充復(fù)綠，下方廢土堆場地凹凸不平，造成大面積土地資源破壞，對廢土堆及拆除建筑物的位置進行場地平整后覆土，采用2m×2m間距栽植裸根樟子松樹，后進行撒播紫花苜蓿草籽。2．3．2工作方法及工程量廢土堆面積2020m2，平均平整厚度為0．5m，平整工程量為1010m3。拆除建筑物面積128m2，平均平整厚度為0．3m，平整工程量為39m3。場地平整工程量共計1049m3。邊坡清理后產(chǎn)生的廢石3190m3，扣除封堵石灰窯的廢石量114m3，剩余3076m3外運出售。對廢土堆及拆除建筑物位置進行覆土，廢土堆面積2020m2，拆除建筑物面積128m2，總面積2148m2，覆土平均厚度0．5m，覆土量1074m3。覆土后確保場地整體平整，平整后場地可以自然排水。石灰窯頂面及底面栽植爬山虎沿線長84m，栽植爬山虎168株;平臺面積9100m2，廢土堆面積2020m2，拆除建筑物面積128m2，植樹面積共計11248m2、植樹2812株，采用50kg/hm2規(guī)格撒播草籽，撒播面積0．22hm2。

3工程施工

結(jié)合治理區(qū)實際情況將工程施工分階段依次治理?！皺M向分層、縱向分段、兩段同步、階梯推進”的方式施工，推土機集料、自卸汽車轉(zhuǎn)運時采取水平、對稱、分層措施。對于堆放于坡下的車輛，在施工前應(yīng)聯(lián)系所有人駛離治理區(qū)，保證后續(xù)工程的順利開展，應(yīng)先進行地質(zhì)災(zāi)害治理工程后再進行其他工程。

3．1浮石清理工程

治理區(qū)內(nèi)采場邊坡的坡面巖石局部風(fēng)化較嚴(yán)重部分，破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育，可能產(chǎn)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，需要先進行危巖體清理。由于本次危巖體清理工程的位置在斜坡較陡部位，加之陡坡表面浮石較多，挖掘機在陡坡施工相對比較危險，易產(chǎn)生設(shè)備(挖掘機)側(cè)翻和下滑，采取必要的安全措施尤為重要。在施工前，首先在危巖體清理段周邊斜坡下部設(shè)置安全警示標(biāo)志、彩旗、安全旗或警示牌，以引起行人和作業(yè)生產(chǎn)人員注意，為機械設(shè)備施工創(chuàng)造條件，在道口處應(yīng)安排專人進行現(xiàn)場看護，防止安全事故的發(fā)生。

3．2主動防護網(wǎng)工程

3．2．1進場前質(zhì)量檢驗。產(chǎn)品進場前，生產(chǎn)廠家應(yīng)提供構(gòu)件產(chǎn)品原材料的質(zhì)量合格證書和配套質(zhì)量檢驗報告。檢驗報告須由第三方省級以上取得CMA、CAL等認(rèn)證資格的檢驗機構(gòu)或國外知名認(rèn)證機構(gòu)出具，檢驗報告也可由系統(tǒng)供貨廠家提供，包括以下內(nèi)容。1)系統(tǒng)中所使用的防護網(wǎng)用鋼絲應(yīng)按照《鐵路沿線斜坡柔性安全防護網(wǎng)》(TB/T3089—2004)與《一般用途鋼絲繩》(GB/T20118—2006)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定提供外觀檢查、尺寸測量、鍍層重量和力學(xué)性能試驗(抗拉強度、環(huán)鏈破斷拉力等)檢驗報告，檢驗報告的有效期為一年。2)系統(tǒng)中所使用的各類規(guī)格鋼絲繩應(yīng)按照《鐵路沿線斜坡柔性安全防護網(wǎng)》(TB/T3089—2004)、《重要用途鋼絲繩》(GB/T8918—2006)與《一般用途鋼絲繩》(GB/T20118—2006)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定提供外觀檢查、尺寸測量、鍍層重量和力學(xué)性能試驗(抗拉強度、最小破斷拉力等)檢驗報告，檢驗報告的有效期為一年。3)系統(tǒng)各構(gòu)件耐腐蝕試驗采用中性鹽霧試驗檢測，在一定試驗時間后能滿足規(guī)定防腐要求，應(yīng)提供通過中國合格評定國家認(rèn)可委員會認(rèn)可的實驗室出具的檢測報告，檢驗報告的有效期為五年。3．2．2現(xiàn)場質(zhì)量檢驗。產(chǎn)品進場后，監(jiān)理單位應(yīng)對產(chǎn)品質(zhì)量進行檢驗，主要包含以下內(nèi)容。1)質(zhì)量證明材料:檢查構(gòu)件產(chǎn)品原材料的質(zhì)量合格證書和配套質(zhì)量檢驗報告材料是否完整，內(nèi)容是否完善。2)安裝系統(tǒng)配置、外觀要求和規(guī)格尺寸等與設(shè)計圖是否一致，并進行現(xiàn)場抽樣檢查。3)施工方法、工藝、步驟等是否嚴(yán)格按設(shè)計要求進行。4)錨桿抗拔力檢測，要求每個工點檢測數(shù)量不少于3組，每組不少于3根，抗拔力不小于50kN。

3．3地形地貌景觀恢復(fù)工程

廢棄建筑物采用機械拆除，拆除前需初步評估建筑物強度，拆除過程中作業(yè)人員須佩戴必要的防護用具，避免砸傷、碰傷。在石灰窯上口進行作業(yè)時，設(shè)置安全警示標(biāo)志，施工人員安裝必要的安全繩，以免意外掉落。上窯口回填廢土石和表土?xí)r，利用人工分層夯實。

4結(jié)語

實施礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程，改善已脆弱的區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境，降低或避免礦山地質(zhì)環(huán)境問題的危害，使當(dāng)?shù)鼐用襁h(yuǎn)離礦山開采邊坡形成的地質(zhì)災(zāi)害的困擾，從而擁有良好的生態(tài)環(huán)境。通過對地質(zhì)環(huán)境治理，可以使治理區(qū)生態(tài)環(huán)境大大改善，不良地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)象不復(fù)存在，展現(xiàn)出青山綠水的狀態(tài)，極大改變了當(dāng)?shù)氐拿婷病?

作者:孫繼野 單位:中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊