河北省井陉县北良都西灰岩矿矿山环境恢复治理设计.docx
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河北省井陉县北良都西灰岩矿矿山环境恢复治理设计
河北省井陉县北良都（西）灰岩矿
矿山环境恢复治理设计
河北省环境地质勘查院
二零零八年六月
河北省井陉县北良都（西）灰岩矿
矿山环境恢复治理设计
项目承担单位：
井陉县国土资源局
设计编制单位：
河北省环境地质勘查院
院长：
赵国通
总工程师：
赵宗壮
项目负责：
王昕洲
编写人员：
吴向辉高明辉赵建青李淑辉
报告审核：
郭润瑞
提交时间：
2008年6月
前言
河北省井陉县北良都（西）灰岩矿位于井陉县县城以南4km处，省道衡井公路西南200m。
多年来以生产水泥用灰岩和建筑用石料为主，开采方式为露天开采，极大的破坏了山体植被及地貌景观，犹如青山上的一块伤疤，与周围秀美的风景很不协调。
根据《河北省井陉县矿产资源总体规划（2001-2010年）》，将其列为禁采区，2005年采矿证到期后不再批准延续，并于当年闭坑。
对该矿山进行综合治理，改善当地地质环境、生态环境，此举势必对当地经济发展和改善人民生产生活环境具有重要意义，各级政府对此也非常重视，井陉县人民政府积极贯彻落实国土资发[2003]32号文、财建[2003]530号文及冀国土资环[2003]302号文，并结合本地区矿山地质环境的现状，选择该矿山作为本次矿山地质环境治理重点之一，决定对矿山地质环境进行彻底的环境恢复治理。
依据有关规定，井陉县国土资源局委托河北省环境地质勘查院承担河北省井陉县北良都（西）灰岩矿矿山环境恢复治理设计的编制工作，要求对该矿山的矿山环境恢复治理提出合理方案，进行详细设计，恢复矿山生态环境。
一、方案编制的依据
（一）法律法规及技术规范
1、国务院关于全面整顿和规范矿产资源开发秩序的通知（国发[2005]28号）
2、《地质灾害防治条例》（国务院令第394号）；
3、《河北省地质环境管理条例》
4、《关于印发《河北省绿色矿山建设实施方案》的通知（冀国土资环字[2003]32号）；
5、《关于进一步落实《河北省绿色矿山建设实施方案》的通知（冀国土资矿字[2003]302号）；
（二）技术依据
1、《矿山环境保护治理方案编制规范》（中华人民共和国地质矿产行业标准DZ/T223-2007）
2、《河北省矿山地质环境恢复与治理工作技术要求》
3、《河北省矿山地质环境综合治理规范方案》（试行）（河北省国土资源厅2006.12）
4、《岩土工程师实用手册》（化学工业出版社2007.08）
5、《河北省建筑工程预算综合基价》（河北省建设厅2003）
6、《河北省地质勘查项目预算标准》（试行）（河北省财政厅、国土资源厅、物价局、地勘局2006.12）
二、方案编制目的
1、控制或消除崩塌和不稳定边坡等地质灾害隐患，整治满目疮痍的矿山环境。
2、通过恢复地表景观、植树绿化等方式逐步恢复矿山生态环境。
3、改善人民生存环境，改善县城面貌，创造良好的投资环境。
三、恢复治理期限
按照计划，治理工程于2008年7月开始实施，到2009年3月完工，适用期9个月。
第一章矿山基本情况
一、矿区自然地理
1、地理位置、面积
矿区位于井陉县城东南4km，省道衡井公路西南200m，距石太高速约2km。
交通便利。
中心地理坐标：
东经114°09′49″，北纬38°00′17″，见图1交通位置图。
本次工作区面积为0.16Km2，地形图采用独立坐标系，工作区在地形图中的坐标为：
X：
513.848——514.248；Y：
4207.568——4207.968。
2、地形地貌
矿区位于太行山东麓，属于中低山区，地势起伏较大，具体位于382m高地东北山坡上，整体地势西南高东北低。
经过人工开采，矿区内原始山坡地貌已经遭到完全破坏，形成了大大小小五个掌子面，以及多级开采平台，大量弃渣堆放于矿区各处，区内大面积基岩裸露，在未开采山坡上可见第四系残坡积物，厚度0.2-1.5m，土质较好，植被主要为灌木，覆盖率15％～20％。
3、气象水文
井陉县位于我国大陆东部中纬度地带，为暖温带半湿润大陆性季风气候。
除地理位置和环流形势以外，地势和地貌对井陉县气候的形成也有影响。
井陉县地处太行山区东侧迎风坡面，但全县地势、地貌复杂，有100米左右的低地，也有1000余米的山峰；有中低山，也有丘陵，因此在气候上表现出一定地方特点。
主要表现为年内温差大，四季分明，春季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季气爽降温快，冬季严寒干燥少雨雪,区内多年平均降水量556.4mm，最大为1237.2mm，最小215.7mm；年内降雨十分集中，且多以暴雨形式出现。
多集中在7、8月，历时短，强度大，多年平均降雨量7、8月份占全年降雨量的54.8％。
雨量年际变化较大，1956年、1963年、1996年降雨量是其它年份的3-5倍。
多年平均气温13℃，极端最高气温为42.7℃，极端最低气温为零下26.5℃，霜冻期从十月下旬至次年四月上旬，无霜期约204天，冻土深度0.5-1m。
区内无常年地表径流，汛期短暂洪水沿沟谷排走。
地表水受季节影响较大，以洪流为主，排泄较好，最终汇入矿区东部的金良河。
二、矿区地质条件
1、地层岩性
奥陶系马家沟组（O2m）：
广泛分布于矿区，是赋矿地层，岩层呈带状近东西向环绕山体展布并延出矿区，主要岩性为花斑状灰岩（O2m—h），致密块状灰岩（O2m—Zh）、白云质灰岩（O2m—b）。
⑴、花斑状灰岩（O2m—h）：
主要为赋矿岩层，分布于矿区大部，以灰黑色厚层花斑状灰岩为主，夹白云质灰岩。
花斑状灰岩呈厚层状，单层厚2—4m，内夹有薄层白云质灰岩。
⑵、致密块状灰岩（O2m—Zh）：
为赋矿岩层，分布于矿区中部，位于山体中下部，为主要矿层之一，岩性为青灰色致密块状灰岩。
夹有扁豆状，薄层状白云质灰岩。
块状灰岩为厚层状，层理发育，单层厚度3m左右。
⑶、白云质灰岩（O2m—b）：
呈条带状，以夹层的形式分布于花斑状灰岩、致密块状灰岩之中，共有三层，夹层厚4—12m，累计13—19m，岩性为白云质灰岩。
第四系（Q）：
分布于山麓及沟谷中，沉积物主要为坡积、冲洪积黄色粘土、亚粘土、砂砾石等，厚度0.2-3m。
2、矿床地质特征
矿床赋存于奥陶系马家沟组岩层之中，呈近东西向环绕山体展布，并延出区外。
矿层主要岩性以花斑状虫孔灰岩为主，亦有致密块状灰岩，内夹三层白云质灰岩夹层。
岩层倾向NE330°，倾角15°。
3、地质构造
矿区位于中朝准地台（Ⅰ2），山西断隆（Ⅱ
），太行拱断束（Ⅲ
），赞皇穹褶束（Ⅳ
）的中部。
甘陶河东逆断层构造带主导了本区的地层产状，该断裂带走向为北东向25°－50°，倾向为295°－320°，倾角40°－80°，以逆断层为主。
评估区距该构造带南部一逆断层为1.6km。
矿区构造简单，马家沟组地层为一套较平缓单斜岩层，总体倾向330°，倾角15°，岩层中可见宽约2m的小褶曲。
三、矿山企业概况
河北省井陉县北良都（西）灰岩矿行政隶属于良都乡，该矿山1999年开始开采，为个体矿山企业，现已闭坑。
矿山为露天开采型，面积约0.1Km2,矿产类型为灰岩。
闭坑前主要生产水泥用灰岩、建筑用石料，资源储量179.5万吨，年产量12万余吨，剥采严重，基岩裸露，矿山地质环境及生态环境遭到严重破坏。
由于该矿山紧临省道衡井公路，处于公路可视范围之内，从远处观望，犹如青山中的一块伤疤，对当地旅游经济发展及周边环境造成了严重的负面影响。
第二章矿山环境现状及发展趋势
一、矿山环境现状
1、开采区
开采区中心地理坐标为：
东经114°09＇49〃北纬38°00＇17〃。
区内由于采石活动，地表原本就不厚的壤土层被剥离，基岩剥采厚度达30～50m，形成了大面积盆地状基岩裸露区，植被破坏严重。
采石掌子面基本呈圆弧形，环绕采石平台，开采遗留的残山，地貌景观改变显著，区内道路崎岖不平，车辆行走较为困难。
掌子面：
矿山开采形成掌子面，地貌景观破坏严重。
掌子面坡度陡缓不一，陡峭角度多在75°以上，部分接近竖直，甚至大于90°。
上零星分布有危岩，掌子面下部堆积有大量渣石，边坡坡度在40°左右。
主要掌子面有五处，从上到下编号依次为zzm01、zzm02……zzm05，分布于山体东北部,统计数据见下表：
表1：
主要掌子面调查表
编号
长度（m）
高差（m）
面积（m2）
山前可视长度（m）
山前可视面积（m2）
危岩方量（m3）
zzm01
202.5
43
8707.5
140
6020
32
zzm02
132.5
39
5167.5
122
4758
36
zzm03
210
33
6930
130
4290
29
zzm04
15
6
90
0
0
zzm05
33
6
198
0
0
合计
15068
97
掌子面1号、2号和3号上局部岩石突起或凹洼，随时可能崩落；外缘山顶上有弧状山体裂缝，裂缝宽度1—3cm，垂直位移不明显，裂缝距离掌子面水平距离1—2m。
崩塌灾害发生的危险性较大。
采石平台：
区内主要采石平台有八处，从上到下编号为pt01、pt02……pt08，详见下表统计数据。
平台主要是在采矿过程中由于施工及运输需要，而人为开挖而成的，平台上杂乱堆积着废渣堆。
表2：
主要平台调查表
编号
高程（m）
面积（m2）
存在何种地质灾害
pt01
299.05
150
不稳定边坡
pt02
299.05
1080
崩塌
pt03
293.32
400
不稳定边坡
pt04
278.07
2256
崩塌
pt05
265.53
510
不稳定边坡
pt06
241.76
2400
崩塌
pt07
233.35
630
不稳定边坡
pt08
227.63
4000
不稳定边坡
合计
11426
边坡：
残山上主要的边坡有八处，边坡主要是露采和后期翻渣切坡形成的，边坡坡度一般在40°左右，主要分布在采矿区东部和北部。
边坡编号从上到下编号依次为：
bp01、bp02……bp08。
其中编号02、03、04和08的边坡高宽比大于稳定边界值，存在失稳因素。
地质灾害危险性程度为中等。
表3：
主要边坡调查表
编号
长度（m）
高差（m）
宽度（m）
坡面堆积物
高宽比
bp01
12
6
12
碎石
0.50
bp02
15
11
14
碎石
0.79
bp03
22
12
17.5
碎石
0.69
bp04
27
7
10
碎石
0.70
bp05
70
14
22
碎石
0.63
bp06
22.5
7
12
碎石
0.58
bp07
14
3
12
碎石夹土
0.25
bp08
104
13
15.5
碎石夹土
0.84
渣堆：
采矿废渣杂乱堆积，渣堆按照从上到下的顺序编号，依次为zd01、zd02……zd25。
采石平台上以及掌子面下部分布有多处废渣堆，极大的影响了生态景观。
经实地调查，主要废渣堆有25处，堆积方量10092.42m3。
其中zd03、zd06、zd09和zd19为巨石渣堆，最大直径可达3.0m，累计方量为1183.08m3，zd18、zd21、zd22和zd23为场地南侧建筑石料厂堆积的石料，累计方量993.67m3。
表4：
主要渣堆调查表
编号
顶底高差（m）
堆积方量（m3）
占地面积（m2）
最大坡角（°）
物质组成
危害性
zd01
6
225.00
45
40
碎石
较小
zd02
7
1458.33
250
38
碎石
较小
zd03
5
270.83
65
41
巨石
中等
zd04
2.5
135.42
65
37
碎石
较小
zd05
5
312.50
75
40
碎石
较小
zd06
2.8
500.50
214.5
39
巨石
中等
zd07
2.8
45.50
19.5
39
碎石
较小
zd08
2.8
641.67
192.5
38
碎石
较小
zd09
2.2
280.50
153
39
巨石
中等
zd10
2.4
256.00
128
39
碎石
较小
zd11
2.8
252.00
108
37
碎石
较小
zd12
4
108.33
32.5
36
碎石
较小
zd13
6
238.00
47.6
42
碎石
较小
zd14
9
571.67
98
41
碎石
较小
zd15
3
468.75
187.5
39
碎石
较小
zd16
3
2187.50
875
36
碎石
较小
zd17
3
75.00
30
38
碎石
较小
zd18
4
88.67
26.6
38
碎石夹土
较小
zd19
1.8
131.25
87.5
34
碎石
较小
zd20
4
408.33
127.5
37
巨石
中等
zd21
2
110.00
66
33
碎石夹土
较小
zd22
6
600.00
120
40
碎石夹土
较小
zd23
6
195.00
39
40
碎石夹土
较小
zd24
6
375.00
75
40
碎石
较小
zd25
3
140.00
56
38
碎石
较小
合计
10092.42
3183.7
综上所述，开采区存在的主要环境地质问题是：
区内植被及地貌景观破坏严重；掌子面存在危岩体，掌子面外缘顶端发育张裂缝，存在发生崩塌灾害的危险性；开采区内存在有多处边坡，其中有4处存在边坡失稳的危险性。
照片1矿山全貌（镜向西南）
照片2掌子面1（镜向南东）照片3掌子面2（镜向南）
照片4掌子面3（镜向西南）照片5渣堆8（镜向北东）
照片6边坡2（镜向南）照片7边坡8（镜向西）
2、矿业活动影响区
本矿山毗邻金良河，周围无居民区，只有一个建材石料加工厂，对周围环境影响较小。
由于无序的开采，矿业活动影响区部分表层土被剥离，地表植被破坏严重。
区内凌乱分布的渣堆对地表植被也造成了不小的危害，生态环境受到了一定程度的不良影响。
矿山环境现状见附图1
二、矿山环境发展趋势分析
本矿山已经闭坑，掌子面、渣堆和边坡失去人工维护，可能引发崩塌和不稳定边坡等地质灾害。
生态环境会进一步恶化。
必须及时进行环境恢复治理工作，避免上述情况的恶化。
三、工作方法及完成的工作量
勘查工作布置前首先搜集了相关的地质、水文地质、工程地质以及水利、气象、环保、生态等有关资料。
在此基础上开展了地形测绘及专项地质测量工作。
地形测绘采用的比例尺为1：
500，采用独立坐标系，外业利用RTK实测，逐线回放检查，内业利用CASS软件进行数字化成图及编绘，实测地形面积0.16km2，工作中遵从国家规范规程，成果可作为下一步工作的基础。
各专项地质测量采用手图的比例尺是1：
500，测量中遵循传统地质调查与高新技术相结合的原则。
测量点逐一填写卡片和拍摄，渣堆、不稳定边坡等地质体规模采用钢尺量测，倾角、坡角等用罗盘量测，图中2mm所对应尺寸的地质体均反映在图上。
实测中确定地质灾害点：
不稳定碎石边坡4个、危岩5处、废弃渣堆25处。
工作程序见框图2，勘查完成的工作量见下表5。
图2评估工作程序框图
表5：
完成的主要工作量
项目
单位
完成工作量
资料收集
份
3
1：
500地形测绘
km2
0.16
专项地质灾害、生态环境测量
km2
0.16
现状环境录象
全采区
现状环境拍照
张
109
第三章矿山环境影响评估
一、评估级别确定
本项目区毗邻省道衡井公路，地理位置重要程度为较重要；矿山闭坑前年产量12万吨（<50万吨），为小型矿山；地质环境条件复杂程度为中等，对照《矿山环境保护治理方案编制规范》附录表A.1（见表6），综合确定本矿山环境影响评估精度级别定为二级。
表6矿山环境影响评估精度分级表
评估区重要程度
矿山建设规模
地质环境条件复杂程度
复杂
中等
简单
重要区
大型
一级
一级
一级
中型
一级
一级
二级
小型
一级
一级
二级
较重要区
大型
一级
一级
二级
中型
一级
二级
二级
小型
二级
二级
三级
一般区
大型
一级
二级
二级
中型
二级
二级
三级
小型
二级
三级
三级
摘自：
《矿山环境保护治理方案编制规范》附录表A.1
二、矿山环境影响现状评估
现状条件下，本矿山存在的主要环境地质问题为：
植被及地貌景观破坏严重、掌子面基岩裸露、废渣随意丢弃，恢复治理难度较大，矿业活动对矿山环境影响较严重。
区内存在有发生崩塌、及不稳定边坡地质灾害的危险性。
1、土地、植被资源占用与破坏现状评估
矿山露天开采形成大面积基岩裸露区域，对植被破坏严重。
开采形成的近直立的掌子面，正对公路，形成视觉污染，掌子面面积约15356m2。
区内渣堆遍布，根据调查渣堆共25处，总占地面积达3183.7m2。
现状条件下，矿山植被资源及地貌景观受影响程度严重。
2、矿山水资源环境现状评估
现状条件下矿区废渣对地表水形成污染较小，主要污染物为降雨淋滤冲出的固体悬浮颗粒，对地下水无污染。
3、矿山地质灾害现状评估
根据实地调查，矿区内未发生过崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害现状地质灾害危险性小。
4、综合分析归纳现状评估结果
综上所述：
现状条件下，矿山开采区内植被遭到严重破坏，表层土遗失殆尽，植被破坏严重；水资源环境受到的影响较轻。
由于长期无秩序的开采，矿山原始地形地貌遭到了严重的破坏。
致使原来的绿色山丘变成了残垣断壁、边坡失稳、废渣垃圾遍布的局面。
现状条件下，区内未发生过崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，地质灾害危险性小。
三、矿山环境影响预测评估
1、土地、植被资源占用与破坏预测评估
该矿山在2005年已经关闭，矿山闭坑后，遗留下来的一方面是大量堆积的废渣石，另一方面是采掘形成的大片基岩裸露区域，植被遭到严重破坏，这些问题得不到及时有效的治理，将使区域的地质环境及生态环境都将遭到越来越严重的破坏。
预测矿山植被资源及地貌景观将受到较重影响。
2、矿山水资源环境预测评估
现状下矿区废渣对地表水形成污染较小，主要污染物为降雨淋滤冲出的固体物质悬浮颗粒，对地下水无污染。
预测矿山未来对地下水污染较小，对地下水基本无污染。
3、矿山地质灾害预测评估
掌子面上的危岩在自然条件下，经过风吹、雨淋和日晒，风化程度将进一步加深，掌子面外缘顶部的张裂缝在自然条件下亦有扩大的趋势。
预测掌子面上崩塌灾害发生的危险性较大。
采矿形成的不稳定边坡，在自然条件下，随着碎石的自然跌落，和雨水的冲刷，边坡表层的蠕变效果会越来越明显，最终导致边坡失稳。
预测发生不稳定边坡地质灾害的危险性为中等。
综上所述，预测矿山存在的主要环境问题为植被及地貌景观的破坏，主要的地质灾害为崩塌和不稳定边坡。
若任其在自然条件下发展，植被及地貌景观的破坏将会加剧；水资源环境的污染不会加剧；崩塌和不稳定边坡灾害发生的可能性将会加大，预测发生崩塌、不稳定边坡灾害的危险性为中等。
四、矿山环境影响综合评估
根据矿山环境现状评估和预测评估结果，综合认为，评估区可以划分为2个区，即环境影响较重区（Ⅰ）和环境影响较轻区（Ⅱ）。
其中环境影响较重区（Ⅰ）主要存在的地质环境问题为：
a、长期的开采造成植被破坏严重，地貌景观破坏严重。
b、崩塌灾害，崩塌灾害主要分布在掌子面1、2和3的临空面和外缘顶部；
c、不稳定边坡灾害，不稳定边坡灾害主要分布在边坡2、3、4和8这几个坡角较大的边坡上。
环境影响较轻区（Ⅱ）地质灾害弱发育。
存在的地质环境问题为：
生态环境破坏比较严重，开采区废弃物的无序堆积造成了地表植被的破坏，亟需清理堆积物和恢复生态环境。
见附图2矿山环境影响预测评估图
第四章矿山环境恢复治理原则、目标和任务
一、矿山环境恢复治理原则
1、可持续发展原则
2、依法治理、科学规划原则
3、实事求是、因地制宜原则
4、统筹规划、分步实施原则
5、经济效益、社会效益和环境效益相统一原则
二、矿山环境恢复治理目标
科学设计，严格施工，消除地质灾害隐患，使该矿山的地质环境问题得到有效治理，使规划区内山青水绿，生态效果显著，总体创造出良好的经济效益和生态效益，让群众放心，舒心。
为矿山闭坑后的环境恢复治理探索一条有效的途径。
治理工程为期9个月，治理范围主要是采石平台区、掌子面和边坡。
治理目标是：
消除崩塌、不稳定边坡灾害的威胁，清理废渣、平整场地，覆土，进行绿化，使采石台面区的绿化覆盖率达到70%。
三、矿山环境恢复治理任务
为预防矿山环境恶化及次生地质灾害的发生，规划的具体任务如下：
1、清理掌子面危岩，消除掌子面上崩塌灾害隐患，并进行绿化；
2、对固体废弃物堆放边坡采用上部削方、下部加固的方式，消除不稳定边坡灾害隐患，并进行覆土绿化；
3、清理采石平台上的渣堆，充分利用平台土地，覆土绿化；
3、对采矿影响区进行补充绿化，恢复当地生态环境
第五章矿山环境恢复治理总体布局
一、矿山环境恢复治理分区
根据闭坑矿山地质环境现状，依山就势，因地制宜进行分区，划分不同类型功能区，同时应与规划区外围环境相协调，将治理区分为两个区：
重点环境恢复治理区与一般环境恢复治理区。
重点环境恢复治理区分为灾害治理及绿化区（Ⅰ-1区）和林木种植区（Ⅰ-2区）；一般环境恢复治理区主要是恢复矿山原有自然绿色景观，即自然景观保护区（Ⅱ区）。
详见附图3矿山环境恢复治理分区图。
治理的效果图见图4
表7矿山环境恢复治理分区说明表
恢复治理分区
主要环境问题
工程措施
重点环境恢复治理区
（Ⅰ区）
灾害治理及绿化区
（Ⅰ-1区）
①植被破坏问题
②地貌景观破坏问题
③弃渣问题；
④崩塌灾害
⑤不稳定边坡灾害
①覆土绿化，恢复植被及地貌景观
②清理渣堆
③清理危岩，消除隐患
④采用坡率法消除不稳定边坡
林木种植区（Ⅰ-2区）
①植被破坏问题
②地貌景观破坏问题
③弃渣问题
①覆土绿化，恢复植被及地貌景观
②清理渣堆
一般环境恢复治理区（Ⅱ区）
①植被破坏问题
①补充覆土绿化，恢复植被
图4矿山治理效果示意图
二、矿山环境恢复治理工作部署
Ⅰ-1、地质灾害治理及绿化区
该区主要治理对象为边坡、掌子面
工程布置：
削坡及放缓坡脚高宽比小于1：
1.5
修筑浆砌石墙79.8m3
挖集水树坑（C类）848个
边坡覆土1092.6m3
集水树坑填土195.04m3
边坡种植火炬树848棵
掌子面4、5种植火炬树18棵
掌子面4、5下面坑中种植杨树4棵
掌子面4、5绿化用土280m3
种草面积5462.75m2
清理危岩97m3
安装钢丝1.97t（60516m）
种植爬山虎784棵
Ⅰ-2、林木种植区
该区主要治理对象为采石平台
渣堆清理9098.8m3
平台覆土1
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