林碧華，馬曉軒，陶波

（1.廣東省地質(zhì)建設(shè)工程集團(tuán)公司，廣州 510080；2.廣州市隧道開(kāi)發(fā)公司，廣州 510140）

石灰石礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理探討

林碧華1，馬曉軒2，陶波1

（1.廣東省地質(zhì)建設(shè)工程集團(tuán)公司，廣州 510080；2.廣州市隧道開(kāi)發(fā)公司，廣州 510140）

討論華南地區(qū)石灰石礦區(qū)常見(jiàn)的崩塌、滑坡和巖溶地面塌陷，總結(jié)其災(zāi)害發(fā)育特征，介紹相應(yīng)的防治技術(shù)。分析該礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境治理措施及其實(shí)際效果和原因。最后以位于廣州市花都區(qū)的某石灰石礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理為例，介紹石灰石礦山的地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。

華南地區(qū)；石灰石礦山；地質(zhì)災(zāi)害；地質(zhì)環(huán)境；保護(hù)與恢復(fù)

1 引言

石灰石礦是煅燒水泥的原材料，而其低品位礦石或廢渣則可進(jìn)一步利用作為填筑路基的礫料。不僅如此，已有研究［1～4］表明，石灰石粉可以有效改善水泥的物理力學(xué)性能，使其早期強(qiáng)度得到較大提高。顯然，石灰石礦的開(kāi)采對(duì)我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)具有重大價(jià)值。

隨著我國(guó)大量基建項(xiàng)目的啟動(dòng)，水泥等建材呈現(xiàn)出較強(qiáng)的相對(duì)剛性需求，這客觀上刺激了石灰石礦的大范圍開(kāi)采，也由此導(dǎo)致了至少2個(gè)方面的問(wèn)題：（1）石灰石礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及防治技術(shù)研究不足；（2）礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)及工作相對(duì)滯后。

上述兩方面的問(wèn)題極大程度地制約了當(dāng)前石灰石礦山有序、健康、科學(xué)的開(kāi)采。一方面，一旦引發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害，輕則中斷礦石開(kāi)采與加工，重則威脅現(xiàn)場(chǎng)人員的生命安全，損壞挖掘及傳輸?shù)仍O(shè)備，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失與人身安全后果。另一方面，礦山環(huán)境的恢復(fù)治理工作不到位，或者技術(shù)發(fā)展落后，將嚴(yán)重破壞原有地貌景觀、生態(tài)環(huán)境及土地資源等。因此，討論石灰石礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征、防治技術(shù)及其地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)等對(duì)推進(jìn)當(dāng)前礦山建設(shè)與可持續(xù)開(kāi)采有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 石灰石礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

我國(guó)南方石灰石礦床母巖通常為石炭系地層，其埋藏深度較淺且?guī)r層厚度巨大，因而，綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本及技術(shù)因素，礦床多選用露天方式進(jìn)行開(kāi)采。采坑邊界一般采用多級(jí)放坡形式，從而滋生了礦區(qū)發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能性。而從石炭系巖層本身的性質(zhì)和特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，在地下水漲落變化較強(qiáng)烈區(qū)域，則極有可能存在地下暗河或溶洞，誘發(fā)地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。

2.1 石灰石礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

石灰?guī)r礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型及發(fā)育特征由其巖性、埋藏特點(diǎn)及開(kāi)采方式所決定，集中體現(xiàn)為崩塌、滑坡和巖溶地面塌陷3種地質(zhì)災(zāi)害。

2.1.1 崩塌與滑坡

從失穩(wěn)的形式上看，礦區(qū)邊坡地質(zhì)災(zāi)害主要為崩塌與滑坡；從崩滑體物性上講，又可分為土質(zhì)邊坡崩塌滑坡與巖質(zhì)邊坡崩塌滑坡。

巖層厚度巨大但埋藏淺的地質(zhì)沉積特征，決定了石灰?guī)r礦一般采用露天凹陷開(kāi)采法采礦。剝離上覆第四系土層時(shí)，坡度一般不超過(guò)45°，坡高不大于5.0 m，放坡級(jí)數(shù)一般為1～2級(jí)，個(gè)別地區(qū)可達(dá)3級(jí)。開(kāi)采下伏灰?guī)r層時(shí)，每級(jí)坡高一般為10.0 m，坡度約70°；越往下開(kāi)采，則每級(jí)坡高可適當(dāng)增大，最大可定為15.0 m；但具體挖掘時(shí)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貛r層的裂隙發(fā)育程度、地質(zhì)構(gòu)造情況及水文地質(zhì)條件等因素綜合考慮放坡高度及坡度。

爆破、挖掘機(jī)械振動(dòng)及運(yùn)輸車(chē)輛的動(dòng)荷載，均會(huì)對(duì)礦區(qū)邊坡穩(wěn)定性造成不利影響，嚴(yán)重時(shí)甚至直接導(dǎo)致崩塌與滑坡的發(fā)生。對(duì)于裂隙發(fā)育的灰?guī)r層，雖然多數(shù)方解石脈所充填，但充填的方解石脈與灰?guī)r間形成了物性界面，其強(qiáng)度仍大大弱于完整性良好的灰?guī)r體。因此，幾乎在每次爆破的過(guò)程中，均會(huì)發(fā)生規(guī)模不一的崩塌或滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

2.1.2 巖溶地面塌陷

石灰?guī)r屬于碳酸鹽巖類(lèi)，是可溶性巖。在與不斷流動(dòng)的地表水、地下水及其他物質(zhì)相互作用后，石灰?guī)r產(chǎn)生巖溶現(xiàn)象。巖溶作用的結(jié)果，使可溶性巖體的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，巖石強(qiáng)度急劇弱化，透水性增大，并富含地下水，因此巖溶對(duì)工程建設(shè)及使用往往造成不利的影響［5］，而在石灰石礦區(qū)，常見(jiàn)的危害則是巖溶引發(fā)的地面塌陷。

事實(shí)上，通過(guò)爆破開(kāi)采礦石，會(huì)對(duì)巖壁造成較大的損傷，且產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)較大程度上增大了引發(fā)巖溶區(qū)發(fā)生巖溶地面塌陷的幾率。

2.2 相應(yīng)的防治技術(shù)研究

2.2.1 礦區(qū)崩塌與滑坡防治技術(shù)

多數(shù)的邊坡支護(hù)或加固措施適用于石灰石礦區(qū)的采礦邊坡治理，但同時(shí)應(yīng)當(dāng)指出，礦區(qū)露天采礦邊坡的支護(hù)與治理有其自身的特點(diǎn)。

露天礦邊坡一般比較高，縱向延伸長(zhǎng)。采場(chǎng)最終邊坡是由上而下逐步形成，上部邊坡服務(wù)年限較長(zhǎng)，下部邊坡服務(wù)年限則較短，底部邊坡在采礦結(jié)束時(shí)即可廢止，因此上下部邊坡的穩(wěn)定要求也不相同。另外，礦區(qū)邊坡對(duì)變形量或位移量的控制要求往往較寬松，即在穩(wěn)定的條件下允許較大的變形量。在未停采的石礦，由于礦場(chǎng)每天頻繁的穿孔、爆破作業(yè)和車(chē)輛行走，使邊坡巖體常常受到振損而強(qiáng)度大幅度降低。最后，采區(qū)邊坡是通過(guò)爆破、機(jī)械開(kāi)挖等手段形成的，邊坡巖體較破碎，穩(wěn)定性較差。

由于采礦的采剝作業(yè)打破了邊坡巖體內(nèi)原始應(yīng)力的平衡狀態(tài)，出現(xiàn)了次生應(yīng)力場(chǎng)，常使邊坡巖體發(fā)生變形破壞，使巖體失穩(wěn)，導(dǎo)致崩塌、散落、座落和滑動(dòng)等。通過(guò)上述分析，針對(duì)石灰石礦邊坡，提出對(duì)應(yīng)的常規(guī)治理方法，如下：

（1）對(duì)邊坡進(jìn)行疏干排水。

（2）對(duì)于地質(zhì)條件易形成滑坡或小范圍巖層滑動(dòng)的巖體，須采用抗滑樁、擋石壩方法治理。

（3）對(duì)局部受地質(zhì)構(gòu)造影響的破碎帶，首先采取避讓措施，劃定標(biāo)示出危險(xiǎn)范圍，嚴(yán)禁進(jìn)入，具體措施見(jiàn)后面的監(jiān)測(cè)工程。

（4）為防止?jié)L石傷人，坡面要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查工作，若有小范圍崩滑應(yīng)及時(shí)清理場(chǎng)地。

（5）天然邊坡應(yīng)因地制宜進(jìn)行適當(dāng)改造，在改造中應(yīng)珍惜已有植被，如巖質(zhì)山坡，應(yīng)采取補(bǔ)土、換土措施確保植樹(shù)成活率，必要時(shí)可進(jìn)行植被重建。

2.2.2 礦區(qū)巖溶地面塌陷防治技術(shù)

礦區(qū)巖溶地面塌陷大體上可分兩種：一種是一般性地面塌陷，主要是礦床采用地下開(kāi)采形式引起的；另一種是巖溶地面塌陷，主要是在重力及其他外力共同作用下引發(fā)溶洞區(qū)域塌陷。

相對(duì)來(lái)講，采用地下平硐、巷道方式開(kāi)采的礦區(qū)，其地面塌陷的影響范圍及分布位置容易確定和預(yù)測(cè)；而巖溶地面塌陷的預(yù)測(cè)及防治則相對(duì)困難得多。首先，巖溶分布及發(fā)育規(guī)律均無(wú)章可循，它是多種因素綜合作用的結(jié)果，隨機(jī)性較強(qiáng)；其次，巖溶發(fā)育的速率變化極大，難以有效掌握其發(fā)展的快慢；第三，巖溶洞穴隱藏于巖層內(nèi)部，并未裸露，其詳細(xì)的空間展布形式不清楚。上述三方面的原因?yàn)槭規(guī)r礦區(qū)巖溶地面塌陷的防治增加了極大的難度。

與城市建成區(qū)巖溶地面塌陷不同，礦區(qū)巖溶地面塌陷的防治，第一步是在查明巖溶規(guī)模與分布的基礎(chǔ)上，判斷其塌陷的可能性（即危險(xiǎn)性判斷），且最重要的是預(yù)測(cè)其危害性及危害范圍。若巖溶塌陷對(duì)礦區(qū)人員、機(jī)械設(shè)備及周?chē)用裆顓^(qū)的安全不構(gòu)成威脅，則一般不采取工程措施。若存在治理的必要性，則需要設(shè)置位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，同時(shí)豎立警示牌，以表示該區(qū)存在巖溶地面塌陷隱患。而對(duì)于影響重大且危險(xiǎn)性和危害性高的情況，則需即時(shí)開(kāi)展工程措施，進(jìn)行必要的加固和支護(hù)。

最后，應(yīng)該明確，穿孔爆破產(chǎn)生的巖體損傷及振動(dòng)，極易引發(fā)巖溶地面塌陷，因此，設(shè)置炸藥孔時(shí)應(yīng)科學(xué)謹(jǐn)慎。而運(yùn)輸車(chē)道應(yīng)全部設(shè)置在可能的塌陷范圍區(qū)域以外，避免發(fā)生不幸。

3 石灰?guī)r礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理

礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理主要從地質(zhì)災(zāi)害影響、含水層破壞、地形地貌景觀及土地資源影響4個(gè)方面進(jìn)行現(xiàn)狀評(píng)估及預(yù)測(cè)。上一節(jié)主要闡述了地質(zhì)災(zāi)害的類(lèi)型及防治，本節(jié)集中討論石灰?guī)r礦區(qū)的含水層破壞、地形地貌景觀及土地資源影響3個(gè)方面。

采用露天開(kāi)采方式的石灰?guī)r礦山對(duì)礦區(qū)含水層、地形地貌景觀及土地資源的破壞較大，而后兩者更為突出，是石灰?guī)r礦區(qū)的顯著特征之一，也是重點(diǎn)的恢復(fù)治理對(duì)象。

3.1 石灰石礦山地形地貌景觀治理

我國(guó)華南地區(qū)石灰?guī)r多呈巨厚層狀，水平向展布廣，連續(xù)性好，因而，石灰石露天開(kāi)采礦區(qū)通常較大。由此造成的原生地形地貌景觀影響和破壞程度大，而且，遭受破壞的原生地形地貌景觀即使在閉坑之后仍無(wú)法恢復(fù)。

地形地貌景觀破壞的防治措施應(yīng)根據(jù)礦區(qū)不同的土地類(lèi)型、破壞的特點(diǎn)和礦山終采后的情況確定。做到重點(diǎn)治理與面上治理相結(jié)合，永久工程和臨時(shí)工程相結(jié)合，工程措施與植物措施相結(jié)合，充分發(fā)揮工程措施速效性和控制性，同時(shí)也要發(fā)揮生物措施的后續(xù)性和生態(tài)效應(yīng)。

治理對(duì)象一般有廢石堆場(chǎng)、尾礦庫(kù)、礦山道路、邊坡及礦山工業(yè)設(shè)施區(qū)等。治理措施從美觀及環(huán)境恢復(fù)的角度出發(fā)，優(yōu)先考慮生物措施和植物措施。對(duì)于廢石堆場(chǎng)、尾礦庫(kù)、礦山道路、邊坡坡面及礦山工業(yè)設(shè)施區(qū)等的復(fù)綠工作，不具有實(shí)質(zhì)性難度；而對(duì)于最底部的采坑平臺(tái)，其治理措施是石灰?guī)r礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。

若為山地露天開(kāi)采，則底部平臺(tái)最低標(biāo)高一般高于地下水位，閉坑后底部平臺(tái)不會(huì)積水，此時(shí)若暴雨天氣條件下礦區(qū)能自然排水，則多采用覆土植樹(shù)造林措施，但這類(lèi)情況不多見(jiàn)。若暴雨條件下礦區(qū)無(wú)法自然排水，樹(shù)苗將被雨水浸泡或淹沒(méi)，導(dǎo)致復(fù)綠失敗，基于時(shí)效性問(wèn)題，當(dāng)前的做法通常是不對(duì)坑底平臺(tái)進(jìn)行任何治理。

若為平原露天凹陷開(kāi)采，則底部平臺(tái)最低標(biāo)高一般低于地下水位，閉坑后底部平臺(tái)將緩慢積水，最終水位與地下水位齊平，達(dá)到平衡。水位恢復(fù)后，礦坑此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)水庫(kù)，可用于發(fā)展?jié)O業(yè)等。

另外，近年也出現(xiàn)了將閉坑的大型礦區(qū)發(fā)展成旅游區(qū)等新型可持續(xù)發(fā)展方式。如廣東韶關(guān)大寶山礦區(qū)，當(dāng)前正在規(guī)劃為地質(zhì)公園。其雖然為非石灰石礦區(qū)，但其發(fā)展模式及恢復(fù)治理模式值得借鑒。

3.2 石灰石礦山土地資源治理

土地資源的占用與破壞對(duì)象包括基本農(nóng)田、耕地、林地或草地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地4大類(lèi)。

平原區(qū)石灰?guī)r礦的開(kāi)采多破壞基本農(nóng)田、耕地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地；而山地石灰?guī)r礦開(kāi)采則多破壞林地或草地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地。

實(shí)際上，石灰?guī)r礦區(qū)土地資源一經(jīng)破壞，則難以得到有效恢復(fù)。尤其是農(nóng)田及耕地，該類(lèi)型土地資源的恢復(fù)治理基本上是假命題。而對(duì)于林地或草地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地，則可以在一定程度上得到恢復(fù)。

因此，總體上，石灰?guī)r礦區(qū)土地資源恢復(fù)治理難度較大，效果不理想，如何科學(xué)、有序且高效地重新利用石灰?guī)r礦區(qū)土地資源，是往后礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的重點(diǎn)研究方向。

4 實(shí)例分析

已有不少文獻(xiàn)討論了灰?guī)r邊坡穩(wěn)定性的分析與評(píng)估［6］，相關(guān)的石灰石礦區(qū)恢復(fù)治理技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)也有報(bào)道［7～9］。以前面章節(jié)的理論分析為依據(jù)，介紹位于廣東省廣州市花都區(qū)的某石灰石礦礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。

4.1 礦區(qū)概況與地質(zhì)環(huán)境背景

該礦區(qū)位于廣州市北西面約33 km，花都區(qū)炭步鎮(zhèn)和南海市和順鎮(zhèn)之間。礦區(qū)外圍北面有北環(huán)高速公路及省道S118，東面有省道S267一級(jí)公路經(jīng)過(guò)，礦區(qū)南面約5 km有官窯－和順?biāo)琅c珠江主航道相通。

礦區(qū)處于低山丘陵與河流階地平原交接地帶，屬山前開(kāi)闊地帶。最高點(diǎn)海拔標(biāo)高為57.5 m，中部開(kāi)闊地帶最低點(diǎn)海拔標(biāo)高為1.6 m，高差55.9 m。地層由老到新為石炭系下統(tǒng)石磴子組（C1dsh）、測(cè)水組（C1dc）、梓門(mén)橋組（C1dz），石炭系中上統(tǒng)壺天群（C2＋3ht），三疊系小坪組（T3xp）及第四系（Q），見(jiàn)圖1。

礦區(qū)褶皺為倒轉(zhuǎn)向斜和倒轉(zhuǎn)背斜，軸面走向北西，傾向南西。礦區(qū)內(nèi)斷層較為發(fā)育，主要有3種類(lèi)型：逆沖斷層、壓扭性斷層、平推斷層。走向長(zhǎng)度大于3.0 km的兩條礦區(qū)主斷層走向北西，傾向南西，斷層性質(zhì)為逆沖斷層；另外有數(shù)條近北西－南東走向的小規(guī)模壓扭性斷層；而平推斷層則出露于礦區(qū)北側(cè)，為軟硬巖層間的平推錯(cuò)動(dòng)。巖體節(jié)理發(fā)育，多見(jiàn)于灰?guī)r、泥頁(yè)巖，主要有3組：（1）近東西走向，屬?gòu)埿怨?jié)理，多被方解石脈充填；（2）北西西走向，屬剪節(jié)理，陡傾角，節(jié)理面緊閉，平而直；（3）北東走向，剪節(jié)理，大致與巖層傾向一致，與（2）組構(gòu)成X型剪節(jié)理。

全區(qū)巖溶分布呈現(xiàn)水平上不均勻的特點(diǎn)，主要為分布在礦區(qū)東西兩側(cè)邊界附近的2個(gè)呈條帶狀南北展布的巖溶發(fā)育帶，而中部巖溶相對(duì)不發(fā)育。從巖溶的分布特征說(shuō)明：巖溶發(fā)育主要與可溶巖、非可溶巖的接觸帶、不整合面、構(gòu)造形態(tài)、斷層及地下水作用等有關(guān)。

圖1 礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖（比例尺1∶25 000）Fig.1 Regional geological map for the mine

統(tǒng)計(jì)全區(qū)所有鉆孔巖溶率發(fā)現(xiàn)，－50 m標(biāo)高以上的巖溶比較發(fā)育，如在－20 m標(biāo)高以上的巖溶率較高為3.85%；－20～－30 m標(biāo)高的巖溶率為1.92%；－30～－50 m 標(biāo)高則更少，平均為0.72%，－50 m標(biāo)高以上巖溶率平均為1.78%。－50～－80 m標(biāo)高巖溶率僅為0.11%，基本上沒(méi)有地下水活動(dòng)的空間。

根據(jù)巖溶發(fā)育特征，含水層與隔水層劃分為以下3個(gè)帶：－30 m水平以上為富含水帶；－30～－50 m水平為貧含水帶；－50～－80 m水平為相對(duì)隔水帶。

松散巖類(lèi)孔隙水、層狀巖類(lèi)裂隙水及巖溶水是礦區(qū)主要的地下水類(lèi)型。礦床充水條件主要來(lái)源于大氣降水、第四系孔隙水及巖溶水。預(yù)測(cè)境界范圍內(nèi)礦區(qū)正常充水量為19 318.4 m3/d，最大充水量226 346.4 m3/d，水文地質(zhì)條件復(fù)雜。

4.2 礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害及主要防治措施

如上所述，礦區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害為崩塌、滑坡及巖溶地面塌陷，但同時(shí)也不排除廢石堆場(chǎng)泥石流。針對(duì)可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，提出如下防治措施。

4.2.1 崩塌、滑坡

（1）采坑邊坡：采場(chǎng)邊坡初期由于爆破形成的新生裂隙可能彼此貫通，形成脫離于母巖的不穩(wěn)定楔形體，易造成邊坡崩塌、滑坡。這種新生裂隙一般出現(xiàn)于巖石表面，故形成的規(guī)模也較小，一般為幾立方米到幾十立方米。治理可采用清理廢土石和危巖以恢復(fù)場(chǎng)地，不需其他特別工程措施進(jìn)行加固。

（3）論文請(qǐng)用A4紙打印，并請(qǐng)?zhí)峁╇娮影妫òl(fā)送電子郵件,郵件名稱請(qǐng)標(biāo)注“2019年第二屆微生物制劑在釀酒生產(chǎn)中的應(yīng)用技術(shù)論文”投稿）；

其次，邊坡開(kāi)挖的過(guò)程中，在順向坡礦體底板切坡時(shí)，要保持底面的平整，視其需要局部采取適當(dāng)措施進(jìn)行加固（如擋墻）。對(duì)軟弱邊坡、堅(jiān)硬巖層邊坡上的破碎、巖塊松動(dòng)部位，進(jìn)行水泥護(hù)面、洞隙灌漿予以加固，必要時(shí)應(yīng)削坡清除。

在礦區(qū)范圍界限以外10 m處修筑截水溝，將降雨匯流引出礦區(qū)外。在每級(jí)平臺(tái)坡腳位置修筑排水溝，以攔截坡面來(lái)水，避免進(jìn)入采坑，防止形成大量集水，不利于植物生長(zhǎng)。

（2）道路邊坡：設(shè)計(jì)的礦山道路依附于山體，并在生產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中采取相應(yīng)的防護(hù)措施，在連續(xù)暴雨的條件下，坡體水飽和時(shí)抗壓抗剪能力會(huì)減弱，有可能發(fā)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。因此在道路靠山一側(cè)修建相應(yīng)的排水溝，而且道路邊坡多為石質(zhì)邊坡，總體穩(wěn)定性較好，發(fā)生滑坡、崩塌的可能性較小。此種崩塌、滑坡的規(guī)模也較小，一般為幾立方米到幾十立方米，及時(shí)清理和恢復(fù)場(chǎng)地即可。

（3）廢石場(chǎng)邊坡：廢石場(chǎng)坡度均較平緩，但隨著排土石范圍的擴(kuò)大，個(gè)別地段較陡峭。對(duì)于傾斜的基底，清除表面的腐殖土及軟弱層，并挖成臺(tái)階；廢石場(chǎng)是泥石流的重點(diǎn)防護(hù)區(qū)，應(yīng)在廢石場(chǎng)低洼部位建平砌塊石擋土墻。

（4）危巖墜落的防護(hù)措施：

Ⅰ.合理布設(shè)采掘平臺(tái)和安全平臺(tái)，減少采掘面危石（巖）墜落對(duì)采坑內(nèi)設(shè)備和人員威脅。

4.2.2 巖溶地面塌陷

（1）巖溶地面塌陷主要是由于地下水位的變化引起，為了解地下水位變化情況，在礦區(qū)及其周邊建立地下水長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以便及時(shí)掌握礦區(qū)地下水位降低幅度，分析和預(yù)測(cè)地面沉降變形的發(fā)生趨勢(shì)，提前采取預(yù)防措施。

（2）進(jìn)一步采用物探等綜合方法進(jìn)行勘查，重點(diǎn)查明溶洞的分布、規(guī)模、形態(tài)等，分析評(píng)價(jià)塌陷的可能性、規(guī)模及影響范圍。

（3）加強(qiáng)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的綜合研究工作，分析和預(yù)測(cè)溶洞可能發(fā)育的潛在危險(xiǎn)地段，為全面規(guī)劃和預(yù)防提供依據(jù)。

（4）礦山爆破采用小劑量深孔爆破。

（5）開(kāi)采時(shí)，嚴(yán)禁在礦區(qū)地面上重荷堆載；礦區(qū)礦石運(yùn)輸車(chē)輛嚴(yán)禁超載運(yùn)行。

（6）禁止在礦區(qū)及其附近進(jìn)行大水量、大降深的地下水抽排。觀測(cè)礦區(qū)抽取地下水的情況，觀測(cè)塌陷的發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)預(yù)報(bào)災(zāi)情，及時(shí)整治，減少損失。

4.3 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及主要治理措施

本文礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題只包括含水層破壞、地形地貌景觀破壞及土地資源的占用與破壞3類(lèi)，此處重點(diǎn)闡述前兩者。

4.3.1 地下含水層保護(hù)

礦山含水層的保護(hù)工程是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。采坑水應(yīng)定期進(jìn)行水質(zhì)分析化驗(yàn)，排出地表后不能直接排放，需經(jīng)過(guò)沉淀池凈化處理，經(jīng)檢驗(yàn)合格后再排放。為防治污染，應(yīng)修建截排水溝、沉砂池等，定期進(jìn)行水質(zhì)檢查。具體可實(shí)行以下措施：盡量利用礦區(qū)原來(lái)的地形地物條件，將礦區(qū)內(nèi)原有的魚(yú)塘設(shè)計(jì)為沉淀池，把大氣降雨的地表水引排至此，經(jīng)沉淀后排出，減輕了開(kāi)采過(guò)程中的水土流失危害。礦山開(kāi)采結(jié)束后，讓地下水通過(guò)自然徑流而排泄，使區(qū)域水環(huán)境恢復(fù)到以前的狀態(tài)。

4.3.2 地形地貌景觀保護(hù)

肥沃的表土是復(fù)墾時(shí)再種植成功的關(guān)鍵要素。因此，就近妥善儲(chǔ)存表層土并與底土分別堆放，盡可能做到恢復(fù)后保持原有的土壤結(jié)構(gòu)，以利種植。

在礦山開(kāi)采之前，對(duì)廢石場(chǎng)、預(yù)測(cè)塌陷的地段進(jìn)行耕地表土層剝離，就近設(shè)立臨時(shí)的廢石土堆放場(chǎng)，貯存表土。在土地復(fù)墾時(shí)將表土覆蓋在復(fù)墾平整后的地表達(dá)到耕地的基本要求，以恢復(fù)植被或種植莊稼。

在未來(lái)礦山建設(shè)和采礦活動(dòng)過(guò)程中注意保護(hù)區(qū)內(nèi)植被以防對(duì)環(huán)境造成破壞，在防治區(qū)附近設(shè)置警示牌，嚴(yán)禁越界無(wú)序開(kāi)采；礦石及廢渣外運(yùn)時(shí)應(yīng)對(duì)運(yùn)輸車(chē)密封或加蓋板、蓋布，防止沿途拋灑造成污染；對(duì)已停采地段或終采礦山，適當(dāng)降坡或回填，植樹(shù)種草恢復(fù)自然，因地制宜修建一些輔助設(shè)施，保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境。

4.3.3 土地資源保護(hù)

土地資源問(wèn)題主要為挖損與占用，對(duì)象為基本農(nóng)田、耕地、林地或草地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地。本礦區(qū)土地資源破壞對(duì)象主要為林地或草地、荒地或未開(kāi)發(fā)利用土地。結(jié)合遭受破壞對(duì)象，確定拆除礦山工業(yè)設(shè)施區(qū)及生活區(qū)，對(duì)場(chǎng)地清理平整并復(fù)綠。而對(duì)礦山道路、廢石堆場(chǎng)等挖損與占用土地資源問(wèn)題，確定對(duì)其進(jìn)行復(fù)綠。礦坑底部平臺(tái)自然恢復(fù)為水塘，用于發(fā)展?jié)O業(yè)。道路邊坡及開(kāi)采邊坡，計(jì)劃全部復(fù)綠并開(kāi)發(fā)成有當(dāng)?shù)靥厣娜宋娘L(fēng)情景觀或休閑公園。

5 結(jié)論

（1）詳細(xì)討論了華南地區(qū)石灰石礦區(qū)常見(jiàn)的崩塌、滑坡及巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，總結(jié)了其主要的發(fā)育特征，同時(shí)介紹了相應(yīng)的防治技術(shù)。

（2）重點(diǎn)從對(duì)地形地貌景觀及土地資源破壞兩個(gè)方面分析了石灰石礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及其恢復(fù)治理措施，并評(píng)述了恢復(fù)治理的實(shí)際效果及原因。

（3）以廣東省廣州市花都區(qū)某石灰石礦礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理為例，突出介紹了石灰石礦山的地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，為廣大礦山環(huán)境保護(hù)工作者提供一個(gè)借鑒案例。

［1］Tsivilis S，Chaniotakis E，Badogiannis E，et al.A study on the parameters affecting the properties of Portland limestone cements［J］.Cement and Concrete Composites，1999，21（2）：107－116.

［2］Gonzalez M A，Irassar E F.Effect of limestone filler on the sulfate resistance of low C3A Portland cement［J］.Cement and Concrete Research，1998，28（11）：1655－1666.

［3］Kakali G，Tsivilis S，Aggeli E，et al.Hydration products of C3A，C3S and Portland cement in the presence of CaCO3［J］.Cement and Concrete Research，2000，30（7）：1073－1077.

［4］趙前，林宗壽.石灰石礦渣煅燒砌筑水泥的研發(fā)［J］.水泥，2011，（3）：5－9.

［5］何培玲，張婷.工程地質(zhì)［M］.北京大學(xué)出版社，2006.

［6］陳國(guó)梁，李春生，羅歡，等.應(yīng)用ANSYS對(duì)老虎垅石灰石礦邊坡穩(wěn)定性分析［J］.中國(guó)礦山工程，2012，41（1）：49－52.

［7］吳裕年，陳武民.鎮(zhèn)平縣杏花山灰?guī)r礦地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題及其治理研究［J］.西部探礦工程，2012，（3）：183－186.

［8］李勇.廣東省廣寧縣榮業(yè)礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案［J］.甘肅冶金，2011，33（3）：79－82.

［9］賈沛，常玉鋒，張電吉，等.長(zhǎng)橋石灰?guī)r礦地質(zhì)環(huán)境保護(hù)措施與效益研究［J］.西部探礦工程，2011，（3）：220－222.

LIMESTONE MINE GEO－ENVIRONMENTAL PROTECTION AND RESTORATION

Lin Bi－h(huán)ua1，Ma Xiao－xuan2，Tao Bo1
（1.Geological Construction Engineering Group Corporation of Guangdong Province，Guangzhou 510080，China；2.Guangzhou Tunnel Development Corporation，Guangzhou 510140，China）

The collapses，landslides and karst ground subsidences in the limestone mining areas of South China are discussed with their development characteristics and appropriate prevention techniques summed up.And the geo－environmental treatment measures in these areas are analyzed，as well as their results.Finally，a limestone mine in Huadu District，Guangzhou，is used as a case to introduce techniques and experience in protecting and restoring the limestone mine geo－environment.

South China；limestone mine；geo－h(huán)azards；geo－environment；protection and restoration

TD167

A

1006－4362（2012）02－0048－06

2012－04－17 改回日期：2012－05－29

林碧華（1962－ ），女，廣東廣州人，高級(jí)工程師，主要從事水文工程地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害、礦山地質(zhì)環(huán)境工作及研究。