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矿山地质环境保护与恢复治理方案编写指南(二)

来源:个人技术集锦


第四章 矿山地质环境影响评估

本章分评估范围和级别、现状评估、预测评估3大部分。

第一节评估范围和级别

一、评估范围

“河南省矿山环境治理恢复保证金管理暂行办法实施细则”(豫财办建【2009】162号)第七条规定“保证金交存标准按照不低于基本治理费用的原则,根据采矿许可证批准登记的面积及可以预测的影响面积、有效期、矿种、开采方式等因素,按照下列方法确定:保证金交存总额=单位面积交存标准×影响面积×有效年数×影响系数。影响面积包括采矿许可证登记面积、登记面积之外对矿山环境的影响面积(包括因矿山建设运输的道路、排土排岩场、尾矿库等,应实际测量。新设立、延续、变更登记的采矿权人在划定矿区范围时确定)。”若评估区的范围过大,矿山将多缴纳不必要的保证金;评估区面积过小,不利于安全生产。为此,评估区的范围应认真确定。

以采矿证、探矿证划定边界范围内的面积为基准,若开采时引发的地面塌陷、边坡崩塌影响范围、工业场地、排土场、矿产品堆放区已经超出了矿区边界,应将所影响到或占有的面积划定在评估范围内。

露天开采矿山,一般以开采边界向外扩50~100m,未影响到的,不进入评估范围。 地下开采矿山,以采空塌陷区影响到的边界再外扩30~50m。

若工业场地、排土场、矿产品堆放区与矿区距离较远,中间连接的道路进入评估范围,其它地区不作为评估范围。

在采矿证范围内,没有采矿活动的区域,也应列入评估范围。

二、评估级别

根据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZ/T0223-2011)(以下简称《方案编制规范》),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。

(一)评估区的重要程度

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、自然保护区分布、水源地情况、破坏土地类型等5部分确定,划分为重要区、较重要区和一般区,见表4-1。根据《方案编制规范》表B中“评估区重要程度分级表”逐条对照,加以评述。

(1)矿区面积较大,矿区范围内居民点较多(可附人口数量调查表),将每一个居民点的人数填写清楚,只要最大的居民点人数超过500人,就是重要区,以此类推;

(2)重要建设项目的划分标准可参照(国土资发[2004]69号)建设项目重要性分类表(见表4-2),但矿区只要在高速公路、高速铁路可视范围内,应作为重要区;

(3)矿区是否紧邻自然保护区 (含地质公园、风景名胜区等)或旅游景区(点);

(4)矿区附近若有水库,看其是否是水源地;

(5)破坏土地类型,只要是耕地、园地,不论面积大小,确定为重要区,同理,破坏土地类型,只要是林地、草地,不论面积大小,确定为较重要区。矿区范围内有耕地、园地,但采矿活动中未破坏此土地类型,就不列为重要区。

以上5条,只要一条符合重要区的分级条件,评估区即为重要区。

表4-1 评估区重要程度分级表(表B)

重要区 较重要区 一般区 居民居住分散,居民集中居住区人口在200人以下 无重要交通要道或建筑设施 分布有500人以上的居民集中居住区 分布有200~500人的居民集中居住区 分布有高速公路、一级公路、铁路、中型以上水利、电力工程或其他重要建筑设施 矿区紧邻国家级自然保护区 (含地质公园、风景名胜区等)或重要旅游景区(点) 有重要水源地 破坏耕地、园地。 分布有二级公路、小型水利、电力工程或其他较重要建筑设施 紧邻省级、县级自然保护区或较重要旅游景区(点) 有较重要水源地 破坏林地、草地。 远离各级自然保护区及旅游景区(点) 无较重要水源地 破坏其它类型土地。 注:评估区重要程度分级确定采取上一级别优先的原则,只要有一条符合者即为该级别。 表4-2 建设项目重要性分类表 项目类型 重要建设项目 较重建设项目 一般建设项目 项目类别 开发区建设、城镇新区建设、放射性设施、军事设施、核电、二级(含)以上公路、铁路、机场,大型水利工程、电力工程、港口码头、矿山、集中供水水源地、工业建筑、民用建筑、垃圾处理场、水处理厂等。 新建村庄、三级(含)以下公路,中型水利工程、电力工程、港口码头、矿山、集中供水水源地、工业建筑、民用建筑、垃圾处理场、水处理厂等。 小型水利工程、电力工程、港口码头、矿山、集中供水水源地、工业建筑、民用建筑、垃圾处理场、水处理厂等。 表4-3 矿山生产建设规模分类一览表(表D.1)

矿种类别 煤(地下开采) 煤(露天开采) 金(岩金) 银 其它贵金属、硼矿 铁(地下开采) 铁(露天开采) 铬、钛、钒、锰、萤石、高岭土、瓷土等、膨润土、叶腊石、滑石、重晶石、矿泉水 铝土矿、铜、铅、锌、钨、锡、锑、钼镍、钴、镁、铋、汞、磷矿、蛇纹岩 石灰岩 硅石、耐火粘土、岩盐、井盐、湖盐、长石 白云岩 硫铁矿 自然硫、石膏、沸石、玻璃用砂、砂岩 钾盐、建筑用砂、砖瓦粘土、页岩 芒硝 砷、雌黄、雄黄、毒砂、碘、宝石、云母 石棉

计量单位 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 万吨 大型 ≥120 ≥400 ≥15 ≥30 ≥10 ≥100 ≥200 ≥10 ≥100 ≥100 ≥20 ≥50 ≥50 ≥30 ≥30 ≥50 年生产量 中型 120-45 400-100 15-6 30-20 10-5 100-30 200-60 10-5 100-30 小型 <45 <100 <6 <20 <5 <30 <60 <5 <30 <50 <10 <30 <20 <10 <5 <10 <1 备注 原煤 原煤 矿石 矿石 矿石 矿石 矿石 矿石 矿石 矿石 矿石 矿石 矿石 矿石 矿石 矿石 石棉 100-50 20-10 50-30 50-20 30-10 30-5 50-10 按小型矿山归类 ≥2 2-1

石墨 水泥用砂岩 建筑石料 万吨 万吨 万m3 ≥1 ≥60 ≥10 1-0.3 60-20 10-5 <0.3 <20 <5 石墨 矿石 (二)矿山生产建设规模

根据开发利用方案或可行性研究报告中矿石设计生产能力,对照《方案编制规范》表D,确定矿山生产建设规模。常用矿种的矿山生产建设规模见表4-3。

(三)矿山地质环境条件复杂程度

矿山地质环境条件复杂程度应根据区内水文地质、工程地质、地质构造、环境地质、开采情况、地形地貌确定,划分为复杂、中等、简单三级,见附录4-4、4-5。

表4-4 地下开采矿山地质环境条件复杂程度分级表(C.1)

复 杂 中 等 简 单 1.主要矿层(体)位于地下水位以1.主要矿层(体)位于地下水位附下,矿坑进水边界条件复杂,充水近或以下,矿坑进水边界条件中1.主要矿层(体)位于地下水位以水源多,充水含水层和构造破碎等,充水含水层和构造破碎带、岩上,矿坑进水边界条件简单,充水带、岩溶裂隙发育带等富水性强,溶裂隙发育带等富水性中等,补给含水层富水性差,补给条件差,与补给条件好,与区域强含水层、地条件较好,与区域强含水层、地下区域强含水层、地下水集中径流带下水集中径流带或地表水联系密水集中径流带或地表水有一定联或地表水联系不密切,矿坑正常涌3切,老窿(窑)水威胁大,矿坑正系,老窿(窑)水威胁中等,矿坑水量小于3000m/d,地下开采和常涌水量大于10000m3/d,地下开正常涌水量3000 ~10000m3/d,地疏干排水导致矿区周围主要充水采和疏干排水容易造成区域含水下开采和疏干排水较容易造成矿含水层破坏可能性小。 层破坏。 区周围主要充水含水层破坏。 2.矿床围岩岩体结构以碎裂结构、2.矿床围岩岩体以薄-厚层状结构2.矿床围岩岩体以巨厚层状-块状散体结构为主,软弱岩层或松散岩为主,蚀变带、岩溶裂隙带发育中整体结构为主,蚀变作用弱,岩溶层发育,蚀变带、岩溶裂隙带发育,等,局部有软弱岩层,岩石风化中裂隙带不发育,岩石风化弱,地表岩石风化强烈,地表残坡积层、基等,地表残坡积层、基岩风化破碎残坡积层、基岩风化破碎带厚度小岩风化破碎带厚度大于10m,矿层带厚度5~10m,矿层(体)顶底板于5m,矿层(体)顶底板和矿床(体)顶底板和矿床围岩稳固性和矿床围岩稳固性中等,矿山工程围岩稳固性好,矿山工程场地地基差,矿山工程场地地基稳定性差。 场地地基稳定性中等。 稳定性好。 3.地质构造复杂,矿层(体)和矿3.地质构造较复杂,矿层(体)和3.地质构造简单,矿层(体)和矿床围岩岩层产状变化大,断裂构造矿床围岩岩层产状变化较大,断裂床围岩岩层产状变化小,断裂构造发育或有活动断裂,导水断裂带切构造较发育,并切割矿层(体)围不发育,断裂未切割矿层(体)和割矿层(体)围岩、覆岩和主要含岩、覆岩和主要含水层(带),导围岩覆岩,断裂带对采矿活动影响水层(带),导水性强,对井下采水断裂带的导水性较差,对井下采小。 矿安全影响巨大。 矿安全影响较大。 4.现状条件下原生地质灾害发育,4.现状条件下矿山地质环境问题4.现状条件下矿山地质环境问题或矿山地质环境问题的类型多,危的类型较多,危害较大。 的类型少,危害小。 害大。 5.采空区面积和空间大,多次重复5.采空区面积和空间较大,重复开5.采空区面积和空间小,无重复开开采及残采,采空区未得到有效处采较少,采空区部分得到处理,采采,采空区得到有效处理,采动影理,采动影响强烈。 动影响较强烈。 响较轻。 6.地貌单元类型多,微地貌形态复6.地貌单元类型较多,微地貌形态6.地貌单元类型单一,微地貌形态杂,地形起伏变化大,不利于自然较复杂,地形起伏变化中等,不利简单,地形起伏变化平缓,有利于排水,地形坡度一般大于35°,相于自然排水,地形坡度一般为自然排水,地形坡度一般小于对高差大,地面倾向与岩层倾向基20°~35°,相对高差较大,地面倾20°,相对高差小,地面倾向与岩本一致。 向与岩层倾向多为斜交。 层倾向多为反交。 注:采取就上原则。前6条中只要有一条满足某一级别,应定为该级别。 由于矿山地质环境条件复杂程度是确定评估级别的重要依据,在野外地质调查和资料收集中,应注意各个评估要素的调查和收集工作。

表4-4、表4-5,从水文地质、工程地质、地质构造、环境地质、开采情况、地形地貌等6个方面进行了规定,根据表中的内容进行了分解,在确定矿山地质环境复杂程度时,对应参考。

1、水文地质

水文地质条件有关术语的解释与采用:

(1)各类充水矿床按矿体与主要充水含水层的空间关系,充水方式分为:

直接充水的矿床:矿床主要充水含水层(含冒落带和底板破坏厚度),与矿体直接接触,地下水直接进入矿坑。

顶板间接充水的矿床:矿床主要充水含水层位于矿层冒落带之上,矿层与主要充水含水层之间有隔水层或弱透水层,地下水通过构造破碎带、导水裂隙带或弱透水层进入矿坑。 底板间接充水的矿床:矿床主要充水含水层位于矿层之下,矿层与主要充水含水层之间有隔水层或弱透水层。承压水通过底板薄弱地段、构造破碎带、弱透水层或导水的岩溶陷落柱进入矿坑。

表4-5 露天开采矿山地质环境条件复杂程度分级表(C2) 复 杂 1.采场矿层(体)位于地下水位以下,采场汇水面积大,采场进水边界条件复杂,与区域含水层或地表水联系密切,地下水补给、径流条件好,采场正常涌水量大于10000m3/d;采矿活动和疏干排水容易导致区域主要含水层破坏。 2.矿床围岩岩体结构以碎裂结构、散体结构为主,软弱结构面、不良工程地质层发育,存在饱水软弱岩层或松散软弱岩层,含水砂层多,分布广,残坡积层、基岩风化破碎带厚度大于10m、稳固性差,采场边坡岩石风化破碎或土层松软,边坡外倾软弱结构面或危岩发育,易导致边坡失稳。 3.地质构造复杂。矿床围岩岩层产状变化大,断裂构造发育或有全新世活动断裂,导水断裂切割矿层(体)围岩、覆岩和主要含水层(带)或沟通地表水体,导水性强,对采场充水影响大。 4.现状条件下原生地质灾害发育,或矿山地质环境问题的类型多、危害大。 5.采场面积及采坑深度大,边坡不稳定易产生地质灾害。 中 等 1.采场矿层(体)局部位于地下水位以下,采场汇水面积较大,与区域含水层或地表水联系较密切,采场正常涌水量3000~ 10000m3/d;采矿和疏干排水比较容易导致矿区周围主要含水层影响和破坏。 2.矿床围岩岩体结构以薄到厚层状结构为主,软弱结构面、不良工程地质层发育中等,存在饱水软弱岩层和含水砂层,残坡积层、基岩风化破碎带厚度5~10m、稳固性较差,采场边坡岩石风化较破碎,边坡存在外倾软弱结构面或危岩,局部可能产生边坡失稳。 3.地质构造较复杂。矿床围岩岩层产状变化较大,断裂构造较发育,切割矿层(体)围岩、覆岩和含水层(带),导水性差,对采场充水影响较大。 4.现状条件下,矿山地质环境问题的类型较多、危害较大。 简 单 1.采场矿层(体)位于地下水位以上,采场汇水面积小,与区域含水层、或地表水联系不密切,采场正3常涌水量小于3000m/d;采矿和疏干排水不易导致矿区周围主要含水层的影响和破坏。 2.矿床围岩岩体结构以巨厚层状-块状整体结构为主,软弱结构面、不良工程地质层不发育,残坡积层、基岩风化破碎带厚度小于5m、稳固性较好,采场边坡岩石较完整到完整,土层薄,边坡基本不存在外倾软弱结构面或危岩,边坡较稳定。 3.地质构造较简单。矿床围岩岩层产状变化小,断裂构造较不发育,断裂未切割矿层(体)围岩、覆岩,对采场充水影响小。 4.现状条件下,矿山地质环境问题的类型少、危害小。 5.采场面积及采坑深度小,边坡较稳定,不易产生地质灾害。 6.地貌单元类型单一,微地貌形态简单,地形较平缓,有利于自然排水,地形坡度一般小于20°,相对高差较小,高坡方向岩层倾向与采坑斜坡多为反向坡。 5.采场面积及采坑深度较大,边坡较不稳定,较易产生地质灾害。 6.地貌单元类型多,微地貌形态复杂,6.地貌单元类型较多,微地貌形地形起伏变化大,不利于自然排水,态较复杂,地形起伏变化中等,地形坡度一般大于35°,相对高差大,自然排水条件一般,地形坡度高坡方向岩层倾向与采坑斜坡多为一般20°~35°,相对高差较大,同向。 高坡方向岩层倾向与采坑斜坡

多为斜交。 注:采取就上原则。前6条中只要有一条满足某一级别,应定为该级别。 (2)矿坑进水边界条件的确定——在详细勘查程度才能提供较准确的水文地质资料,一般勘查报告提交的资料较少。一般情况下有导水断层存在时定为复杂,煤矿区断层多数属于隔水断层,确定为较复杂;

(3)充水水源——矿层上部有裂隙水、孔隙水,下部有承压水等,均可能进入采矿巷道。含水层多,在采矿中受到破坏,充水水源就多;

(4)充水含水层和构造破碎带、岩溶裂隙发育带等富水性——按表2-1确定; (5)地下水补给条件——指河流补给、大气降水补给、松散岩类孔隙含水层补给等,如果矿层(体)上部有良好的隔水层,补给条件为差;

(6)与区域强含水层、地下水集中径流带或地表水联系——查看勘查报告水文地质章节;

(7)老窿(窑)水威胁——新建矿山根据调查是否有采空区,延续开采矿山调查采空区与矿体的关系,充水程度,水量;

(8)地下开采和疏干排水容易造成区域含水层破坏——区域地下水位下降、矿区范围内居民用水困难,其破坏程度为严重。

(9)露天采场汇水面积,采坑面积大于1km,属于面积大,为复杂。 2、工程地质

(1)围岩岩体质量评价:宜采用两种方法对比评价,常用的方法为岩体质量系数法和岩体质量指标法。岩体质量系数:依据公式(4-1)求得岩体质量系数Z,按表4-6确定岩体结构类型金额岩体质量等级。

表4-6 岩体Z值范围及其优劣分级表 岩体结构类型 整体结构 块状结构 层状结构 薄层状结构 岩体质量系数(Z) 岩体质量等级 <0.1 极坏 岩体质量系数Z值一般范围 2.5~20 0.3~10 0.2~5 0.08~3 0.1~0.3 坏 0.3~2.5 一般 岩体结构类型 镶嵌结构 碎裂结构 散体结构 2.5~4.5 好 >4.5 特好 岩体质量系数Z值一般范围 0.2~2.5 0.05~0.1 0.002~0.1 2

Z=I·f·S (4-1)

式中Z——岩体完整系数;

I——岩体完整系数(无资料时可用RQD值代替,见表4-7); f——结构面摩擦系数(影响稳定的主要结构面); S——岩块坚硬系数;

S= Rc /100 (4-2)

表4-7 岩石质量等级表

等级 RQD(%) 岩石质量描述 岩体完整性评价

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 90~100 75~90 50~75 25~50 <35 极好的 好的 中等的 劣的 极劣的 岩体完整 岩体较完整 岩体中等完整 岩体完整性差 岩体破碎 注:小于10 cm岩芯若为钻进过程中机械破碎,则应上、下对接,其长度大于10 cm时

应参与计算,当钻头内径小于54.1 mm时,RQD值作适当降低,根据经验降低20 %~50 %

岩体质量指标(M)法,可按近似公式(4-3)粗略估算,查表4-8确定岩体质量指标:

M= Rc×RQD/300 (4-3)

Rc——岩块饱和轴向抗压强度。

表4-8 岩体质量分级表 岩体分类 岩体质量指标(M) 岩体质量 Ⅰ >3 优 Ⅱ 1.0~3.0 良 Ⅲ 0.12~1.0 中等 Ⅳ 0.01~0.12 差 Ⅴ <0.01 坏 表4-9 RC与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系 RC(MPa) 坚硬程度 >60 坚硬岩 60~30 较坚硬岩 30~15 较软岩 15~5 软岩 <5 极软岩 (2)矿层(体)顶底板和矿床围岩稳固性

按岩体完整性、岩石抗压强度确定;岩石单轴极限抗压强度(R)将岩石强度分为:坚硬的R≥60MPa;半坚硬的60MPa≥R≥30MPa;软弱的R<30MPa。

(3)矿山工程场地地基稳定性,以《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)确定。 3、地质构造

(1)地质构造是地壳组成部份的形态及其相互结合方式和面貌特征的总称,是构造运动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹,如岩层褶曲、断层等,称为地质构造。可分为水平运动和垂直运动,水平方向的构造运动使岩块相互分离裂开或是相向聚汇,发生挤压、弯曲或剪切、错开;垂直方向的构造运动则使相邻块体作差异性上升或下降。

(2)矿层(体)和矿床围岩岩层产状变化,即岩层走向、倾向和倾角三个产状要素变化较大,形态复杂。

(3)断裂构造发育或有活动断裂,即断层较多,在煤矿区断层较多。活动断裂一般较少。

(4)导水断裂带切割矿层(体)围岩、覆岩和主要含水层(带),导水性强,对井下采矿安全影响巨大。导水断裂指断层割裂了矿层和含水层,增加了水文地质条件复杂程度。

4、环境地质

地质灾害指崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降。新建矿山主要指原生的地质灾害,延续开采矿山已经产生的地质灾害,发育程度按《地质灾害危险性评估技术要求》确定。

矿山地质环境问题指地质灾害、地下水、地形地貌景观、土地资源。采矿引发的地面塌陷、地下水疏干、土地资源破坏等问题交织在一起为类型多,危害性《地质灾害危险性评

估技术要求》确定。

5、开采现状

(1)地下开采采空区面积和空间——对于煤矿,由于层状开采、产状较平缓,形成的采空区面积为大,对于金属矿产矿体较薄、矿体连续性较差,形成的采空区面积为中等和小,囊状矿体采矿空间大。

(2)重复开采——大型煤矿可开采煤层较多有重复开采现象,煤下铝土矿开采属于重复开采,金属矿产重复开采现象较少。

(3)采空区的处理——是否有保安煤柱或进行了部分充填;一般金属矿山尾矿充填在废弃的坑道内,煤矿基本未充填。

(4)采动影响——煤矿采空区放顶后,采动影响强烈,矿区岩(矿)移动角为表土层××°、基岩××°,按此圈出采空区的地表岩体移动界限,估算出地面塌陷区面积。金属矿山由于围岩强度较高、矿体较薄,采动影响不明显。

(5)露天采矿的面积和采坑深度的大小,根据调查确定相关数据,主要根据矿体的长度、埋藏深度、剥采比来确定。对于开采石灰岩的矿山,开采面积较大,但基本不向深处开采;露天煤矿、铁矿、钼矿等规模较大,采坑较深;露天铝土矿介于其中间。

(6)露天边坡——根据岩石的物理力学性质,最高开采标高、最低开采标高、最大开采深度、清扫平台宽度、安全平台宽度、最终台阶坡面角、采场最终边坡角而确定。一般来讲,按照开发利用方案进行开采露天采矿边坡是稳定的,但是对于资源量较少的小矿体而言,出于各方面的原因,其边坡的稳定性较差。

6、地形地貌

(1)按地貌形态分类,全国分为山地、高原、盆地、丘陵和平原。

(2)地貌单元是地貌成因—形态分类的单元。地貌单元的大小因分类的繁简或地貌图比例尺的大小而不同。如山地可以划分为一个较大的地貌单元,而山间小盆地是山地中次一级的地貌单元。

(3)地形起伏、自然排水、地形坡度、相对高差、高坡方向岩层倾向与采坑斜坡方向等在《方案编制规范》上及野外勘查中均能收集到资料。

上述6大类评价指标中有一项符合复杂程度的标准,即可定为复杂。 (四)评估级别确定

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,对照《方案编制规范》表A,综合确定矿山地质环境影响评估级别,见表4-10。

表4-10 矿山地质环境影响评估分级表(表A) 评估区重要程度 矿山生产建设规模 大型 重要区 中型 小型 较重要区

大型 地质环境条件复杂程度 复杂 一级 一级 一级 一级 中等 一级 一级 一级 一级 简单 一级 一级 二级 一级

中型 小型 大型 一般区 中型 小型 一级 一级 一级 一级 二级 二级 二级 二级 二级 三级 二级 三级 二级 三级 三级 第二节 评估区的划分

本节内容不是方案中必有的,为了编制好方案增加的内容。评估区划分是按“区内相似,区际相异”的原则,根据不同矿山的实际情况、采矿活动,在评估区范围确定之后,进行分区,见表4-11。

表4-11 矿山地质环境评估分区表 评估区域 评估亚区 已采未稳定区 预采区 露采区 排土场 主辅井、风井 工业广场 工业厂房 破碎车间、道路 矿石堆放场、尾矿库 其它区 已采稳定区 其它区 面积 (km2) 地质灾害 矿山地质环境问题 地下水 地形地貌景观 土地资源 采矿影响范围以内评估区 注:表4-11所列的评估亚区,应根据本矿山的实际情况选用。

矿山地质环境预测评估应分采矿活动区(含露天开采区、地下开采区、矿石堆放场、排土场、矿渣堆等)、工业广场(矿工居住区、办公区、提升井、通风井、道路)、矿业活动及工业广场以外的地区。

1、地下开采金属矿山的分区

地下开采区、塌陷区、排土场、工业广场、选矿厂、道路、其他区。如果开采矿体较多,可以按勘查报告或开发利用方案对矿体进行编号。若建有尾矿库,且在矿区范围内,也作为一个区单列,只评价其对地形地貌景观和土地资源的影响,不评价其地质灾害危险性。

工业广场已经办理了征地手续,属于永久占地的,对土地资源的影响不评价。 2、延续开采的煤矿分区

煤矿方案比较复杂,涉及面广,编制方案时应特别注意。评估分区要合理,并且和实际情况相吻合。开采评估区可划分为已采区和拟采区,已采区又可细分为已采未治理区和已采恢复治理区。预采区主要指今后开采的区域。工业广场评估区又划分为主工业广场和道路、矸石山和风井场地等亚区。其他评估区包括煤柱区、不开采区。

第三节 现状评估

现状评估应在资料收集及矿山地质环境调查的基础上,对评估区地质环境影响作出评估,影响程度评估分级按附录E执行。

现状评估以《方案编制规范》表E(表4-12),分别对地质灾害、含水层、地形地貌景观、土地资源4项,并逐项进行评述。现状评估时不要添加预测评估的内容。

表4-12 矿山地质环境影响程度分级表(表E) 影响程度地质灾害 含水层 地形地貌景观 分级 1、地质灾害规模大,发生1、矿床充水主要含水层结构破1、对原生的地形地貌景的可能性大;2、影响到城坏,产生导水通道;2、矿井正常观影响和破坏程度大; 市、乡镇、重要行政村、涌水量大于10000 m3/d;3、区域2、对各类自然保护区、重要交通干线、重要工程地下水水位下降;4、矿区周围主人文景观、风景旅游区、严重 设施及各类保护区安全; 要含水层(带)水位大幅下降,城市周围、主要交通干线3、造成或可能造成直接经或呈疏干状态,地表水体漏失严两侧可视范围内地形地济损失大于500万元;4、重;5、不同含水层(组)串通水貌景观影响严重。 受威胁人数大于100人。 质恶化;6、影响集中水源地供水,矿区及周围生产、生活供水困难。 1、地质灾害规模中等,发1、矿井正常涌水量3000 ~10000 1、对原生的地形地貌景生的可能性较大;2、影响m3/d;2、矿区及周围主要含水层观影响和破坏程度较大; 到村庄、居民聚居区、一(带)水位下降幅度较大,地下2、对各类自然保护区、较严般交通线和较重要工程设水呈半疏干状态;3、矿区及周围人文景观、风景旅游区、重 施安全;3、造成或可能造地表水体漏失较严重;4、影响矿城市周围、主要交通干线成直接经济损失100~500区及周围部分生产生活供水。 两侧可视范围内地形地万元;4、受威胁人数貌景观影响较重。 10~100人。 1、地质灾害规模小,发生1、矿井正常涌水量小于3000 1、对原生的地形地貌景的可能性小;2、影响到分m3/d;2、矿区及周围主要含水层观影响和破坏程度小;2、散性居民、一般性小规模水位下降幅度小;3、矿区及周围对各类自然保护区、人文较轻 建筑及设施;3、造成或可地表水体未漏失;4、未影响到矿景观、风景旅游区、城市能造成直接经济损失小于区及周围生产生活供水。 周围、主要交通干线两侧100万元;4、受威胁人数可视范围内地形地貌景小于10人。 观影响较轻。 注:评估分级确定采取上一级别优先原则,只要有一项要素符合某一级别,就定为该级别。 土地资源 1、破坏基本农田;2、破坏耕地大于2公顷; 3、破坏林地或草地大于4公顷;4、破坏荒地或未开发利用土地大于20公顷。 1、破坏耕地小于等于2公顷; 2、破坏林地或草地2~4公顷; 3、破坏荒山或未开发利用土地10~20公顷。 1、破坏林地或草地小于等于2公顷;2、破坏荒山或未开发利用土地小于等于10公顷。 一、地质灾害现状评估

(一)基础知识

《矿山地质环境保护规定》(国土资源部令第44号)第十二条明确了“矿山地质环境保护与治理恢复方案应当包括下列内容:(三)矿山开采可能造成地质环境影响的分析评估(含地质灾害危险性评估)。”指出“已编制矿山地质环境保护与治理恢复方案的,不再单独进行地质灾害危险性评估。”本《方案》 “地质灾害危险性评估”的内容,可代替“地质灾害危险性评估说明书”,矿山企业在办理采矿证时,可不再进行地质灾害危险性评估工作。为此,地质灾害危险性评估一节,其内容全面翔实,评估结论正确。

地质灾害危险性评估的分级,根据地质环境条件复杂程度(表4-13)与建设项目重要性(表4-2)划分为三级,见表4-14。

表4-13 地质环境条件复杂程度分类表

复杂 1.地质灾害发育强烈 2.地形与地貌类型复杂 岩土体工程地质性质不良 4.工程地质、水文地质条件不良 5. 破坏地质环境的人类工程活动强烈 中等 1.地质灾害发育中等 2.地形较简单,地貌类型单一 定,岩土体工程地质性质较差 4.工程地质、水文地质条件较差 5.破坏地质环境的人类工程活动较强烈 简单 1.地质灾害一般不发育 2.地形简单,地貌类型单一 3.地质、构造简单,岩性单一,岩土体工程性质良好 4.工程地质、水文地质条件良好 5.破坏地质环境的人类工程活动一般 3.地质构造复杂,岩性岩相变化大,3.地质构造较复杂,岩性岩相不稳表4-14 地质灾害危险性评估分级表 建设项目重要性 重要建设项目 较重要建设项目 一般建设项目 地质环境条件复杂程度 复杂 一级 一级 二级 中等 一级 二级 三级 简单 一级 三级 三级 对《方案》编制单位资质的要求:地质灾害危险性评估级别为一级的,评估单位必须持有国土资源部颁发的地质灾害危险性评估一级资质证书。若矿山地质灾害危险性等级为一级时,一般不适宜工程建设。开采矿山地质灾害危险性评估级别一般确定为二级或三级,持有省国土资源厅颁发的地质灾害危险性评估乙级、丙级资质证书或地质灾害防治工程勘查甲、乙级资质证书的单位均可承担《方案》的编制工作。

对于地质灾害的现状评估,如果矿山已有“地质灾害危险性评估说明书”,可摘录其部分作为方案的内容。如果未作“地质灾害危险性评估”,本次评估将具有地质灾害危险性评估的功能,因此对地质灾害危险性的评估,应按《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》认真进行。

根据《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》,地质灾害危险性评估的灾种主要包括:崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含矿山采空塌陷)、地裂缝和地面沉降等。

《方案编制规范》要求地质灾害危险性评估达到的目标是:基本查明评估区已发生的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷(含矿山采空塌陷)、地裂缝和地面沉降等灾害形成的地质环境条件、分布、类型、规模、变形活动特征,主要诱发因素与形成机制。

分析评估区内存在的地质灾害类型、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。

现状评估只评述现状条件下的地质灾害情况,不预测其发展趋势。

根据地质灾害灾情与危害程度(表4-15)、发育程度,确定地质灾害危险性分级,分级标准见表4-16。

表4-15 地质灾害灾情与危害程度分级标准 灾害(危害)程度分级 一般级(轻) 较大级(中) 重大级(重) 特大级(特重)

死亡人数(人) <3 3~10 10~30 >30 受威胁人数(人) <10 10~100 100~1000 >1000 直接经济损失(万元) <100 100~500 500~1000 >1000

注:①灾情分级,即已发生的地质灾害灾度分级,采用“死亡人数”和“直接经济损失”栏指标评价; ②危害程度分级,即对可能发生的地质灾害危害程度的预测分级,采用“受威胁人数”和“直接经济损失”栏指标评价。③地质灾害的危害程度一般没有特别严重级,如果特别严重,就不可能允许采矿活动。

表4-16 地质灾害危险性分级表

危险性分级 危险性大 危险性中等 危险性小 确定因素 地质灾害发育程度 强发育 中等发育 弱发育 地质灾害危害程度 危害重 危害中等 危害轻 (二)地质灾害调查内容

现状地质灾害危险性评估,一级评估首先分区,对分区内的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害逐一评述。主要参照《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》(国土资发【2004】69号)。

(1)崩塌的调查与评价

尚可参照《滑坡崩塌泥石流灾害详细调查规范(1:50000)》。

崩塌区的地形地貌及崩塌类型、规模、范围,崩塌体的大小和崩落方向。 崩塌区岩体的岩性特征、风化程度和降水活动情况。

崩塌区的地质构造,岩体结构类型、结构面的产状、组合关系闭合程度、力学属性、裂隙延展及贯穿情况,必要时编绘崩塌区的地质构造图。

气象(重点是大气降水)、水文和地震情况。

如果矿山以往发生过崩塌灾害,通过走访当地居民,了解崩塌前的迹象和崩塌原因,查明地貌、岩性、构造、地质、采矿、爆破、温差变化、降水活动等。

(2)滑坡的调查与评价

尚可参照《滑坡防治工程勘察规范(DZ/T0218-2006)》。

搜集当地滑坡史、易滑地层分布、水文气象、工程地质图和地质构造图等资料,并调查分析山体地质构造。

调查微地貌形态及其演变过程;圈定滑坡周界、滑坡壁、滑坡平台、滑坡舌、滑坡裂缝、滑坡鼓丘等要素;并查明滑动带部位、滑痕指向、倾角,滑带的组成和岩土状态,裂缝的位臵、方向、深度、宽度、产生时间、切割关系和力学属性;分析滑坡的主滑方向、滑坡的主滑段、抗滑段及其变化,分析滑动面的层数、深度和埋藏条件及其向上、下发展的可能性。 调查滑带水和地下水的情况,泉水出露地点及流量,地表水体、湿地分布及变迁情况。

调查滑坡带内外建筑物、树木等的变形、位移及其破坏的时间和过程。 (3)泥石流调查与评价

调查范围应包括沟谷至分水岭的全部地段和可能受泥石流影响的地段。井应调查下列内容:

冰雪融化和暴雨强度、前期降雨量、一次最大降雨量,平均及最大流量,地下水活动情况。地层岩性,地质构造,不良地质现象,松散堆积物的物质组成,分布和储量。

沟谷的地形地貌特征,包括沟谷的发育程度、切割隋况,坡度、弯曲、粗糙程度,并划分泥石流的形成区、流通区和堆积区及圈绘整个沟谷的汇水面积。

形成区的水源类型、水量、汇水条件、山坡坡度,岩层性质及风化程度。查明断裂、滑坡、崩塌、岩堆等不良地质现象的发育情况及可能形成泥石流固体物质的分布范围、储量。 流通区的沟床纵横坡度、跌水、急湾等特征。查明沟床两侧山坡坡度、稳定程度,沟床的冲淤变化和泥石流的痕迹。

堆积区的堆积扇分布范围,表面形态,纵坡,植被,沟道变迁和冲淤情况;查明堆积物的性质、层次、厚度,一般粒径及最大粒径以及分布规律。判定堆积区的形成历史、堆积速度,估算一次最大堆积量。

泥石流沟谷的历史,历次泥石流的发生时间、频数、规模、形成过程、暴发前的降雨情况和暴发后产生的灾害情况,并区分正常沟谷或低频率泥石流沟谷。

开矿弃渣、修路切坡、砍伐森林、陡坡开荒及过度放牧等人类活动情况。 (4)地面塌陷(采空塌陷)调查与评价

矿层的分布、层数、厚度、深度、埋藏特征和开采层的岩性、结构等。

矿层开采的深度、厚度、时间、方法、顶板支撑及采空区的塌落、密室程度、空隙和积水等。

地表变形特征和分布规律,包括地表陷坑、台阶、裂缝位臵、形状、大小、深度、延伸方向及其与采空区、地质构造、开采边界、工作面推进方向等的关系。

地表移动盆地的特征,划分中间区、内边缘和外边缘区,确定地表移动和变形的特征值。采空区附近的抽、排水情况及对采空区稳定的影响。

(5)地裂缝调查与评价

单缝发育规模和特征以及群缝分布特征和分布范围。形成的地质环境条件(地形地貌、地层岩性、构造断裂等)。地裂缝成因类型和诱发因素(采空塌陷等)。

(6)地面沉降调查与评价

综合分析已有资料查明笫四纪沉积类型、地貌单元特征,特别要注意冲积、湖积和海相沉积的平原或盆地及古河道、洼地、河间地块等微地貌分布。第四系岩性、厚度和埋藏条件,特别要查明压缩层的分布。

查明笫四系含水层水文地质特征、埋藏条件及水力联系;搜集历年地下水动态、开采量、开采层位和区域地下水位等值线图等资料。

根据已有地面测量资料和建筑物实测资料,同时结合水文地质资料进行综合分析,初步圈定地面沉降范围和判定累计沉降量,并对地面沉降范围内已有建筑物损坏情况进行调查。

编制《方案》在进行地质灾害危险性现状评估时,参照《地质灾害危险性评估技术要求(试行)》是必要的,新建矿山的地质灾害灾种较少、规模也比较小,生产矿山(特别是煤矿)灾害种类多、情况复杂,现场调查时,要全面、认真。

(三)矿山地质灾害类型及特征

根据调查结果,将矿山现存的地质灾害的类型、特征及所处位臵表述清楚。 崩塌体——采矿陡坎的高度、长度、宽度、崩塌体的总体积,危害的对象;

滑坡体——滑坡体的面积、体积、当地的降雨情况(特别是长时期的连续降雨)、危害对象;

泥石流——原有矿渣的体积、堆积区的地形坡度、上游汇水面积、瞬时降水强度、下游的危害对象;

地面塌陷——塌陷区的范围、稳定状况、发展趋势、危害对象,采空区上部房屋、道路、工业设施的破坏情况;

地裂缝——长度、宽度、深度、数量、危害对象。

几种地质灾害的规模、受危害对象、可能造成的经济损失、受威胁的人数,均有必要的数据,一级评估对地质灾害要附现场照片。

(四)矿山地质灾害现状评估

根据地质灾害的类型、特征、发育程度、危险性、危害程度,按表4-17~4-19确定地质灾害的规模,同时根据受危害对象、可能造成的经济损失、受威胁的人数,参照表4-12,确定地质灾害对矿山地质环境影响程度(严重、较严重、较轻)。

表4-17 地面塌陷分级标准

级 别 巨型 大型 塌陷、变形面积(km2) >10 1~10 级 别 中型 小型 塌陷、变形面积(km2) 0.1~1 <0.1 表4-18 滑坡、崩塌、泥石流规模级别划分标准 单位:104m3

级 别 巨型 大型 中型 小型 滑 坡 >1000 100~1000 10~100 <10 崩 塌 >100 10~100 1~10 <1 泥石流 >100 10~100 1~10 <1 表4-19 地裂缝规模分级标准 级别 巨型 大型 中型 小型 地裂缝长>1km,地面影响宽度>20m 地裂缝长>1km,地面影响宽度10~20m 地裂缝长>1km,地面影响宽度3~10m,或长<1km,宽10~20m 地裂缝长>1km,地面影响宽度<3m,或长<1km,宽<10m 规 模 例:现状条件下,评估区内有一处小型崩塌,未发现崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷等其他地质灾害,对矿山地质环境影响程度较轻。

二、含水层破坏现状评估

现场调查和收集资料时,着重于含水岩组的类型、与矿层的关系,含水层的渗透系数、单位涌水量、补给来源、排泄条件等。延续开采矿山重点介绍含水层疏干、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、地下水水质变化情况,地下含水层破坏对生产生活用水水源的影响等。现状下矿山内地下水埋藏标高,水井的水位标高,含水层下降幅度。

矿体在水位以下,地下开采的煤矿、铝土矿对含水层破坏严重,金属矿对含水层破坏较严重;露天开采对含水层破坏较轻;不同的开采方式、不同的矿种应分别对待。

按照表4-12,逐条对照,符合严重的,现状条件下采矿活动对含水层的影响程度为严重,依次类推。例:现状条件下,矿山处于基建期,矿山未进行排水,区域地下水位未下降,矿山及周围地下水下降幅度小,生产生活供水未受到影响,矿业活动对地下水影响程度较轻。

三、地形地貌景观影响和破坏现状评估

现场调查时,对采坑的范围、深度,渣堆的占地面积、高度,塌陷区的面积、深度,陡倾斜开采边坡的高度、长度、倾角、危岩体的分布等进行全面调查。分析评估区内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情况。附照片。

露天开采矿山在各类自然保护区、人文景观区、风景旅游区、城市周围、主要交通干线附近,在可视范围内,造成山体破损、基岩裸露的,对地形地貌景观破坏属于严重。

延续开采矿山,老采坑、矸石山、排土场,对地形地貌景观的破坏严重。矿山开采形成的采空区塌陷,对地形地貌景观的影响和破坏较严重。工业广场、矿山道路对地形地貌景观的影响程度较严重。新建矿山,以往民采的铝土矿、水泥灰岩、石料厂等对地形地貌景观的破坏严重。对照表4-12,评述现状条件下采矿活动对地形地貌景观的影响和破坏程度(严重、较严重、较轻)。

例:原民采废弃采坑、原废渣堆对原生地貌景观影响和破坏程度大,地形地貌景观影响和破坏程度为严重;评估区其他区无采矿活动,为采矿活动非影响范围,现状条件下,对地形地貌景观影响程度较轻。综上,现状条件下,露天废弃采坑、原废渣堆对地形地貌景观破坏程度严重,其它区对地形地貌景观影响程度较轻。

四、土地资源破坏现状评估

分析评估区内采矿活动对土地资源的破坏情况。附照片和破坏土地资源的类型和面积。露天开采铝土矿和铁矿的排土场、地下开采的煤矿煤矸石占地较多,根据破坏土地的类型和面积分别评述。

破坏土地资源的类型。煤矿破坏的土地类型多为耕地或林地;金属矿山破坏的土地类型多为林地或荒地(在土地类型分类中只有荒地,没有荒山);采石场占有的土地类型多为荒地。

破坏土地资源的性质。采空塌陷区、露天采场一般是破坏土地资源;工业广场、道路、排土场一般是占用土地资源。工业广场、道路一般是临时占用,排土场一般是永久占用。对于破坏、永久占用的土地资源,将需要治理,临时占用的土地资源一般是恢复土地资源的功能。

土地资源影响程度要根据破坏的面积确定。故在第一章矿区及周围社会经济概况一节中,将土地资源类型介绍清楚。评估时,已经征地的工业广场不评估;矿区内有基本农田,而没有破坏,不能划归为严重区,可列为较严重区或较轻区。

五、矿山地质环境现状评估综合分区

根据上述矿山地质环境影响现状分析结果,通过对照表E的分级标准,评估区内现状条件下矿山地质环境影响程度为区见表4-20和附图1:矿山地质环境现状评估图。

表4-20 矿山地质环境影响程度现状评估分区表

面积 地形地貌评估区域 评估亚区 地质灾害 含水层 2(km) 景观 采矿影响范围以内评估区 工业广场 其它区 已采区 预采区 排土场 主辅井 厂房道路 土地资源 影响程度分区 第四节 预测评估

《方案编制规范》中对预测评估的要求:预测评估应在现状评估的基础上,根据矿产资源开发利用方案和采矿地质环境条件特征,分析预测采矿活动可能引发或加剧的地质环境问题及其危害,评估矿山建设和生产可能对矿山地质环境造成的影响。影响程度评估分级按表4-12执行。

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。矿山建设和生产可能遭受地质灾害的危险性评估按照“地质灾害危险性评估工作的有关规定”执行。

预测评估由采矿活动导致地下含水层的影响和破坏程度。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。

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。 预测评估采矿活动对土地资源的影响和破坏的类型、规模和程度。

一、矿山地质环境预测评估

1、矿山地质灾害的影响预测评估 (1)矿山开采及建设引发地质灾害的预测

新建矿山若不存在地质灾害,只评述采矿活动引发的地质灾害影响;若存在地质灾害,应评述采矿活动加剧的地质灾害影响程度。

采矿活动可能引发(不是诱发)的地质灾害包括:崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等。

根据矿山开采方式,地下开采可能引发地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。露天采矿活动可能引发的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。

如果矿区面积较大,矿脉较多,应分区进行评述。根据开采活动引发的地质灾害类型、规模、危害程度,确定评估区引发该类型地质灾害的危险性大(中等、小),影响程度严重(较严重、较轻)。

煤矿开采2层以上的煤层时,由于开采范围的不同,应分层评述。

对于排土场规模较大、地形较陡,根据汇水面积、当地最大瞬时降水量,评述引发泥石流灾害的发育程度、危害程度、受危害对象、危险性、对矿山地质环境的影响程度。

地下开采使岩体应力场改变,岩体产生变形和破坏,危及采矿设备和人员的安全,岩体变形延伸到地表产生地面塌陷和地裂缝,将对地表设施的安全产生影响。

对于采空区引发地面塌陷的范围,一般引用《开发利用方案》核定的参数和塌陷区范围。如果开发利用方案没有确切的数据和塌陷范围,应采用《工程地质手册》、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设及压煤开采规程》等提供的计算公式,并结合矿区的水文地质条件、工程地质条件、矿体厚度、埋藏深度,同时引用本矿山以往开采资料或邻近矿山的经验数据,确定塌陷范围、深度、稳定时间等。

煤矿采矿活动引起地表塌陷预测计算公式

最大下沉值: W0mcos ,mm; (4-4) 最大倾斜值:I0W0/r ,mm/m; (4-5) 最大曲率值:K0=1.52W0 / r2 ,10-3/m; (4-6) 最大水平移动:U0bW0 ,mm; (4-7) 最大水平变形:E01.52bW0/r=1.52bIo, mm/m。 (4-8) 式中m——矿体开采厚度,煤矿指煤层法线厚度,(m);

η——下沉系数,为经验值,煤矿一般取0.7~0.8,金属矿一般取0.4; α——矿体倾角(°);

r——主要影响半径,其值为采深与影响角正切值之比;

r=H/tgθ0; (4-9)

H——采矿深度(平均埋深),m;

tgθ0——影响角正切值,为经验值,一般取1.9; b——水平移动系数,为经验值,一般取0.3。

根据《注册岩土工程师专业考试辅导指南》表6-14,我省及邻区各主要煤矿的下沉系数、水平移动系数、影响角正切值摘录后见表4-21。

表4-21 地表移动实测参数表 矿区 观测站 冯营1221 焦西106 参数 η 0.88 1.31 b 0.30 0.27 Tgθ0 2.00 1.80 矿区 观测站 四矿 五矿 参数 η 0.68 0.35 b 0.22 0.23 tgθ0 1.50 1.90 焦作 鹤壁

焦西102 朱村151上山 朱村151下山 马村102 演马庄102 平顶山 十矿1251 十矿1252 1.17 0.92 0.79 0.89 0.87 0.81 0.80 0.30 0.31 0.37 0.23 0.23 0.28 0.41 2.40 1.80 1.80 2.30 2.30 1.60 1.50 平顶山 六矿 八矿 九矿 二矿1404 二矿2404 四矿四盘区 五矿六盘区 0.76 0.27 0.77 0.74 0.64 0.76 0.80 0.28 0.20 0.25 0.20 0.48 0.23 0.36 1.90 1.40 5.20 1.80 2.30 2.00 1.50 由矿体埋藏深度、矿层平均厚度(开采厚度)、矿层的倾角等已知参数,根据上述公式,计算开采终了时采区地表最大变形的相关参数有:

塌陷区主要影响半径(m);最大下沉值(mm);最大倾斜值(mm/m);最大曲率值(10-3/m);最大水平移动(mm);最大水平变形(mm/m)。

根据最大倾斜值、等相关的计算参数及数值,用以评价地面沉降、地裂缝引起的建筑物破坏,从而确定对环境的影响程度,见表4-22(引自《煤矿总工程师工作指南》)。

表4-22 地面变形对砖石结构建筑物的破坏等级 破坏(保护)等级 Ⅰ 地表变形值 建筑物可能达到的破坏程度 倾斜Io (mm/m) 曲率K0 (10-3/m) 水平变形E0 (mm/m) 处理方式 墙壁上不出现或仅出现少量宽≤3.0 ≤0.2 ≤2.0 勾缝处理 度小于4mm的细微裂缝 墙壁上出现4~15mm宽的裂Ⅱ 缝,门窗略有歪斜,墙皮局部≤6.0 ≤0.4 ≤4.0 小修 脱落,梁支撑处稍有异样 墙壁上出现16~30mm宽的裂缝,门窗严重变形,墙身倾斜,Ⅲ ≤10.0 ≤0.6 ≤6.0 中修 梁头有抽动现象,室内地坪开裂或鼓起 墙身严重倾斜、错动、外鼓或大修、重建Ⅳ 内凹,梁头抽动较大、房顶、>10.0 >0.6 >6.0 或拆除 墙身挤坏,严重者有倒塌危险 注:本表适用于长度或沉降缝区段小于20m的砖石结构建筑物,其他结构类型的建筑物可视具体情况参照执行 注:由地面变形对砖石结构建筑物的破坏等级,从而确定地面沉降、地裂缝对环境的影响程度。一级破坏等级无影响,二级破坏等级影响程度较轻,三级破坏等级影响程度较严重,四级破坏等级影响程度严重。

根据计算公式,地表的变形值在移动盆地内各处是不等的,变形最大值可反映该条件下的最大危害。如果采空区相当大,即走向和倾向方向的长度都达到1.4倍的平均采深,则地表变形最大值主要决定于采厚与采深。对于中等硬度的岩石、全部垮落法开采、充分采动,取η=0.8,b=0.3,tgθ0=2.0,设煤层厚m=2.0m,按公式计算的地表变形值随着深厚比的不同,对地面建筑物构成的威胁也不同,见表4-23。由表可知,当深厚比为100时,一般情况下,对房屋危害较重;深厚比为200时,对房屋危害中度;而深厚比为300或更大时,对房屋危害较轻。

表4-23 不同深厚比情况下地表变形值及对建筑物的危害 深厚比 (深度/厚度) 最大下沉值 (mm) 最大倾斜 (mm/m) 最大水平变形 (mm/m) 对一般建筑物的危害

100 200 300 1600 1600 1600 16 8 5.3 7.4 3.7 2.5 较重 中度 轻度 (2)矿山建设和生产可能遭受地质灾害的预测

评述在矿山建设、生产过程中遭受到的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害,道路、工业设施、尾矿库、排土场遭受到的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害。

露天采矿的爆破、震动及其它影响因素,采矿设备和人员可能遭受危岩崩塌体、滑坡的伤害,爆破飞石影响采矿设备和人员以及周围居民生命财产安全,爆破震动可以引起排土场挡土墙的倾覆或滑移,引起尾矿库坝体的垮塌;采矿设备和人员以及周围居民可能遭受排土场引发泥石流灾害。

地下开采时,根据岩石的完整程度、支护方式和可靠性、水文地质情况等,评述采矿人员和设备遭受冒顶、坍塌、突水等灾害的影响(此内容为矿山企业安全生产范畴)。

2、地质灾害影响程度综合评估

根据矿业活动分区,确定每区及其影响范围内地质灾害对矿山地质环境影响程度(严重、较严重、较轻)。

二、含水层破坏预测评估

露天采矿,矿体在当地侵蚀基准面以上时,对含水层的影响程度较轻。地下开采,特别是煤矿采煤,对含水层的破坏是较为严重的,对于一级评估,应采取如下的评述方式。

1、矿井正常涌水量

根据开发利用方案提供的矿井正常涌水量,对照表4-12,确定其对含水层影响程度。 2、含水层结构破坏预测评估

矿体上覆岩体移动变形对含水层的影响主要受夸落带、导水裂隙带控制,夸落带、导水裂隙带的计算,主要参照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设及压煤开采规程》推荐的经验公式,详见表4-24、4-25。

表4-24 冒(垮)落带最大高度的统计经验计算公式 岩石类型 坚硬 抗压强度(MPa) 40~80 主要岩石名称 石英砂岩、石灰岩、砂质页岩、砾岩 砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页20~40 10~20 <10 岩 泥岩、泥质砂岩 铝土岩、风化泥岩、粘土、砂质粘土 计算公式(m) Hc=[100∑m/(2.1∑m +16)]+2.5 Hc=[100∑m/(4.7∑m +19)]+2.2 Hc=[100∑m/(6.2∑m +32)]+1.5 Hc=[100∑m/(7.0∑m +63)]+1.2 中硬 软弱 极软弱 表3-25 导水裂隙带最大高度的统计经验计算公式 岩石类型 坚硬 计算公式(一)(m) Hf =[100∑m/(1.2∑m +2)]+8.9 计算公式(二)(m) Hf =[30(∑m)0.5]+10

中硬 软弱 极软弱 Hf =[100∑m/(1.6∑m +3.6)]+5.6 Hf =[100∑m/(3.1∑m +5.0)]+4.0 Hf =[100∑m/(5.0∑m +8.0)]+3.0 Hf =[20(∑m)0.5]+10 Hf =[10(∑m)0.5]+10 表4-24、4-25中,Hc为为垮落带高度,∑m为矿体开采的累计厚度,Hf为导水裂隙带高度,三者的计量单位为米;冒(垮)落带导水裂隙带最大高度=冒落带最大高度+导水裂隙带最大高度。

上覆岩体的强度不同,推荐的经验公式也不同,因而根据上覆岩体的抗压强度,选择不同的经验公式。

例:某煤矿,上覆岩体为中硬的砂岩、泥灰岩,煤层厚度为3.2m,按照各个采区的平均累计开采厚度为3.2m,估算出:

垮落带高度 Hc=[100∑m/(4.7∑m +19)]+2.2=11.6m 导水裂隙带高度 Hf =[100∑m/(1.6∑m +3.6)]+5.6=42.3m 冒(垮)落带导水裂隙带最大高度=11.6+42.3=53.9m

又例:某煤矿,上覆岩体为坚硬的石英砂岩、石灰岩,煤层厚度为3.2m,按照各个采区的平均累计开采厚度为3.2m,估算出:

垮落带高度 Hc= [100∑m/(2.1∑m +16)]+2.5=16.6m 导水裂隙带高度 Hf = [100∑m/(1.2∑m +2)]+8.9=63.7m 冒(垮)落带导水裂隙带最大高度=16.6+63.7=80.3m

通过计算得知,开采煤层3.2m厚,在中硬岩层中冒落带导水裂隙带的高度为53.9m,煤层上部53.9m岩体内的含水层均要受到影响,若上覆岩体强度愈高,影响的范围更大。

《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB 12719-1991)推荐的采空区塌陷后产生的冒落带导水裂隙带最大高度计算经验公式见表4-26。

表4-26 冒落带导水裂隙带最大高度经验公式表(参考件)

煤层倾角(°) 岩石名称 辉绿岩、石灰岩、硅质石英岩、砾岩、砂砾岩、砂质页岩等 砂质页岩、泥质砂岩、页岩 风化岩石、页岩、泥质砂岩、粘土岩、第四系和第三系松散层等 辉绿岩、石灰岩、硅质石英岩、砾岩、砂砾岩、砂55~85 质页岩等 砂质页岩、泥质砂岩、页岩、粘土岩、风化岩石,

<40 全部陷落 Hc=0.5M Hc100mh7.5h293岩石抗压强度(MPa) 顶板管 理方法 冒落带最大高度(m) 导水裂隙带(包括冒落带最大)m H100M2.4n2.1 40~60 全部陷落 Hc=(4~5)M f11.20~54 20~40 全部陷落 Hc=(3~4)M Hf100M3.3n3.8 5.1<20 全部陷落 Hc=(1~2)M Hf100M 5.1n5.2100mh4.1h 1335.140~60 全部陷落 Hf8.4 7.3

第三系和第四系松散层等 注:① 表中:M—累计采厚(m);n—煤层分层厚度(m);h—采煤工作面小阶段垂高(m)。 ② 冒落带、导水裂隙带最大高度,对于缓倾斜和倾斜煤层,系指从煤层顶面算起和法向高度;对于急倾斜煤层,系指从开采上限起的垂向高度。

③ 岩石抗压强度为饱和单轴极限强度。

根据矿体埋深、开采厚度、开采层数、矿体倾角,通过表4-24、4-25、4-26推荐的经验公式,计算冒落带、导水裂隙带最大高度,再根据含水层标高、含水层与矿层的连通关系,可以确定冒落导水裂隙带内含水层结构破坏情况。

3、含水层疏干范围预测

采矿抽水是必要的工作流程,在疏干矿层水时,要引起周围地下水水位的下降。长期持续的抽水,在以采矿处为中心形成一个地下水降落漏斗,属于含水层疏干影响范围。此范围受到岩层的富水性、渗透系数、抽水量等影响,勘查报告的水文部分有岩层的渗透系数、含水层厚度、水位降深等参数时,可采用下列公式,计算影响范围:

R=2S(HK)0.5 (4-10)

式中R——抽水疏干影响半径,m;

S——水位降深,m; H——含水层厚度,m; K——渗透系数,m/d。

对于矿体埋藏较浅,易出现含水层疏干、地下水水位下降、泉水流量减少等现象,矿体埋藏较深,根据地下水位降落漏斗的分布范围、地下水水位、水质变化情况评价其影响程度。

三、矿山开采对地形地貌景观的影响和破坏情况预测评估

分析评估区内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情况。 新建矿山,以往民采露天开采的铝土矿、水泥灰岩、石料场等对地形地貌景观的破坏是严重的;延续的地下开采的煤矿、铝土矿、铁矿由于采空区塌陷,对地形地貌景观的影响和破坏情况是比较严重的。

一级评估的资料有数据。

结论:综合评估认为,采矿活动对地形地貌景观的影响和破坏程度严重(较严重、较轻)。

四、矿山开采对土地资源的影响和破坏情况预测评估

分析评估区内采矿活动对土地资源的影响和破坏情况。附照片。

露天开采铝土矿、铁矿废渣堆占地,地下开采的煤矿煤矸石占地较多,根据占有土地的类型和面积分别评述。

煤矿占有的土地类型多为耕地或林地;金属矿山占有的土地类型多为林地或荒山;采石场占有的土地类型多为荒山或荒地。

一级评估的资料有数据。

结论:对照表E,现状条件下采矿活动对土地资源的影响程度严重(较严重、较轻)。

五、矿山地质环境影响预测评估分区

根据矿山地质环境影响预测分析结果,通过对照表4-12的分级标准,评估区内现状条件下矿山地质环境影响程度为区见表4-27和附图2“矿山地质环境影响预测评估图”。

表4-27 矿山地质环境影响程度预测评估分区表 评估区域 采矿影响范围以内评估区 工业广场 其它区 评估亚区 已采区 预采区 排土场 主辅井 厂房道路 面积 (km2) 地质灾害 含水层 地形地貌景观 土地资源 影响程度分区

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