河南省某废铀矿矿山地质环境治理工程措施探讨

河南省某废铀矿矿山地质环境治理工程措施探讨袁正刚（河南省地矿局第五地质勘查院，河南郑州）摘要河南省某废铀矿为计划经济时期建设的国营矿山企业。年终产闭坑，由于矿山没有完善的治理措施，致使废矿渣裸露，使当地民众时常受到核辐射威胁。该工程主要是修建重力式挡土墙，矿渣堆边坡及平台整理、矿坑塌陷治理、排水渠修筑、矿渣堆覆土、修筑道路、矿渣堆植树种草、设立警示标志等，达到恢复矿渣堆地质环境，使核辐射值达到国家允许标准。关键词废铀矿；矿山；地质；环境；治理中图分类号文献标识码文章编号（）工程概况河南省某废弃铀矿为计划经济时期建设的国营矿山企业。位于遂平县西部，年终产闭坑，由于矿山没有完善的治理措施，致使废矿渣裸露，使当地民众时常受到核辐射威胁。矿区北侧有条石渣路与县、乡公路相通，可以到达县城；、京珠高速及京广铁路纵贯遂平县全境，区内交通较为便利。该工程主要是修建重力式挡土墙，矿渣堆边坡及平台整理、矿坑塌陷治理、排水渠修筑、矿渣堆覆土、修筑道路、矿渣堆植树种草、设立警示标志等，达到恢复矿渣堆地质环境，防止核辐射污染的目的。朽，部分质好的木料又被当地农民取走，使得巷道部分段失稳塌陷，坑道上部出现水压冒顶等现象。（）原巷道出口封闭不得力，而部分巷道口（有些是竖井）根本就没有封闭措施，巷道的塌陷口处也没遮挡，加上宣传力度不够，时常有当地群众进出巷道，随时会受到核辐射和塌陷造成的人身伤害。（）矿山开采剥岩破坏了地层原有的力学平衡，且露天采坑各级台阶一定厚度范内卸荷裂隙发育，在长期放炮震动及外应力作用下，发生局部边坡失稳。边坡失稳由于该区受成矿和地形条件所限，部分矿坑为露天开采，坑口狭长，矿区封闭时没能完全闭坑，且原矿坑底宽度小，矿坑最终边坡角大于，形成边坡失稳。加上沟道强力下切，原侵蚀基准面被降底，矿渣堆原有简易拦挡工程基础裸露、坍塌就在所难免。矿山主要地质环境问题放射性矿渣露天堆放（）矿渣堆裸露地表覆盖土层较薄，因山坡流水、降水冲刷等原因，有废矿渣长期裸露地表。（）水质受核辐射污染由于废矿渣原有的保护措施不完善、不彻底，造成水流，降水浸润原废矿渣，使水流携带核物质，在水动力作用下向矿区外排泄、扩散，一部分流入下游的下宋水库，污染水库水质，使水库的水质遭受核辐射而不能饮用。利用水库水灌溉农田，农作物也同样受到核污染，灌区十几万人民因食用核污染农产品身心健康受到严重危害。另一部分下渗补给地下水，地下水受到污染，附近居民饮用受到污染的地下水，直接影响周边居民的身心健康。矿区生态环境破坏由于当地农民的砍柴、放牧、种植结构调整等使得原恢复的植被又遭破坏，水土流失现象较为严重，水流浸蚀原堆积废矿渣现象严重。另外，矿区中还有采石材场，他们把矿山表面的土层剥离，顺山沟随意堆放，使矿区的水土保护工作更加艰难。矿山环境地质前期治理概况河南省某废弃铀矿区在年终产闭坑时，对矿区的采掘现场进行过生态环境恢复及工程治理，但是，由于受当时社会经济条件的制约和对生态环境治理工作认识程度的限制，当时覆土压盖厚度只有，并修筑了高、宽、长的简易挡矿口塌陷（）原采矿巷道中的支护木料，由于长期老化、腐收稿日期修回日期作者简介袁正刚（），男（汉族），河南信阳人，助理工程师，现从事地质灾害治理、岩土工程、公路桥梁施工等工作。年第期西部探矿工程土墙。随着时间的推移，再加之近二十年来自然、人为因素的破环和影响，原有的覆土层被冲刷殆尽，矿渣裸露地表，简易挡土墙地基都已出露且下切基础以下，部分地段简易挡土墙已倒塌倾覆。层铺设。为减少砌体硬化后收缩和温度变化而产生裂缝，设置了沉伸缝，间隔一道，缝宽，缝中填塞沥青亚麻，沿内、外、顶三方填塞深度不小于。墙身砌出地面后，对基础进行及时回填夯实，填土材料选择透水性较强的填料，并做成不小于的向外流水坡，以免积水下渗，影响墙身稳定。工程主要治理措施矿渣堆边坡及平台整理工程矿渣在堆积过程中，其边坡是在矿渣顶部向下滚落过程中逐渐扩展形成并已相对稳定，其坡度角与自然休止角基本趋于一致。由于矿渣堆斜坡坡面和平台面起伏不平，需对其进行挖填平整。平整后，斜坡坡度为、；平台为反向坡，坡度为。坝基修复工程坝基修复工程就是对原有矿渣堆放场中部的简易坝的坝基进行修复，在其左肩砌筑一高、长的挡土墙对上游水流疏导，在其中部的泄水通道的拱基处砌筑一高、厚与拱基等宽的浆砌石对其加固，在坝基后砌筑矩形断面浆砌石对扩散水流束导，其底宽，厚；在坝的下游处，砌筑水面线上水面线下的浆砌石基后消能工程，两者以浆砌石相接。挡土墙工程挡土墙的形状参数挡土墙设计采用中国建筑标准设计研究院出版的挡土墙（）。根据地形、地质、矿渣堆高度等情况，采用直立式重力挡土墙，浆砌石结构。挡土墙基底设置砂卵石垫层，墙后填矿渣至墙顶以下，其上覆土。地表排水渠工程在挡土墙工程、边坡整理、平台整理及覆土工程的基础上，为了防止洪水冲刷破坏，建立了完善的排渣场地表排水系统。由于治理区域内矿渣直接堆放在沟道内，故地表排水系统沿主沟道修建一道纵向矩形排水渠；沿平台后缘、坡面前缘处修一条横向矩形截水渠，将坡顶洪水拦入排水渠，经矿山总排水渠排出矿区。平面布置在本区内矿渣堆放场从东至西分为三处，挡土墙紧靠渣堆的底部，其所处位置编号分别为、，各挡土墙零点均以南端起。在段二挡土墙形成一个宽的排水渠。为加强挡土墙的抗滑稳定性及减少河床的下切能力，在段渠底全用厚的浆砌石铺成。在处以高的挡土墙与水渠相接、在处基底以高的挡土墙与自然沟道相接，墙身露出地面。在、两侧及、处均设上下浆砌石踏步，以便利行人过沟。排水渠主要采用排水沟、截水沟、边沟、细沟等，形成完整的排水系统，将自然降水合理的排出防治区域，主排水渠横断面采用，排水渠与挡土墙组成的渠系相接。平面布置主排水渠在上游以矿坑塌陷区顶部为依托，在下游以两排渣场的中部的自然冲沟为依托，沿冲沟主流线布置，进口设有渐变段，上游收缩段长，总长。在及处置高潜槛各一座，潜槛与挡土墙及砌石渠底形成软基消力池；在段渠底做成凸凹不平状，形成消能钉。自上而下共设个弯曲段，平面布置总体上较为平顺。截水渠沿公路南侧处布置，沿公路坡度向主排水渠及外侧山坡汇聚，其编号与公路同。在修整覆土后坡的前缘与挡土墙接触处设置截面为细沟拦截坡面流水，与挡土墙预留口相连将积水排入沟内。沿公路两侧外延处设置截面为边沟拦截坡面及路面流水，纵向坡度与公路同。主排水渠、截水渠、细沟、边沟组成完整的矿山排水系统。施工基本要求施工前作好地表排水措施，地基基础为砂卵石垫层，段基础地面线以下为厚的浆砌石。在砌筑挡土墙时，做到分层错缝砌筑，基础顶面及墙趾台阶转折处，不做成垂直通缝，砂浆水灰比符合要求，并填塞饱满，原浆勾缝，顶部用厚的砂浆抹面。为了排出墙后积水，设置了泄水孔，孔眼尺寸一般方孔，间距。因此，挡土墙设置排或排泄水孔，出水口高出地面。为防止泄露水孔堵塞在泄水孔进水孔进口处设置反滤层，其外部用土工布包裹，反滤层采用粘土、砂和卵石由里到外分西部探矿工程年第期矿坑塌陷工程由于塌陷区回填平整后，在治理区域南部、取土场边缘砌筑一截水沟，截面尺寸于边沟相同，长度、顶面高程依实际情况定，保证流水通畅。标志，共个。用加筋混凝土制作，规格，基部采用二级浆砌石，每级台阶高，宽，其中埋入地下，上部成杯形预留口与警示标志牌对接，上书“进入矿渣堆积区、严禁乱掘”及“坑口塌陷、小心危险”等字眼，以防止人畜造成伤害。覆土工程在修整后矿渣堆边坡、平台及矿坑塌陷区上面覆盖粘土，碎石含量小于，厚度不小于，覆土后的边坡坡度为、，平台坡度为。治理成效治理前放射性检测核素比活度平均值为；高于国家标准；地表上高照射量率平均值为，高出国家标准；地表面的氡析出率平均值（），高于国家标准（），治理区的矿区放射性水平不符合规范要求。护坡工程对覆土后矿渣堆边坡进行拱形砌石分块加固。使用，直径的拱形眉石进行砌筑，宽度，其中埋入地下，上余，顶面用厚的砂浆抹平，一道沉伸缝，最上面一拱眉石顶部与坡面顶部修筑的上挡墙相接，上挡墙规格，其上余，埋入地下，上挡墙沉伸缝布置与眉石一致，为的二毡三油。治理后放射性检测核素比活度平均值为；小于于国家标准；地表上高照射量率平均值为，小于国家标准；地表面的氡析出率平均值（），小于国家标准（），治理区的矿区放射性水平全部在国家标准范围内，符合规范要求。生物工程生物措施主要起到覆盖地表、稳定边坡、控制水土流失、美化环境的作用。本次工作植物措施选择的总体原则是以适应当地生长的速生树、草为主，以迅速恢复植被，待达到一定的木材蓄积量后，采用间伐的方法，逐渐替换成适应当地生长的观赏树种和经济林，达到美化环境和增加经济收入的目的。在平台坡顶与坡角间覆土后种植速生杨树、刺槐绿化堆渣场。挡土墙及护坡工程的同时，采用种草进行防护，草种选择为小冠花、龙须草、茅草等。坡底在原矿山征用地范围内与堆渣场坡角间种植工程防护林，树种选择为速生杨树。栽树行距及株距均为。结论通过本项目工程的实施，使昔日对附近居民危害严重的矿渣堆，被深深地掩埋在地下，消除了废铀矿渣核辐射的威胁，阻止了水流携带核物质向矿区外排泄、扩展，使下游下宋水库水质将得到明显的改变，水库的水产品也将免受核辐射的危害，干旱季节当地群众可放心地利用水库水灌溉农田，下游地下水水质明显得到改善。该项目充分体现了党和政府对人民群众的无比关爱，有利于构筑和谐社会。道路工程在挡土墙、护栏、排水渠、生物工程治理的基础上，为完善矿山治理修复工程、林木更替的需要，建立道路工程。道路沿堆渣场平台依地形条件自北向南蜿蜒而上，路宽，形成厚泥结碎石路面。参考文献砌体结构设计规范建筑边坡工程技术规范堤防工程施工规范标志工程设计在坑道塌陷区、矿渣堆积区进出口设立明显的警示檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿（