❶ 湖北大冶多金屬礦山地質環境監測
湖北大冶銅綠山銅鐵礦區位於大冶市西部,距市中心1.5km。原分為南北兩個采區,南采區1965年開始建設,2005年10月停采;北采區2004年大規模基建剝離,目前仍在開采。經過近50年的銅鐵礦石開采,現礦區內地形、地貌有了較大的改變,兩個采區已連成一個巨大的露天采坑,面積達2.4km2,采坑邊坡角一般46°~56.5°,局部達70°,南采坑邊坡高227m,北采坑邊坡高142m(圖10-7,圖10-8)。
圖10-7 滑坡右側後緣裂縫
圖10-8 露天采坑及高危邊坡
由於采坑邊坡地層岩性由花崗閃長斑岩與矽卡岩化、高嶺石化、斜長石化花崗閃長斑岩構成,節理裂隙發育,表部岩體風化強烈,坡體穩定性差。近年局部邊坡多次變形與垮塌,對分布其周圍的村莊和礦山企業構成嚴重威脅,特別是2006年下半年北露天采坑東幫邊坡發生嚴重變形,對銅綠山古銅礦遺址及遊客構成嚴重安全隱患。同時,銅綠山礦露天采坑是周邊各層地下水的最終排泄場所,平均日疏排水量1.3萬m3,地下水疏干有近40年的歷史,已形成面積近4.0km2的似扇形地下水疏干漏斗區,中心地下水水位下降達140m。再由於采選礦的廢水廢液和尾礦庫、固體廢棄物淋濾水對地下水的污染,致使地下水中鐵、錳離子,以及
為了保護礦區周邊居民的生命財產安全,保護商周時期古銅礦遺址免遭破壞,查明礦區及周邊水土環境污染程度。自2010年開始,在礦山地質環境恢復治理工程經費和國家級地質環境監測與預報經費中安排專項資金,中國地質環境監測院、湖北省地質環境監測總站黃石分站,在露天采坑周邊區域布設地表形變、地下形變、地下水位、地下水質、土壤環境監測點,開展礦區高危邊坡、地裂縫穩定性監測和地下水環境監測及土壤污染監測,分析礦山地質環境時空變化特徵,預測礦山地質環境變化趨勢。為礦山地質災害預防,礦區水土環境保護和礦山地質環境恢復治理提供技術支撐。
一、高危邊坡地表形變監測
在銅綠山古礦遺址周邊及露天采坑不穩定邊坡底部和坡頂,設置大地形變監測點33個。根據通視條件,採用全站儀和GPS進行地表位移監測,主要監測露天采坑邊坡底部采空區頂板和邊坡監測墩的水平(x、y)和垂直(z)絕對位移量(圖10-9至圖10-11)。
二、高危邊坡地下形變監測
在露天采坑邊坡頂部共布設3個深部測斜監測點,採用垂直鑽孔埋置測斜管,通過測斜儀來對邊坡內部水平變形情況進行監測(圖10-12,圖10-13)。
圖10-9 地表形變監測墩
圖10-10 地表變形監測水平位移曲線圖
圖10-11 地表變形監測垂直位移曲線圖
圖10-12 深部測斜孔
圖10-13 深部位移曲線圖
三、地裂縫監測
在北西向裂縫周圍布設3個監測點,使之局部形成垂直於裂縫的控制性監測剖面。在地裂縫兩側雙向設置監測墩,在監測墩上安置裂縫自動監測儀,主要監測裂縫長度、寬度、深度和走向變化情況(圖10-14至圖10-16)。
圖10-14 地裂縫監測裝置
四、地下水水位監測
在地下水水位下降漏斗(疏干)區按十字形或放射狀布設穿過中心的監測線,中心布設地下水水位監測點26個,採用地下水水位自動監測儀或手動監測對地下水水位的動態變化進行監測(圖10-17,圖10-18)。
圖10-15 地裂縫水平位移曲線
圖10-16 地裂縫垂直位移曲線圖
圖10-17 地下水水位自動監測儀
圖10-18 地下水水位動態曲線圖
五、爆破震動監測
沿古礦遺址周邊和與東邊坡連線布設爆破震動監測點1個,安置爆破震動監測儀器,採集開采過程中產生的震動速度,分析爆破葯量與邊坡發生形變的關系(圖10-19,圖10-20)。
圖10-19 爆破震動數據採集系統
圖10-20 時程圖
六、地下水水質和土壤污染監測
在尾礦庫、廢礦渣堆放地和廢水廢液排放口的地下水匯水區域,以及采空區老窯水儲集區域布設地下水質監測點40個和土壤污染監測點10個,枯、豐水期各取樣1次,監測地下水和土壤中污染物的來源與運移特徵。