❶ 湖北大冶多金属矿山地质环境监测
湖北大冶铜绿山铜铁矿区位于大冶市西部,距市中心1.5km。原分为南北两个采区,南采区1965年开始建设,2005年10月停采;北采区2004年大规模基建剥离,目前仍在开采。经过近50年的铜铁矿石开采,现矿区内地形、地貌有了较大的改变,两个采区已连成一个巨大的露天采坑,面积达2.4km2,采坑边坡角一般46°~56.5°,局部达70°,南采坑边坡高227m,北采坑边坡高142m(图10-7,图10-8)。
图10-7 滑坡右侧后缘裂缝
图10-8 露天采坑及高危边坡
由于采坑边坡地层岩性由花岗闪长斑岩与矽卡岩化、高岭石化、斜长石化花岗闪长斑岩构成,节理裂隙发育,表部岩体风化强烈,坡体稳定性差。近年局部边坡多次变形与垮塌,对分布其周围的村庄和矿山企业构成严重威胁,特别是2006年下半年北露天采坑东帮边坡发生严重变形,对铜绿山古铜矿遗址及游客构成严重安全隐患。同时,铜绿山矿露天采坑是周边各层地下水的最终排泄场所,平均日疏排水量1.3万m3,地下水疏干有近40年的历史,已形成面积近4.0km2的似扇形地下水疏干漏斗区,中心地下水水位下降达140m。再由于采选矿的废水废液和尾矿库、固体废弃物淋滤水对地下水的污染,致使地下水中铁、锰离子,以及
为了保护矿区周边居民的生命财产安全,保护商周时期古铜矿遗址免遭破坏,查明矿区及周边水土环境污染程度。自2010年开始,在矿山地质环境恢复治理工程经费和国家级地质环境监测与预报经费中安排专项资金,中国地质环境监测院、湖北省地质环境监测总站黄石分站,在露天采坑周边区域布设地表形变、地下形变、地下水位、地下水质、土壤环境监测点,开展矿区高危边坡、地裂缝稳定性监测和地下水环境监测及土壤污染监测,分析矿山地质环境时空变化特征,预测矿山地质环境变化趋势。为矿山地质灾害预防,矿区水土环境保护和矿山地质环境恢复治理提供技术支撑。
一、高危边坡地表形变监测
在铜绿山古矿遗址周边及露天采坑不稳定边坡底部和坡顶,设置大地形变监测点33个。根据通视条件,采用全站仪和GPS进行地表位移监测,主要监测露天采坑边坡底部采空区顶板和边坡监测墩的水平(x、y)和垂直(z)绝对位移量(图10-9至图10-11)。
二、高危边坡地下形变监测
在露天采坑边坡顶部共布设3个深部测斜监测点,采用垂直钻孔埋置测斜管,通过测斜仪来对边坡内部水平变形情况进行监测(图10-12,图10-13)。
图10-9 地表形变监测墩
图10-10 地表变形监测水平位移曲线图
图10-11 地表变形监测垂直位移曲线图
图10-12 深部测斜孔
图10-13 深部位移曲线图
三、地裂缝监测
在北西向裂缝周围布设3个监测点,使之局部形成垂直于裂缝的控制性监测剖面。在地裂缝两侧双向设置监测墩,在监测墩上安置裂缝自动监测仪,主要监测裂缝长度、宽度、深度和走向变化情况(图10-14至图10-16)。
图10-14 地裂缝监测装置
四、地下水水位监测
在地下水水位下降漏斗(疏干)区按十字形或放射状布设穿过中心的监测线,中心布设地下水水位监测点26个,采用地下水水位自动监测仪或手动监测对地下水水位的动态变化进行监测(图10-17,图10-18)。
图10-15 地裂缝水平位移曲线
图10-16 地裂缝垂直位移曲线图
图10-17 地下水水位自动监测仪
图10-18 地下水水位动态曲线图
五、爆破震动监测
沿古矿遗址周边和与东边坡连线布设爆破震动监测点1个,安置爆破震动监测仪器,采集开采过程中产生的震动速度,分析爆破药量与边坡发生形变的关系(图10-19,图10-20)。
图10-19 爆破震动数据采集系统
图10-20 时程图
六、地下水水质和土壤污染监测
在尾矿库、废矿渣堆放地和废水废液排放口的地下水汇水区域,以及采空区老窑水储集区域布设地下水质监测点40个和土壤污染监测点10个,枯、丰水期各取样1次,监测地下水和土壤中污染物的来源与运移特征。