本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿矿山地质环境治理项目施工设计本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿矿山地质环境治理项目施 工 组 织设 计辽宁省地质工程勘察研究院二〇一五年六月 辽宁省地质工程勘察研究院项目名称：本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿 矿山地质环境治理项目编制单位：辽宁省地质工程勘察研究院时 间：二〇一五年六月目 录第一章 前言 1一、项目的背景及任务由来 1二、项目概况 2三、项目目的和任务 3四、编制原则 4五、编制依据 5第二章 项目区概述 7一、项目区位置 7二、矿山开采历史及开采现状 9三、项目区自然条件 13四、项目区地质条件 17五、项目区基础条件分析 22第三章 项目区主要矿山地质环境问题 25一、项目区矿山地质环境现状 25二、水资源的影响 26三、地质灾害 26四、矿山地质环境发展趋势 27第四章 设计总体思路、技术路线、工程重点及难点 28一、总体思路 28二、技术路线 29三、工程重点及工程难点 30四、工程施工设计及技术要求 32第五章 工程时间安排 40第六章 预算编制说明 41一、预算编制原则及依据 41二、取费标准和计算方法的说明 41三、基础单价 44四、工程概算 44第七章 安全施工措施 47一、工程施工中的安全措施 47二、施工安全技术措施 47第八章 项目管理 49一、项目工程组织管理 49二、项目工程实施单位管理 49三、项目工程实施建设管理 49第九章 效益分析 51一、预期成果 51二、效益分析 51附件： 《本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿矿山地质环境治理项目实施方案》审查意见iii 辽宁省地质工程勘察研究院编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第50页 共54页第一章 前言一、项目的背景及任务由来根据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》，DZ/T223-2011、辽宁省青山工程矿山工程破损山体治理工程技术要求、《关于辽宁省矿山地质环境恢复治理保证金管理暂行办法的实施意见》辽国土资发[2008]204号、《国土资源站办公厅关于做好矿山质环境保护与恢复治理方案编制审查及有关工作的通知》国土资厅[2011]61号、《关于辽宁省矿山地质环境恢复治理保证金管理暂行办法实施意见的补充通知》辽国土资发[2012]331号。
结合实际情况，本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司针对本钢集团南芬露天铁矿5号排土场边坡及平台进行矿山地质环境治理工作，项目资金由本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司承担辽宁省地质工程勘察研究院受本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司委托，对南芬露天铁矿5号排土场边坡及平台治理编制施工设计方案我院接到通知后，立即组织相关技术人员进行现场踏勘和有关资料收集选派了由地质、水文、水利、园林等多个专业的技术人员组成了项目研究小组，前往项目现场进行踏勘，对本项目的原始地貌，道路情况及周边环境进行详细的调查了解，进行多次讨论、分析在充分熟悉现场情况的前提下，针对本项目工程的具体情况，依据有关技术规范，结合本单位多年来针对大型矿山地质环境治理工程的经验，完成了施工方案的编制工作二、项目概况1、 项目名称 本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿矿山地质环境治理项目2、 项目投资 总投资389.27万元3、 项目承担单位 本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司4、 项目区的选择及规模项目区选择本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿矿区5号排岩场边坡及平台进行矿山地质环境治理工作，项目区位于南芬露天铁矿东侧。
总治理面积155.72亩，其中5号排土场边坡136.80亩，排土场平台18.92亩图1-1 项目区位置求意图表1-1 项目区范围拐点坐标表（80坐标系）序号XY序号XY14551307415507529455139941550482245512164155079210455137841550531345513224155079211455134741550559445513734155077112455131241550637545514714155041113455127041550645645516374155025814455122641550628745515474155038015455120341550663845514094155048216455106241550703三、项目目的和任务 根据《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》，DZ/T223-2011、辽宁省青山工程矿山工程破损山体治理工程技术要求、《关于辽宁省矿山地质环境恢复治理保证金管理暂行办法的实施意见》辽国土资发[2008]204号、《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与恢复治理方案编制审查及有关工作的通知》国土资厅[2011]61号、《关于辽宁省矿山地质环境恢复治理保证金管理暂行办法实施意见的补充通知》辽国土资发[2012]331号及与项目承担单位签订的施工设计合同等文件精神，同进结合项目区的矿山地质环境现状情况，确定本项目的目的和任务。
1、 项目目的本项目治理的主要包括以下几点：（1） 通过本钢集团南芬露天铁矿矿山地质环境治理项目的实施，消除或减轻矿山地质灾害隐患和矿山地质环境问题；（2） 逐步改善和恢复矿区及周边生态环境，恢复矿区土地使用功能；（3） 为本溪市矿山地质环境治理，提供参考；为矿山地质环境治理项目积累经验2、 项目任务本项目任务主要包括以下几点：（1） 对南芬露天铁矿排土场边坡及平台进行综合治理；（2） 采用削坡、平整、客土、植被恢复等工程措施，将项目区恢复成林地四、编制原则1、 遵循社会效益、环境效益和经济效益的原则按照“谁破坏，谁治理”的原则，本项目的资金由本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司承担其宗旨是在恢复矿山原有生态环境、改善周边居民的生活条件，性质是公益性的，因此应注重其社会效益和环境效益本项目的社会效益重大，将会在本溪市矿山环境治理工作中产生效大影响，对本溪市矿山环境治理工作的全面进行有很大促进作用加上当地政府大力支持、群众和积极响应，势必开创本溪市矿山地质环境的新局面同时，使项目区及其周边的生态环境得到重大改善2、 因地制宜原则按照“宜农则农、宜林则林、宜建则建”的原则，通过本工程的实施，能有效增加治理区内的林地面积，改善矿区生态环境。
3、 遵循科学实施、科学养护、科学管理的原则科学实施项目工程，尊重科学，尊重自然规律随着我国人民生活水平的不断提高，人民对生活质量要求也越来越高环境问题，特别是矿山地质环境问题，已经得到党和国家高度重视近几年来，在国家和我省相关部门的大力支持下，完成大量关于矿区环境治理问题的诸多方面的调查和研究工作，并实施一部分治理工程这些成果以及经验教训都为本工程的科学合理实施打下坚实的基础项目实施完工后，成立由专业技术人员组成的养护队伍，科学养护，科学管理五、编制依据1、 有关法律、法规 （1）《中华人民共和国环境保护法》，1989.12； （2）《中华人民共和国水土保护法》，2011.3； （3）《中华人民共和国土地管理法》，2004.8； （4）《矿山地质环境保护规定》，中华人民共和国国土资源令（第44号）2、 行业技术标准 （1）市级矿山总体规划编制规程（试行）； （2）水利建设项目经济评价规范（SLT2-94）； （3）灌溉与排水工程设计规范（GB/5028-99）； （4）水土保持综合治理技术规范（GB/T16453.1-1996）； （5）土地复垦技术标准（UDC-TD）； （6）土地开发整理项目规划设计规范（TD.T1012-2000）； （7）开发建设项目水土保持方案技术规范（SL204-98）； （8）生态公益林建设技术规程（GB/T18337.2-2001）； （9）造林技术规程（GB/T15776-1995）； （10）建筑边坡工程技术规范（GB 50330-2002）； （11）滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T0240）。
3、 相关规划 （1）《本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿矿山地质环境保护与恢复治理方案》； （2）《全国矿产资源规划（2008-2015）》4、 相关资料（1）项目区1：2000实测现状图；（2）《本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿矿山地质环境治理项目实施方案》；（3）《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》，DZ/T223-2011；（4）《关于辽宁省矿山地质环境恢复治理保证金管理暂行办法的实施意见》辽国土资发[2008]204号；（5）《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与恢复治理方案编制审查及有关工作的通知》国土资厅[2011]61号；（6）《关于辽宁省矿山地质环境恢复治理保证金按理暂行办法实施意见的补充通知》辽国土资发[2012]331号本方案编制依据如下法律、法规和有关的规范、规程等文件第二章 项目区概述一、项目区位置辽宁省本溪钢铁（集团）矿业有限责任公司南芬露天铁矿位置在辽宁省本溪市南东方向25km处，北距沈阳市108km，南距丹东市150km，隶属于本溪市南芬区管辖矿区距南芬镇7.5km，距沈丹公路和沈丹高速公路出入口3.5km，公路与矿山道路相连，并有专用铁路线直达矿区，交通十分便利，详见交通位置图。
矿区地理坐标：东经：123°47'42"-123°49'26"； 北纬：41°04'54"-41°06'19"比例尺 1：550000交 通 位 置 图二、矿山开采历史及开采现状1、 矿山开采历史（1） 矿山开采时间及开采规模变化南芬露天铁矿原叫庙儿沟铁矿，开采历史久远，采石炼铁记录始于辽金时代19世纪初，随着铁矿的开采，这里人烟渐稠，尤其是安奉铁路筑成后，南芬小镇便形成一定规模道光三年，有山东来的付锡福等三人到此开采，所得矿石运往本溪湖贩卖1915年，日本天皇与清朝合办了“日中本溪商办煤铁有限公司”，得到了在庙儿沟铁矿的开采权，同时正式命名为庙儿沟铁矿1931年“九一八”事变后，日本帝国主义侵占东北，中日合办的“本溪湖炼铁有限公司”被强迫改为“本溪湖炼铁株式会社”，庙儿沟铁矿权被日本侵略者据为已有，加紧对我国东北矿产资源进行掠夺，为其罪恶的战争目的服务日本侵略者对矿山实行了史无前例、野蛮掠夺式的开采，并将河北、山东等地大批抗日战俘和政治犯用闷罐车拉到庙儿沟铁矿充当苦役恶劣的生活条件和繁重体力劳动，加上受到各种酷刑摧残及瘟疫流行，据矿山志记载：仅从1942年至1945年，就有17000多人惨死在矿山上，至今白骨累累的“万人坑”就是最好的历史罪证。
至1945年，共掠走富矿495.66万吨，贫矿198.17万吨其后，国民党统治者又在矿山盘踞3年，把矿山糟蹋的七零八落、满目疮痍全国解放后，庙儿沟铁矿获得新生，回到人民怀抱，同时改名为本钢南芬露天铁矿，广大干部职工以主人翁精神团结奋斗使矿山迅速恢复生产于1949年5月1日采出解放后第一车矿石之后，经过1953年第一次技术设计和1968年扩产设计，矿山实现机械化开采，产量逐步提高，年采出752万吨，采剥总量达2643万吨20世纪80年代初，国家正式批准了1000万吨规模设计，扩帮改造工程也同时展开，1988年底扩帮改造工程竣工并通过国家验收1987年以来，铁矿石产量连续8年突破800万吨1991年实现890万吨，创历史最好水平进入20世纪90年代，随着采场逐年延伸，已形成凹陷深部开采1991年11月和1992年1月，原国家计委、冶金工业部批复了南芬露天铁矿的扩帮过度工程方案和工程设计2004年，铁矿石产量首次突破1000万吨大关；2005年实现铁矿石产量1275万吨，采剥总量6180万吨解放后的大规模、机械化开采，使南芬露天铁矿逐渐成为本溪钢铁公司的重要原料供应基地，从而名场海内外2） 以往矿山开采范围、开采层位南芬露天铁矿是一个经历了多期勘探、多期开采的老矿山，开采范围共由37个拐点界定，矿区面积为5.4127km²，开采深度由+382m至+70m；南芬露天铁矿由黑背沟区、铁山区和黄柏峪区三个采区构成，其中以铁山区为最大，目前三个采区已经连成一体。
南芬露天铁矿主要开采层位为太古界鞍山群含铁石英岩中的一、二、三层铁铁矿层走向西北，倾向南西，倾角40°-55°地表露出全长3400m，工业矿段总长2900m3个铁矿层平均厚度为40.18m，其中以第三层为最大，储量占全区的82.6%3） 矿区变化及其采出矿石储量情况 南芬露天铁矿经过日伪日期的掠夺性开采及期解放后六十多年的大型机械化露天开采，采场已由地表出露最高点815m降至226m水平，垂直高度下降了500多米2011年，采剥区最低标高已采至226m水平；原黑背沟区、铁山区和黄柏峪区三个采区采场已连成一片，形成长约3270m、宽约1220m、占地面积约346.36km²、最大垂直采深近500m的巨大采坑；矿山排岩形成四座面积巨大的排岩场，四座排岩场合计占地面积达915.0166km²根据南芬铁矿提供的1954年-2010年3月生产台账，通过计算，该矿山累计采出矿石量为39777.3万吨照片2-1 日本侵略者强迫开采场景照片2-2 解放初期开采场景照片2-3 现代大型机械化开采场景2、 矿山开采现状（1） 矿山剩余资源及储量根据储量核实报告，矿界内现保有铁矿石资源储量30534.5万吨。
2） 矿山现状开须范围、层位、开采方式现状情况下矿山在采矿许可证批复范围内正常开采，仍为露天开采；开采对角仍为太古界鞍山群含铁石英岩中的一、二、三层铁目前矿山在+226m水平进行开采现状情况下，露天采场地表长约3230m、宽约1280m，露天采场底部长约2090m、宽约156m，露天采场占地面积约346.36km²；露天采场地表最高标高+710m，露天采场底部标高+226m，露天采场最大垂深接近500m矿山现在+226m水平进行开采，位于封闭圈（采场南端334m、北端286m）以下，矿山露天采场采用机械排水表2-1 南芬铁矿露天采场现状境界参数表序号项目名称单位设计备注1采矿场尺寸地表长度m3230地表宽度m1280边坡最高标高m610/710上盘/下盘底部长度m2090底部宽度m156露天底标高m2262采场封闭口标高m334/286南端/北端3阶段高度m124并段高度m36/24上盘/下盘5阶段坡面角度度65/46上盘/下盘6安全平台m57清扫平台m11-15/13-20上盘/下盘8运输平台m30三、项目区自然条件1、 气候本区处于北温带季风气候区，据本溪气象站多年资料统计，年平均降水量880mm左右，降雨多集中在七、八、九月份，平均气温8.2°C，最低气温-24°C，结冻期为当年十一月份至次年三月份，第四季冻结深底1.5m左右，温度系数0.5，属于“湿度不足带”。
春季于3至5月，其基本特征是三寒四温，多刮西南大风，常伴风灾，雨量稀少，春旱时有发生；夏季于6至8月，高温多雨，七月份平均气温24.6°C，最高气温达38°C，雨量集中，或暴雨急泻，或阴雨连绵，降雨量达456-640毫米，有时竟点全年雨量的85%；秋季于9至11月，天高云淡，金云送爽，雨量减少，气温骤降，多刮西北风，有时出现旱霜；冬季于12月至次年2月，气候严寒，冰雪封地，一月份平均气温-11.3°C，最低气温-34.3°C，一般降雪量不大，多刮北风或西北风2、 水文 区域为古老变质岩系地层构成的侵蚀构造中高山地貌山脉走向近东西，黑背山最高峰海拔标高963m，黄柏峪河谷标高327m，庙儿沟河谷标高296m一般山脉标高多在500-600m，相对高度300-400m区域水文网不甚发育，主要有铁山北侧的庙儿沟河和铁山南侧的黄柏峪河为常年性水流，由东向西横穿矿区注入细河庙儿沟河发源于阳沟岭，由发源地到矿区约十公里左右，一般流量0.1-1.5m³/s，1975年7月31日测得洪水流量为133m³/s照片2-4 庙儿沟河下游黄柏峪河发源于柏子沟，由发源地到矿区约十二公里，河床宽十米左右，一般流量0.3-0.4m³/s，1975年7月31日测得洪水流量为100m³/s。
地下水类型为重碳酸盐硫酸盐钙钠水照片2-5 黄柏峪河下游上述两河为矿区生产、生活用水的主要水源但水位、水量均随季节而变化，雨季水量骤增，旱季水量甚小，主要补给为大气降水3、 植被矿区属于千山山脉，矿区为低山丘陵区，山脉走向为北东-南西，最高处海拔标高460m，最低处海拔标高162m，其比高298m矿区内树木较少，仅局部有人造林项目区属于华北植物区系，该区曾是一个森林繁茂地区，以油松、辽东栎等树种为主，构成松栎混交林区，但由于人类长期生产活动，原生植被破坏严重，次生林和人工林经过多年砍伐，明显退化，成为灌草丛，只有少量人工疏林零散存在，几乎无高大植物，主要植物为小棵榛子树、柞树、野刺玫、刺槐、野山枣等低矮灌木丛，植被覆盖率20%左右经现场调查，项目区内植被受采矿工程活动影响破坏严重，露天采场境界内被挖损破坏，工业广场、运输道路区等被压点破坏照片2-6、7 矿区内植被照片4、 土壤本项目所在区域的土壤主要为棕壤，所属亚类3个，是由太古界本溪群地层和花岗岩的风化物组成，组成残积或残坡积层以及河谷的冲洪积层在低山缓坡（下缘）为中-厚层棕色森林土（潮棕壤）；在陡坡为薄层棕色森林土或棕壤性土；在丘陵台地下由于森林植被遭到破坏，则为草甸棕色森林土（棕壤）。
潮棕壤土层深厚，养分含量高，水分状况好，适应性强，生产性能好；棕壤性土是发育在侵蚀剥蚀的石质山地及丘陵上中部的幼年土壤；棕壤土地构型由腐殖质层，淀积层和母质层构成然而，因矿山开采废弃岩石堆积，现项目区内基本看不到自然土壤，多数地区为岩石堆积的平台和边坡土壤主要集中在山体下坡和山体之间的（相对）低洼处其土壤表层的厚度一般为10-30cm，pH值7左右四、项目区地质条件1、 地形地貌矿区是长白山脉及千山山脉支脉的一个山地，属辽东浅切割中高山地貌，矿区一般山脉多在500m-600m标高，黄柏峪河谷标高327m，庙儿沟河谷标高296m，相对高度300m-400m，相对差度大山脉主要由南向北延展，东坡陡立，西坡较缓，与矿层倾斜一致，地形坡度一般为20°-45°，地形坡度较大矿区南、北有两条几乎平行排列、近于东西向延伸的河谷，表现为河谷地貌，南谷为黄柏峪河谷；北谷为庙儿沟河谷，两谷常年性水流，由东西横穿矿区注入细河本矿属于千山山脉，矿区为低山丘陵区，山脉走向为北东-南西，附近地势北部高，南部低，最高处海拔标高460m，最低处海拔标高162m，其比高298m矿区内树木较少，仅局部有人造林项目区由于长时间人为堆积埋没已无原始地形显现。
形成的排岩场逐级排放，标高不断增加，局部有虽未被岩石覆盖但植被已经严重退化的原山地目前项目区的地形以平台、边坡和山地为主，其中边坡部分地段坡角大、坡面长综上，项目区地形地貌条件复杂照片2-8 南芬铁矿地形地貌2、 水文地质矿区及其附近由震旦系、青白口系及辽河群、鞍山群古老变质岩系构成单斜构造，岩层产状总的走向北西，向南西倾斜，倾角30-40°从整体看断裂构造不甚发育，仅局部（-6-0线）断裂构造较发育矿区主要断裂构造为F1压性断层，充填紧密，多为泥质胶结，透水性不良，而次一级构造和羽毛状裂隙对地下水的赋存却很有意义按区域水文地质单元，该区属于径流补给区，含水层露头局部出露于沟谷中，总的不利于地下水的汇集，为区域地下水补给量不丰富的矿床铁矿层中北东和北西向两组裂隙较发育，可直接受大气降水的补给本区矿坑充水因素主要为大气降水本溪南芬露天铁矿2003年至2011年，露天采矿场排水记录根据记录结果，彩场正常涌水量平均为1415.43m³/d，雨季采场涌水量平均为3738.57m³/d详见下表2-2表2-2 南芬露天铁矿排水量记录表 时间正常排水量（m³/日）雨季排水量（m³/日）全年总排水量（m³/年）2003年126335206663822004年139829786540502005年154243118148092006年138840197460412007年125531126270622008年149839687715402009年15644262816378平均值1415.433738.57728037.43照片2-9 疏干水利用总之，南芬露天铁矿矿坑充水的主要来源为大气降水，区内矿体及围岩风化裂隙含水微弱，断裂构造基本不含水，区内第四系不发育，风化带以下为良好的隔水层，河水及第四系水对矿床开采影响较小。
表2-3 南芬露天铁矿矿区水文地质条件概括情况表项目概述含水层第四纪山间沟谷砂砾层孔隙潜水含水层 该层呈条带状分布于庙儿沟和黄柏峪沟谷中，成分主要为坡积、洪积、冲洪砂砾石，厚度一般1-3m，局部地段钻孔揭露可达10-20m，宽度50-100m左右，水位埋深0.5-1.0m左右，泉涌水量8.75-16.5升/s第四纪并无良好的隔水粘土，地下水动态受大气降水控制，地下水类型为重碳酸盐硫酸盐钙钠水，水量较丰富，当地生产、生活用水均取自此层，主要补给来源为大气降水和地表水体磁铁石英岩构造裂隙脉状含水层 磁铁石英岩、透闪磁铁石英岩和赤铁石英岩，为矿区的主要铁矿层第三层铁为本区的主要含水层，地下水的来源主要为大气降水通过矿层露头和风化裂隙带补给一、二层铁厚度较小，一、二层铁含水微弱，对未来矿坑充水意义不大，可以忽略构造含水矿区主要断裂构造F1，破碎带宽5-20m，破碎带中均被角砾和断层泥充填胶结，结构紧密，施工的钻孔均通过该破碎带，未发现涌、漏水现象，因此，它可视为矿区的隔水带次一级断裂构造和层间断裂，对地下水的沟通和储存，起主要作用但由于其规模一般不大，裂隙面较紧闭，又阻碍了地下水的畅通；且这些不连续面均未延伸出采场境界之外，而是封闭于渗透性较低的围岩之中，不会将境外岩体中地下水或地表水引入采坑。
项目区主要含水层磁铁石英岩构造裂隙脉状含水层，其中，第三层铁为主要含水层，一、二层铁含水微弱，可以忽略项目区地下水水位矿区范围内地下水水位约为210m隔水层 鞍山群的绿帘角闪片岩、云母石英片岩、黑云绿泥片岩、绿泥角闪片岩等，因岩性坚硬致密，裂隙不发育，除风化裂隙带含孔隙潜水外，为矿区的隔水岩层地下水的补给地下水的来源主要为大气降水通过矿层露头和风化裂隙带补给地下水的迳流、排泄地形坡度较大，高差悬殊，地下水的迳流、排泄条件良好矿坑充水因素矿坑充水因素主要为大气降水采场正常涌水量采场正常涌水量为平均为1415.43m³/d3、地层岩性与地质构造（1）地层岩性 项目区地层由老至新主要包括太古界鞍山群、元古界辽河群浪子山组、新元古界青白口系、新生界第四系分述如下：1）太古界鞍山群 鞍山群地层按区域划分为大峪沟组（Ardy）分五个岩段，一、五岩段均受混合岩化作用形成混合花岗片麻岩和片麻状混合黄岗岩矿区出露主要为二、三、四岩段即片岩段、含铁岩段及云母石英片岩段2）元古界辽河群浪子山组（Pt11） 分布在矿区中部，-6线以北至黑背沟及矿区东南魏家卜子一带呈不整合覆盖在鞍山群地层之上。
该组在区内总层厚670m自下而上共分四个岩段：石英岩段（Pt111）、千枚岩段（Pt112）、千枚岩大理岩互层段（Pt113）、千枚岩大理岩互层段（Pt114）3)青白口系 青白口系地层在矿区内有钓鱼台组及南芬组以不整合覆盖在前青白口系地层之上，与鞍山群为断层接触关系自下而上：钓鱼台组（Qnd）、南芬组（Qnn）4)新生界第四系 该层呈条带状分布于庙儿沟和黄柏峪沟谷中，成分主要为坡积、洪积、冲洪砂砾石，厚度一般1-3m，局部地段钻孔揭露可达10-20m宽度50-100m左右项目区地层岩性情况见矿区综合地层柱状图、矿区地质图以及地质剖面图2）混合岩和岩浆岩1）混合岩矿区混合岩体共有黑背山、永安村及露天矿三个、2）岩浆岩在矿区南东魏家堡子-阳沟一带及北东部桦树甸子-桶子路一带出露有燕山区花岗岩及派生的酸至基性脉岩3）地质构造 矿区大地构造位置在中朝准地台（I），胶辽台隆（I1），太子河一浑江台陷（I1²），辽阳-本溪凹陷（I12-1）的南端，矿区在半岛状黑背山倒转穹窿构造的南西部矿区主要构造有黑背山及露天矿两个倒转背斜及北北东向F1大断裂区构造图4）地震 根据国家地震局部出半的第四代1/400万《中国地震动峰值加速度、地震动反应谱特征周期区划图》，该厂区地震动峰值加速度为0.10g地震动反应谱特征周期为0.35g，地震基本烈度为Ⅶ度。
据1476年以来的地震资料记载，该区尚未发生过大的破坏性地震五、项目区基础条件分析建设和谐社会不只是人与社会和谐，也包括人类社会与自然的和谐，当前国家在对待矿山环境问题上指出：“生态环境总体恶化的趋势尚未根本扭转，环境治理的任务依然相当艰巨”国有大型矿山地质环境治理工作极具代表性，主要特点是开采时间长，破坏规模大，历史欠帐多这也是我国矿山环境治理工作的重中之重本项目的确定符合国家的政策、方针路线项目区的现有环境条件是恶劣的，对自然生态环境破坏巨大，但在现有的气候条件以及技术条件下，人为修复已破坏的生态环境是可行的1、矿区地质环境及生态环境分析 本项目位于采场东侧排土场，长期的排土活动，使原有体表生态环境遭到严重破坏排土场的表面没有土层覆盖，植被已消失殆尽，排土过程中，产生大量的粉尘对周围环境造成极大的影响 因此，矿山的开发对该区的地质环境自然景观地形地貌、生态分布等造成了严重影响，亟待进行工程治理和植被恢复2、项目工程所需客土土源条件 经多方调查和实地踏勘，在项目区周边的可用地表土较少项目的客土土源需要采用外购的方式进行解决3、灌溉水源条件 春旱是本溪地区气候的一大特征，而新栽树苗木第一年以至头三年春季能否保证灌溉是保证成活率的关键。
本项目灌溉工程的实施具有较好、较方便的条件水源主要采用矿区附近的季节性河流庙儿沟河、黄柏峪河及矿区排水（详见2.2.6水文地质一章），上述各水源水量十分充足，完全可以保证项目区灌溉的需要4、交通条件 项目区的交通条件十分方便，有着完备的公路网络，可以为本次项目工作提供服务5、公共参与条件分析 本溪市的矿山环境问题，是长期大规模矿业开发历史积累下来的矿山环境问题已经成为本溪社会、经济发展的阻碍，恶劣的矿山环境不仅严重地影响了矿山的升天环境也严重地形象了本溪市的生态环境，更是让矿山及其附近的居民苦不堪言，因此，治理矿山环境得民心、顺民意 本项目的实施深得本溪市各界以及矿山企业、当地居民的欢迎和支持的，并对本次工作提出很多建设性意见，同时表示将在各方面给本次工作提供方便实施本项目，政府支持力度大，企业热情高，当地居民积极欢迎和大力支持，具有非常好的公众基础第三章 项目区主要矿山地质环境问题一、项目区矿山地质环境现状1、露天采场 露天采场内的采矿活动主要为剥岩和取矿工程活动露天采场原地貌属辽东浅切割中高山地貌，采区内原最高海拔标高815m，经过六十多年的大型机械化露天开采，采场内最低点已降至226m水平，原来的山体及不复存在，原有茂密的乔木、灌木等植被也大多被挖损破坏，采场内原中高山地貌转而成为长约3270m、宽约1220m、占地面积346.34km²。
最大垂直采深近500m巨大采坑2、排岩场 排岩场内的采矿相关活动主要是排岩工程活动难分露天铁矿的四座排岩场均俄日沿沟谷排放，随着排岩的进行，原谷底标高最大已被抬升近200m，部分地段标高已接近甚至超过原沟谷两侧山坡的标高，原来的沟谷地貌被填平，原生的茂密植被被压占破坏，四座排岩场合计达占地面积达915.0166km²另外，矿山未便于运岩和运矿，修建了大量的运输道路，也对原地质生态环境产生了极大的破坏和影响 图3-1 露天采场现状1 图3-2 露天采场现状2 图3-3 Ⅳ露天采场现状 图3-2 Ⅱ露天采场现状二、水资源的影响采矿造成的影响是多方面的，在破坏和占用大量土地资源的同时，对当地的水资源也造成较大影响矿坑在开采过程中矿坑涌水外排，破坏了当地地下水平衡，引起地下水位下降，从而加剧了此生地质灾害，从现有资料来看，矿坑干旱季排水量达1300-1600m³/d，矿坑排水未进行综合利用，对地下水资源形成了巨大的浪费，地下水水位下降形成的降落漏斗不断扩大，当地居民饮水受到严重影响；同时，地下水位的下降加剧了土地荒漠化进程和当地旱情，改变了局部气候环境，影响当地农作物和植被生长，进而使空气净化能力下降，造成环境空气质量的进一步恶化，如此反复，当地整体生态环境继续恶化，生态质量下降，对当地的经济发展必然会产生不利影响。
三、地质灾害南芬露天铁矿经过50余年的大规模机械化开采，露天采矿已由地表矿层出露最高点815m降至226m水平，垂直高度下降了500余米，采矿也由山坡露天开采进入深凹露天开采，边坡逐渐加高加陡，边坡稳定性问题逐渐显现，易发生采场崩塌、滑坡等边坡地质灾害；另外，随着排土、排岩量的不断增加，排岩场的高度也在不断增加，面积在不断增大，排岩场在雨季易发生滑坡地质灾害，进而引发了泥石流地质灾害四、矿山地质环境发展趋势随着矿山开采规模的不断扩大，采坑面积和深度加大，原有地形地貌的进一步破坏，排岩的增加和排岩场面积的扩张，以及凿岩运输等工程活动的加剧，矿山生产活动对区域环境的影响会进一步加剧，对大气、土壤、植被、地下水及当地居民的生活环境和社会经济的发展产生大的不利影响该矿山开采面积和采坑深度大，废渣、废石产生量大，现状条件下地址环境问题较多，对人民居住环境、自然景观影响较大，对当地社会经济发展有不利影响因此，迫切需要对矿山现状环境进行治理和恢复，以改善环境状况，促进经济发展，实现人与自然和谐发展第四章 设计总体思路、技术路线、工程重点及难点一、总体思路根据项目区地址环境现状分析，结合当地实际情况，主要治理思路如下：由于项目区顶部为矿山生产道路的安全挡墙，下部为排土场原始植被，无法进行削坡整形工程施工。
但由于该排土场已停排多年，碎石边坡已基本处于稳定状态，经实地测量，该排土场边坡在35°左右，不存在地质灾害隐患对于该部分边坡采用全面客土，种植刺槐的方式进行恢复客土初期，为防止水土流失，采用特殊的措施加固、支挡土壤，确保治理效果项目区内有几处平台，由于排岩的过程中，碎石随意堆弃，致使平台上成堆碎石随处可见通过平整、客土、灌溉等技术措施，改善植被生长的立地条件，进行植被恢复1、改善植物立地条件 立地条件是项目区内所有与植被生长发育有关的外部环境因子的总和，主要包括气候、地形、土壤等几大因素项目的实施立地条件最大的问题就是土壤 项目区如前的植物立地条件主要为采矿后遗留的排土场平台、边坡，均呈现岩石直接裸露状态若要达到植物生长的最基本土壤条件要求，必须在原有离体条件基础上采用平整、客土种植，改善植物生长基质，这是基本项目的最主要工程内容之一2、植物的选择和配置 项目区的地理环境背景恶劣，因此树种的选择非常重要为保证本次植被恢复工程的质量，本项目将采用根据以往矿山治理工作中的经验，主要选择当地及适合大型矿山排岩场生长环境的耐旱、耐贫瘠的树种主要以乔木进行植被恢复由于项目区植物的立地条件较为恶劣，这破种植的苗木将采涌穴栽，平台采用裸根苗。
1）平台植物选择 乔木的树种主要选用刺槐刺槐是适应性极强，喜温耐旱，抗寒，耐瘠薄、盐碱土壤，根系发达，适合在干旱的石砾、荒坡上生长2）边坡植物选择 本项目边坡角度35°左右，通过客土等技术措施可以满足植物生长的立地要求种植树种同样选择刺槐二、技术路线 在全面收集、整理分析难分露天铁矿的原有资料和进行前期地质勘查、地质环境监测、前期治理效果及可行性研究的基础上，开展本次工作 本项目是在人类大规模矿业开发彻底破坏原有生态环境系统的基础上，人为恢复当地植被和生态系统的工程应用生态系统中物种共生与物质循环原理用过仿生态设计出适合的植物谱系，选择适合当地的植物品种，构建植物群落和营养链，以加快完成自然状态下漫长的自然恢复过程 本项目治理对象为排土场边坡及平台，虽没有明显的地址灾害隐患，但是由于人类长期的排岩活动，致使平台表面基本没有植被覆盖同时，排岩过程中形成大量的粉尘，使矿区周边的大气降尘量居高不下所以，本项目的工作重点应侧重于怎样提高植被的成活率，及采用何种工程，创造有利于植被生长的立地条件下第一步：改善植被生长的立地条件包括平整工程及客土工程项目区存在少量排土平台，将平台上散落碎石进行平整。
为后期植被种植提供良好的立地条件 （1）平整工程：对项目区平台进行平整，平台坡度小于5%对削坡、清除危岩产生石方进程平整，在削坡工程的同时进行平整工程 （2）客土工程：本项目分为斜坡客土及平台客土，为保证排土场种植的成功率，采用全面客土的客土方式 由于边坡无法进行削坡、整形工程，为保证成活率，边坡进行全面客土经测量，排土场边坡在35°左右，客土初期为防止水土流失，在边坡上安装支持设施，保证土壤均匀的附着在边坡表面第二步：种植工程遵循因地制宜原则，统一规划，合理布局，科学设计，精细施工，应用生态修复技术，把矿山废弃资源转化建设成林业基地不仅改善周边生态环境，而且可有效抑制矿山生产带来的环境污染第三步：灌溉工程项目区水源为采坑疏干水及两条季节性河流，水量充足，可以保障植被正常生长的基本条件同时，灌溉应根据植被需要，合理、科学展开三、工程重点及工程难点1、工程重点治理区内无明显的地质灾害的隐患，但长期排岩，导致项目区内基本无植被覆盖，空气质量严重下降本项目的实施，主要以恢复项目区内植被覆盖，改善当地环境条件，为进一步治理矿上地质环境积累经验因此工程重点为项目区重塑植被生长的立地条件、重新覆土及植被选择。
主要体现在以下几个方面：（1）增加林地资源，改善空气质量改革开放以来，随着中国经济的高速发展，中国环境质量问题也成为社会关注的焦点问题特别是矿山在开采的过程中，压占、挖损损毁，造成大量的土地资源遭到破坏，空气质量严重下降通过本项目的实施，可以恢复林地近150亩，在一定程度上可以改善现有矿山环境问题2）为兴建矿山地质公园积累经验对于大型的露天采场，在矿山闭坑后，兴建矿山地质公园是一个趋势目前，我国在这方面也取得了长足的进步在“东北老工业基地”，闭坑后已经建立地质公园，如阜新海洲露天煤矿；生产矿山在筹备过程中，如鞍山的齐大山铁矿、东鞍山铁矿本溪南芬露天铁矿，在本项目之前已经做出尝试，2012-2014年，组织全矿职工及机械设备，治理面积达到150余亩特别是2013年，北上调度室绿化工程，种植园林树种十余种，包括银杏、黑松、水蜡球、丁香等，近7.5万株本项目工程可以与前期工作有机结合，为后期建设矿山地质公园打下坚实的基础，积累经验3）实施惠民，改善矿山生产及周围居民生活条件 本项目治理区范围的选择不仅考虑矿山地质环境治理问题，同时还考虑到矿山职工及周边群众非常关注的环境问题南芬露天铁矿自日伪时期就有开采记录，至今已有60余年的开采历史。
随着现在开采技术的发展，矿山开采能力不断进步的同时，粉尘、扬沙等环境问题日益严重健康问题成为矿山工作人员及周围居民关注的重点，成为当地潜在的不稳定因素之一实施该项目可以有效的缓解负面影响，顺应民心2、工程难点项目区内地形比较简单，施工难度不大为体现治理效果，种植成活率将是本项目的重中之重因此本项目工程难点为以下几方面：（1）与矿山企业的协调 与矿山企业协调关于人员、车辆及大型设备等进入项目区的时间安排不得当会直接影响到本项目的施工进度和施工效果 （2）植物生长的立地条件 平整过程为后期种植提供了基本条件，后期的客土工程为种植提供了基质及养分 （3）反季节种植本项目在实施过程中，如遇到反季节种植的情况，应根据整体施工计划安排，需要有一套完善的采购运输期、栽植期、成活率保障期等一系列可具操作性的措施方案四、工程施工设计及技术要求在广泛吸取矿山地质环境治理经验的基础上，详细进行现场调查，提出一套合理的经济实用、便于实施的地质环境综合治理方案，具体施工内容如下：项目区内地形主要以排土场平台为主，且有少量的排土场边坡针对本项目区的地形特点，主要设计工程为；平整工程、客土工程、种植工程及灌溉工程。
1、平整工程平整工程包括客土前石方平整和客土后土方平整平整石方时，对于平台堆积的大块碎石用挖掘机对其进行填埋或使用液压镐将其捣碎后在进行平整，对于小块碎石采用推土机进行平整、压实平整时尽可能将粒径小的碎石堆于平台表面，防止由于表面废石粒径过大，客土时土壤填入缝隙中损失土量平整工程按照设计标高进行施工，由斜坡坡肩向形成3‰的角度，使汇水沿地形坡度流入项目区外根据1：2000比例尺现状图，将该地块划分10m×10m,进行单块平整量计算，相邻两块地的高差尽量控制在5m以内，划分为若干个小块，较为平坦地块在同一地块内按10m×10m的方格网进行计算，每块设计高程为： H=（H+2H+3H+4H） 式中：H — 各角点高程总和； H — 各边点高程总和； H — 各拐点高程总和； H — 各中点高程总和；各点高程由计算机根据现状图中等高线内插求得根据各块设计高程，计算出各桩点填、挖深度h: h=H- H平整石方量计算是根据台面设计高程，在各方格中找出不挖、不填的零线，分别计算其填挖方土石方量，计算公式如下： V=+s式中： h — 方格四角点填、挖深总和； S — 方格内填、挖方面积。
依照上式通过横截面法计算出平整工程中，推土机平整石方量6940m，平均推距20m表4-1 平整石方量统计表区域编号面积（亩）平整量（立方米）备注I-118.446760I-20.0830I-30.40150合计18.926940 项目区内基本为裸露的碎石岩石表面，需要进行客土，为植物生长提供基本条件平台客土后需进行平整，满足后期种植植被生长的立地条件土方平整按照平均厚度0.3m,推土机平整土方工程量3785 m,平均推距20m 平整土方量详见表4-2所示表4-2 平整土方量统计表区域编号面积（亩）平整厚度（m）平整量（立方米）备注I-118.440.33688I-20.080.316I-30.400.381合计18.9237852、客土工程客土工程根据客土位置不同，分为平台客土、边坡客土，均采用全面客土的客土方式1）平台客土 平台采用挖掘机、自卸式汽车进行大规模客土，自然沉降后平均客土厚度为0.5m, 以满足植物生长的需要客土后采用推土机械对其表面进行平整，客土平整后的地形坡度小于5°。
2）边坡客土 本项目区地形主要以排岩场边坡为主，排岩场边坡的治理是本项目的重中之重由于该排岩场边坡上下均无放坡的空间，为了提高植被成活率，保证治理效果采用人背土进行全面客土的客土方式，客土厚度不小于0.3m项目区边坡为矿山排岩形成，坡度在35°左右，全面客土初期易发生水土流失现象针对这种情况，设计每5m设置支挡设施，防止水土流失具体方案如下：1）钉入木桩 每5m设置支挡设施，首先钉入木桩，木桩间距为0.5m木桩长一般为0.6m，钉入碎石边坡0.3m左右，表面露出0.3m备用 2）8号圆钢绑定 两个木桩之间用8号圆钢捆绑（捆绑方式详见施工小图），用以支撑具体施工方法见施工小图客土土方量详见表4-3所示表4-3 客土工程工作量统计表地块编号面积（亩）客土厚度（m）客土量（m³）木条（m）8号圆钢（m）客土方式平台I-118.440.56147全面客土I-20.080.526全面客土I-30.400.5135全面客土小 计18.926308斜坡II-10.930.318775274全面客土II-2135.870.3271751087039857全面客土小 计136.80273621094540131合 计155.723367010945401313、种植工程 主要选用适宜本地生长的耐寒、耐旱、耐贫瘠的本地乔木刺槐。
边坡采用沿斜坡呈“品”字形栽植，种植株行距为1.5m×1.5m,坑穴规格0.5m×0.5m×0.5m平台种植株行距为2.0m×2.0m，坑穴规格0.5m×0.5m×0.5m每穴栽植2株，刺槐规格为1-2年生，地径0.5cm以上栽植时尽量使栽植穴外高内低，这样可最大限度减少水土流失，同时还可充分利用地表水共栽植刺槐88104株栽植树木详细情况见表4-4所示表4-4 种植工程工作量统计表地块编号面积（亩）树种坑穴数量种植量（株）种植间距备注平台I-118.44刺槐（D≥0.5cm）307461482 x 2 m每穴2株I-20.081326I-30.4068136合计18.9231556310斜坡II-10.93刺槐（D≥0.5cm）2775541.5 x 1.5m每穴2株II-2135.874062081240合计136.804089781794总计155.7244052881044、灌溉工程春旱是当地气候的一大特征，而新栽植的乔木第一年以至头三年春季能否保证灌溉是其保证成活率的关键而水利工程又是保证植物成活率的关键 植物需水量分析 植物灌水定额的计算公式为 m=666.7γhβ（β-β）式中: m —灌水定额，m/亩； γ—计划湿润层土壤干容重，g/cm； h—土壤计划湿润层深度，取为0.5m; β—田间持水率，取20%； β—适宜含水量（重量百分比）上限， 可取土壤田间持水量的85%； β—适宜含水量（重量百分比）下限，可取土壤田间持水量的65%；M=666.7×1.3×0.5×(0.80-0.65) ×0.20≈13 m/亩。
项目区种植的主要面积为155.72亩 ，一次全面灌溉需水量为2024 m，前两年灌溉次数按2次，第三年灌溉1次，项目区灌溉总需水量为10121 m5、养护工程本项目养护期确定为2年，后期养护直接影响到治理效果植被栽植后要及时浇水，水量要充足，尤其是第一次浇水浇水后培土应踩实，避免根系与土壤接触不实每年雨季前对树木进行人。