王鳳民
(保定平安安全評價有限公司, 河北 保定市 071027)
某廢棄露天采場地質環(huán)境治理
王鳳民
(保定平安安全評價有限公司, 河北 保定市 071027)
以某廢棄露天采場為例,通過在宕口坡頂設置截水溝,每級平臺和坡腳設置排水溝;清理坡面浮石,每級坡坡頂和坡腳種植爬山虎;采場坑底平整,拓坑填土植樹,覆土種草;各級平臺穴植灌木,覆土種草等治理措施,并在后期加強養(yǎng)護,使廢棄露天采場地質環(huán)境得到有效治理。
露天采場;環(huán)境治理;地表植被;地質隱患
某露天礦山于2013年初關閉。區(qū)內無較大水系,采場周圍地表植被較為發(fā)育。受多年開采影響,礦區(qū)植被大面積破壞,造成了一定的水土流失和視覺污染。露天廢棄礦山在各縣市普遍存在,它的存在給當地的生態(tài)環(huán)境、 自然景觀帶來極大的傷害,也帶來安全上的極大隱患。為恢復地表植被,消除視覺污染,消除地質隱患,減少揚沙,恢復生態(tài)環(huán)境,政府決定對該植被破壞區(qū)進行治理。
治理區(qū)地處山頂,屬低山地形。邊坡最高處海拔標高為159.30 m,山坳最低處海拔標高為75.8 m左右,山體總體走勢西北高東南低。植被較發(fā)育,生長一些灌木、雜樹等植物。
礦區(qū)自2013年關閉至今,宕口呈一向南敞開的箕形地貌。宕口遺留有4個臺階,+77 m(坑底)、+90 m、+120 m、+130 m,臺階坡面角度均在50°~60°之間,臺階高度為10~30 m,平臺寬度為10~18 m。宕口底板有凹陷,不利排水。
礦區(qū)屬低山丘陵地形,礦體出露于山頂南山坡??傮w呈北東向展布,且礦體的北東及南西各有一條山谷,起匯集、排泄礦床旁側地表徑流作用。礦體南側地勢更低,可以作為礦床開采的出入溝。礦層走向北東、傾向北西呈緩傾單斜構造,含水層出露地形較高,地下水主要受大氣降水補給,其補給量有限。
礦區(qū)巖石為碎屑巖和碳酸鹽巖,屬堅硬、半堅硬巖層為主的層狀礦體,礦層為一單斜構造,斷裂不發(fā)育,無滑坡等不良工程地質現象,礦區(qū)范圍內穩(wěn)定性較好。治理區(qū)邊坡巖石為薄~中厚層狀灰?guī)r,單軸抗壓強度為50~80 MPa,硬度中等堅硬,邊坡傾角總體較緩,穩(wěn)定性較好。
治理區(qū)最終邊坡角為38°~47°,小于原設計最大邊坡角48°,治理區(qū)邊坡較穩(wěn)定。因此,可對邊坡直接采取復綠措施。
該區(qū)抗震設防烈度為Ⅵ度。礦山現已停產,不存在粉塵危害。由于礦區(qū)水系不發(fā)育,且離居民區(qū)較遠,礦山生產對周邊環(huán)境影響較小。礦區(qū)環(huán)境地質條件一般。
根據己完成的邊坡地質災害勘查工作成果,并結合邊坡地質特征,選取具有代表性的勘探線進行穩(wěn)定性計算,通過極射赤平投影方法確定廢棄采場邊坡穩(wěn)定性較好。
考慮施工場地地質災害類型,成因、發(fā)展趨勢及危害性、水文地質和工程地質條件、邊坡穩(wěn)定性、施工影響等因素,選取覆土、綠化、排水等措施進行綜合治理。
2.1 截排水工程
在宕口坡頂設置截水溝,截排邊坡周界以外地表水,防止其進入邊坡范圍。同時,在采場坑底設置縱向排水溝、每級開采平臺和坡腳設置排水溝。截排水溝最終向采場南側匯流。水溝根據一定的縱向坡度排水;砌筑前應夯實基底和坡面;溝底及溝壁底鋪筑復合土工布—布—膜(PVC膜),搭接長度不小于10 cm;水溝采用砼預制塊砌筑,厚度為8 cm,預制塊間用M7.5砂漿勾縫;水溝每隔20 m寬設置2 cm的沉降縫,縫內采用浸油木板堵塞防滲;水溝開挖體積為每米0.32 m3,復合土工布1.7 m2,C10素砼墊層0.06 m3,C20砼預制塊0.11 m3。
2.2 清理浮石及平整場地
采場邊坡穩(wěn)定,坡頂植被茂盛。因此,采場邊坡清理浮石后即可綠化。主要采用挖掘機清理坡面浮石,超過挖掘機最大挖掘高度的坡面浮石,采用人工輔助清理。
采場坑底凹凸不平,利用清理的堆土進行回填整平,使平臺最終呈3‰坡度,便于向采場南側排水,多余的砂石土外運??拥谆靥钪?77 m水平,需回填整平平面面積為5500 m2,平均回填厚度約1.3 m,回填量為7150 m3。利用清理坑底東部堆土(砂石土)回填坑底進行整平,剩余3450 m3砂石土外運。同時,需對采場各臺階平臺(+90 m、+120 m、+130 m)進行清理,清理面積共9708 m2。
2.3 綠化工程
采場坑底稍加平整后即可拓坑填土植樹,覆土種草??拥讝|部斜坡、采場邊坡、梯段平臺危巖清理后,平臺上拓坑填土植樹、覆土種草,邊坡坡底及坡頂拓坑種植爬山虎,攀爬坡面,達到綠化目的。在采場梯段平臺覆土層外圍用塊石(水泥)砌筑擋土墻,以防水土流失(見圖1)。
圖1 治理區(qū)工程布置
在采場各級平臺穴植灌木,植樹物種選擇紅葉石楠為宜,株距、行距為2 m,在每級坡的坡頂和坡腳種植爬山虎(株距為2 m),對坡面進行綠化覆蓋。同時,要求宕口平臺植樹不超過2排,采場坑底靠近坡腳共植樹3排(其余區(qū)域不植樹),總計463株。
爬山虎適應性強,耐寒,耐旱,耐貧瘠,氣候適應性廣泛,常年可以保持半常綠或常綠狀態(tài)。對土壤要求不嚴,陰濕環(huán)境或向陽處,均能茁壯生長,占地少、生長快,綠化覆蓋面積大。
紅葉石楠土壤要求亦不嚴格,適宜生長于各種土壤中,很容易移植成株。
在+90 m、+120 m、+130 m分層臺階覆土層外圍用塊石(水泥)砌筑擋土墻,擋土墻寬0.2 m,高0.3 m,以防水土流失。擋土墻需要塊石總體積為69.24 m3。
2.4 后期養(yǎng)護
在礦區(qū)設置一座蓄水池,截留降雨匯水或注水,用于治理區(qū)綠化用水。
為能正確分析和預報邊坡變形形態(tài)和發(fā)展趨勢,從施工期到運行期都必須長期進行巡視檢查,及時發(fā)現問題,及時糾正。人工巡視檢查能從更全面、更直觀的角度對邊坡穩(wěn)定作出監(jiān)視和判斷,檢查項目有:
(1) 地表及排水溝裂縫出現的位置、規(guī)模、延伸方向、發(fā)生時間等;
(2) 地表鼓脹位置、范圍、形態(tài)特征、發(fā)生時間等;
(3) 地面沉降位置、形態(tài)、面積、幅度、發(fā)生時間等;
(4) 塌方位置、范圍、體積及發(fā)生時間等;
(5) 坡頂樹木歪斜情況、發(fā)生時間等。
該地質環(huán)境治理工程根據預算定額估算治理總費用為366.2萬元。防治工程施工工期8個月,可利用多個工作面采用同時施工、交叉施工、流水施工等措施。工程實施后,可使環(huán)境資源得到良好的保護和開發(fā),通過治理,使廢棄礦山植被綠化,景觀美化,消除了地質隱患,減少了揚沙,恢復了生態(tài)環(huán)境,提高了礦山的土地利用價值,使礦山環(huán)境與周圍環(huán)境和諧共存。具有良好的經濟效益、社會效益和環(huán)境效益。
[1]中國礦業(yè)學院.露天采礦手冊[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1983.
[2]石永國.露天廢棄礦山治理方式及安全措施[J].金屬礦山,2011(08):151-154.
[3]潘瑩露,于炳松,趙冰儀,等.浙江長興“金釘子”露天廢棄礦山的成功轉型[J].中國地質大學地球科學與資源學院,2010,27(02):77-80.
[4]胡 軍,曾繁光.黑河市廢棄礦山生態(tài)環(huán)境治理淺析[J].黑龍江科技信息,2014(09):92.
[5]王海濤,邸 勇,王 森.棗莊市嶧城區(qū)礦山開采現狀與地質環(huán)境治理探討[J].山東國土資源,2011,27(02):46-48.
[6]劉亦晴.基于SWOT分析的廢棄礦山環(huán)境治理PPP應用分析[J].中國礦業(yè),2016(12):48-53.
[7]陳躍起.高陡土質邊坡穩(wěn)定性分析及綜合治理措施研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2016,36(07):97-99.
[8]何定桿,曾明忍.南亨鐵礦周邊巖溶治理與露天采場涌水防治[J].采礦技術,2016,15(03):50-53.
[9]李孝平,劉國棟,李 強.巴東某滑坡應急搶險治理工程設計[J].采礦技術,2016,16(02):64-65,89.
[10]魏觀希.采石礦山綠化治理的探討[J].采礦技術,2015,15(06):74-75.
[11]楊大明.礦山地質環(huán)境保護與恢復治理[J].露天采礦技術,2015(09):96-98.
[12]陳繼強,黃土龍,王 杰,等.某廢棄采石場地質環(huán)境治理方案的探討[J].現代礦業(yè),2015(08):48-50.
2017-03-17)
王鳳民(1974-),男,河北保定人,工程師,主要從事礦山地質及礦山安全評價工作,Email:2743563436@qq.com。