甘肅永登石砬溝石英石礦山地質(zhì)環(huán)境危害及恢復(fù)治理研究

魏振元

摘要：石砬溝石英石礦其地處連城國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的實(shí)驗(yàn)區(qū)。礦山多年開發(fā)形成多處不穩(wěn)定斜坡、崩塌（危巖體）地質(zhì)災(zāi)害，同時(shí)存在水土流失和潛在泥石流災(zāi)害。本次治理技術(shù)措施為注重生態(tài)保護(hù)，杜絕二次破壞，因地制宜，切實(shí)可行；按地形地理可先山上后山下，先上游后下游，先山里后山外。按工程性質(zhì)分步進(jìn)行：坡面危巖清理一渣堆刷坡整平一攔渣壩一鉛絲石籠擋渣墻一植被恢復(fù)一改善生態(tài)環(huán)境，減少治理期間人類活動(dòng)。

關(guān)鍵詞：石砬溝；石英石；環(huán)境危害；礦山污染；恢復(fù)治理；甘肅永登

1.前言

石砬溝石英石礦其地處連城國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的實(shí)驗(yàn)區(qū)。經(jīng)多年的開采，形成多處規(guī)模不等的渣堆和工業(yè)場(chǎng)地，采礦開挖面、堆渣場(chǎng)形成多處不穩(wěn)定斜坡、崩塌（危巖體）地質(zhì)災(zāi)害，同時(shí)存在水土流失和潛在泥石流災(zāi)害。受歷史原因及生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄等因素的影響，對(duì)區(qū)內(nèi)存在的生態(tài)環(huán)境問題未進(jìn)行規(guī)范化處理。區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境問題嚴(yán)重破壞了土地資源和地形地貌景觀，對(duì)生態(tài)環(huán)境也造成了極大的破壞。近年來，隨著國家對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境問題的重視，對(duì)綠色礦山建設(shè)提出新的要求，特別是在吸取祁連山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境問題的教訓(xùn)后，政府及企業(yè)對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與治理恢復(fù)意識(shí)不斷提高。因此本文特對(duì)該礦山開展地質(zhì)環(huán)境危害的評(píng)價(jià)及恢復(fù)治理的研究，以期為綠色礦山建設(shè)提供參考。

2.礦山概況

石砬溝石英石礦位于甘肅永登，礦區(qū)內(nèi)出露巖石有石英巖、絹云石英片巖夾變質(zhì)石英砂巖等。石英巖礦體厚大，層位穩(wěn)定，礦石質(zhì)量良好，品位穩(wěn)定，Si02含量最高為99.94%。礦山位于連城國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)，用地性質(zhì)為工礦用地，礦山開發(fā)前礦區(qū)多為林地、草地的自然景觀，生態(tài)植被較好，由于礦山開發(fā)使礦區(qū)生態(tài)遭到了一定程度的破壞。

礦山自建礦至今已有40多年的生產(chǎn)歷史，但一直處于未達(dá)產(chǎn)階段，作業(yè)區(qū)相對(duì)分散，對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞較為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在地表植被剝離和占?jí)海亮魇Х矫?。?jù)統(tǒng)計(jì)礦山現(xiàn)有工礦占地40x104㎡，其中現(xiàn)狀在用場(chǎng)地破壞地表植被面積為34x10㎡，民采區(qū)及其廢石場(chǎng)破壞地表植被面積4x10㎡，破壞地表植被主要為灌叢、草叢，另有少量喬木林地，粗略估計(jì)礦山開采生物量損失約900t/a。

3.地質(zhì)環(huán)境危害

受歷史原因及以往礦業(yè)活動(dòng)中生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄等因素的制約，區(qū)內(nèi)礦業(yè)活動(dòng)局部存在無序開采、濫采濫挖、亂堆亂放等現(xiàn)象，其不僅破壞了礦區(qū)地形地貌景觀，而且壓占、破壞了大量的林草地等土地資源，對(duì)連城國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的管理與維護(hù)帶來極大的不利。治理區(qū)均位于礦區(qū)山北陡坡和溝腦一帶，渣體結(jié)構(gòu)松散，坡頂?shù)V區(qū)道路一帶存在匯流條件，極易被地表匯流沖蝕攜帶，成為泥石流物源，威脅下游廠區(qū)及村鎮(zhèn)、供水設(shè)施的安全；1處排渣場(chǎng)建設(shè)于西寧溝上游溝道，外圍無截排水設(shè)施，地表匯流極易人滲軟化坡體，造成渣堆外緣邊坡失穩(wěn)；2處崩塌（危巖體）均分布于采礦開挖面，其威脅礦區(qū)作業(yè)人員及設(shè)備安全。

治理區(qū)分布的2處崩塌（危巖體）所處位置坡體陡峻，巖體裸露，受爆破影響巖體破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，且被裂隙切割，通過崩塌危巖穩(wěn)定性定性評(píng)價(jià)，在現(xiàn)狀條件下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨和地震影響下，坡體表層被爆破松動(dòng)的巖體沿不利結(jié)構(gòu)面或組合面向下滑動(dòng)滾落，形成崩塌地質(zhì)災(zāi)害的可能性較大，使斜坡頂部及坡腳土地資源遭到破壞，進(jìn)一步加劇對(duì)地形地貌、水土流失的破壞影響。

治理區(qū)屬森林草原向荒漠草原過渡的疏林草原地帶，土壤較為貧瘠，有機(jī)質(zhì)土壤層厚度一般10cm～30cm。自然地貌、林草地及第四系地層遭到破壞后，在自然應(yīng)力和水的不斷沖蝕作用下，棄渣堆積層的細(xì)顆粒隨水流失，局部坡腳植被的進(jìn)一步退化也將導(dǎo)致水土流失加劇。隨著時(shí)間的推移，將會(huì)出現(xiàn)水土流失加劇，植被不斷退化的惡性循環(huán)，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害可能性進(jìn)一步加劇。區(qū)域內(nèi)水土流失與林草地退化形成惡性循環(huán)，生態(tài)環(huán)境逐步惡化。一旦影響范圍及程度不斷擴(kuò)大和加強(qiáng)，其將威脅到下游大通河小流域的水土環(huán)境，對(duì)連城自然保護(hù)區(qū)和諧穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。

4.礦山污染評(píng)價(jià)

勘查區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，主要地下水補(bǔ)給為附近的大通河，為了說明區(qū)內(nèi)礦山對(duì)所在流域地表水污染狀況，在礦山可能造成地表水水質(zhì)影響的大通河水取1組水樣根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。地表水質(zhì)量各單項(xiàng)組和綜合分評(píng)價(jià)依照《中華人民共和國地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14848-93）給定的標(biāo)準(zhǔn)，并分別劃分出水的質(zhì)量，通過評(píng)價(jià)，區(qū)域內(nèi)水質(zhì)為良好，未遭受污染，適合各種用途，評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。

礦山露天開采生產(chǎn)工藝主要包括表層剝離、穿孔、爆破、礦石破碎篩分、合格品裝運(yùn)、廢石處置，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢物為采礦過程中剝離的表土和破碎篩分廢石其主要成分為Si02，產(chǎn)生的廢石不屬于危險(xiǎn)廢物，按照《固體廢物浸出毒性浸出方法》（GB5086-1997），對(duì)廢石進(jìn)行一般工業(yè)固體廢物Ⅰ、Ⅱ類鑒別分析，一般工業(yè)固體廢物Ⅰ、Ⅱ類鑒別結(jié)果見表2。

現(xiàn)有工程產(chǎn)生的廢石屬于第1類一般工業(yè)固體廢物，因此礦山生產(chǎn)所形成的廢石渣堆對(duì)礦山周邊的土壤未造成污染。

5.恢復(fù)治理措施

（1）治理范圍。根據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀、治理恢復(fù)目標(biāo)，確定本次治理區(qū)包括排渣場(chǎng)、第一、四作業(yè)區(qū)和3處民采點(diǎn)，其均分布于礦區(qū)北坡一帶。對(duì)企業(yè)預(yù)留生產(chǎn)區(qū)段和礦區(qū)南坡不進(jìn)行恢復(fù)治理勘查設(shè)計(jì)。

（2）治理方法。對(duì)分布有崩塌（危巖體）的開挖面，將其坡面上的危巖清理至坡腳或渣堆處，進(jìn)行原地整平；對(duì)廢石場(chǎng)形成的高陡邊坡進(jìn)行局部整理，清理不穩(wěn)定區(qū)段渣體，并回填或外運(yùn)處理。在渣堆整平工作完成后進(jìn)行覆土種草，重點(diǎn)恢復(fù)排土場(chǎng)、廢石場(chǎng)、作業(yè)平臺(tái)及采坑壓占破壞區(qū)的植被；保留現(xiàn)有礦山道路，并在道路兩側(cè)植樹，美化環(huán)境；按照綠色礦山的要求，在治理區(qū)典型治理點(diǎn)設(shè)置醒目的標(biāo)識(shí)；選擇適宜本地氣候和土壤特征且成活率較高的草種、樹種，要求治理后植被覆蓋率達(dá)到30%以上。種草種樹措施結(jié)束后在治理區(qū)樹立治理工程簡介標(biāo)示牌。治理恢復(fù)工作完成后，精心管理，杜絕環(huán)境再次破壞。

（3）生態(tài)修復(fù)。治理區(qū)已挖損破壞的掌子面為新鮮基巖面，渣堆壓占區(qū)渣體為礦渣、廢石，其不具備正常土壤的基本結(jié)構(gòu)和肥力，幾乎不存在具一定活力的植物繁殖體，其植物的自然定居和生態(tài)原生演化過程極其緩慢。自然狀態(tài)下，在渣堆區(qū)長出草本植物，最快也在10年之后，其生態(tài)演化過程也是土壤基質(zhì)緩慢改良和耐性植物的逐漸形成過程。礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)就是在復(fù)制其生態(tài)自然演化，并加快其自然演化過程。生態(tài)修復(fù)的措施包括土壤基質(zhì)的改良和物種選擇兩個(gè)方面，而土壤基質(zhì)的改良最直接的方式是通過拉運(yùn)具備一定肥力的細(xì)粒土體進(jìn)行覆土種草、種樹。

6.結(jié)論與建議

區(qū)內(nèi)礦山采礦活動(dòng)所產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境問題主要表現(xiàn)在：礦山地質(zhì)災(zāi)害、露天采場(chǎng)、渣堆及礦區(qū)道路等對(duì)地形地貌和土地資源的壓占、破壞。本次治理技術(shù)路線：注重生態(tài)保護(hù)，杜絕二次破壞，因地制宜，切實(shí)可行；按地形地理可先山上后山下，先上游后下游，先山里后山外。按工程性質(zhì)分步進(jìn)行：坡面危巖清理一渣堆刷坡整平一攔渣壩一鉛絲石籠擋渣墻一植被恢復(fù)一改善生態(tài)環(huán)境，減少治理期間人類活動(dòng)。礦山處于自然保護(hù)區(qū)內(nèi)，治理工程施工期間，應(yīng)注意做好防護(hù)安全措施和生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施。