礦山地質環(huán)境恢復治理模式分析

于曉軍，馬 強，康祿榮

(青海省環(huán)境地質勘查局，青海 西寧 810000)

1 地質環(huán)境現(xiàn)狀

1.1 礦區(qū)分布及水土流失情況

青海省西寧市大通煤礦位于西寧市大通回族土族自治縣橋頭鎮(zhèn)良教鄉(xiāng)，該區(qū)域屬于大通礦務局管轄范圍，具體的地址位于東經(jīng)101(°)37(′)～101(°)56(′)、北緯36(°)55(′)～36(°)58(′)范圍以內，該地區(qū)海拔大約在2 450～2 750 m，礦區(qū)所占面積約為13.85 km2。大通縣境內的水系主要為北川河，該河流域臨近大通煤礦項目區(qū)的北部，該河流域的水系是大通縣境內以及大通煤礦的主要水系。北川河屬于湟水的一級支流，起源于大坂山南坡，在橋頭鎮(zhèn)由東峽河流入，流出大通縣到西寧小橋注入湟水流域。該河全長為149 km，在大通縣境內的流域為122 km，屬于大通縣的主要灌溉和飲用水源。根據(jù)橋頭站近30多年對該水域的觀測資料顯示，近幾年來北川河的流量年際變化非常大，同時也受降水的影響非常明顯[1-3]。該河的平均河水流量為20.08 m3/s，縱向的平均坡降為0.6%，縱向坡降由西北向東南傾斜，整條流域形成一片“柳葉”形的形狀，該流域在流經(jīng)的過程中受到該地區(qū)海拔高度和氣候條件的影響，因此從河口到北川河的河道中下游以及西岸及上游外延，又逐漸分為川水、淺水和腦山3種自然生態(tài)區(qū)域。大通縣煤礦地區(qū)位于該河流域的高位淺山地區(qū)，處于川水和腦山區(qū)的三角地帶，該區(qū)域內山勢海拔較高而且坡度較大，地形起伏非常明顯溝壑縱橫，因為該地區(qū)的植被稀少，導致水土流失較為嚴重。根據(jù)相關探測數(shù)據(jù)研究總結該區(qū)域內每年平均的水土流失模數(shù)為2 416 t/km2。在淺山地區(qū)有一半以上干旱少雨，使得該地區(qū)的土地多為黃土和黑鈣土，造成農作物生長條件極差，也成為了該地區(qū)的水土流失嚴重區(qū)域。當該地區(qū)經(jīng)過恢復治理以后，將會使得該地區(qū)成為農業(yè)生產(chǎn)的重要發(fā)展區(qū)域。腦山地區(qū)的海拔在2 800 m以上，也屬于氣候條件極差的區(qū)域，土壤類型為高山草甸類型，處于農業(yè)和畜牧業(yè)過渡的地區(qū)。西寧市針對大通縣的北川河流域進行了大量的治理措施，治理程度達到20%以上，使得全縣的植被恢復率達到了25%以上[4-5]。

暴雨是該地區(qū)洪水的主要原因，北川河中上游地區(qū)降雨量較多，也是因此當雨水季節(jié)來臨時，雨水強大，洪水漲落快來勢兇猛，根據(jù)橋頭站的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，洪峰來臨之落坪的時間歷時僅為18 h，但是水勢漲速快平均漲速達到46.9 m3/h，而洪水的下落速度也會達到27.9 m3/h。

北川河在南通縣流域境內山區(qū)較多，造成該地區(qū)的植被覆蓋率較低，加之與暴雨和洪水的沖刷使得該地區(qū)的水土流失非常嚴重。而且從上游挾帶的大量泥沙進入河道，根據(jù)橋頭水文站的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,在近50年以來，北川河的平均含沙量達到0.66 kg/m3，年最大含沙量為41.8 kg/m3。

1.2 礦區(qū)地形地貌分析

大通煤礦所在的區(qū)域處于青藏高原與黃土高原的過渡地帶，而大通煤礦項目區(qū)位于湟水流域和大通盆地東南部北川河右側，結合該地區(qū)的地形地貌，我們將總體分為侵蝕剝蝕低山丘陵以及青石堆積河谷平原。

侵蝕剝蝕低山丘陵：該特征的地形地貌位于大通煤礦項目區(qū)的中南部，大通盆地的西南部，海拔達到2 850 m，丘陵后沿切割深度僅為100～150 m之間，山坡的坡度為18(°)～25(°)。洪水和雨水造成沖溝“U”型分布。丘陵區(qū)的中前沿，山谷較深，坡度較大，由白堊紀與第三紀的泥巖和砂巖以及第四紀的黃土共同組成，因此也成為了現(xiàn)代雨水沖沙最為嚴重的地段。沖刷出的坎高達數(shù)米或者數(shù)十米，使得局部形成臨空面。在該區(qū)域內部有大量的群眾依山建房，有的居住于坡角，有的居住于坡頂，因為人類居住而出現(xiàn)的人類活動對該地區(qū)的地質環(huán)境破壞和影響也較為嚴重[6]。

侵蝕堆積河谷平原：該地區(qū)的地貌原者北川河以及支流呈現(xiàn)帶狀分布，最高海拔達到2 525 m，屬于北川河流域的二級階地，形成二級階地的物質主要來自于上游的沖積物，還有河谷兩側丘陵的坡積、洪積以及沖洪積物，這些積物共同使得該地區(qū)相對平坦開闊，因此建設了大量的村莊和工廠，鐵路和公路交通相對發(fā)達，大量的鐵路設施以及農田都建設在二級階地上。

1.3 礦區(qū)地質構造

青海省西寧市大通縣處于祁連褶皺系中段，該地區(qū)跨北祁連山槽褶皺帶和祁連山中間的隆起帶這兩個次級構造單元。而大通煤礦所在地區(qū)的盆地屬于早生代，經(jīng)過印支、燕山、喜山褶皺幕等構造運動，經(jīng)過進一步的擠壓扭裂而成的一個近似平行四邊形的祁連裂谷系[7-8]。

2 地質環(huán)境問題分析

根據(jù)對大通煤礦所在地區(qū)的地質情況進行勘察和分析，結合已經(jīng)治理的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)大通煤礦所在區(qū)域的地質環(huán)境問題仍然非常嚴重。該地區(qū)出現(xiàn)的滑坡共有11處，不穩(wěn)定斜坡出現(xiàn)了8段以及泥石流溝1條，地裂縫29條。

2.1 滑坡

大通煤礦所在區(qū)域的滑坡按照滑體的物質成分可以分為兩大類型。第1種類型為土質滑坡，第2種類型為巖質滑坡。該地區(qū)的土質滑坡主要是因為溝谷兩側的山坡中上部，該地區(qū)斜坡的坡角處于15(°)～30(°)，而坡腳凌空。滑坡表面的物質相對松散不具有凝聚力，使得滑坡頭部的位移小于水平位移，在中途發(fā)生不規(guī)模的隆起?；麦w內的裂縫主要以拉張裂縫為主，裂縫走向與采煤巷道和采空區(qū)的走向基本吻合。大通煤礦所在區(qū)域的滑坡分為小型滑坡和中度滑坡。中型滑坡主要是因為受到外部動力的影響，最終使得該地區(qū)的滑坡問題持續(xù)不斷，亟待治理防范。

2.2 不穩(wěn)定斜坡

該礦區(qū)的不穩(wěn)定斜坡有8段，這8段不穩(wěn)定斜坡的分布地區(qū)為上下干溝、大煤洞溝、小煤洞溝、元術兒溝溝口。針對該地區(qū)的不穩(wěn)定斜坡分別編號為Q1、Q2、Q3、Q7、 Q8和Q4、Q5、Q6，而前5個不穩(wěn)定斜坡主要位于采空區(qū)北部邊緣，后3個區(qū)域的不穩(wěn)定斜坡分為兩種狀態(tài)，有不穩(wěn)定斜坡和人工斜坡，第8號不穩(wěn)定斜坡屬于巖質，除此之外，均為土質斜坡，坡度為40(°)～70(°)居多，Q3的不穩(wěn)定斜坡坡度為30(°)。該地區(qū)不穩(wěn)定斜坡容易造成煤礦工作人員以及該地區(qū)的居民和農田受到威脅，同時給大通區(qū)采空區(qū)的治理帶來了很大的影響。

2.3 泥石流溝

大通煤礦地區(qū)的泥石流溝主要位于元術兒區(qū)域，因為泥石流而造成的匯水面積達到0.963 km2，溝口和溝道的高度差達到了222 m。古坡上面陡峭，下部較為緩和，該地區(qū)的植被覆蓋率達到了95%，但是堆積扇小。該地區(qū)當出現(xiàn)大型暴雨時就會出現(xiàn)泥石流，因泥石流而造成的松散固體物主要包括松散堆積體岸邊塌體以及鉤中松散堆積物，堆積物的總體積達到了135×104m2，使得該地區(qū)屬于輕度易發(fā)性泥石流地區(qū)。

2.4 地裂縫

大通煤礦地區(qū)的地裂縫有29條，長度為2～180 m不等，而寬度為0.1～1.8 m不等，裂縫的深度大約為0.1～3.5 m不等。裂縫的類型主要為張拉裂縫，裂縫的分布區(qū)域為煤層采空區(qū)的塌陷區(qū)，該地區(qū)地面下沉，容易形成張裂縫，而且不給予及時有效的治理和防范，該地區(qū)的地裂縫有進一步擴大的趨勢。由于該地區(qū)的地裂縫為當?shù)氐拇迕癯鲂泻腿粘Ｉ顜砹艘欢ǖ睦щy，因此有部分地裂縫已被該地村民自行平整，很多地方表面已經(jīng)被填埋，在治理的過程中應在此基礎之上進一步完善裂縫的治理和防范，還有的地裂縫分布于草木之中，需要仔細觀察才可發(fā)現(xiàn)。

3 礦山地質環(huán)境治理模式

1)堅持安全與生態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)籌兼顧的治理模式。

我們在對大通礦區(qū)的地質環(huán)境問題進行治理的過程中要堅持“以人為本”施法自然的治理方向，對于該地區(qū)的滑坡以及坍塌等地質問題，首先以消除安全隱患為目的，然后采取相對應的措施對大通礦區(qū)的地質環(huán)境問題進行有效的治理。例如加大該礦區(qū)植被恢復力度和土地復墾工作，以“綠色礦山”作為該地區(qū)的恢復治理理念。對該礦區(qū)容易積水的地方應該酌情修筑溝渠，排泄積水，從源頭上解決泥石流和滑坡等相關問題，而在修筑溝渠的時候還要注意避免露頭，應酌情避開裂縫和透水巖層。特別是對于該地區(qū)相對低洼的地方，不能修筑溝渠進行排水時，應該采用渣土或者是其他的原材料進行填平壓實，以有效的防止北川河水系的流域以及該地區(qū)大量的降水滲入地下，造成該地區(qū)出現(xiàn)大范圍的滑坡或者是泥石流。而對該地區(qū)出現(xiàn)了大范圍的地裂縫，應采取有效的措施進行處理回填，防止裂縫大量滲水導致滑坡和泥石流。在徹底解決了該礦區(qū)的泥石流滑坡等安全問題以后，統(tǒng)籌考慮該礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境建設，對廢棄的礦山進行有效的環(huán)境治理，使廢棄礦山的土地能夠得到充分的利用。

2)實施礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護與建設多舉并措的方法。

對西寧市大通縣礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題進行保護和建設的時候以科學發(fā)展觀為主要治理思路，首先加大對大通礦區(qū)現(xiàn)有生態(tài)環(huán)境進行有力的保護，然后結合該地區(qū)出現(xiàn)的不穩(wěn)定斜坡以及滑坡問題進行有效的消方填平，對高出的部分進行推倒，對低洼的部分進行填平，修建護坡?lián)鯄徒厮疁瞎こ?。尤其是對于該地區(qū)的7處滑坡體以及3段不穩(wěn)定斜坡體，應該作為著重治理和恢復的對象，恢復工作完成以后還應做好及時準確的監(jiān)測，對該不穩(wěn)定斜坡體的穩(wěn)定性進行綜合評價，實時采取預防措施。

3)堅持以創(chuàng)新互相統(tǒng)一的治理模式。

對以前在治理過程中采取的有效治理效果進行積極的總結分析，結合該地區(qū)的地質情況以及治理條件對周邊地區(qū)的礦山地質問題治理先進經(jīng)驗和好的做法進行有效的學習和借鑒，在繼承先進的地質環(huán)境問題治理技術與模式的情況下，對大通縣礦區(qū)的地質環(huán)境問題進行創(chuàng)新治理與恢復。結合現(xiàn)階段自然資源與經(jīng)濟科學發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，采用新材料、新技術以及新辦法新模式對該礦區(qū)進行恢復治理。全面提高大通礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護與治理工作中的科技含量。例如借助于該礦區(qū)的采礦廠房以及礦井和巷道建設礦山公園、礦山地質博物館，將本地的礦山開采歷史遺跡以及礦山地質環(huán)境治理和恢復相關工作作為礦區(qū)公園的主要文化進行宣傳，深化礦區(qū)地質環(huán)境問題治理和恢復的思想。

4 結 語

長久以來，我國的自然資源在開發(fā)的過程中因為資金投入較少、開發(fā)技術不合理，造成了很多地區(qū)的礦山出現(xiàn)了極大的地質環(huán)境問題。而現(xiàn)階段隨著國家推出的環(huán)境治理與經(jīng)濟發(fā)展相協(xié)調的原則，使得原本出現(xiàn)地質環(huán)境問題的礦山在發(fā)展的過程中受到了極大的影響。為了進一步提高礦區(qū)的發(fā)展以及國家經(jīng)濟的建設，同時也還給地球美好的自然生態(tài)和人類美好的生活環(huán)境，我們應采取多樣化的治理模式和措施對礦區(qū)的地質環(huán)境問題進行有效的分析與治理，實現(xiàn)自然資源開發(fā)與利用的可持續(xù)發(fā)展觀。