河南省濟源市玉川產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)礦山生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題及治理對策

魏新力，劉淑芹，韓 剛，孫玉林，袁 野

(山東正元地質(zhì)資源勘查有限責(zé)任公司，山東 濟南 250101)

經(jīng)濟發(fā)展是解決我國現(xiàn)階段這會經(jīng)濟矛盾的有效途徑，河南省由于人均空間、資源相對較為貧乏，所以地質(zhì)環(huán)境治理問題顯得尤為重要。本文選取濟源市玉川產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境問題為研究區(qū)，研究區(qū)南距濟源市區(qū)約2.0 km，侯月鐵路繞治理區(qū)北部和西部通過，S243省道自南向北由治理區(qū)西部外圍通過，焦枝鐵路、S306省道自西向東從治理區(qū)南部外圍通過，二廣高速自南向北從治理區(qū)東部通過，交通極為便利[1]。本文根據(jù)收集的大量資料進行分析，并通過野外實地走訪調(diào)查和室內(nèi)綜合研究，對區(qū)內(nèi)比較突出的地質(zhì)環(huán)境問題進行了總結(jié)，并提出了治理對策，可為在該區(qū)域開展產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)的地質(zhì)環(huán)境治理提供一定的參考。

1 自然地理

1.1 氣象

治理區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候帶，總的氣候特點是春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽且時間短，冬季干冷少雨雪。年平均氣溫14.3 ℃，1月份氣溫最低，多年平均氣溫為-0.1 ℃，極端最低氣溫為-20 ℃；7月份氣溫最高，多年平均氣溫為27.3 ℃，極端最高氣溫43.3 ℃。高于10 ℃的平均積溫為4 697.9 ℃，年平均日照時數(shù)2 363.7 h，日照率54%，全年無霜期230 d。年降水量平均為641.7 mm，降水主要集中在7月和8月，冬春兩季降水較少。據(jù)歷年記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該區(qū)的降雨量極不平衡，變化幅度較大，最大降雨量為978.9 mm(2003年)，最小降雨量為329.5 mm(1997年)，年降雨量絕對值相差649.4 mm。據(jù)以往資料統(tǒng)計，當(dāng)區(qū)內(nèi)日降雨量達到或超過100 mm時，因極端天氣因素作用，在局部區(qū)常常發(fā)生發(fā)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。

1.2 水文

治理區(qū)內(nèi)無大的自然河流和水體分布，僅發(fā)育一些沖溝，溝內(nèi)僅在雨季或強降水后的一段時間內(nèi)有少量的水體分布，具備明顯的季節(jié)特征。為了滿足治理區(qū)周邊工礦企業(yè)及農(nóng)業(yè)灌溉的需要，在治理區(qū)中部，自西向東修建有人工引水干渠：一干渠，為引沁濟蟒渠的支渠，渠寬1.8 m，深1.5 m，引水量約為1 m3/s。

治理區(qū)西側(cè)外圍分布有沁河的次級支流盤溪河，與治理區(qū)的最短直線距離約為1.5 km，為一季節(jié)性河流，水量通常較小，具有隨降水強度變化而變化的特征[2]。

1.3 地形地貌

治理區(qū)屬侵蝕剝蝕丘陵地貌，區(qū)內(nèi)整體為北高南低、東高西低，標(biāo)高+196～+338 m，最高點位于NL6治理區(qū)東北角，標(biāo)高+338 m，最低點位于NJ4治理區(qū)的西南角，標(biāo)高+196 m，相對高差142 m，組成巖性為奧陶系厚層狀石灰?guī)r。上部覆蓋第四系殘坡積黏土，山體自然條件下起伏不平，沖溝較發(fā)育，由于對石灰?guī)r的開采，山體采坑、渣堆、陡崖遍布(圖1)。

圖1 治理區(qū)現(xiàn)狀地貌遙感Fig.1 Remote sensing of current geomorphology in treatment area

1.4 社會經(jīng)濟概況

濟源因濟水發(fā)源地而得名，是傳說中愚公移山故事的發(fā)祥地。濟源市面積1 931 km2，人口68萬人?！笆晃濉币詠?，濟源市強力實施開放帶動、工業(yè)強市、科技興市、文化立市、三產(chǎn)富市五大戰(zhàn)略，不斷在新的起點上實現(xiàn)新跨越，經(jīng)濟社會各項事業(yè)呈現(xiàn)出又快又好的發(fā)展態(tài)勢[3]。

2016年，全市生產(chǎn)總值完成532.99億元，比上年增長8.0%，其中，第一產(chǎn)業(yè)增加值23.17億元，增長4.0%；第二產(chǎn)業(yè)增加值345.63億元，增長7.8%；第三產(chǎn)業(yè)增加值164.19億元，增長9.2%。人均生產(chǎn)總值72 912元，增長7.3%。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為4.3∶64.9∶30.8。全年地方財政總收入59.91億元，比上年下降5.6%。地方公共財政預(yù)算收入36.5億元，同口徑增長9.1%。其中，稅收收入26.66億元，下降1.9%，稅收占公共財政預(yù)算收入的比重為73.0%。地方公共財政預(yù)算支出56.88億元，下降4.7%。其中，教育支出增長3.2%，科學(xué)技術(shù)支出增長31.0%，社會保障與就業(yè)支出增長11.0%，醫(yī)療衛(wèi)生與計劃生育支出下降46.4%。戶籍人口70.31萬人，常住人口73.3萬人，出生率14.1‰，死亡率6.55‰，自然增長率為7.55‰。城鎮(zhèn)化率達到59.6%。

2 地質(zhì)環(huán)境特征

2.1 地層巖性

治理區(qū)內(nèi)為大面積的基巖裸露，除了NJ4′治理區(qū)塊的東南角、NL6治理區(qū)塊的西南角有第四系中更新統(tǒng)(Qp2)地層分布外，其他區(qū)域內(nèi)均出露的是奧陶系中統(tǒng)馬家溝組(O2m)地層。

各地層的基本特征如下：①奧陶系中馬家溝組(O2m)。下部為黃色薄層狀泥灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖、紫紅色粉砂質(zhì)白云巖；上部以灰黑色厚層狀灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r為主，部分白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖，厚90～110 m[4]。②石炭系中統(tǒng)本溪組(C2)。底部為山西式鐵礦或黃鐵礦；下部為灰、灰綠色鋁土質(zhì)頁巖及紫紅色泥巖；上部為淺黃色砂質(zhì)頁巖、石英砂巖夾炭質(zhì)頁巖及薄煤層，厚度2～16 m。③第四系中更新統(tǒng)(Qp2)。覆蓋于山體頂部，與下伏地層為角度不整合接觸，為棕紅、棕黃色粉質(zhì)黏土、黃土狀粉土、砂、砂礫石層，富含鈣質(zhì)結(jié)核，厚度5～50 m。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造與地震

治理區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，僅在NL6治理區(qū)塊的東北角見小型規(guī)模的褶皺現(xiàn)象。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306—2015)，治理區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，地震動峰值加速度為0.1g。

3 水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件

3.1 含水巖組

治理區(qū)出露的基巖主要為奧陶系石灰?guī)r、白云巖，其次為第四系覆蓋層，因此治理區(qū)含水巖組可劃分為松散巖類孔隙含水巖組和碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組。

含水層組基本特征如下：①松散巖類孔隙含水巖組。分布于NL2治理區(qū)西南部、NJ4′治理區(qū)西南部、NJ5治理區(qū)北和NL6治理區(qū)南部區(qū)域，為第四系中更新統(tǒng)粉質(zhì)黏土、黃土狀粉土、砂、砂礫石層?？偤穸刃∮?0 m。由于分選性差，含水巖組滲透性較差，單井實際出水量小于30 m3/h，折算5 m降深單井涌水量小于1 000 m3/d，地下水水位埋深普遍大于30 m。②碳酸鹽巖裂隙巖溶含水巖組。治理區(qū)大面積分布碳酸鹽巖類溶隙裂隙水，含水層主要為奧陶系灰?guī)r、石炭系灰?guī)r，共含灰?guī)r5～9層，其中L2和L8灰?guī)r厚度穩(wěn)定，溶洞、溶孔較發(fā)育，含水層豐富，是重要的含水層位。單位涌水量0.007～0.040 L/(s·m)，具有水量大、水壓大的特征[5]。

3.2 隔水巖組

治理區(qū)內(nèi)缺失區(qū)域上隔水層所在的地層，因此無隔水巖組分布。

3.3 地下水的補給、徑流與排泄

區(qū)內(nèi)地下水的補給主要來自于大氣降水的滲透補給，次為地表水體的下滲補給。松散巖類孔隙含水主要根據(jù)地形特征，自高向低運移，在沖溝或其他地勢較低的地段流出地表，最終匯入地表水體進行排泄；另外，地勢平緩、水體流動速度較慢的區(qū)域，還存在下滲補給碳酸鹽巖裂隙巖溶含水進行排泄。碳酸鹽巖裂隙巖溶含水的徑流方式主要沿溶洞、溶蝕裂隙及斷層等通道運行，一般以泉和人工開采的方式進行排泄。

3.4 巖溶裂隙發(fā)育特征

治理區(qū)內(nèi)地表未發(fā)現(xiàn)有明顯的溶洞、溶孔、溶蝕裂隙，僅在地下采空區(qū)的局部裂隙面中見少量的溶蝕現(xiàn)象。但在此次治理區(qū)外圍的西北部，玉川一號線與玉川大道交口西北的光伏公司院內(nèi)，發(fā)現(xiàn)有巖溶塌陷坑一處，通過鉆探證實，該溶洞埋深8～11 m，洞內(nèi)主要充填物為碎石和紫紅色黏土，未揭露地下含水層。

3.5 工程地質(zhì)條件

治理區(qū)主要為堅硬厚層狀灰?guī)r、白云巖巖體及黏性土砂礫層土體。①黏性土砂礫層土體。分布于NJ4′治理區(qū)西南部和NL6治理區(qū)南部區(qū)域，直接覆蓋于奧陶系石灰?guī)r巖體的上部，為第四系中更新統(tǒng)地層。上部為黏性土，下部為礫石層，其中黏性土結(jié)構(gòu)疏松—致密，含粉土質(zhì)成分高，具可塑性。礫石層多含黏性土，透水性差，工程地質(zhì)條件良好。②堅硬厚層狀巖溶化灰?guī)r、白云巖。大面積分布于治理區(qū)內(nèi)，為奧陶系馬家溝組地層，主要由巖溶化石灰?guī)r、鮞狀灰?guī)r、白云巖組成。巖石一般致密堅硬，抗壓強度高，溶洞發(fā)育，具軟弱夾層。巖石抗壓強度120～230 MPa，軟化系數(shù)0.77～0.81。

3.6 不良地質(zhì)現(xiàn)象

治理區(qū)原始形態(tài)為低山丘陵地貌，緩坡地形，出露的地層主要為奧陶系馬家溝組石灰?guī)r和第四系中更新統(tǒng)粉質(zhì)黏土、黃土狀粉土、砂、砂礫石層，地表植被較發(fā)育，除了發(fā)育少量的黃土型沖溝、黃土柱等不良地質(zhì)現(xiàn)象外，整體地質(zhì)條件較好。但是，自20世紀(jì)70、80年代以來，區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了長期的大規(guī)模石灰?guī)r開采活動，其開采方式分為地下開采和露天開采2種，引發(fā)了一系列的地質(zhì)環(huán)境問題。因地下開采形成采空區(qū)，由于采空區(qū)埋藏深度較淺，在局部地段發(fā)生了失穩(wěn)，產(chǎn)生了大量規(guī)模不等的地面塌陷坑和地裂縫，對當(dāng)?shù)鼐用裆敭a(chǎn)構(gòu)成威脅[6]。

大規(guī)模的露天開采活動，不但破壞了原有土地、植被和地形地貌，還在地表形成了大量規(guī)模較大的采坑，采坑后緣形成僅直立的大型巖、土質(zhì)高邊坡，因邊坡局部失穩(wěn)以崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害形式致災(zāi)的情況時有發(fā)生；采礦后遺留的廢渣、廢石往往就地沿斜坡、溝谷堆放，壓占了土地、破壞了植被，還存在引發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害的安全隱患。

區(qū)內(nèi)分布有大量石灰窯，窯體建設(shè)中形成了大量的高陡人工邊坡，在維護不力的前提下存在較大的安全隱患。燒制的石灰往往就地堆放，在地表水體的作用下，對該區(qū)的地表、地下水造成了一定的污染；燒制石灰過程中大量的有害氣體排放，對當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境造成了一定的危害。

3.7 人類工程活動

治理區(qū)的人類工程活動主要為采礦活動、企業(yè)廠礦的工程建設(shè)、道路及配套市政設(shè)施的建設(shè)等[7]。其中，區(qū)內(nèi)的采礦活動開始較早，規(guī)模較大，主要產(chǎn)出石灰?guī)r、砂石和耐火黏土等，開采方式主要為露天開采和地下開采，目前已對區(qū)內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境造成了較大的破壞。隨著濟源市北部規(guī)劃產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)的落戶，區(qū)內(nèi)的采礦活動已被全面叫停，目前除了局部地段仍有偷采現(xiàn)象發(fā)生外，大部分區(qū)域已停止了采礦活動。

4 主要礦山生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題

由于礦產(chǎn)資源的開采，對治理區(qū)內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境造成了極大的破壞，引發(fā)了一系列的地質(zhì)環(huán)境問題，主要表現(xiàn)在如下方面：①露天開挖形成采坑，造成了山體破損；②采礦棄渣隨意堆放，廢棄石灰窯、廢棄石料廠分布導(dǎo)致地形地貌景觀嚴(yán)重破壞；③地下采空區(qū)變形、高陡邊坡失穩(wěn)，引發(fā)地面塌陷、地裂縫、滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，對區(qū)內(nèi)居民生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅?，F(xiàn)根據(jù)調(diào)查成果，將各治理區(qū)內(nèi)存在的地質(zhì)環(huán)境問題分述如下(表1)。

表1 典型治理區(qū)主要生態(tài)環(huán)境問題Tab.1 Main ecological and environmental problems in typical treatment area

4.1 NJ4′治理區(qū)

(1)地質(zhì)災(zāi)害。①采空區(qū)。該區(qū)共分布有地下采空區(qū)3處(CKQ4、CKQ10和CKQ11)，采空面積581.04～46 788.67 m2，總面積48 652.05 m2，采空高度3.96～4.11 m，頂板厚度1.90～53.00 m，頂板的巖石節(jié)理裂隙發(fā)育。其中，CKQ4的形成時間較長，其淺部巷道已經(jīng)發(fā)生局部坍塌，無法進入；CKQ10、CKQ11采空區(qū)的形成時間較短，現(xiàn)狀條件下巷道保存較完整，僅局部有小規(guī)模的坍塌現(xiàn)象，能進入。在CKQ4南部平硐口上方發(fā)育有地裂縫，其他區(qū)域地表未見變形，經(jīng)穩(wěn)定性評價，區(qū)內(nèi)發(fā)育的3個采空區(qū)現(xiàn)狀條件下均處于不穩(wěn)定狀態(tài)，以塌陷坑、地裂縫等方式發(fā)生失穩(wěn)的可能性大，所處區(qū)域為地質(zhì)災(zāi)害危險性大區(qū)。②廢棄平硐。區(qū)內(nèi)共分布有廢棄平硐口8處，硐口高3～4 m，寬5～6 m，面積15～24 m2。平硐所處地層均為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組，硐口上部巖層厚1.90～4.60 m，其節(jié)理裂隙發(fā)育，除PD37、PD38平硐外的其他平硐均發(fā)生了局部失穩(wěn)，發(fā)生繼續(xù)失穩(wěn)的可能性較大，存在較大的安全隱患。③采礦形成的高陡邊坡。共分布有露天采礦形成的高陡巖質(zhì)邊坡2段，高15～24 m，坡角普遍大于70°，長495～595 m，總長1 090 m，邊坡局部有規(guī)模不等的危巖分布，部分地段有規(guī)模較大的臨空面，不穩(wěn)定，以小型崩塌、滑坡的形式發(fā)生失穩(wěn)的可能性大。

(2)地形地貌景觀破壞。區(qū)內(nèi)共分布有露天采坑7個、塌陷坑2個、渣堆7個、石料廠4個、石灰窯11座，破壞地形地貌總面積129 439 m2，占治理區(qū)面積的92.46%。其中，露天采坑破壞地形地貌面積93 592 m2，占治理區(qū)面積的66.85%；塌陷坑破壞地形地貌面積124 m2，占治理區(qū)面積的0.09%；渣堆、石料廠和石灰窯破壞地形地貌面積35 723 m2，占治理區(qū)面積的25.52%，為地形地貌破壞嚴(yán)重區(qū)。

(3)土地資源破壞。區(qū)內(nèi)原始土地類型為林地，采坑、塌陷坑、渣堆、石料廠和石灰窯合計破壞林地面積129 439 m2，占治理區(qū)面積的92.46%。

4.2 L4′治理區(qū)

(1)地質(zhì)災(zāi)害。該區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害主要為采礦形成的高陡巖質(zhì)邊坡，區(qū)內(nèi)共分布有高陡邊坡4段，高15～55 m，坡角普遍大于70°，長164～531 m，總長度為1 340 m，邊坡局部有規(guī)模不等的危巖分布，部分地段有規(guī)模較大的臨空面，不穩(wěn)定，以小型崩塌、滑坡的形式發(fā)生失穩(wěn)的可能性大。

(2)地形地貌景觀破壞。區(qū)內(nèi)共分布有露天采坑4個、石料廠1個、石灰窯1座，破壞地形地貌總面積44 734 m2，占治理區(qū)面積的74.56%。其中，露天采坑破壞地形地貌面積36 361 m2，占治理區(qū)面積的60.60%；渣堆和石灰窯破壞地形地貌面積8 373 m2，占治理區(qū)面積的13.96%，為地形地貌破壞嚴(yán)重區(qū)。

(3)土地資源破壞。區(qū)內(nèi)原始土地類型為林地，采坑、渣堆、石灰窯合計破壞林地面積44 734 m2，占治理區(qū)面積的74.56%。

4.3 NL6治理區(qū)

(1)地質(zhì)災(zāi)害。該區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害主要為采礦形成的高陡巖質(zhì)邊坡，區(qū)內(nèi)共分布有高陡邊坡7段，邊坡高15～69 m，坡角普遍大于70°，坡長105～486 m，總長2 182 m，邊坡局部有規(guī)模不等的危巖分布，部分地段有規(guī)模較大的臨空面，不穩(wěn)定，以小型崩塌、滑坡的形式發(fā)生失穩(wěn)的可能性大[8]。

(2)地形地貌景觀破壞。區(qū)內(nèi)共分布有露天采坑10個、渣堆1個、石料廠2個，破壞地形地貌總面積119 959 m2，占治理區(qū)面積的54.53%。其中，露天采坑破壞地形地貌面積101 137 m2，占治理區(qū)面積的45.97%；渣堆、石料廠破壞地形地貌面積為18 822 m2，占治理區(qū)面積的8.56%，為地形地貌破壞嚴(yán)重區(qū)。

(3)土地資源破壞。區(qū)內(nèi)原始土地類型為林地，采坑、渣堆、石料廠合計破壞林地面積119 959 m2，占治理區(qū)面積的54.53%。

5 治理對策

5.1 總體思路

治理區(qū)主要的地質(zhì)環(huán)境問題是地下采空區(qū)變形失穩(wěn)，引發(fā)地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害；露天采礦形成的高陡邊坡失穩(wěn)引發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害；大面積的露天開采破壞了地形地貌景觀和土地資源，大范圍分布的渣堆、廢棄石料廠、石灰窯和殘留的工業(yè)設(shè)施壓占了土地資源，破壞了生態(tài)系統(tǒng)。本文認(rèn)為治理重點是，在有效的治理和預(yù)防區(qū)內(nèi)發(fā)育的各類地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)上，修復(fù)地貌景觀，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)和土地功能。

通過平硐封堵、能進入?yún)^(qū)域采空區(qū)回填、不能進入?yún)^(qū)域地表設(shè)置警示牌等工程手段，實現(xiàn)區(qū)內(nèi)采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的治理和預(yù)防。對采礦形成的高陡邊坡采取危巖清除、上部臺階式放坡、下部斜坡回填等工程措施，以有效地預(yù)防和消除邊坡失穩(wěn)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的威脅。按照緩坡、平臺地貌修復(fù)的總體要求，對露天采坑、孤立山丘、廢棄石灰窯，通過挖高填低的方式進行恢復(fù)，同時拆除局部殘留的工業(yè)設(shè)施。對平整后的采坑、無植被生長或植被生長較差的區(qū)域進行地表覆土，以恢復(fù)該區(qū)域的植被生長條件。在覆土區(qū)域選擇與當(dāng)?shù)厣锶郝鋮f(xié)調(diào)一致的植物，按照“喬、灌、藤、草”混種的組合，進行生態(tài)修復(fù)。根據(jù)修復(fù)后的地形修建截(排)水渠、護林道路，埋設(shè)灌溉管網(wǎng)，以實現(xiàn)區(qū)內(nèi)地表排水和后期的植被養(yǎng)護。

5.2 治理對策示范

按照以上工作部署，現(xiàn)以NJ4′治理區(qū)為例來分析各地質(zhì)災(zāi)害的治理對策。NJ4′治理區(qū)內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境問題(圖2)主要有：露天采坑、渣堆、廢棄石料廠、廢棄石灰窯、廢棄平硐、采空區(qū)、地面塌陷等。其中，區(qū)內(nèi)共發(fā)育有露天采坑7個、渣堆7處、廢棄石料廠4處、廢棄石灰窯11座、廢棄平硐12處、采空區(qū)3處、地面塌陷坑2處。設(shè)計采用“采空區(qū)淺部回填，深部地表設(shè)置警示牌+高陡邊坡上部大坡比放坡回填至坡腳+采坑內(nèi)挖高填低呈斜坡平整+截(排)水+道路+覆土植樹+灌溉工程”的治理方案。具體治理方案為：對區(qū)內(nèi)能夠進入的CKQ10、CKQ11采空區(qū)以及CKQ4的南部區(qū)域進行回填，在CKQ4未回填區(qū)域的地表影響范圍外的醒目位置安裝警示牌[9]。

圖2 NJ4′治理區(qū)地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀Fig.2 Current situation of geological environment in NJ4 ′ treatment area

根據(jù)CK2-1、CK2-2、CK2-4、CK2-5、CK2-7這5個采坑后緣高陡邊坡的分布特征，從邊坡的中部向上，每5 m留設(shè)一道3 m寬平臺，平臺后按1∶2.15的坡比與上一平臺銜接的方式進行削坡(圖3)。將挖出的土石方按照同樣的平臺、斜坡方式就近回填至坡腳。為了保證回填土石方的穩(wěn)定，在回填區(qū)的前方設(shè)置一道漿砌石擋土墻。在每道平臺和斜坡的銜接處設(shè)置排水渠，平臺和斜坡表面覆土、植樹、種草恢復(fù)生態(tài)。

圖3 削坡開挖方式示意Fig.3 Schematic diagram of slope cutting and excavation method

與治理區(qū)東南側(cè)相連的NJ4-1治理區(qū)為建設(shè)場地治理區(qū)，在與本區(qū)相連位置為高填方區(qū)，回填標(biāo)高高出現(xiàn)有地表7.94～24.94 m。為了保證建設(shè)場地的穩(wěn)定性，需對其影響區(qū)域進行斜坡回填處理，向下按5 m留設(shè)一道3 m寬平臺，平臺前按1∶2.15的坡比與下一平臺銜接的方式進行回填造坡。為了保證回填土石方的穩(wěn)定，在回填區(qū)的前方設(shè)置一道漿砌石擋土墻。在平臺與斜坡的銜接處設(shè)置排水渠，平臺、斜坡表面覆土、植樹、種草恢復(fù)生態(tài)。

在治理區(qū)西側(cè)玉川一號線的東側(cè)1 m處沿玉川一號線修建排水渠，與區(qū)內(nèi)各平臺、斜坡上排水渠連通，匯集后排出區(qū)外，形成完整的排水系統(tǒng)[10]。

從治理區(qū)西北角原礦山生產(chǎn)道路與玉川一號線的連接處向東，經(jīng)CK2-1中部、CK2-2北側(cè)、至CK2-7中部向南沿原生產(chǎn)道路修建護林道路，最終于治理區(qū)西南角與玉川一號線連接。并于道路兩側(cè)設(shè)置排水渠，與區(qū)內(nèi)各平臺、斜坡上的排水渠連接，最終匯入玉川一號線東側(cè)排水渠，其匯水流量見表2。

表2 NJ4′治理區(qū)截、排水渠設(shè)計匯水流量計算Tab.2 Calculation of design catchment flow of intercepting and drainage channels in NJ4 ′ treatment area

以玉川一號線、此次修建的護林道路、回填邊坡最下部高程為控制標(biāo)高，對區(qū)內(nèi)的6個采坑和不具備植被生長條件的區(qū)域進行挖高填低，整體呈緩坡的方式平整場地，并對平整后的場地表面進行覆土、植樹、種草恢復(fù)生態(tài)。

從治理區(qū)北側(cè)約300 m外的濟源新天地靜脈產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)架設(shè)引水管道，引市政工業(yè)用水至區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)生物工程的后期養(yǎng)護。

6 結(jié)論

礦山生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問題引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害一直是制約部分地區(qū)發(fā)展的瓶頸，本文以人口較為密集的濟源市玉川產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)內(nèi)的礦山為研究對象，總結(jié)了研究區(qū)內(nèi)比較典型的地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害問題，主要類型有露天采坑、渣堆、廢棄石料廠、廢棄石灰窯、廢棄平硐、采空區(qū)、地面塌陷等。此次研究選取的地質(zhì)環(huán)境問題類型較多，且較復(fù)雜，通過實地調(diào)查，提出了有針對性的綜合治理思路，即研究區(qū)治理重點是在有效的治理和預(yù)防區(qū)內(nèi)發(fā)育的各類地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)上，修復(fù)地貌景觀，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)和土地功能。在此基礎(chǔ)上，以環(huán)境地質(zhì)問題相對暴露比較集中的NJ4′治理區(qū)為例，針對露天采坑、渣堆、廢棄石料廠、廢棄石灰窯、廢棄平硐、采空區(qū)、地面塌陷等問題，采用“采空區(qū)淺部回填，深部地表設(shè)置警示牌+高陡邊坡上部大坡比放坡回填至坡腳+采坑內(nèi)挖高填低呈斜坡平整+截排水+道路+覆土植樹+灌溉工程”的治理方案，較前人針對單一的環(huán)境地質(zhì)問題或地質(zhì)災(zāi)害問題展開的研究和提出的治理方案，更具有實用意義和價值，為多類型、復(fù)雜的綜合性地質(zhì)環(huán)境問題的治理提供了思路。