“三區(qū)兩線”廢棄礦山修復治理措施研究——以王家坡歷史遺留廢棄礦山修復為例

陳 娟

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450000）

礦產(chǎn)資源開發(fā)會對周圍地質(zhì)造成嚴重影響，嚴重的還會導致周圍地質(zhì)、地貌、地下水、植被資源被嚴重破壞，誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流等問題[1]。礦山地質(zhì)環(huán)境受周圍環(huán)境復雜性及多樣性影響，受歷史認識局限性影響，傳統(tǒng)礦山開采直接剝離礦體上表土，破壞植被，導致巖石裸露，導致礦山和周圍環(huán)境沖突，造成視覺污染。據(jù)《三門峽市財政局三門峽市自然資源和規(guī)劃局關于下達中央2020年度重點生態(tài)保護修復治理資金的通知》[2]文件要求及盧氏縣2020年度重點保護修復治理(黃河流域歷史遺留廢棄礦山治理)項目績效目標要求，貫徹落實習近平總書記在黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會上的重要講話精神，開展黃河流域歷史遺留廢棄礦山治理工作，該治理工作的實施將有效改善黃河流域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，降低區(qū)域礦山地質(zhì)災害發(fā)生率，保障區(qū)域生態(tài)安全。通過本項目工程的實施，有效提升地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定程度，提升治理區(qū)與周邊生態(tài)狀況的和諧度，使治理區(qū)符合土地利用與國土空間規(guī)劃，提升治理區(qū)域群眾生命財產(chǎn)安全保障，改善治理區(qū)域礦山生態(tài)狀況和露天礦山揚塵，改善治理區(qū)域露天礦山視覺污染，提高人民群眾滿意度。

1 王家坡歷史遺留廢棄礦山修復區(qū)概況

治理區(qū)位于盧氏縣橫澗鄉(xiāng)王家坡，總面積為3.1499hm2，以G59呼北高速為界分為東西兩塊，其中治理區(qū)東塊位于呼北高速（G59）東側(cè)，本單元治理面積2.0413hm2；治理區(qū)西塊位于呼北高速（G59）西側(cè)，本單元治理面積1.1086hm2，東西兩塊均屬于廢棄露天開采磚用碳質(zhì)板巖礦。通過收集治理區(qū)水工環(huán)地質(zhì)、地質(zhì)災害、地質(zhì)礦產(chǎn)、資源利用等資料，以地形測繪，地面調(diào)查為主要手段，開展治理區(qū)災害地質(zhì)、水工環(huán)地質(zhì)等調(diào)查，通過工程設計、工程治理等措施，結(jié)合治理區(qū)內(nèi)實際情況采取危巖(土)清理、邊坡反壓、挖填方、場地平整、擋土墻、平硐封堵、排水溝、道路工程、覆土、穴栽、魚鱗坑、綠化工程、林地養(yǎng)護工程等十多項治理工程，適當對項目區(qū)土地開展綜合整治，恢復土地適宜功能，增加土地資源可利用面積，改善當?shù)鼐用裆a(chǎn)生活條件，促進治理區(qū)的穩(wěn)步可持續(xù)發(fā)展。

圖1 治理區(qū)東塊

圖2 治理區(qū)西塊

2 礦山主要地質(zhì)環(huán)境問題

2.1 礦山地質(zhì)災害

治理區(qū)東塊的碳質(zhì)板巖礦山因在開采過程中未按露天開采設計的臺階式開采方式進行開采，采礦后采場內(nèi)遺留多處陡峭采壁，開采邊坡近似直立，坡度多在70°以上；礦體削挖后，外緣產(chǎn)生卸荷張裂縫，在長期自然降雨、風化剝蝕及人類活動等外部因素作用下，預測將來極易發(fā)生崩塌（危巖體）、滑坡等地質(zhì)災害，對附近居民及過往村民危害較嚴重。治理區(qū)西塊采礦后采場內(nèi)有沖溝，兩邊有殘留山體，南側(cè)山體上面有采礦過程堆積的礦渣，堆存方量大。在暴雨、暴雪等情況下，堆存的松散渣土（石）在自身重力作用下順坡沖下，易形成泥石流，破壞性大。

2.2 含水層破壞

結(jié)合該地區(qū)地下水資料，發(fā)現(xiàn)在治理區(qū)域，其地下水位埋深較大，地表露天開采深度并未影響到地下水位深，對含水層的影響較小。

2.3 地形地貌景觀破壞

治理區(qū)域位于“三區(qū)兩線”區(qū)域，G59呼北高速從治理區(qū)通過，而區(qū)內(nèi)歷史遺留的王家坡廢棄礦山內(nèi)的露天采場、裸露地表及渣堆對地形地貌景觀造成嚴重破壞，嚴重影響道路周圍視覺效果。

2.4 土地資源破壞

治理區(qū)均為露天采場及渣堆，地表大范圍的裸露，礦山開采對土地資源影響程度嚴重。本次歷史遺留礦山修復治理區(qū)現(xiàn)狀下均為廢棄工礦用地，根據(jù)第三次土地利用現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果，治理區(qū)損毀地類為其他林地。

3 “三區(qū)兩線”廢棄礦山修復治理措施

綜合考慮，首先對治理區(qū)東塊有裂隙的巖壁進行危巖清理，清理的渣方一部分可用于采壁下方的坡面回填成緩坡，形成對坡腳的反壓作用，在緩坡平面上覆土、種樹恢復為林地，在反壓坡面外邊界設計擋土墻，使反壓坡面形成安全緩沖帶。中部平臺較為平緩，直接順勢整理后種樹；西側(cè)臨農(nóng)村道路的坡面進行削放坡，形成臺階，覆土、種樹，降低滑坡風險；下方平臺清渣后，場地順勢平整直接順勢整理后覆土、種樹；對西北角的平硐進行漿砌石半封堵，保證硐口安全；其他小平臺進行平整后，覆土、種樹。在坡腳下均種植一排爬山虎，形成對巖壁的遮蓋作用。對治理區(qū)西塊采場內(nèi)大平臺順勢整理，在平臺上覆土，植樹；渣堆小于45°邊坡采用魚鱗坑植樹造林，在坡腳下均種植一排爬山虎，形成對巖壁的遮蓋作用；在坡面上和林地上撒播草籽和樹籽。

3.1 危巖清理

將邊坡坡體表面的破碎巖體、危石、松散土層、突出的巖石（土）進行清理。采用挖掘機機械清除，形成75°坡面角，坡面清理后，確保坡面整齊美觀，保證無破碎巖體、危石、松散和突出巖塊，消除崩塌地質(zhì)災害隱患。危巖體的體積按照縱投影面積×平均厚度估算，清理危巖中的覆蓋層土層可做覆土土源，粘土巖可做反壓坡坡底部的墊層。

3.2 邊坡反壓

現(xiàn)狀下，采壁坡腳下堆積了大量從上面掉落的黃土層，其中北側(cè)坡面較緩17°無需再次反壓，東側(cè)則形成自然堆積30°反壓坡面，為了提高坡面覆土、種樹的治理效果，通過回填邊坡形成20°反壓坡面，邊坡反壓填方量計算采用剖面法計算（圖3），基本原理是在地塊典型區(qū)域，布置計算剖面，以計算剖面上填方截面積，乘以地塊長度，即為該地塊內(nèi)廢渣回填方量。

圖3 邊坡反壓回填示意圖

3.3 削放坡工程

治理區(qū)邊坡坡體的巖體破碎、蜿蜒曲折，因邊坡高差較大，高達15m，臨近農(nóng)村道路，設計對坡體突出的巖石（土）進行清理，采用削放坡工程，降低邊坡高度，形成中間臺階，覆土種樹，降低滑坡風險，恢復為錯落有致的綠化帶。設計臺階寬度5m，巖質(zhì)邊坡角度45°，削放坡剖面圖見圖4。

圖4 削放坡工程示意圖

3.4 邊坡防護工程

因治理區(qū)內(nèi)部分平臺上有信號塔，為了防范隱患，本次圍繞平臺周邊設計防護欄工程，保證人員安全。

3.5 場地平整

經(jīng)實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采場底部平臺有一處存在尖嘴殘留坡體，對其清理后構成一個規(guī)則的緩坡平臺，平臺上其他零星渣堆就地平整，平臺上碎渣清理后形成寬5m左右的小平臺，浮渣平鋪在小平臺上作為墊渣層，平整后在平臺上穴栽種樹。對于礦山周圍的渣堆，可將殘留坡體清理后用于坡面反壓的底部墊層，一些渣堆就地平整，清理回填，墊渣可為植物根系生長提供更合理的空間，也可有效截流水分。為松散土層堆形成的緩坡，可以將上部2m厚土層進行剝離，形成可用土源單獨堆放。反壓坡面填充量用廢渣代替，在后坡面進行覆土。表土剝離過程中又可以分為2部分，一部分為地塊上部20cm~30cm厚的熟土層剝離，一部分為下部的生土層剝離。將剝離的熟土層和生土層的土源分開運輸?shù)焦潭▓龅夭为毝逊?，作為后期覆土土源?/p>

3.6 飽水擋土墻和平硐封堵

在反壓坡面坡腳處設置漿砌石擋土墻，防止水土流失，同時防止往來人員靠近采壁，避免粘土質(zhì)采壁長期風化過程中發(fā)生落石危險。設計直立式重力擋土墻，斷面為梯形，擋土墻基礎寬度與墻高之比為0.5，基底寬1.0m，高度2m，墻面坡度1:0.25，基底寬2m，墻頂寬0.5m，斷面面積1.5m2。在治理區(qū)北側(cè)有一處平硐，設計漿砌平硐封堵，計劃對平硐進行半封閉封堵，斷面為梯形，擋土墻基礎寬度與墻高之比為0.7，設計漿砌石封堵高3m，墻面坡度1:0.25，基底寬2m，墻頂寬1.25m，斷面面積4.9m2。

3.7 排水溝工程

排水溝工程分為兩種,一種為漿砌石排水溝,一種為干挖溝。漿砌石排水溝設計在在緊鄰的農(nóng)村道路東側(cè)，該排水渠同時可作為北側(cè)坡面的截水溝，水流順勢導流而下最終匯入涵洞下排水渠。干挖溝設計在新建水泥-臺階步道兩側(cè)，方便排水，干挖溝的匯水流入漿砌石排水溝內(nèi)。

3.8 道路工程

在各設計平臺中間設計一條寬2m的水泥道路聯(lián)通各個平臺，功能為林間步道。

圖5 道路、干挖溝工程示意圖

3.9 綠化工程

治理區(qū)位于低山丘陵區(qū)，植物的選擇要適宜當?shù)貧夂蚺c環(huán)境條件，同時要達到美觀的視覺效果。設計臨近道路的平臺，地勢平整，土源豐富，要求達到一定的景觀效果，綠化以喬木為主，樹種選擇為側(cè)柏、核桃樹、大葉女貞；有信號塔的平臺，為不影響信號接收，整平后計劃撒播草籽，草籽主要為高羊茅、黑麥草，小野菊混合；在路邊沿線種植一排灌木，樹種選擇連翹；沿各坡腳線種植一排爬山虎，可以起到補充遮擋裸露巖壁的效果，在修復生態(tài)環(huán)境方面具有較高的性價比。為達到更好的復綠效果，在苗木林下、斜坡上撒播草籽、樹籽。

其中治理區(qū)西塊渣堆左右兩側(cè)為沖溝，渣坡角度為45°，根據(jù)現(xiàn)狀條件，設計魚鱗坑，魚鱗坑是在被沖溝切割的坡面上，作為陡坡地（45°）植樹造林的整地工程。為減少水土流失，在山坡上挖掘有一定蓄水容量、交錯排列、類似魚鱗狀的半圓型或月牙型土坑，坑內(nèi)蓄水，植樹造林。本次設計在魚鱗坑上栽種刺槐、坑沿栽種連翹進行復綠。

3.10 管護工程

為了保證樹木的成活率，后期要定時的對樹木進行養(yǎng)護澆水，可以就近采用水車拉水澆灌的方式進行養(yǎng)護，養(yǎng)護期為1年。管護工程主要包含人工、澆水、施肥三項。

4 結(jié)語

綜上所述，國家“三區(qū)兩線”的礦山復綠行動提出，主張以工程和生物措施結(jié)合的方式，綜合治理礦山地質(zhì)環(huán)境問題，改善周圍地質(zhì)狀態(tài)，盡快恢復當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。盧氏縣橫澗鄉(xiāng)王家坡歷史遺留廢棄礦山修復治理項目的實施受到當?shù)厝罕姀V泛關注，積極推進此類項目開展，有助于緩和國家區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件的差異性，建立與周邊景觀協(xié)調(diào)一致的生態(tài)環(huán)境，對城市生態(tài)環(huán)境恢復治理和具有示范及指導意義，是一項利國利民、造福后代的民心工程。