采石場廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理措施探究

陳善成 錢 程

（1.安徽省煤田地質(zhì)局勘查研究院，安徽 合肥 230000；2.安徽省安慶市自然資源與規(guī)劃局，安徽 安慶 246000）

0 引言

黨的二十大報告提出，必須牢固樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，站在人與自然和諧共生的高度謀劃發(fā)展。礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實現(xiàn)綠色礦山高質(zhì)量發(fā)展是“兩山”理論的重要實踐，也是生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)。礦山開采促進城市經(jīng)濟發(fā)展的同時，也造成了地貌破壞、植被損毀等一系列環(huán)境問題，埋下了危巖體崩塌、棄渣邊坡崩滑等地質(zhì)安全隱患。尤其是早期的許多礦山未設(shè)立采礦權(quán)，長期進行無序開采，隨著礦產(chǎn)資源減少和政策等因素的影響，廢棄礦山越來越多，成為令人觸目驚心的“大地傷疤”。礦山的地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理是我國構(gòu)建綠色礦山的關(guān)鍵措施，也是促進礦區(qū)經(jīng)濟綠色發(fā)展的必要途徑［1］。本研究以眉山采石場二采區(qū)廢棄礦山為例，探討礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)的綜合治理方案，為廢棄礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患的消除和區(qū)域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況

安慶市眉山采石廠二采區(qū)廢棄礦山位于安慶市宜秀區(qū)眉山村，礦山類型為建材及其他非金屬礦物，礦種為建筑石料用灰?guī)r，1974 年由眉山村組織開采，前期未設(shè)立采礦權(quán)，為無序開采，2007 年1 月正式設(shè)立了采礦權(quán)，礦山名稱為安慶市眉山采石廠，采礦權(quán)人為安慶市眉山采石廠，開采建筑石料用灰?guī)r，開采方式為露天開采。

由于安慶市眉山采石廠開采嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)夭筷犛蛶彀踩瑸閷嵤┥鷳B(tài)文明建設(shè)和推動安慶市東部新城區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，2009 年6 月采礦權(quán)到期后，安慶市宜秀區(qū)國土資源局正式關(guān)閉了安慶市眉山采石廠，現(xiàn)為廢棄礦山，遺留1個廢棄開采宕口及1處山坡棄渣體。宕口呈近圓形，直徑約120 m，采空區(qū)面積1.22 hm2（平面面積）。最大開采深度79 m，形成了高陡的巖質(zhì)邊坡，坡度約70°～80°。邊坡中上部局部留有較多臺階，臺階寬約0.3～1.5 m。棄渣體位于治理區(qū)東側(cè)，南北長度約110 m，東西寬度約60 m，面積5 608.8 m2，平均厚度約2.0 m，礦區(qū)土地利用現(xiàn)狀如圖1所示。

2 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題

20 世紀(jì)70 年代初，由于建筑石料的需要，安慶市眉山采石廠二采區(qū)在把門山東側(cè)露天無序開采了大量石灰?guī)r，根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)研結(jié)果，此采石場廢棄礦山存在植被和地貌景觀被破壞、土地資源不合理使用及具有潛在地質(zhì)災(zāi)害等地質(zhì)環(huán)境問題為主［2］。

2.1 破壞植被和地貌景觀

廢棄礦山宕口區(qū)和棄渣體分布區(qū)范圍內(nèi)的植被已經(jīng)被完全破壞，暴露出大面積裸露的巖壁和宕口。礦山原有地形地貌在采動作用下產(chǎn)生變化，將原有地形轉(zhuǎn)變?yōu)閾碛懈叨傅膸r質(zhì)邊坡及深且低的宕口地形。山體已由原本茂密的叢林變?yōu)閵A雜了大片高陡巖壁、植被嚴(yán)重破壞的“禿山”，形成殘缺破敗的視覺污染景象（見圖2），嚴(yán)重影響城市形象。

2.2 破壞和占用土地資源

根據(jù)廢棄礦山現(xiàn)狀，安慶市眉山采石廠二采區(qū)廢棄礦山共挖損、占用土地面積總體為1.81 hm2（平面面積），其中采礦用地挖損面積0.91 hm2、占用面積0.180 hm2；林地破壞面積0.32 hm2、占用面積0.39 hm2。采石宕口挖損的土地主要是采礦用地，包括少量林地，棄渣占用的主要是山坡下方的林地，以及少量采礦用地。

2.3 存在地質(zhì)災(zāi)害隱患

采石場西部出現(xiàn)一個裂隙發(fā)育的高且陡峭的巖石邊坡和尚未治理的危巖體，存在崩塌隱患。沿斜坡堆放著礦渣，若不及時采取治理措施，可能會產(chǎn)生棄渣體坍塌、滑坡風(fēng)險。

2.3.1 邊坡危巖體。由于不規(guī)則采石，形成了一個坡度大于70°的陡峭巖壁（見圖3），其最大高度為79 m。由于對松散巖石的局部清除不夠徹底，在斜坡面和巖壁頂部存在4 處危巖體，總體積約880 m3。這4 處危巖體主要受巖石裂隙切割控制，目前雖然與邊坡母巖相依，但均呈分離狀態(tài)，穩(wěn)定性差，在風(fēng)化作用、雨水滲透侵蝕左右及震動作用下極易發(fā)生崩塌。這4 處較高的危巖體一旦崩塌，其破碎巖塊對斜坡下部的破壞性強，嚴(yán)重威脅相關(guān)人員生命安全，并影響該地的地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工程。

圖3 坡頂危巖體

2.3.2 棄渣體。廢棄渣土分布在宕口西側(cè)下方山坡，棄渣順坡堆積（見圖4），南北長度約110 m，東西寬度約60 m，面積約5 600 m2，坡度約60°，由于棄渣結(jié)構(gòu)松散，這種陡立的棄渣邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在重力和雨水滲透作用下易發(fā)生棄渣體崩塌。

圖4 上部棄渣體陡立邊坡棄渣體下部山坡坡度

棄渣體下部山坡坡度約25°，棄渣順坡堆積，前緣坡腳沒有采取支擋措施處理，現(xiàn)狀在棄渣體南側(cè)的下部已發(fā)生位移現(xiàn)象，形成了5 條平行的拉張裂縫，裂縫延展長度8～15 m，寬度5～15 cm，每條裂縫的下坡側(cè)均有下錯位移現(xiàn)象，局部下挫距離達0.5 m。由于棄渣體結(jié)構(gòu)松散，空隙大，在連續(xù)降雨和強降雨的作用下，棄渣體極易飽和而發(fā)生棄渣滑坡。

綜上所述，必須實施眉山采石場二采區(qū)廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作。結(jié)合具體情況，應(yīng)先對該礦區(qū)進行危巖清除，設(shè)計截排水工程，并合理布置圍欄，同時進行生態(tài)環(huán)境治理，實施巖壁和采場地盤復(fù)綠工程［3］。

3 研究區(qū)治理方案

3.1 治理原則

以人為本的原則。對露天開采破壞的邊坡，通過清理危巖、裸露巖壁綠化等工程手段，消除視覺污染，在保障人民群眾生命安全的前提下，為人民群眾創(chuàng)造美好的生活環(huán)境。

因地制宜的原則。對治理區(qū)進行統(tǒng)籌規(guī)劃，綜合治理，宜林則林，宜建設(shè)用地則恢復(fù)為建設(shè)用地。

參照當(dāng)?shù)匾?guī)劃的原則。治理設(shè)計需要與《宜秀區(qū)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》《礦產(chǎn)資源開發(fā)利用規(guī)劃》《礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理規(guī)劃和土地利用規(guī)劃》等規(guī)劃相銜接。

土石方平衡原則。對露天采場底盤，通過填挖工程等手段使其平整。同時，嚴(yán)禁大開大挖、嚴(yán)禁“以治代采”，做到“石不出場”，就地合理利用。

環(huán)境、社會、經(jīng)濟效益協(xié)同原則。廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理應(yīng)協(xié)調(diào)好環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益，并使利益實現(xiàn)最大化。

3.2 危巖清除工程

應(yīng)當(dāng)采取人工手持風(fēng)鎬、撬杠等工具或使用機械設(shè)備自上而下地對廢棄采場高陡邊坡上的浮石、危巖等進行清除。危巖塊破碎后，部分塊石可用于排水溝、擋土墻砌筑，其余全部填筑在宕口邊坡坡腳及地勢低洼處。預(yù)計危巖及浮石清除工程量為2 300 m3。

3.3 巖壁綠化工程

由于礦山開采未按設(shè)計分臺階開采，留下高陡巖質(zhì)邊坡，以削坡開階法進行植被重建難度較大，難以全斷面快速復(fù)綠，且會帶來山體挖損面積進一步擴大。因此，對礦山巖壁綠化采用“植生槽與團粒噴播聯(lián)合植被重建”技術(shù)，能有效地解決高陡巖質(zhì)邊坡快速復(fù)綠和永久復(fù)綠。植生槽在形成人工種植平臺的同時，對植生槽以上噴播植被重建段也起到阻滑作用。針對陡立的、巖石相對完整的裸露巖壁，采用團粒噴播綠化，團粒噴播長成的植被能有效阻止水土流失，且覆蓋的植被能隔絕太陽暴曬，避免溫度大幅度變化，在為坡面提供保護的同時，可以完成坡面的生態(tài)再造［4］。

3.4 底盤綠化工程

采場底盤綠化工程包含整平、覆土及種植喬木等。覆土來源利用現(xiàn)存的廢土廢渣，表層主要采用外購耕植土。將礦山尚未自然復(fù)綠棄土棄渣回填于采場凹坑及底盤，再將種植土覆蓋在廢土石層之上，棄土棄渣覆蓋層厚度預(yù)計0.5 m，種植土層厚度設(shè)計為0.2 m。在底盤整平覆土以后，種植松樹，樹苗高度均在1.5 m以上，間距5×5 m。

3.5 截排水工程

由于該處采石場邊坡后緣距離山脊較近，采場匯水量較小，故坡頂處無需設(shè)置截水溝。該工程僅需在邊坡底部坡腳修筑排水溝用于排泄邊坡面和宕口底面匯集的雨水，排水溝東側(cè)與當(dāng)?shù)匦藿ǖ呐潘到y(tǒng)相連接。

3.6 圍欄工程設(shè)計

宕口邊坡高陡，為防止行人牲畜墜入采坑，設(shè)計在離采坑坡頂邊緣4 m 處修建護欄，在宕口東側(cè)修建護欄。圍欄與采坑邊坡連接，形成封閉空間，阻止閑雜人員進入宕口，避免意外發(fā)生；護欄采用高速公路雙邊護欄網(wǎng)，立柱、網(wǎng)絲浸塑處理，卡式連接，網(wǎng)高1.20 m，預(yù)計護欄總長約432 m。另外，在邊坡頂部每隔50 m設(shè)置警示牌。

3.7 后期養(yǎng)護工程

植生槽與團粒噴播聯(lián)合植被重建綠化及坡腳林地均需進行兩年灌溉養(yǎng)護，確保苗木茁壯成長。為保障綠化成活率達到95%以上，實施治理工程的第一年須以澆水養(yǎng)護和補植為主；種植第二年苗木已成活，以水肥結(jié)合養(yǎng)護和病蟲防治為主促進苗木生長［5］。養(yǎng)護工程期間需對植生槽受侵蝕程度和裂縫發(fā)育情況進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)危險區(qū)域須及時進行加固。

4 研究區(qū)治理效益分析

4.1 社會效益

對該廢棄礦山進行治理后可清除廢棄采礦區(qū)高陡邊坡上遺留的危巖體，消除了崩塌、滑坡及不穩(wěn)定的邊坡帶來的威脅，保障當(dāng)?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全，維護了社會的穩(wěn)定。且將采礦區(qū)裸露的巖壁全部綠化，消除視覺污染，改善安慶市對外形象，促進社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

對廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境的治理，體現(xiàn)出黨和政府推進生態(tài)文明建設(shè)的決心，是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的具體體現(xiàn)，社會效益顯著。

4.2 環(huán)境效益

通過治理，采石場裸露巖壁綠化面積22 589.32 m2，裸露的底盤及邊坡坡腳恢復(fù)為林地面積4 612 m2，壓占山坡的棄渣體未復(fù)綠部分被清除，已經(jīng)復(fù)綠部分得到穩(wěn)固，有效地消除了廢棄礦山帶來破壞土地、壓占土地及水土流失現(xiàn)象，改善了安慶市宜秀區(qū)生態(tài)環(huán)境及當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳瞽h(huán)境。此外，還起到了示范作用，有利于安慶市宜秀區(qū)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，環(huán)境效益顯著［6］。

5 結(jié)語

安慶市自2015 年開始實施礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀詳細調(diào)查計劃以來，對404 個在建和廢棄礦山破壞現(xiàn)狀、存在的環(huán)境突出問題進行全面調(diào)查，實施“一礦一策”逐一建檔，并編制《安慶市礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理規(guī)劃（2016—2025）》，統(tǒng)籌修復(fù)任務(wù)。

綠色礦山建設(shè)是一個長期任務(wù)，為加快推進生態(tài)文明建設(shè)，廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理必須貫徹新發(fā)展理念，地方政府要承擔(dān)起對廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理的主體責(zé)任，同時鼓勵企業(yè)參與、社會監(jiān)督，建立政府、企業(yè)、社會共同治理的新機制，推進生態(tài)文明建設(shè)。