白銀市平川區(qū)露天礦山地質(zhì)環(huán)境問題分析及治理對策

摘要：某建筑用石料礦（凝灰?guī)r）位于白銀市平川區(qū)，屬政策性關(guān)閉礦山，目前已廢棄。該礦山開采方式為露天開采，歷史采礦活動共形成1處采坑、1處表土剝離區(qū)、1條礦山道路、4處渣堆、1處辦公和生活區(qū)，但從未開展生態(tài)恢復(fù)治理，引發(fā)一系列礦山地質(zhì)環(huán)境問題。其中，采礦開挖造成基巖大面積裸露，臨空面大大增加，形成不穩(wěn)定斜坡；采礦活動改變原有的地形條件和地貌特征，致使礦山自然景觀的觀賞性、連續(xù)性、完整性和原始性等屬性遭受破壞；采礦造成山體的挖損和渣堆的壓占，對土地資源形成破壞。針對現(xiàn)有的地質(zhì)環(huán)境問題，提出恢復(fù)治理方案，恢復(fù)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境。

關(guān)鍵詞：露天礦山；地質(zhì)環(huán)境；治理；白銀市平川區(qū)

中圖分類號：X75；TD167 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）06-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.06.043

Problem analysis and Treatment measures of Geological Environment of Open-Pit Mines in Pingchuan District， Baiyin City

LIU Hailong

（Gansu Nonferrous Engineering Survey， Design and Research Institute， Lanzhou 730000， China）

Abstract： A certain construction stone mine （tuff） is located in Pingchuan district， Baiyin city， it is a policy closed mine and is currently abandoned. The mining method of this mine is open-pit mining， and historical mining activities have formed one mining pit， one topsoil stripping area， one mining road， four slag piles， and one office and living area， however， ecological restoration and management have never been carried out， causing a series of geological and environmental problems in the mine. Among them， mining excavation causes a large area of exposed bedrock， greatly increasing the number of free surfaces， and forming unstable slopes; mining activities alter the original terrain conditions and features， resulting in the destruction of the natural landscape of mines in terms of aesthetics， continuity， integrity， and originality; mining causes damage to mountains and occupation of slag piles， resulting in damage to land resources. Regarding the existing geological environment issues， a restoration and control plan is proposed to restore the geological environment of the mining area.

Keywords： open-pit mines; geological environment; treatment; Pingchuan district， Baiyin city

某礦山地處甘肅省白銀市平川區(qū)北部，為建筑用石料礦（凝灰?guī)r），開采方式為露天開采。在歷史采礦活動中，礦山企業(yè)不重視礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理，沒有切實履行相關(guān)義務(wù)，未處理采坑開采面，造成諸多礦山地質(zhì)環(huán)境問題[1-2]。一是臨空面增加，形成不穩(wěn)定陡坡；二是采礦開挖山體造成地形地貌景觀破壞；三是采坑開挖、棄渣堆放，大面積破壞土地資源。通過地質(zhì)環(huán)境問題分析，提出礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理建議，盡可能恢復(fù)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境。

1 地質(zhì)環(huán)境概況

受區(qū)域構(gòu)造影響，礦區(qū)地勢總體南高北低，為侵蝕丘陵地貌。礦區(qū)地處內(nèi)陸區(qū)，屬溫帶大陸性氣候區(qū)，季節(jié)變化顯著，降水稀少且分配不均，干燥多風(fēng)。氣候環(huán)境條件較差。礦區(qū)主要出露侏羅系中統(tǒng)王家山組砂巖，第四系全新統(tǒng)殘坡積物、人工堆積物和第四系上更新統(tǒng)馬蘭黃土等。受加里東期構(gòu)造運動影響，礦區(qū)形成西北向、近東西向的基本構(gòu)造格架。其中，褶皺有碑南泉山向斜、羅家川向斜和紅山向斜，斷裂有車輪口逆斷層、響泉口逆斷層和大水頭逆斷層。

2 礦區(qū)現(xiàn)狀

該礦山屬政策性關(guān)閉礦山，歷史采礦活動共形成1處采坑、1處表土剝離區(qū)、1條礦山道路、4處渣堆（ZD01、ZD02、ZD03和ZD04）、1處辦公與生活區(qū)，存在1處不穩(wěn)定斜坡。礦區(qū)現(xiàn)狀基本組成如圖1所示。

采礦活動形成采坑，東西長約為440 m，南北寬約為285 m，采坑面積約為10.62 hm2，現(xiàn)狀深度為46 m。

采坑南側(cè)臨空面較大，發(fā)育1處潛在不穩(wěn)定斜坡；采坑北部形成1處表土剝離區(qū)，開挖形成臺階狀邊坡，開挖面積為4.10 hm2；采礦形成4處渣堆，其中1處渣堆在采坑內(nèi)，未壓占土地資源，其余3處渣堆壓占面積為25.44 hm2；棄渣場西北側(cè)為礦區(qū)生活區(qū)，共建有6間彩鋼板房，壓占土地面積為1 318 m2。

經(jīng)合計，總體破壞土地面積為40.29 hm2。

3 地質(zhì)環(huán)境問題

該礦山采用露天開采方式，未開展生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理，引發(fā)諸多地質(zhì)環(huán)境問題。

3.1 地質(zhì)災(zāi)害

采坑開挖形成大面積的臨空面，催生潛在不穩(wěn)定斜坡。斜坡高度為20～25 m，寬度約為250 m，坡度為50°～75°。斜坡局部存在孤立的危巖體，體積約為3 500 m3，隨時有崩塌的可能。斜坡裂隙發(fā)育，落石滾落，威脅坡腳開采平臺的施工車輛和人員。礦區(qū)不穩(wěn)定斜坡的形成不僅與地形地貌、地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造有較為密切的關(guān)系，還與降雨和人類工程活動等因素密切相關(guān)[3]。

從地形地貌來看，因采礦活動，開挖形成高陡斜坡，局部危巖體孤立，發(fā)生崩塌的可能性大。高陡的地形是形成不穩(wěn)定斜坡的基本條件。組成坡體的地層巖性以砂巖為主，巖相變化較大，與下伏地層呈不整合接觸。巖組裂隙發(fā)育，底部懸空或呈反坡狀，經(jīng)實測，節(jié)理產(chǎn)狀為90°∠50°。該類巖體力學(xué)性質(zhì)差異較大且節(jié)理裂隙發(fā)育，在降水、地震等作用下，坡體易失穩(wěn)，發(fā)生災(zāi)害。從地質(zhì)構(gòu)造來看，隨著地殼的不斷上升，礦區(qū)產(chǎn)生一系列的褶皺及斷裂，山體局部地段逐漸變陡。另外，地震也是誘發(fā)不穩(wěn)定斜坡失穩(wěn)的主要因素之一。地震易引起巖體結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低，加劇斜坡變形，甚至直接導(dǎo)致坡體失穩(wěn)，發(fā)生災(zāi)害。

降雨入滲坡體也是誘發(fā)坡體失穩(wěn)，發(fā)生滑坡、崩塌災(zāi)害的重要因素之一。礦區(qū)多年平均降雨量約為250 mm，最大年降雨量為385.8 mm，最小年降雨量為104.1 mm。降雨沿基巖節(jié)理裂隙入滲坡體，增大坡體自重并軟化巖體，在自重應(yīng)力作用下，坡體不斷發(fā)生裂縫變形，坡體失穩(wěn)引發(fā)崩塌和滑坡。從人類工程活動來看，該礦山采用露天開采方式，自采礦以來，重開采而輕保護(hù)，長期亂采亂挖，礦區(qū)形成大面積的開挖山體，破壞坡體原有的平衡結(jié)構(gòu)，降低斜坡的穩(wěn)定性。

3.2 地形地貌景觀破壞

礦業(yè)活動會破壞地形地貌景觀，主要表現(xiàn)有5點。

一是觀賞性。采礦活動形成的采坑、渣堆與周邊原始地貌存在較大差異，礦山自然景觀整體觀賞性較差，對礦山地質(zhì)環(huán)境的影響嚴(yán)重。二是連續(xù)性。山體的挖損和渣堆的無序堆放改變原有的地形條件，破壞礦區(qū)山體地形連續(xù)性，對礦山地質(zhì)環(huán)境的影響嚴(yán)重。三是完整性。采礦活動破壞地形地貌景觀的面積約為40.29 hm2，包括1處采坑、1處表土剝離區(qū)、1條礦山道路和4處渣堆等，山體開挖、渣堆及房屋壓占對山體和草地的完整性造成破壞，對礦山地質(zhì)環(huán)境的影響嚴(yán)重。四是原始性。原始地形地貌景觀為低中山丘陵，原始地形整體完整，植被生長一般。受采礦活動的影響，坡體挖損和廢渣堆放破壞礦區(qū)地形地貌景觀的原始性，對原生的地形地貌景觀影響和破壞程度大，對礦山地質(zhì)環(huán)境的影響嚴(yán)重。五是可視性。該礦山地處低中山丘陵，渣堆對居民集中區(qū)和主要交通干線兩側(cè)可視范圍內(nèi)地形地貌景觀的影響嚴(yán)重。

3.3 土地資源破壞

采坑挖損、表土剝離和道路修建等采礦活動破壞土地資源。其中，采坑挖損面積約為106 216 m2，表土剝離面積約為40 989 m2，礦區(qū)道路壓占面積約為10 500 m2，挖損破壞的土地面積約為14.72 hm2。因渣堆無序堆放和房屋建設(shè)，采礦活動壓占的土地面積約為25.57 hm2。礦區(qū)渣堆壓占的土地資源統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。

ZD01渣堆位于采坑底部，未造成土地資源壓占，不計入壓占量。渣堆堆積物以碎石土為主，碎石粒徑一般為2～20 cm，最大達(dá)100 cm，厚度為15～25 m。ZD02渣堆位于采坑北部，壓占土地資源，破壞植被。渣堆堆積物以碎石土為主，碎石粒徑一般為2～20 cm，最大達(dá)60 cm，厚度為3～5 m。ZD03渣堆位于采坑南側(cè)山體頂部，壓占土地資源，破壞植被。渣堆堆積物以碎石土為主，碎石粒徑一般為2～20 cm，最大達(dá)90 cm，厚度為7～20 m。ZD04渣堆位于采坑南側(cè)山體頂部，壓占土地資源，破壞植被。渣堆堆積物以碎石土為主，碎石粒徑一般為2～20 cm，最大達(dá)120 cm，厚度為5～14 m。另外，棄渣場西北側(cè)為礦區(qū)生活區(qū)，共建有6間彩鋼板房，占地面積為1 318 m2。經(jīng)合計，渣堆占地面積為255 684 m2，渣堆體積為2 686 488 m3。

4 地質(zhì)環(huán)境問題防治

要開展危巖清理、邊坡修整、采坑回填、渣堆平整和覆土植草等工程，推進(jìn)礦山地質(zhì)環(huán)境治理，有效恢復(fù)遭受嚴(yán)重破壞的礦區(qū)植被，降低水土流失，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)，恢復(fù)安全和諧的生產(chǎn)生活環(huán)境。根據(jù)礦區(qū)存在的地質(zhì)環(huán)境問題及地質(zhì)環(huán)境條件，因地制宜地提出綜合治理建議。具體來說，首先挖掘棄渣區(qū)渣堆，將其拉運回填至采坑，最后利用地形分級平整；礦區(qū)內(nèi)采礦形成的不穩(wěn)定斜坡反壓坡腳；對礦區(qū)內(nèi)取土場進(jìn)行分級開挖，取土后，客土拉運至采坑區(qū)覆土，播撒草籽進(jìn)行自然恢復(fù)；取土場和表土剝離區(qū)播撒草籽，最終實現(xiàn)自然恢復(fù)。

5 結(jié)論

受政策因素影響，該礦山目前已關(guān)停。在歷史采礦活動中，該礦山共形成1處采坑、1處表土剝離區(qū)、1條礦山道路、4處渣堆、1處辦公與生活區(qū)，存在1處不穩(wěn)定斜坡。該礦山采用露天開采方式，因不當(dāng)開采和環(huán)保意識匱乏，引發(fā)諸多地質(zhì)環(huán)境問題。采礦活動改變原有的地形條件和地貌特征，破壞礦山自然景觀，形成不穩(wěn)定斜坡。礦山采礦造成山體的挖損和渣堆的壓占，對土地資源形成破壞。根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題及地質(zhì)環(huán)境條件，提出礦山治理建議，推進(jìn)綜合治理，盡可能恢復(fù)礦區(qū)原有地質(zhì)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

1 魏 寧.金屬礦山的主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題探討[J].有色金屬（礦山部分），2024（1）：123-125.

2 楊 敏，趙凱東，陳華清，等.秦嶺地區(qū)某鉬礦帶地質(zhì)環(huán)境問題現(xiàn)狀及治理對策[J].中國鉬業(yè)，2023（4）：36-41.

3 王西平，祁合偉，謝 輝，等.焦作資源枯竭型城市礦山地質(zhì)環(huán)境問題發(fā)育規(guī)律初探[J].中國資源綜合利用，2020（2）：144-146.

作者簡介：劉海龍（1985—），男，甘肅隴南人，工程師。研究方向：水工環(huán)地質(zhì)與管理。