門源縣松樹南溝金礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題及生態(tài)修復(fù)治理措施 ?

摘要：門源回族自治縣松樹南溝金礦由于長期開采，對礦山地質(zhì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。評估區(qū)內(nèi)具有不穩(wěn)定邊坡5處，崩塌1處，泥石流溝2條。采礦活動對含水層的影響較輕，對土地資源的損毀程度嚴(yán)重，對原始地形地貌景觀破壞程度嚴(yán)重。因此，針對不同的礦山地質(zhì)環(huán)境問題提出相對應(yīng)的治理措施，為礦山地質(zhì)環(huán)境治理提供重要的地質(zhì)支撐。

關(guān)鍵詞：礦山地質(zhì)環(huán)境；生態(tài)修復(fù)；治理措施；松樹南溝金礦

中圖分類號：TD167 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）10-0-04

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Geological Environment Problems and Ecological Restoration Measures of Songshunangou Gold Mine in Menyuan County

HAO Tinglai

（Qinghai Nonferrous Second Geological Exploration Institute， Xining 810000， China）

Abstract： Due to long-term mining， the Songshunangou gold mine in Menyuan Hui autonomous county has caused serious damage to the geological environment of the mine. There are 5 unstable slopes， 1 collapse and 2 debris flow gullies in the evaluation area. The impact of mining activities on aquifers is relatively light， the degree of damage to land resources is severe， and the degree of damage to the original terrain and landscape is severe. Therefore， corresponding governance measures are proposed for different geological environment problems in mines， providing important geological support for the governance of mining geological environment.

Keywords： mining geological environment; ecological restoration; governance measures; Songshunangou gold mine

近年來，礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)越來越受到重視，通過減少礦山開采活動造成的地質(zhì)環(huán)境破壞，保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，從而促進(jìn)礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用和經(jīng)濟(jì)社會、資源環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展[1-2]。為此，選擇地質(zhì)環(huán)境問題相對具有代表性的青海省門源回族自治縣（以下簡稱門源縣）松樹南溝金礦西礦區(qū)礦山進(jìn)行研究，分析其存在的地質(zhì)災(zāi)害問題，提出相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)治理措施。青海省門源縣松樹南溝金礦西礦區(qū)位于青海省門源縣城西南30 km處的達(dá)坂山西段北坡松樹南溝—金子溝，行政區(qū)劃屬青海省海北藏族自治州門源縣青石嘴鎮(zhèn)管轄。礦山設(shè)計(jì)開采金礦，礦山生產(chǎn)規(guī)模為43.2萬t/a，屬大型礦山。地表為露天開采方式，深部采用地下開采方式，由于礦山開采造成了一定的地質(zhì)環(huán)境問題。

1 地質(zhì)環(huán)境背景

松樹南溝金礦地處青藏高原東北邊緣，地貌類型為侵蝕構(gòu)造中山，地勢南高北低，地形切割強(qiáng)烈，山勢較為陡峻。礦區(qū)主要出露地層為奧陶系上統(tǒng)、三疊系和第四系，巖性為粉黏土、碎石土、細(xì)碧巖、斑狀花崗閃長巖以及砂巖。區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育，以北西西～南東東向斷裂為主，控制了本區(qū)熱液脈型金礦的產(chǎn)出。該地區(qū)地震加速度為0.15g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45 s，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度。礦區(qū)地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄受區(qū)內(nèi)的地層、構(gòu)造、地貌等自然條件控制。礦區(qū)地下水的補(bǔ)給主要為大氣降水、冰雪融水。礦區(qū)土壤類型為高山草甸土，由植被層、腐殖質(zhì)層、過渡層以及母質(zhì)層組成，土層薄，粗骨性較強(qiáng)，土壤凍結(jié)期長，通氣不良，土壤呈中性反應(yīng)，主要生長披堿草，土壤表面植被覆蓋繁茂，覆蓋度一般為60%～75%。除區(qū)內(nèi)采選礦工程活動外，礦區(qū)及周邊主要為牧業(yè)活動，礦山周圍無常住人口，其他人類工程活動強(qiáng)度一般。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查，評估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害類型主要有不穩(wěn)定邊坡、崩塌、泥石流3個類別，全區(qū)不穩(wěn)定邊坡有5處，泥石流溝有2條，崩塌有1處。

2.1 不穩(wěn)定邊坡危險性現(xiàn)狀

全區(qū)有不穩(wěn)定邊坡5段（Q1～Q5），均為采礦工程活動所致的人工邊坡，坡體主要由玄武安山巖、斑狀花崗閃長巖組成，坡體較陡，坡度53°～63°，

邊坡經(jīng)治理后，現(xiàn)狀調(diào)查坡面無裂痕等變形情況。5段

不穩(wěn)定邊坡高度均大于40 m，發(fā)育程度均為強(qiáng)發(fā)育。

露天采場北側(cè)邊坡（Q1）：坡高為40 m，現(xiàn)狀為4個高度約為10 m的臺階邊坡，坡長為170 m，坡體主要由抗風(fēng)化能力中等的玄武安山巖組成，邊坡下部（3 700 m平臺處）可見少量斑狀花崗閃長巖。巖層產(chǎn)狀為201°∠58°，坡向?yàn)?07°，傾角為61°，屬順向坡，且?guī)r層傾角小于坡角，經(jīng)人工開采后，基巖裸露，無植被發(fā)育，主要威脅對象為機(jī)械設(shè)備和現(xiàn)場工作人員（3～7人）?，F(xiàn)狀評估Q1不穩(wěn)定邊坡發(fā)育程度強(qiáng)，危害程度小，危險性中等。

露天采場東側(cè)邊坡（Q2）：坡高為50 m，坡長為260 m，坡體由抗風(fēng)化能力中等的玄武巖、安山巖組成，巖層產(chǎn)狀為201°∠58°，坡向?yàn)?75°，傾角為58°，屬于斜交坡，經(jīng)人工開采后，基巖裸露，無植被發(fā)育?，F(xiàn)狀評估Q2不穩(wěn)定邊坡發(fā)育程度強(qiáng)，危害程度小，危險性中等。

露天采場西側(cè)邊坡（Q3）：坡高為120 m，坡長為260 m，坡體由抗風(fēng)化能力中等的玄武巖、安山巖組成，巖層產(chǎn)狀為201°∠58°，坡向?yàn)?7°，傾角為55°，屬于斜交坡。邊坡破壞形式主要為楔形狀滑動重力剪切破壞，少量重力拉斷破壞，邊坡經(jīng)治理后，現(xiàn)狀調(diào)查坡面無裂痕等變形情況，主要威脅對象為機(jī)械設(shè)備和現(xiàn)場工作人員（4～7人）?，F(xiàn)狀評估Q3不穩(wěn)定邊坡發(fā)育程度強(qiáng)，危害程度小，危險性中等。

露天采場南側(cè)邊坡：本段邊坡坡高為290 m，坡長為600 m，坡體由抗風(fēng)化能力中等的玄武巖、安山巖、斑狀花崗閃長巖組成，巖層產(chǎn)狀為201°∠58°，坡向?yàn)?8°，傾角為55°，屬于反向坡。本段邊坡根據(jù)風(fēng)化程度的差異，分為Q4和Q5兩段。Q4段：南側(cè)邊坡3 700～3 790 m平臺，坡高為90 m，坡長為600 m，邊坡治理后，現(xiàn)狀調(diào)查坡面無裂痕等變形情況，主要威脅對象為機(jī)械設(shè)備和現(xiàn)場工作人員（5～9人）?，F(xiàn)狀評估Q4不穩(wěn)定邊坡發(fā)育程度強(qiáng)，危害程度小，危險性中等。Q5段：南側(cè)邊坡3 790～3 980 m平臺，坡高為200 m，坡長為600 m，強(qiáng)風(fēng)化，坡體主要由抗風(fēng)化能力中等的玄武巖、安山巖組成，高度約為130 m（3 790～3 920 m平臺），堆積物坡度為43°（見圖1），邊坡治理后，現(xiàn)狀調(diào)查坡面無裂痕等變形情況，主要威脅對象為機(jī)械設(shè)備和現(xiàn)場工作人員（5～30人）。現(xiàn)狀評估Q5不穩(wěn)定邊坡發(fā)育程度強(qiáng)，危害程度中等，危險性大。

2.2 崩塌（B）危險性現(xiàn)狀

評估區(qū)共計(jì)發(fā)育1處崩塌（危巖體），如圖2所示，B位于采場西側(cè)，排土場南側(cè)，為礦山采礦修建公路所致。開挖后，上部巖體裂隙發(fā)育較強(qiáng)，多呈菱塊狀，裂隙中多充填粉黏土等物質(zhì)，巖體局部呈架空狀態(tài)，體積約為500 m3，現(xiàn)狀條件下處于較穩(wěn)定狀態(tài)，現(xiàn)狀條件下無威脅對象?，F(xiàn)狀評估B崩塌（危巖）發(fā)育程度中等，危害程度小，危險性小。

2.3 泥石流（N）危險性現(xiàn)狀

泥石流發(fā)育特征為評估區(qū)共計(jì)發(fā)育2條泥石流溝。

東側(cè)N1泥石流：位于采場東側(cè)松樹南溝內(nèi)，三面環(huán)山，一面出口，山頂植被發(fā)育較差，覆蓋率小于10%，為碎石堆積，碎石厚度小于0.1m，溝道長度約為8.7 km，流域面積為8.0 km2，下游溝道切割深度在0.5～5.0 m；流域內(nèi)，最高點(diǎn)高程為4 100 m，最低點(diǎn)位于青石嘴至礦山公路處，高程約為3 310 m，相對高差為1 090 m，溝谷平均縱比降為12.53%；溝源支溝不發(fā)育，主溝道順直，溝谷呈寬“U”型，東側(cè)溝岸山坡較陡，坡度在31°～57°，局部可見受流水侵蝕而誘發(fā)的小型崩塌，西側(cè)溝岸山坡坡度在11°～23°，流域植被發(fā)育較好，主要為披堿草，覆蓋率在60%～75%，溝口未見堆積扇發(fā)育，尾礦庫位于泥石流流通區(qū)內(nèi)，為泥石流提供了豐富的物源。

西側(cè)N2泥石流：位于采場西側(cè)騲馿溝內(nèi)，溝腦三面環(huán)山，一面出口，山頂植被發(fā)育較差，覆蓋率小于7%，為碎石堆積，碎石厚度小于0.15 m，溝道長度約為5.4 m，流域面積為7.3 km2，下游溝道切割深度在0.5～1m；流域內(nèi)，最高點(diǎn)高程為4 100 m，

最低點(diǎn)位于溝路處，高程約為3 340 m，相對高差為1 060 m，溝谷平均縱比降為20.48%；溝源支溝不發(fā)育，主溝道順直，溝谷呈“U”型，坡岸坡度在37°～51°，局部可見受流水侵蝕而誘發(fā)的崩塌，坡面植被主要為披堿草，覆蓋率為60%～75%，局部可見基巖裸露，溝口未見堆積扇發(fā)育，排土場位于泥石流流通區(qū)內(nèi)，為泥石流提供了豐富的物源。

泥石流形成條件如下：評估區(qū)屬高原中高山山地，相對高差約為1 000 m，坡面植被生長較好，巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育，風(fēng)化強(qiáng)烈，溝內(nèi)廢棄礦渣，為泥石流的形成提供了豐富的物源，泥石流溝兩側(cè)植被覆蓋較好，當(dāng)遇歷時短、強(qiáng)度大的集中降雨時，為泥石流的形成提供充足的水動力條件。

現(xiàn)狀條件下，N1泥石流溝對下側(cè)采區(qū)公路、尾礦、尾水車間（工作人員約45人）造成威脅，N2泥石流溝對溝下游取水點(diǎn)造成威脅（工作人員約2人）?，F(xiàn)狀評估N1泥石流發(fā)育程度弱，危害程度中等，危險性中等；現(xiàn)狀評估N2泥石流發(fā)育程度弱，危害程度小，危險性小。

3 礦區(qū)含水層破壞現(xiàn)狀

現(xiàn)狀條件下，松樹南溝金礦西礦區(qū)為露天開采礦，未進(jìn)行井采，開采標(biāo)高為4 020～3 710 m，礦區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面約為3 300 m，開采區(qū)位于地下水位以上，礦區(qū)地表水系不發(fā)育，未影響礦區(qū)及周圍生產(chǎn)生活供水，含水層及地下水流場未發(fā)生變化，處于原始狀態(tài)，現(xiàn)狀評估采礦活動對含水層的影響較輕。

4 礦區(qū)土地?fù)p毀現(xiàn)狀

該礦區(qū)土地資源的損毀主要有露天采礦、排土場、選礦廠與工業(yè)場地、取水房、生活辦公區(qū)以及礦山道路等。土地?fù)p毀形式包括挖損、壓占，其中露天采礦、礦山道路以挖損為主，生活辦公區(qū)、選礦廠與工業(yè)場地、取水房以及排土場以壓占為主，地下開采的塌陷區(qū)以坍塌為主。

現(xiàn)狀礦山損毀土地面積為88.13 hm2，損毀土地方式包括壓占和挖損。其中，挖損土地約為45.26 hm2，壓占損毀土地面積為42.87 hm2，土地權(quán)屬門源縣青石嘴上鐵邁村和蘇吉灘鄉(xiāng)扎麻圖村。項(xiàng)目用地方式為臨時用地?，F(xiàn)狀總體評估采礦活動對土地資源的損毀程度嚴(yán)重。

5 礦區(qū)地形地貌景觀破壞現(xiàn)狀

松樹南溝金礦西礦區(qū)遠(yuǎn)離各類自然保護(hù)區(qū)、人文景觀、風(fēng)景旅游區(qū)、城市以及主要交通干線。該礦以露天開采為主，礦業(yè)活動主要形成了露天采礦、排土場、生活辦公區(qū)。露天開采形成了面積為23.76 hm2露天采坑1個；礦區(qū)西側(cè)的排土場面積為33.77 hm2，堆放有礦山開采形成的棄土、棄渣；礦區(qū)北側(cè)約2 km的山脊上設(shè)有生活辦公區(qū)，面積為2.2 hm2。礦業(yè)活動改變了原始地形地貌景觀?，F(xiàn)狀評估采礦活動對原始地形地貌景觀破壞程度嚴(yán)重。

6 生態(tài)修復(fù)治理措施

6.1 不穩(wěn)定邊坡治理措施

對于Q1～Q5不穩(wěn)定邊坡，主要采取削坡減載、支撐防護(hù)、噴漿加固等措施[2]。對于存在危巖體或滑坡體的部位采取削坡減載措施，以減輕上部荷載，增加巖體的穩(wěn)定性，消除崩塌隱患；對存在較大節(jié)理和裂隙的巖體采取灌漿加固措施，防止因雨水沖刷而加大節(jié)理和裂隙面，增強(qiáng)巖體的穩(wěn)定性。此處應(yīng)采取邊開采邊治理方式，以保證生產(chǎn)人員及施工機(jī)械的安全。

6.2 泥石流災(zāi)害的治理措施

為預(yù)防泥石流災(zāi)害對采礦活動的影響，應(yīng)在露天采場、排土場上游方向（礦區(qū)南側(cè)）設(shè)置截排水溝，將坡面地表流水截、排至下游[1]。在雨季及冰雪融化期，項(xiàng)目復(fù)墾工程實(shí)施后采場內(nèi)各平臺及底部積水過多，本方案設(shè)計(jì)在露天采場外圍和排土場外圍分別開挖一條截水溝，將過多的積水疏導(dǎo)至礦區(qū)外。本次治理設(shè)計(jì)截水溝外徑為0.8 m×0.6 m（寬×高）（見圖3），內(nèi)部過水?dāng)嗝鏋椤癠”字形，過水?dāng)嗝婷娣e為0.143 m2。

為防止次生泥石流發(fā)生，依據(jù)先擋后棄原則，在排土場西側(cè)設(shè)置鉛絲石籠擋墻，降低廢石向外擴(kuò)散破壞土地資源和對工作人員安全的影響。在對溝谷上游的棄渣堆采用鉛絲石籠進(jìn)行護(hù)坡攔擋處理后，須在溝谷下游設(shè)置攔沙壩，攔沙壩采用重力式，斷面形狀呈梯形。

6.3 采空塌陷災(zāi)害治理工程

本礦區(qū)的地面塌陷災(zāi)害主要系井工開采形成的采空區(qū)，破壞了上覆巖層的原始應(yīng)力平衡狀態(tài)，使地面產(chǎn)生變形，逐步沉降所致[2]。礦山閉坑后，對于礦區(qū)內(nèi)的井巷平硐，利用廢石回填后用漿砌石進(jìn)行井口封堵。平硐廢石回填的長度為20 m，漿砌石的封堵長度為5 m，豎井全部回填，無須用漿砌石封口。經(jīng)計(jì)算，井巷平硐廢石封堵量共3 282.9 m3，漿砌石的封堵量共110.65 m3。

6.4 含水層破壞修復(fù)

礦山開采中礦體均位于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面以上，因此對所在地的含水層破壞或影響較?。坏V區(qū)地下水主要接受大氣降水的補(bǔ)給，礦山生產(chǎn)不產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)，對含水層水質(zhì)影響較輕微。為避免或減輕礦山開采、生產(chǎn)對含水層水質(zhì)的影響，采取下列防治措施：一是生活用水采用化糞池處理；二是礦區(qū)產(chǎn)生的工業(yè)垃圾、生活垃圾等要進(jìn)行集中堆放，及時處理，防止對水體等造成二次污染；三是對生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的污染及時采用隔離等方式，防止生產(chǎn)過程對地下水造成污染；四是礦山閉坑后，利用剩余的廢石回填地下采空區(qū)。

6.5 土地復(fù)墾工程

針對礦區(qū)土地?fù)p毀和礦區(qū)地形地貌景觀破壞，開展土地復(fù)墾工作進(jìn)行修復(fù)治理，如采取人工清理大塊石、覆土、種草、配肥、鋪設(shè)無紡布、拆除無紡布以及安裝網(wǎng)圍欄等措施，改善礦山植被生長環(huán)境，更好更快地幫助礦山植被恢復(fù)[3]。復(fù)墾前，先進(jìn)行坡面的碎石、危巖（生產(chǎn)過程中同時進(jìn)行）清理，修整原則為坡面無浮石和危巖。本次恢復(fù)治理需要拉運(yùn)客土作為覆土的土源。客土從門源縣周邊區(qū)域拉運(yùn)，考慮到植被生長發(fā)育的需要，兼顧經(jīng)濟(jì)效益，本次覆土設(shè)計(jì)厚度為0.2 m。本方案選擇當(dāng)?shù)啬軌蜃匀淮婊畹拇顾肱绮?、中華羊茅、冷地早熟禾，種植比例為1∶1∶1，灌木選用荊條。種草密度播種量為

300 kg/hm2。種植灌木，按照1.5 m×1.5 m密度進(jìn)行種植。鋪設(shè)無紡布時，按照“從上到下，由遠(yuǎn)及近”的整體原則進(jìn)行，相鄰兩塊無紡布搭接寬度不小于10 cm；壓蓋無紡布時，使用土塊或小“土堆”，禁止使用石塊。礦山復(fù)綠后，為防止還未完全長成的草籽被羊群、牛群啃食，需要在復(fù)墾區(qū)周圍布設(shè)網(wǎng)圍欄，采用鍍鋅鋼材質(zhì)網(wǎng)圍欄，高度為1.7 m。

6.6 礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測

本次礦山地質(zhì)環(huán)境主要監(jiān)測采空區(qū)地面發(fā)展變化范圍、速率、方式等地面塌陷動態(tài)情況，泥石流溝的動態(tài)情況，不穩(wěn)定邊坡坡面活動變形強(qiáng)度，含水層及土地資源破壞情況。監(jiān)測方法為人工巡視加在線監(jiān)測。監(jiān)測點(diǎn)主要布設(shè)于在地面塌陷區(qū)、不穩(wěn)定邊坡坡面及各地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)及各個礦山工程，同時在硐口監(jiān)測地下含水層狀況。

7 結(jié)論

實(shí)施地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理工程，減少水土流失，有利于水土保持，防止占壓土地，科學(xué)處理礦區(qū)廢棄物，恢復(fù)土地植被天然資源，提高資源使用效益；預(yù)防礦區(qū)開采活動可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，可解除地質(zhì)災(zāi)害對礦區(qū)及其外圍人身安全的威脅。礦山應(yīng)高度重視采空區(qū)變形可能誘發(fā)的塌陷、崩塌和滑坡危害，認(rèn)真開展地表移動變形監(jiān)測，發(fā)生問題及時匯報(bào)，并做好預(yù)防、預(yù)報(bào)以及預(yù)警。

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