林西縣廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理研究

（核工業(yè)二四三大隊(duì)，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

摘要：林西縣位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東南部，隸屬于赤峰市，礦產(chǎn)資源豐富。林西縣礦山開(kāi)采活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，廢棄礦山對(duì)區(qū)域土壤、水資源及植被造成明顯破壞，廢棄礦山治理成為當(dāng)前的緊迫任務(wù)。結(jié)合林西縣自然地理特征和工程地質(zhì)條件，論述廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀，提出綜合治理方案，分析綜合效益。研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)恢復(fù)和環(huán)境保護(hù)是解決廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵。因此，林西縣應(yīng)因地制宜，制定有效的治理措施，為廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的改善與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：廢棄礦山；地質(zhì)環(huán)境；綜合治理；綜合效益；林西縣

中圖分類號(hào)：TD167；X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）11-0164-04

Study on Geological Environment Treatment of Abandoned Mines in Linxi County

JI Shufeng

（Nuclear Industry 243 Geological Brigade， Chifeng 024000， China）

Abstract： Linxi county is located in the southeast of Inner Mongolia Autonomous Region， under the jurisdiction of Chifeng city， and is rich in mineral resources. The mining activities in Linxi county have had a profound impact on the geological environment， and abandoned mines have caused significant damage to regional soil， water resources， and vegetation， and the treatment of abandoned mines has become an urgent task at present. Based on the natural geographical characteristics and engineering geological conditions of Linxi county， the current geological environment of abandoned mines is discussed， the comprehensive treatment plans are proposed， and the overall benefits are analyzed. Research has found that ecological restoration and environmental protection are key to solving the geological and environmental problems of abandoned mines. Therefore， Linxi county should adapt to local conditions， formulate effective treatment measures， provide scientific basis for the geological environment treatment of abandoned mines， and promote the improvement of local ecological environment and sustainable socio-economic development.

Keywords： abandoned mines; geological environment; comprehensive treatment; comprehensive benefits; Linxi county

廢棄礦山是指礦山開(kāi)采后環(huán)境遭到人為破壞的特殊區(qū)域，如煤礦、鐵礦、金礦及建筑石料礦等開(kāi)采后留下的礦坑、礦溝、礦井及塌陷區(qū)。廢棄礦山會(huì)破壞周邊地質(zhì)環(huán)境，其地質(zhì)環(huán)境治理備受關(guān)注[1-2]。林西縣位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東南部，地處赤峰市北部，面積為3 933 km2，礦產(chǎn)資源豐富。林西縣境內(nèi)分布有多座廢棄礦山，地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較高。以林西縣為研究區(qū)，結(jié)合自然地理特征和工程地質(zhì)條件，論述廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀，提出綜合治理方案，分析綜合效益，從而減輕廢棄礦山對(duì)生態(tài)環(huán)境的損害，為類似地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境治理提供借鑒。

1 自然地理特征

林西縣位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部晚白堊世地槽褶皺帶的哲斯-林西復(fù)向斜南部，受區(qū)域構(gòu)造影響，地貌類型簡(jiǎn)單，多為尖頂狀、長(zhǎng)梁狀的低中山。山體頂部微尖，坡體平緩，坡度為20°～30°，坡體表層發(fā)育厚度小于1 m的坡殘積層?？h域內(nèi)出露地層主要有古生界二疊系、石炭系、志留系和奧陶系，中生界侏羅系及新生界第四系，其中第四系地層主要有第四系上更新統(tǒng)坡洪積地層、全新統(tǒng)沖積地層和風(fēng)積地層。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以線形褶皺為主，多為北東向或北東東向，斷裂構(gòu)造以東西向、北西向較為發(fā)育。巖漿活動(dòng)以中性巖株、基性巖株和巖脈侵入過(guò)渡到石英閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖和鉀長(zhǎng)花崗巖巖基侵入為主。

2 工程地質(zhì)條件

自然狀態(tài)下，按照成巖作用程度和巖、土顆粒間有無(wú)牢固連接，林西縣境內(nèi)工程地質(zhì)巖土體可分為巖體和土體兩大類。巖土體工程性質(zhì)如表1、表2所示。

3 廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀

林西縣廢棄礦山開(kāi)采方式均為露天開(kāi)采，開(kāi)采礦種為建筑用砂、建筑用石料、砂石料、高嶺土和鐵礦等。各類礦山在開(kāi)采過(guò)程中嚴(yán)重破壞地形地貌景觀，對(duì)地表植物造成破壞，水土流失嚴(yán)重，形成多處高陡邊坡，存在較多崩塌隱患。縣域內(nèi)廢棄礦山分布如圖1所示。

3.1 地質(zhì)災(zāi)害

地質(zhì)災(zāi)害主要分布于廢棄礦山露天開(kāi)采后形成的采坑，廢棄采坑邊部的高陡巖質(zhì)邊坡高度從幾米到幾十米不等，坡度為50°～80°。部分土質(zhì)邊坡高度為0.5～7.0 m，坡度為50°～85°，平均坡度為65°，局部接近直立，極端環(huán)境或強(qiáng)降雨條件下具有崩塌隱患。

3.2 含水層

各廢棄礦山采坑未揭露含水層，不存在疏干排水影響含水層的風(fēng)險(xiǎn)。各礦山周邊無(wú)大型供水水源工程，對(duì)附近水源地?zé)o影響。治理區(qū)堆存的廢渣堆無(wú)有害成分，對(duì)地下水水質(zhì)無(wú)影響。

3.3 地形地貌景觀

礦山內(nèi)廢棄采坑的開(kāi)挖破壞原生地形地貌景觀，與原有的地形地貌景觀不協(xié)調(diào)。廢渣堆壓占土地，破壞原生地形地貌景觀，與原有的地形地貌景觀不協(xié)調(diào)。

3.4 土地資源

礦業(yè)活動(dòng)影響的土地資源總面積為1 327 206 m2。

從損毀土地來(lái)看，采礦用地面積為427 974.51 m2，公路用地面積為2 067.21 m2，溝渠面積為1 876.57 m2，喬木林地面積為57 211.68 m2，灌木林地面積為315 520.58 m2，其他林地面積為41 492.14 m2，旱地面積為56 617.43 m2，裸土地面積為9 788.41 m2，農(nóng)村道路面積為29 356.67 m2，農(nóng)村宅基地面積為931.35 m2，水澆地面積為339 m2，天然牧草地面積為143 423.31 m2，其他草地面積為240 607.14 m2。

4 綜合治理方案

根據(jù)林西縣廢棄礦山分布位置，將治理區(qū)大致分為12個(gè)區(qū)域。林西縣五十家子鎮(zhèn)有1處治理區(qū)（Z1），統(tǒng)部鎮(zhèn)有1處治理區(qū)（Z2），大營(yíng)子鄉(xiāng)有1處治理區(qū)（Z3），大井鎮(zhèn)有1處治理區(qū)（Z4），十二吐鄉(xiāng)有1處治理區(qū)（Z5），新城子鎮(zhèn)有7處治理區(qū)（Z6～Z12）。

4.1 地質(zhì)災(zāi)害隱患消除

4.1.1 削坡工程

為消除采坑高陡邊坡引發(fā)的崩塌風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)采坑進(jìn)行削坡治理，采用一坡到底的削坡方法，邊坡上部削坡產(chǎn)生的土石方墊于邊坡坡腳[1]。高陡邊坡的削坡應(yīng)結(jié)合實(shí)地情況，規(guī)整取直，使其與周邊地形平緩過(guò)渡。削坡后，要消除邊坡原有的突兀感，達(dá)到與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的目的。其中，巖質(zhì)邊坡削坡后，邊坡角度根據(jù)實(shí)際情況最大限度降低坡度，土質(zhì)邊坡削坡后，邊坡角度小于25°。

4.1.2 墊坡工程

為了減少固廢對(duì)土地資源的壓占，最大限度恢復(fù)原始地形地貌，設(shè)計(jì)將周邊的廢石、土堆回填至采坑內(nèi)，從而降低邊坡高度及坡度[2-3]。具體墊坡過(guò)程中，應(yīng)優(yōu)先使用廢石渣堆回填于坑底，將體積較大的固廢堆于底部，然后向上逐級(jí)變小，最后將松散砂礫、砂土回填，覆蓋于采坑上部。墊坡后的坡度盡量控制在25°以內(nèi)，以便協(xié)調(diào)自然地貌，提高邊坡穩(wěn)定性，同時(shí)滿足后期覆土和恢復(fù)地表植被要求。分步回填墊坡，如圖2所示。

4.2 地形地貌重塑

4.2.1 臨建拆除

利用機(jī)械拆除場(chǎng)地內(nèi)建筑物，拆除應(yīng)由上至下，避免發(fā)生高空墜物打擊危險(xiǎn)。拆除產(chǎn)生的廢渣應(yīng)集中堆放。

4.2.2 換填

利用機(jī)械對(duì)場(chǎng)地不可利用土壤進(jìn)行換填，先利用挖掘機(jī)對(duì)需要換填的區(qū)域進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為0.5 m，開(kāi)挖產(chǎn)生的土方進(jìn)行清運(yùn)，用于場(chǎng)地墊坡或者回填，之后清運(yùn)耕植土進(jìn)行回填，回填厚度為0.5 m。

4.2.3 回填工程

利用廢渣堆、排渣場(chǎng)等場(chǎng)地堆放的廢土、廢石對(duì)廢棄采坑進(jìn)行回填?；靥詈?，場(chǎng)地盡可能平整，避免出現(xiàn)大的凹坑和凸起。完全回填采坑，回填后，場(chǎng)地與周邊地貌相協(xié)調(diào)。

4.2.4 場(chǎng)地平整

針對(duì)小型采坑、渣堆雜亂無(wú)序分布的不平坦地形，利用推土機(jī)或挖掘機(jī)挖高填低，修坡整形，使治理區(qū)與周邊地形相協(xié)調(diào)。平整后的場(chǎng)地最大限度地清除對(duì)地貌景觀的影響，消除突兀感。同時(shí)，為使治理后效果美觀，應(yīng)減少明顯的“鍋底坑”。施工過(guò)程中，使用推土機(jī)對(duì)治理區(qū)凹凸不平地帶進(jìn)行平整，遇堅(jiān)硬地方時(shí)，采用挖掘機(jī)、推土機(jī)相結(jié)合的方法。同時(shí)，應(yīng)充分考慮土石方的調(diào)配，力爭(zhēng)填挖合理，縮短運(yùn)距，盡可能減少工程量，降低施工費(fèi)用。

4.2.5 邊坡修整

采用人工及機(jī)械對(duì)邊坡進(jìn)行修整，利用挖掘機(jī)開(kāi)挖邊坡不規(guī)則區(qū)域，回填凹陷不平整區(qū)域，邊坡修整后，場(chǎng)地最大限度地清除對(duì)地貌景觀的影響，消除突兀感。同時(shí)，為使治理后效果美觀，邊坡應(yīng)規(guī)整。

4.3 土地復(fù)墾與綜合利用

4.3.1 覆土

在上述工作的基礎(chǔ)上對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行覆土，覆土過(guò)程中盡可能將采坑周邊可利用的表土用于治理工程覆土，采用裝載機(jī)挖裝、自卸車運(yùn)輸卸除、推土機(jī)整平的施工方法。考慮治理區(qū)覆土土源有限，具體根據(jù)表土土源量、未來(lái)規(guī)劃土地利用方向等情況調(diào)整覆土厚度。林地區(qū)域覆土厚度為0.5 m，草地區(qū)域覆土厚度為0.3 m。若治理區(qū)不在三區(qū)三線范圍內(nèi)，周邊土源匱乏，可根據(jù)治理區(qū)周邊實(shí)際情況設(shè)計(jì)覆土厚度，覆土需要滿足植被恢復(fù)要求。

4.3.2 土方平整與翻耕

覆土后對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，平整厚度為0.30 m，整平后避免出現(xiàn)大的凹坑和凸起。利用機(jī)械對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行翻耕，翻耕厚度為0.20 m，翻耕深度應(yīng)盡量保持一致，避免深耕，改善土壤的透氣性，提高植被的成活率。

4.4 植被恢復(fù)

為更好地恢復(fù)項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)環(huán)境，對(duì)覆土、平整后的區(qū)域恢復(fù)植被。依據(jù)土地利用現(xiàn)狀及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，林地選擇檸條或者山杏進(jìn)行恢復(fù)，草地選擇適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的胡枝子、羊草、披堿草和冰草等進(jìn)行恢復(fù)。

5 綜合效益

廢棄礦山的地質(zhì)環(huán)境治理利于提高林西縣整體的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益[4]。

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

廢棄礦山綜合治理后，廢棄地復(fù)墾利用率達(dá)到99.33%，使土地資源的利用價(jià)值得到提升，帶動(dòng)旅游業(yè)、畜牧業(yè)及當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)。生態(tài)環(huán)境治理和恢復(fù)后，可增加土地資源，這對(duì)土地的可持續(xù)發(fā)展與利用具有積極意義。

5.2 環(huán)境效益

廢棄礦山綜合治理后，區(qū)域地貌得到改善，植被覆蓋率明顯提升，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)與周邊生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性得到提升。這有利于改善生態(tài)環(huán)境和局部小氣候，減少風(fēng)力，提高土壤貯水保土能力，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，遏制土地沙化、水土流失，改善生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境。治理工程實(shí)施后，附近居民的生活環(huán)境明顯改善，該地區(qū)生態(tài)環(huán)境從根本上得到好轉(zhuǎn)，使土地資源利用和環(huán)境建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展，從而創(chuàng)造較好的生活環(huán)境。

5.3 社會(huì)效益

廢棄礦山綜合治理后，區(qū)域礦山地質(zhì)災(zāi)害隱患下降，群眾生命財(cái)產(chǎn)安全得到保障，水土流失和土地沙化等現(xiàn)象得到有效遏制，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)穩(wěn)定和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

6 結(jié)論

林西縣礦產(chǎn)資源豐富，礦山在開(kāi)發(fā)過(guò)程中嚴(yán)重?fù)p壞當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境，而開(kāi)采后的廢棄礦山大多未進(jìn)行恢復(fù)治理，留下諸多地質(zhì)環(huán)境隱患。針對(duì)具體的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，采用地質(zhì)災(zāi)害隱患消除+地形地貌重塑+土地復(fù)墾與綜合利用+植被恢復(fù)，開(kāi)展綜合治理，可實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的重塑。林西縣必須因地制宜，開(kāi)展廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理，有效實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)

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