李 輝，李永紅，康金栓，何意平

（1.陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，陜西西安710054；2.陜西省地質(zhì)調(diào)查院，陜西西安710065）

陜西省韓城市西山灰?guī)r群采區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題及恢復(fù)治理探討*

李 輝1，李永紅1，康金栓2，何意平1

（1.陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，陜西西安710054；2.陜西省地質(zhì)調(diào)查院，陜西西安710065）

陜西省韓城市西山灰?guī)r群采區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題主要為巖質(zhì)高陡邊坡寸草不生影響地貌景觀，可能引發(fā)崩塌災(zāi)害；廢渣占用或破壞土地資源，可能引發(fā)泥石流災(zāi)害；灰?guī)r石料加工等人類工程活動粉塵污染極為嚴(yán)重，造成附近村民“臟、亂、差”的生活環(huán)境。這些礦山地質(zhì)環(huán)境問題屬歷史遺留下的或責(zé)任主體不明，屬韓城市“三區(qū)兩線”礦山覆綠范疇。在充分收集西山灰?guī)r群采區(qū)地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，通過詳細(xì)的外業(yè)調(diào)查，分析研究區(qū)內(nèi)礦山地質(zhì)問題及危害，劃分了8個恢復(fù)治理分區(qū)。提出了以植被混凝土噴涂邊坡、挖高填低整理采坑并種植花椒樹、修筑擋墻攔擋廢渣、修筑排水溝疏導(dǎo)地表水等防治措施。治理工程的實施可從根本上改變韓城市西山群采區(qū)的地貌景觀，提高城市形象，變廢為寶，讓灰?guī)r群采區(qū)成花椒種植基地，為陜西省灰?guī)r礦山地質(zhì)環(huán)境問題恢復(fù)治理提供示范和依據(jù)。

西山灰?guī)r群采區(qū)；礦山地質(zhì)環(huán)境問題；恢復(fù)治理；韓城市

陜西省韓城市西山灰?guī)r群采區(qū)位于禹門口黃河西岸。區(qū)內(nèi)灰?guī)r成帶狀分布且厚度穩(wěn)定，礦石質(zhì)量優(yōu)良，是城市建設(shè)、道路修建、水泥廠生產(chǎn)用料。該區(qū)一直是地方群采灰?guī)r的老石料場，30 km的地段上有規(guī)模不等的采場21個，灰?guī)r的開發(fā)利用為地方經(jīng)濟建設(shè)做出了較大的貢獻(xiàn)。隨之而來的礦山地質(zhì)環(huán)境問題非常突出，露采場形成的巖質(zhì)高陡邊坡寸草不生、滿目瘡痍（圖1），為崩塌發(fā)生提供了地形條件并影響地貌景觀；廢渣占地既破壞土地資源（圖2），也成為泥石流隱患；利用灰?guī)r衍生的石料加工、石灰燒制（圖3）、水泥加工等人類工程活動，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵污染極為嚴(yán)重。西山坡腳趙村—禹門口附近村民的生活環(huán)境“臟、亂、差”的局面十分嚴(yán)重。

圖1 渚北一帶采場遠(yuǎn)景（邊坡寸草不生）

韓城市是陜西省2012年確認(rèn)的省級計劃單列市有世界歷史文化名人司馬遷祠墓、以黨家村為典型的明清古建筑、黃河咽喉龍門風(fēng)景區(qū)等陜西省重要旅游景點，也是我國的花椒基地之一。西山群采區(qū)面向韓城市區(qū)，坡腳有大量居民集中居?。▓D4）。西禹高速、G108國道、西侯鐵路近南北向通過黃河西岸，沿岸向西望去，灰?guī)r群采區(qū)露采場形成的高陡邊坡呈“鬼剃頭”，這些礦山地質(zhì)環(huán)境問題屬歷史遺留下的或責(zé)任主體不明，嚴(yán)重影響“三區(qū)兩線”的地貌景觀和城市形象。

圖2 建功—勝臣一帶采石場占用耕地

針對該區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀，地方政府和相關(guān)部門對區(qū)內(nèi)的無證礦山進(jìn)行了關(guān)停、有證礦山將不再續(xù)期，礦山地質(zhì)環(huán)境迫切需要恢復(fù)治理［1］。

圖3 高許莊村民燒制石灰，污染空氣

圖4 建功—西塬采場位于集中居住區(qū)附近

陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站編制了《韓城市西山（趙村—禹門口）灰?guī)r群采區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境治理重大項目可行性研究報告》［2］，韓城市國土資源局?jǐn)M多方籌措資金解決西山灰?guī)r群采區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題。本文以此為基礎(chǔ)進(jìn)行探討。首先收集西山灰?guī)r群采區(qū)地質(zhì)資料，然后進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，查明礦山地質(zhì)環(huán)境問題及危害，最后劃分恢復(fù)治理區(qū)并提出具體的防治措施。

1 礦區(qū)自然地理與地質(zhì)環(huán)境背景

1.1 自然地理圖

區(qū)內(nèi)地勢西高東低。地貌單元由西向東依次為殘塬丘陵區(qū)、黃土臺塬區(qū)和河谷階地區(qū)［3］。該區(qū)屬暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，降水量小于蒸發(fā)量，降水主要集中于6－8月。年平均氣溫14.5℃。區(qū)內(nèi)較大的河流有盤河，屬黃河水系。

1.2 地質(zhì)環(huán)境背景

1.2.1 地層巖性

區(qū)內(nèi)主要有寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、石碳紀(jì)、二疊紀(jì)、三疊紀(jì)和第四紀(jì)地層，分述如下：

①寒武系：出露于上峪口、下峪口、西原溝、盤龍溝一帶。下部為灰?guī)r，上部鈣質(zhì)頁巖和粉砂巖，頂部為泥灰?guī)r夾粉砂巖?？偤?00 m（圖5）。

②奧陶系：僅存下統(tǒng)，出露于英山以北至龍門一帶，巖性以碳酸鹽巖為主。厚400 m左右。

③石碳系：主要為本溪組和太原組，巖性以砂巖、泥巖為主，夾石灰?guī)r，厚70 m。出露于上峪口等地。

④二疊系：以砂巖為主，下統(tǒng)山西組含煤地層，石盒子組為煤系上覆地層，廣泛分布于研究區(qū)中北，大部地區(qū)為第四系覆蓋，多出露于河流溝谷中。

⑤三疊系：分布于研究區(qū)西北，為紙坊組和尚溝組砂泥巖，為煤層的上覆地層，大部為黃土所覆蓋。

⑥第四系：以黃土為主，分布廣泛。離石黃土淺黃色含有鈣質(zhì)結(jié)核，夾多層古土壤。厚20～80m；馬蘭黃土淺黃色節(jié)理發(fā)育，有鈣質(zhì)結(jié)核，具大孔隙，厚度0～15 m；全新統(tǒng)為沖洪坡積物，結(jié)構(gòu)松散。厚0～50 m。

圖5 西山灰?guī)r群采區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境背景及礦山質(zhì)環(huán)境問題

1.2.2 構(gòu)造

韓城斷裂（F1）為右行走滑斷層，錯動速率3.57～0.17 cm／a，高角度正斷層。由河津縣經(jīng)禹門口進(jìn)入韓城，沿禹門口—西莊一線展布，走向近NNE，傾向SE。長百余里，是本區(qū)最大的活動性斷裂，該斷裂控制了區(qū)內(nèi)灰?guī)r的分布情況。

1.2.3 巖土體及礦體

巖土體以塊狀堅硬碳酸鹽巖和松散巖類碎石土、風(fēng)積黃土為主。礦體賦存于寒武系、奧陶系地層內(nèi)，被第四系黃土覆蓋。從南至北由奧陶系向寒武系過渡。礦體傾向西北，傾角20°～30°，延伸長度及厚度穩(wěn)定。礦體主要為白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖夾泥灰?guī)r。厚度150 m。

1.2.4 地震

韓城市地處汾渭地塹邊緣，是地震多發(fā)區(qū)，歷史上地震活動頻繁。地震基本設(shè)防烈度為Ⅷ度。

1.2.5 水文地質(zhì)條件

地下水類型主要為黃土孔隙裂隙水、松散巖類裂隙水、碳酸鹽巖水。地下水由降水入滲補給，孔隙裂隙水沿基巖界面匯集向下運移，在溝谷兩側(cè)以泉排泄。碳酸鹽巖水沿巖層面或裂隙向下徑流，以泉的形式排入河流或溝谷中。礦體位于侵蝕基準(zhǔn)面之上，有利于自然排水，灰?guī)r群采區(qū)周圍水系不發(fā)育。

1.2.6 人類工程活動

區(qū)內(nèi)改變地質(zhì)環(huán)境條件的人類工程活動主要是灰?guī)r露天開采。

表1 西山灰?guī)r群采區(qū)各采場礦山地質(zhì)環(huán)境問題及危害

2 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題及危害

西山灰?guī)r群采區(qū)礦山環(huán)境地質(zhì)問題及危害（表1）。

2.1 破壞和影響地貌景觀

礦區(qū)灰?guī)r出露厚度大，高百余米，露天開采、開挖、爆破形成了陡直坡體。坡體基巖裸露、坡度近乎直立，總長度約5 008 m。嚴(yán)重影響了韓城市周邊以及西禹高速、G108國道、西侯鐵路沿線的地貌景觀。另外，灰?guī)r石料加工等粉塵污染嚴(yán)重，能見度較低，使西山坡腳村民的生活環(huán)境變得“臟、亂、差”，這些礦山環(huán)境問題嚴(yán)重制約了地方經(jīng)濟的發(fā)展和投資環(huán)境。

2.2 占用和破壞土地資源

除采場破壞土地外，21處廢渣堆（Z1－Z21）體積規(guī)模量大，占用和破壞大面積溝道、坡體、耕地；采坑深淺不一，平面展布面積較大，對周邊群眾形成一定威脅的同時也造成大量空地閑置。

2.3 易引發(fā)崩塌、泥石流災(zāi)害

露采場的21處邊坡（P1－P21）巖體陡直，坡高15～30 m，局部地段由于爆破震動，巖體開裂，可能引發(fā)崩塌；21處廢渣中，除Z11、Z12可能誘發(fā)泥石流（西原溝泥石流隱患N1、龍王寺溝泥石流隱患N2）外，其它廢渣大都位于殘塬丘陵區(qū)與黃土臺塬、階地過渡地段的雛形沖溝，這些溝谷均為低易發(fā)泥石流溝。

西原溝和龍王寺溝谷坡陡峭，縱坡降大，溝口堆渣大，若遇暴雨或大暴雨可能誘發(fā)泥石流災(zāi)害，危害嚴(yán)重。

3 治理措施

針對礦山地質(zhì)環(huán)境問題的不同實施相應(yīng)的治理措施。

3.1 邊坡治理措施

邊坡治理工程擬選兩個方案：一個是分級放坡，穴播種植花椒樹；另一個是清理坡面，植物噴涂，經(jīng)比選后者較可行（表2）。

表2 邊坡治理措施方案比選

3.2 廢渣治理措施

針對廢渣隨意堆放的問題，廢渣堆前修筑擋墻，將廢渣堆削高填低，覆土整平，達(dá)到恢復(fù)土地植種的功能。

3.3 土地復(fù)墾治理措施

采場及廢渣堆清理平整完成后，在頂面覆0.5～1.0 m的腐植土，種植花椒樹。土源選在采區(qū)前緣黃土臺塬上，以采取腐植土為主。

3.4 地表水疏導(dǎo)治理措施

為防止雨季山坡上的地表水沖刷坡面和消除廢渣形成的泥石流隱患，完善排水系統(tǒng)，在邊坡頂部設(shè)計截水溝，沿泥石流隱患溝道修建排水渠，最終將匯水引出礦區(qū)或至邊坡兩側(cè)。

4 治理分區(qū)劃分和恢復(fù)方案

按地域分布的特點，將西山灰?guī)r群采區(qū)21個采場分成8個恢復(fù)治理區(qū)，見圖5。8個恢復(fù)治理區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題基本相同，擬采取上述4種治理措施綜合治理。現(xiàn)就其中的2處治理分區(qū)分述如下。

4.1 趙村采場治理區(qū)恢復(fù)方案

采場及邊坡綜合治理方案見圖6和表3。

圖6 趙村采場治理區(qū)恢復(fù)方案圖

表3 趙村采場治理區(qū)恢復(fù)方案說明表

4.2 渚北—禹門口采場治理區(qū)恢復(fù)方案

采場及邊坡治綜合治理方案見圖7和表4。

另外，治理措施實施過程中，均要建立礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測體系，主要對露采形成的巖質(zhì)高陡邊坡加強監(jiān)測［9］，對擋墻的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測，同時對植被進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)人，保證成活率。監(jiān)測方法主要采用人工巡視，發(fā)現(xiàn)異常點采用鋼卷尺、GPS、經(jīng)緯儀器測量變形程度，作好記錄，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析變化速度與發(fā)展趨勢，及時制定相應(yīng)的防治方案。

采用新技術(shù)、新方法對區(qū)內(nèi)可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害和礦山地質(zhì)環(huán)境問題實現(xiàn)成功預(yù)報和監(jiān)測預(yù)警，對影響礦山環(huán)境的因素采用多種方法合理評價［10－13］，制定恢復(fù)治理方案，防患于未然。

圖7 渚北—禹門口采場治理區(qū)恢復(fù)方案圖

表4 渚北—禹門口采場治理區(qū)恢復(fù)方案說明表

5 工程效益

礦山恢復(fù)治理項目屬公益性、社會性項目，其價值具有間接性、潛在性和長久性的特點。治理工程的實施，將恢復(fù)被破壞的土地、消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，使礦山地質(zhì)環(huán)境得到明顯改善，有力保障群眾生命財產(chǎn)安全。為當(dāng)?shù)厝嗣裆a(chǎn)、生活創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。社會效益和經(jīng)濟效益顯著：

社會效益：治理工程實施后，可提高礦區(qū)植被覆蓋程度，美化環(huán)境，降低灰?guī)r礦開發(fā)對環(huán)境的負(fù)面影響，改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境，緩解礦山企業(yè)與周圍居民的矛盾，有利于社會穩(wěn)定和區(qū)域經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。

經(jīng)濟效益，治理工程實施后，粗略估算可增加花椒林地172.8 hm2，將成為韓城市的花椒種植基地之一，為當(dāng)?shù)卮迕裨黾右欢ǖ慕?jīng)濟收益。

6 結(jié)論

（1）韓城市西山灰?guī)r群采區(qū)有規(guī)模不等的露天采場21個。主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題是巖質(zhì)高陡邊坡寸草不生影響地貌景觀，可能引發(fā)崩塌災(zāi)害；廢渣占用或破壞土地資源，可能引發(fā)泥石流災(zāi)害；灰?guī)r石料加工等人類工程活動粉塵污染極為嚴(yán)重，造成附近村民“臟、亂、差”的生活環(huán)境。屬歷史遺留下的或責(zé)任主體不明的礦山問題。

（2）通過本文研究與探討，劃分了8個恢復(fù)治理區(qū)，采場內(nèi)防治措施是在廢渣堆前緣設(shè)置擋墻，隨地形走勢挖高填低（填挖方盡可能相等），然后再覆腐植土，同時在土壤中增加有機肥和鉀肥等，種植花椒樹；采場邊坡的防治措施是清理邊坡上部的危巖體，然后在邊坡頂部修筑環(huán)形排水溝，水排泄至邊坡兩側(cè)；最后采用植被混凝土進(jìn)行坡體綠化。

（3）治理工程實施后，可從根本上改變韓城市西山群采區(qū)的地貌景觀，提高城市形象，采區(qū)將變?yōu)榛ń坊兀哂休^大的社會效益和經(jīng)濟效益，為陜西省灰?guī)r礦山地質(zhì)環(huán)境問題恢復(fù)治理提供示范和依據(jù)。韓城市“三區(qū)二兩線”的地質(zhì)環(huán)境將得到有效改善。

（4）治理礦山地質(zhì)環(huán)境問題必須要約束人類工程活動，相關(guān)主管部門必須規(guī)范西山灰?guī)r群采區(qū)礦權(quán)設(shè)置及相關(guān)的人類工程活動，對于影響地貌景觀的礦山盡早關(guān)?；虻V權(quán)置換，從源頭上減少改變礦山地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動。

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A Discussion about Geo-environment Problem and Im provement of Limestone M ining in W estern Hills of Han Cheng City

Li Hui1，Li Yonghong1，Kang Jinshuan2and He Yiping1
（1．Geo-environmental Monitoring Central Station of Shaanxi Province，Xi’an 710054，China；2．Geological Survey of Shaanxi Province，Xi’an 710065，China）

It is themain geo-environment problem of limestone mining in Western Hills of Han Cheng city，that nothing growing in the high and steep side slope destroys geomorphologic landscape andmay cause collapse disasters，waste residue occupying land resourcesmay cause debris flow disasters，and processing stone products causing serious dust pollution deteriorate the living environment of nearby village.Liability subject for these geo-environment problem is promiscuous because of factors left from history，and it belongs to areas of three area and two linesmine return green of Han Cheng city.Based on gathering geological data of limestonemining in Western Hills and field investigations，this paper analyzes geo-environment problem of limestonemining in Western Hills and its hazard to divide the area into 8 protection zones.Controlmeasures also are proposed such as spraying the slopewith vegetation concrete，planting pepper on arranged pit，building retainingwall forwaste residue，putting up drainage ditch for surface water and so on.These projects ofmanagement fundamentally change the geomorphologic landscape of limestonemining in Western Hills，improve city image，recycle wastematerial，turn the limestonemining into pepper planting base and set an example for geological environment protection of limestonemining in Shannxi Province.

limestone mining in Western Hills，geo-environment problem，improvement and rectification，Han Cheng city

X43

A

1000－811X（2014）03－0139－05

10.3969／j.issn.1000－811X.2014.03.025

李 輝，李永紅，康金栓，等.陜西省韓城市西山灰?guī)r群采區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境問題及恢復(fù)治理探討［J］.災(zāi)害學(xué)，2014，29（3）：139－143.［Li Hui，Li Yonghong，Kang Jinshuan，etal.A Discussion about Geo－environment Problem and Improvement of Limestone Mining in Western Hills of Han Cheng City［J］.Journal of Catastrophology，2014，29（3）：139－143.］*

2014－01－07 修回日期：2014－02－24

國家地質(zhì)調(diào)查專項“西北地區(qū)礦產(chǎn)資源集中開采區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查”（1212011220219）；2012年國土資源部“礦山復(fù)綠”行動方案（國土資廳發(fā)［2012］36號）

李 輝（1974－），女，陜西高陵人，工程師，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治和地下水動態(tài)研究工作.

E-mail：632199612＠qq.com