張 慧， 胡子勤， 姚蘇紅

(1.內(nèi)蒙古地質(zhì)礦產(chǎn)〈集團〉有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011； 2.內(nèi)蒙古自治區(qū)第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011)

礦產(chǎn)資源是國家經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略性資源和基礎(chǔ)性的自然資源，合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源是現(xiàn)代化建設(shè)的必然要求[1]。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，礦產(chǎn)資源的需求量也在不斷上升，加劇了人們對礦產(chǎn)資源的過度開采，這給我國的自然環(huán)境帶來了極大的影響，造成地質(zhì)環(huán)境水平的日益下降[2]。礦山在開采資源的同時，不僅有誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害的可能，而且有誘發(fā)地面沉降、土壤荒漠化、水環(huán)境惡化、生態(tài)環(huán)境惡化等緩變性地質(zhì)災(zāi)害的可能性[3]。我國因采礦活動造成采空塌陷、地下水疏干、地質(zhì)地貌景觀破壞等問題，已嚴重危害礦區(qū)人民正常的生產(chǎn)生活，制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。因此，加強礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與治理、實行合理開采和綜合利用已成為我國經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略問題。

1 大蘇計礦山開采現(xiàn)狀

內(nèi)蒙古卓資縣大蘇計鉬礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市卓資縣城南東26 km處，如圖1所示?，F(xiàn)狀條件下在礦區(qū)范圍內(nèi)已形成露天采場、尾礦庫、排土場、工業(yè)場地、表土堆放區(qū)及礦區(qū)道路。

圖1 研究區(qū)位置圖

1.1 露天采場

露天采場規(guī)模較大，在開采過程中，運輸加載振動等露天作業(yè)活動，有地面塌陷災(zāi)害痕跡。露天采場對地形、地貌的挖損使周圍地形地貌發(fā)生變化，原生地貌遭到較為嚴重的影響和破壞。

邊坡存在風(fēng)化破碎帶，而邊坡的穩(wěn)定性主要受風(fēng)化破碎面控制，采剝作業(yè)開挖后，工程邊坡破壞了原有的應(yīng)力平衡；同時，在采礦地下水疏干的情況下，使風(fēng)化破碎帶的巖土體等膨脹、收縮，破壞了原有的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性，易形成不穩(wěn)定斜坡。隨著開采的增加，可能產(chǎn)生的崩塌(滑坡)規(guī)模也會增大。

1.2 排土場、表土堆放區(qū)

排土場采用自上而下逐層放緩臺階堆置廢石；表土堆放場堆積物為第四系松散殘坡積物，有崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害痕跡。

隨著堆砌高度的逐漸增高，堆體下部坡體負荷逐漸增大，堆體邊坡穩(wěn)定性逐漸減弱；加之降水滲漏，以及爆破和機械的振動，使邊坡坍塌，排棄物順坡向下滑動，從而產(chǎn)生崩塌(滑塌)地質(zhì)災(zāi)害。

1.3 尾礦庫

尾礦庫壩體采用碾壓廢石筑壩， 現(xiàn)狀無地質(zhì)災(zāi)害痕跡。

隨著尾礦堆積高度的逐漸增加，下部坡體負荷逐漸增大，邊坡穩(wěn)定性逐漸減弱；加之降水滲漏，易使邊坡坍塌，順坡向下滑動。

1.4 工業(yè)場地、礦區(qū)道路

工業(yè)場地及礦區(qū)道路的建設(shè)占用了土地、破壞了植被資源，不發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測

通過對礦山開采方案和露天采場地層、地質(zhì)構(gòu)造以及采空區(qū)分布范圍的分析，露采時可能引發(fā)采空區(qū)地面塌陷及坑壁崩塌(滑坡)地質(zhì)災(zāi)害。

排土場、表土堆放場可能引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

尾礦庫周邊無居民及建筑物分布，引發(fā)的滑坡地質(zhì)災(zāi)害可能對采礦運輸人員形成威脅。

3 治理措施與方法

3.1 防洪堤壩

根據(jù)占補平衡的原則，在礦山外圍南部小蘇計村設(shè)置造田區(qū)，由于造田區(qū)靠近索代溝，為防止造田區(qū)遭受洪水侵害，在造田范圍區(qū)鄰近索代溝側(cè)設(shè)置防洪堤壩。

防洪堤壩總長度913.83 m，壩頂標高1380.15 m，壩面高度為1.35～1.6 m，頂寬0.6 m，底寬0.9 m，基礎(chǔ)深1.8～2.82 m，壩面坡比1∶0.2。其平面布置及不同位置剖面如圖2、圖3所示。

圖2 小蘇計造田防洪堤壩平面圖

防洪堤壩為毛石砌筑壩，選用C10細石砼坐漿法砌筑，要求漿體飽滿。筑壩石料選用結(jié)構(gòu)密實均勻、不易風(fēng)化、無裂縫的硬質(zhì)石料。砌筑前石塊表面的污物整體清除，基礎(chǔ)砌筑時采用分層搭砌的方法，切記不可采用先砌外皮后填中心的砌法，灰縫厚度20 mm，石塊間較大的空隙先填塞砂漿后用碎石塊嵌實。夏季施工時，對剛砌完的砌體，澆水濕潤并用草袋覆蓋養(yǎng)護7 d。工程量統(tǒng)計見表1。

表1 小蘇計造田防洪堤壩工程量

3.2 露天采場的恢復(fù)與治理

露天礦在采坑達產(chǎn)后逐步實現(xiàn)內(nèi)排，將生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢石、廢土，通過內(nèi)排回填部分露天采坑，達到邊生產(chǎn)、邊治理的目的。回填后的采坑及排土場通過機械和人工相結(jié)合的方法進行整平、覆土，覆蓋土采用礦山采掘前剝離的表土，厚度0.3～0.4 m。

露天采場外圍設(shè)置網(wǎng)圍欄，網(wǎng)圍欄必須呈一條直線布設(shè)，每條直線段的中離≮54 m ，坡度≯25°。

整平、覆土后的露天采坑底部平盤及剩余臺階上進行植被恢復(fù)，種植適合當(dāng)?shù)氐闹参锶郝洹?/p>

3.3 排土場治理

排土場應(yīng)采取工程治理與恢復(fù)植被措施。

工程措施主要為邊坡襯砌，利用廢石中的大塊石按堆放高度襯砌成石級臺階，臺階面及排土場頂部整平、覆蓋表土、壓實。

恢復(fù)植被措施主要為植樹造林。苗木根系需沾上泥漿，保持苗根濕潤，不受風(fēng)吹日曬。

3.4 尾礦庫治理技術(shù)方法

尾礦砂及廢石中含有極少量的重金屬元素和有害物質(zhì)(見表2)，尾礦砂及廢石長期堆放于地表，經(jīng)降水淋濾，將有害物質(zhì)通過地表滲入地下，對周邊地下水引起污染。

表2 尾礦多元素分析結(jié)果

因此，尾礦庫底必須做防滲處理，嚴禁尾礦(漿)水外排，同時在尾礦庫及排土場上、下游設(shè)置觀測井，定期對地下水水質(zhì)進行監(jiān)測。

同時還應(yīng)做好壩面外側(cè)的護坡，防止尾礦壩土體被雨水沖走，尾礦流出形成泥石流。尾礦庫服役期滿后，采用廢石覆壓、整平、覆土、壓實，栽種喬灌木防護林，以最大限度減小暴雨對邊坡的沖刷，防止水土流失。

4 結(jié)語

礦山地質(zhì)環(huán)境治理應(yīng)當(dāng)注重礦區(qū)廢棄物的合理利用，通過對廢棄物的治理，可以減少土地資源的占用及新土石方的開發(fā)，提高廢棄物回用率。同時應(yīng)當(dāng)加強礦區(qū)水資源的污染防治，做好水質(zhì)、水量監(jiān)測工作，對于已遭受污染的水資源按照相關(guān)治理方法進行深度治理后回用，節(jié)約水資源。

對于不同礦山，治理措施及方法取決于礦石類型、賦存條件、開采方式等，不可一概而論，應(yīng)與當(dāng)?shù)貙嶋H情況結(jié)合考慮。

小蘇計防洪堤壩的建設(shè)，表明礦山地質(zhì)環(huán)境治理不僅僅限定于礦山開采活動范圍內(nèi)，還包括礦山周邊所有可能造成破環(huán)的地質(zhì)單元。因礦山生產(chǎn)活動形成的排土場、尾礦庫、露天采坑等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地，經(jīng)過一系列工程及生物措施，可有效緩解生態(tài)環(huán)境壓力，維持地區(qū)生態(tài)平衡。對已遭到破壞的土地進行復(fù)墾造田、綠化植被，加大土地利用效率，使社會經(jīng)濟效益最大化。