姚世廳，夏相驊，農(nóng)東靈

（北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)總公司，北京 100050）

目前，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，礦產(chǎn)資源在我國(guó)發(fā)展中占重要地位，但礦產(chǎn)資源因人類的過度開采和不正確的開采方式對(duì)賴以生存的環(huán)境造成了破壞。河北省位于華北東部，毗鄰京津，是我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)礦石材料的主要開采地[1]。近年來，隨著礦石的無序開采，礦石工藝的簡(jiǎn)單化、礦石開采的環(huán)境評(píng)估缺乏，對(duì)環(huán)境效應(yīng)造成了惡劣的影響，與此同時(shí)，對(duì)地形地貌、地下水及地表水、植被等都造成了很嚴(yán)重的傷害。在一定程度上限制了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的持續(xù)化發(fā)展，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，對(duì)露天采礦山的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的治理方案，以實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)礦產(chǎn)、資源、人文環(huán)境、生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)的同步健康發(fā)展[2]。

1 工程概述

某礦區(qū)地處太行山北段的中-低山丘陵區(qū)，河北省保定市西北部，太行山、恒山、燕山三山交匯處。最高海拔約1400m，平均海拔1000m左右，境內(nèi)群山起伏，溝谷縱橫，整個(gè)地勢(shì)西北高，東南低，植被發(fā)育一般，缺水，無常年性流水。采礦區(qū)凌亂開采、有臺(tái)階削石、有直接開采采坑，巖石大多處于裸露狀態(tài)，經(jīng)調(diào)查，現(xiàn)狀主要是開采遺留大量采面、碎石渣堆、傾倒渣坡以及開采裸露平臺(tái)等，治理區(qū)總面積總約3.5km2。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 氣象和水文

項(xiàng)目區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，大陸性季風(fēng)氣候特點(diǎn)顯著，四季分明。冬季寒冷干燥，盛行西北風(fēng)；夏季雨量集中，盛行東南風(fēng)；春季干燥多風(fēng)，秋季涼爽少雨。

治理區(qū)多年平均降水量551mm，多集中在7、8月份，占全年降雨量60%～70%。七月下旬至八月上旬為暴雨期，最大日降雨量99.3mm（1978年7月27日）。淶源全年除6-8月為東南風(fēng)外，其他各月為西北風(fēng)，年均風(fēng)速6.8m/s，年均無霜期為160天左右，最長(zhǎng)年份為178天，最短年份為136天。最大凍土深度為1.3m。

2.2 地形地貌

治理區(qū)地處太行山北段，縣內(nèi)地形一般海拔標(biāo)高800m～1400m。境內(nèi)群山起伏，溝谷縱橫。整個(gè)地勢(shì)西北高，東南低。從東北到西南，分布有東團(tuán)堡、淶源、走馬驛三個(gè)盆地，全縣半數(shù)以上的土地集中在盆地?？v觀全縣境內(nèi)山嶺、溝谷、盆地相間，地形復(fù)雜，植被發(fā)育較好。

2.3 地層巖性

本次治理區(qū)位于河北保定南部低山區(qū)，屬山西臺(tái)背斜火成巖-變質(zhì)巖區(qū)。山脈走向呈北東向，頂呈渾圓狀，堆度平，沖溝切割不深，多有“U”形谷，巖石風(fēng)化嚴(yán)重，基巖裸露較少，植被覆蓋較差，部分地區(qū)山頂脊?fàn)?，溝谷切割較深，多有箱形谷，山體標(biāo)高500m～800m。

該區(qū)海拔較低，絕大部分在400m～1100m。巖石以細(xì)-中粒閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、石英正長(zhǎng)巖；中-粗粒花崗巖、斑狀花崗巖、斑狀花崗閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖為主。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造

河北保定區(qū)域范圍內(nèi)大的地質(zhì)構(gòu)造單元屬新華系太行山一級(jí)隆起帶的構(gòu)造組成部分?？h內(nèi)區(qū)域構(gòu)造東部屬大海坨-王安鎮(zhèn)構(gòu)造巖漿巖帶，西南部為阜平淶源復(fù)背斜的傾沒端，西北和北部為團(tuán)圓向斜的構(gòu)造部分。

治理區(qū)區(qū)域范圍內(nèi)經(jīng)過多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，但燕山運(yùn)動(dòng)形成的褶皺、斷裂等構(gòu)造形成了本縣主要構(gòu)造骨架。區(qū)內(nèi)上太古界褶皺、斷裂主要為阜平期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，五臺(tái)期和呂梁期褶皺和斷裂在縣內(nèi)不發(fā)育。阜平期褶皺和斷裂位于縣南部、西南部古老變質(zhì)巖中，自東向西由近東西向轉(zhuǎn)為北西向。斷裂多為北40°～80°西向正斷層和平推斷層，與褶皺緊密伴生且方向一致。中生界燕山期地殼活動(dòng)劇烈，老的構(gòu)造重新活動(dòng)又形成了巨大的北北東向大斷裂。

2.5 水文地質(zhì)背景

治理區(qū)地下水除賦存在松散巖層中外，主要存在于基巖裂隙中。該區(qū)由元古界變質(zhì)巖和燕山期花崗巖體構(gòu)成。由于后期構(gòu)造變動(dòng)及風(fēng)化作用的影響，形成了厚約30m的風(fēng)化殼裂隙水區(qū)。地下水富集受地形地貌控制，特點(diǎn)是埋藏淺，埋深一般小于5m，富水性均勻，但富水程度弱。

3 主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題

據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，保定市礦產(chǎn)開發(fā)以露天開采非金屬礦及鐵礦為主，其最主要的礦山地質(zhì)環(huán)境問題是破損山體及露天采坑，主要表現(xiàn)對(duì)原有地形地貌造成很大破壞并占用大量土地，留下較多采石陡崖、采石平臺(tái)、廢渣堆、殘存山體、不穩(wěn)定邊坡等，形成大量的。采石陡崖和采石平臺(tái)[3-5]。尤其是在主要交通沿線可視范圍內(nèi)的露天開采，造成的視覺污染和環(huán)境污染不僅嚴(yán)重影響保定市的對(duì)外形象，而且極大地阻礙了旅游業(yè)的發(fā)展[6-8]。

3.1 地形地貌景觀破壞

項(xiàng)目區(qū)周圍原為自然山體，一到春夏秋季呈現(xiàn)一片和諧生態(tài)景觀，然而由于礦山的開采，導(dǎo)致邊坡裸露、廢渣雜亂堆積，區(qū)內(nèi)及周邊受擾動(dòng)山體植被皆被破壞殆盡。廢棄井口、道路切坡巖面裸露，與周邊植被生長(zhǎng)茂盛的山區(qū)綠色生態(tài)環(huán)境極不協(xié)調(diào)，尤其是榮烏高速、在建淶曲高速和S241省道兩側(cè)的礦山開采，導(dǎo)致了沿線不斷出現(xiàn)“青山掛白”的現(xiàn)象，即破壞了自然地貌景觀，影響生態(tài)環(huán)境，又損害了淶源縣的對(duì)外形象（圖1）。由于早期開采的不規(guī)范，造成現(xiàn)狀礦區(qū)現(xiàn)狀存有大量植被破壞、巖壁裸露的邊坡及直立采面，地貌景觀遭受嚴(yán)重破壞面積0.24km2。

圖1 地形地貌景觀破壞

3.2 土地資源占?jí)号c損壞

礦山占用及破壞土地資源是一個(gè)全球性的地質(zhì)環(huán)境問題，幾乎每一處礦山都不同程度的存在著各類固體廢棄物占用及破壞土地資源問題，因采礦引發(fā)的滑坡、泥石流及崩塌等礦山地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害對(duì)土地資源也造成了嚴(yán)重的破壞，也對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的破壞[9]。項(xiàng)目區(qū)土地資源占?jí)褐饕憩F(xiàn)在尾礦的排放、采石場(chǎng)開采的廢渣，形成的渣坡、渣堆及平臺(tái)等，圖2。土地資源占?jí)号c損毀破壞面積0.28km2。

圖2 地形地貌景觀破壞

4 工程治理原則

（1）恢復(fù)治理與河北地質(zhì)環(huán)境規(guī)劃相結(jié)合的原則。礦山開采破壞了原有的自然環(huán)境和植被，本次礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目的實(shí)施與治理區(qū)旅游和保護(hù)區(qū)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、城市建設(shè)規(guī)劃及十三五規(guī)劃相結(jié)合，盡可能為當(dāng)?shù)卣笃诎l(fā)展提供服務(wù)。

（2）整體規(guī)劃，分期治理，遠(yuǎn)期治理效果與近期治理效果兼顧的原則

（3）礦山地質(zhì)環(huán)境治理兼顧景觀的原則。本礦山環(huán)境治理方案本著因地制宜的原則，在距離公路及村莊較近的項(xiàng)目區(qū)，適當(dāng)考慮后期景觀效果，以利于收獲較好的社會(huì)效益。

（4）技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的原則。本礦山環(huán)境治理方案本著技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的原則，以利于獲得較好的治理效果。

5 治理措施

本次治理區(qū)治理方案結(jié)合當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)規(guī)劃，根據(jù)治理區(qū)所處位置，針對(duì)礦山現(xiàn)狀存在的地質(zhì)環(huán)境問題，擬通過適宜的削坡和地形地貌整飾后，輔以必要的擋墻工程及截排水工程，保證削坡坡腳及回填邊坡的穩(wěn)定性及整個(gè)治理區(qū)雨季的疏排水，而后布置綠化工程恢復(fù)治理區(qū)生態(tài)。

5.1 土石方工程

5.1.1 削坡工程

（1）按設(shè)計(jì)平臺(tái)高度與坡率，自高向低依次施工，開挖回填土石采取就近平衡原則；

（2）高挖低填，以機(jī)械挖填為主，人工輔助；

（3）不同土填筑時(shí)，按土類有規(guī)則的分層鋪填，透水性大的土層置于透水性較小的土層之下，不得混雜使用，邊坡不得用透水性較小的土封閉，以利水分排除，避免在填方內(nèi)形成水囊。

5.1.2 場(chǎng)地平整工程

平臺(tái)整治對(duì)象主要為項(xiàng)目?jī)?nèi)的采礦平臺(tái)、渣堆及殘山，基于方便施工和充分恢復(fù)可利用土地資源的原則，對(duì)治理區(qū)內(nèi)不同時(shí)期形成的采礦平臺(tái)進(jìn)行最大程度的整合。

圖3 石籠擋墻（1m左，2m右）斷面設(shè)計(jì)圖（單位：cm）

治理區(qū)內(nèi)在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下盡量減少土石方的開挖，僅對(duì)治理區(qū)少量殘山及渣坡進(jìn)行清除，主要工程為對(duì)原有的采礦平臺(tái)進(jìn)行場(chǎng)地平整，并拆除治理區(qū)內(nèi)原有的建（構(gòu)）筑物。

5.2 擋墻工程

為保證地形整理后平臺(tái)邊緣坡腳的穩(wěn)定，在達(dá)到治理目的的同時(shí)保證治理效果的美觀，同時(shí)為防止治理后的平臺(tái)產(chǎn)生不均勻沉降使擋墻損壞，在平臺(tái)與邊坡銜接處設(shè)置高1m石籠擋墻，在某些邊坡坡腳處設(shè)置高2m石籠擋墻。石籠網(wǎng)箱尺寸：長(zhǎng)×寬×高=3m×1m×1m，墻背直立，墻寬1.0m，高為1.0m或2.0m，入土深度0.2m或0.5m，兩層石籠網(wǎng)箱階梯狀設(shè)置，上下層石籠網(wǎng)箱搭接位置錯(cuò)開0.2m（圖3）。

5.3 綠化工程

治理區(qū)地形整治后，對(duì)設(shè)計(jì)平臺(tái)、邊坡及緩坡布置綠化工程，恢復(fù)綠色生態(tài)。本次綠化工程設(shè)計(jì)主要選用的的苗木種類為本土樹種以及周邊已有植物種類，適宜生長(zhǎng)并且能保證較好的成活率。本次綠化工程設(shè)計(jì)主要選取喬木樹種為臭椿，灌木類選取荊條，坡腳攀緣類植物主要選用地錦。

5.4 排水工程

排水溝PSG1采用梯形斷面，底寬0.50m，開口寬0.92m，有效深度0.7m，壁厚及底厚0.4m；在排水溝基底設(shè)有0.1m厚C15混凝土墊層，墊層超出排水溝底兩側(cè)各0.1m，采用M10砂漿、MU30塊石砌筑，外露面用1：3水泥砂漿抹面20mm。

排水溝每隔10m設(shè)置一條變形縫，縫寬20mm，自溝頂做到基底，縫內(nèi)塞填瀝青防滲棉麻材料。排水溝設(shè)計(jì)斷面見圖4。

6 結(jié)論及建議

（1）該治理區(qū)是在詳細(xì)的地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工，確保裸露巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定的基礎(chǔ)上來完成，復(fù)綠后達(dá)到區(qū)域生態(tài)環(huán)境相融合的效果，該工程在廢棄礦山的裸露巖面及邊坡的治理中，技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，達(dá)到人與自然環(huán)境和諧的功能化要求。

（2）通過廢棄礦山修復(fù)與治理，降低了廢棄礦山帶來的地質(zhì)災(zāi)害、土壤、水及空氣等環(huán)境污染，基本改善了當(dāng)?shù)鼐用竦纳钯|(zhì)量，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境的持續(xù)發(fā)展。

圖4 排水溝設(shè)計(jì)斷面圖

（3）積極開展礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理試點(diǎn)工作。選擇有代表性的破壞嚴(yán)重的廢棄礦山，作為礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理試點(diǎn)區(qū)，針對(duì)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用所造成的地質(zhì)環(huán)境破壞問題，開展礦山地質(zhì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)及恢復(fù)治理和生態(tài)建設(shè)系統(tǒng)工程，以可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)，發(fā)展綠色礦業(yè)，建立綠色礦業(yè)示范區(qū)。