李 鑫

(中煤西安設計工程有限責任公司，陜西 西安 710000)

0 引言

隨著城市化進程高速發(fā)展，基礎設施建設對石料的需求大幅提高。長期以來，采石場長期粗放發(fā)展后，引起的一系列礦山地質(zhì)環(huán)境問題，已經(jīng)成為制約城市的因素。在近年來當?shù)卣_展采石場專項整治行動中，規(guī)定“在主要交通干線沿線可視范圍內(nèi)、河流兩側(cè)以及迎坡面一律不得設置采石場?！庇芰值貐^(qū)每個縣采石場一般保留2個～3個[1]，因此黃河西岸沿黃公路一側(cè)大量地下開采的采石場都面臨著關停后，開展采石場地質(zhì)環(huán)境綜合治理的問題。

1 榆林某廢棄采石場基本情況

1.1 礦區(qū)基本情況

榆林某采石場始建于2005年以前，原設計生產(chǎn)規(guī)模3萬t/年，采用地下開采，斜坡道無軌開拓運輸方案，淺孔房柱采礦方法。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，井下以掘進巷道形式回采礦石，井下未形成礦房，現(xiàn)已形成1，2，3，4，5及6號平硐口，硐口均布置在黃河西側(cè)沿黃公路附近。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，部分分支巷道地段已出礦區(qū)范圍，位于相鄰采石場范圍內(nèi)。2015至今，礦山處于停采階段，目前開采的礦石全部運走，無積存。

1.2 礦區(qū)地形地貌

礦山屬于黃土高原黃河峽谷丘陵區(qū)，溝壑縱橫，溝谷兩側(cè)基巖裸露，植被稀少，在地表徑流的沖刷下，侵蝕溝谷發(fā)育，谷下而坡陡，水土流失較嚴重?？傮w地勢西南高，東北低，最大高程約935 m，最低約820 m，相對最大高差約115 m。

1.3 礦區(qū)地層巖性

礦區(qū)內(nèi)出露地層由中奧陶統(tǒng)、中上石炭統(tǒng)和第四系組成，自下而上分別為：

1)中統(tǒng)馬家溝組上部(O2m)。分布在黃河沿岸，以灰色、淺灰色灰?guī)r為主，與白云巖互層。

2)石炭系上統(tǒng)太原組(C3t)。為灰白色中粗粒石英砂巖或長石石英砂巖，局部為細砂巖。

3)新近系上新統(tǒng)靜樂組(N2j)。為深紅色亞黏土，局部地段底部見薄層粉砂巖。

4)第四系(Q4)。第四系形成大面積覆蓋，形成于基巖之上，局部含少量礫石和粗砂。

1.4 土壤

1)黃綿土:是本區(qū)最主要的地面物質(zhì)。土壤質(zhì)地主要為沙壤土，有機層，厚度10 cm～30 cm，全區(qū)坡面廣泛分布。

2)紅土：土質(zhì)較硬，易流失，不耐干旱，土粒粘結較密，通氣不好。主要區(qū)內(nèi)分布于溝谷，地形切割強烈出露。

3)風沙土：分布在項目區(qū)梁面低凹處和背風坡上。風沙土結構松散，土粒維持性差，質(zhì)地為中、細砂，肥力極低。

2 本案例綜合治理的重點與難點

2.1 崩塌及崩塌隱患

地貌單元屬典型黃河峽谷丘陵區(qū)，地表因長期受沖刷與侵蝕，坡陡壁峭，由于開挖坡腳，基巖出露，斜坡上可見零星小碎石塊、孤石、危巖體等重力作用地質(zhì)災害。崩塌隱患體坡面總體呈折線型，上緩下陡，上部坡度約40°～50°，坡腳近似直立，坡體上覆第四系全新統(tǒng)殘坡積物。礦山道路、斜井場地、工業(yè)場地等均遭受巖質(zhì)崩塌及其隱患的威脅。

2.2 采空區(qū)變形

榆林地區(qū)沿黃公路沿線地下采石場開采方式多為地下淺孔房柱法開采，保護礦柱留設比例超過70%，礦體頂板白云巖單軸飽和抗壓強度平均36.66 MPa，力學性質(zhì)強度高，因此采空區(qū)短期內(nèi)不會發(fā)生變形，但隨著采空區(qū)的增加，地壓的增大，巖石移動范圍區(qū)域?qū)鸩綌U大，因此采空區(qū)引發(fā)地面變形將會持續(xù)相當長一段時間。沿黃公路從礦區(qū)內(nèi)通過，采空區(qū)地面變形會對公路造成影響。

2.3 地形地貌破壞

開挖礦山形成陡邊坡，切坡高度約3 m～10 m，基巖裸露，礦山石料的堆放使得植被破壞。原有地形地貌景觀遭到破壞，地形中斷，改變了原始溝谷地貌，與周邊地形地貌不相協(xié)調(diào)。

2.4 土地資源破壞

既有礦山公路、工業(yè)場地、選礦場等已損毀及擬損毀土地總面積30 000 m2，損毀類型為壓占及占用損毀，損毀程度均達到“重度損毀”，其中損毀耕地450 m2，占用林地500 m2，高附加值土地占到30%以上。

2.5 綜合治理經(jīng)費不足

采石場以往沒有編制礦山地質(zhì)環(huán)境恢復治理方案，亦沒有履行繳納礦山環(huán)境治理保證金的義務，目前礦山綜合治理經(jīng)費難以得到保證。按照《陜西省礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復與土地復墾基金實施辦法》(陜國土資發(fā)[2018]92號)文計算，當?shù)貜U棄采石場綜合治理噸礦石投資不足0.5元，此費用尚難以滿足老舊礦山的全面綜合治理要求。

3 采石場綜合治理設計方案

3.1 開發(fā)利用方案設計與礦山環(huán)境綜合治理設計結合

通過將采石場開發(fā)利用方案與礦山環(huán)境綜合治理設計相結合，重新選址工業(yè)場地及設計采煤工藝，礦山生產(chǎn)規(guī)模由3萬t/年提高到20萬t/年，完全滿足了黃河沿線開采采石場的環(huán)保規(guī)定，企業(yè)盈利能力提升，治理資金得到保證。

3.2 地質(zhì)災害治理設計

針對既有平硐口上部存在危巖體，由于坡體直立，且受沿黃公路所限，不具備放坡條件。設計對平硐口封堵后，清理上部危巖體及碎石，采用主動防護網(wǎng)+噴漿對巖體表面進行坡面防護。巖體上部土方厚度一般在1 m～2 m，按1∶1斜率削坡后，與原始地形線自然銜接；對于局部土方較厚處，削坡后亦采用主動防護網(wǎng)+噴漿進行防護。

對于工業(yè)場地邊坡存在危巖體，邊坡坡度一般在40°～50°之間，設計采用客土噴播技術。將植物種子與植被生長所需的有機物、草炭土、保水劑、粘合劑等多種客土添加劑用水攪拌均勻，并結合固網(wǎng)技術，均勻的噴播在巖壁上[2]。2017年以來，陜北地區(qū)年降雨量在500 mm左右，林、草成活率逐步提高，該方法已在露天采石場邊坡中得到廣泛應用。

針對礦山采空區(qū)上沿黃公路，設計用矸石進行回填。結合采礦方法、采空區(qū)特征，布置沉降監(jiān)測控制網(wǎng)，根據(jù)監(jiān)測結果，采取針對性的治理措施。

3.3 土地復墾

因地制宜，對于老工業(yè)場地、選礦廠等復墾后具有較高的土地利用價值，設計將新工業(yè)場地內(nèi)覆土用于老工業(yè)場地的土地復墾。土地復墾區(qū)域，如靠近居民集中區(qū)，可復墾為耕地，交由村民使用；如土地復墾遠離居民區(qū)，可復墾為林地，土方不平衡時，亦可復墾為草地。對于既有道路和新建道路，今后不再進行復墾，可作為村民出入道路使用。

3.4 生態(tài)復綠

針對沿黃公路沿線已封閉平硐口，設計進行立面復墾，坡腳種植2年生爬山虎，爬滿整個坡面，成熟后，視覺效果極佳。對于直接傾倒于平硐口外側(cè)邊坡、階地上棄渣進行清理，進行植被復綠工作，種植馬尾松、小柏樹、長芒草、沙棘等，做好林、草地養(yǎng)護工作，對于受損植被進行補種，恢復生態(tài)平衡。

3.5 治理效果評價

通過本次綜合治理設計，不僅延續(xù)了礦山使用壽命，保護了礦山資源，滿足了黃河沿岸生態(tài)環(huán)境保護的要求，也解決礦山治理責任，治理資金等問題。

4 對本地區(qū)地下開采的采石場治理建議

4.1 統(tǒng)籌規(guī)劃、宏觀布局

本地區(qū)采石場歷史遺留問題多，包括礦山手續(xù)不完善，地質(zhì)環(huán)境破壞嚴重，土地復墾較困難。近年來隨著砂、石需求量驟減，或因環(huán)保要求，大量礦山相繼關停。如果僅從地質(zhì)災害、土地復墾、水土流失等單方面設計考慮，礦山治理面臨著很多政策和資金上的困難。建議類似礦山治理必須與當?shù)爻鞘邪l(fā)展總體規(guī)劃、礦產(chǎn)資源規(guī)劃、土地規(guī)劃等相結合。榆林地區(qū)煤炭采/探礦權眾多，采石場礦權與煤炭采/探礦權可能重合，要同時考慮煤礦采空區(qū)對采石場開采的影響。本案例中通過政府部門介入，將礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、礦山地質(zhì)環(huán)境保護與土地復墾同步進行，并納入地區(qū)礦產(chǎn)資源5年規(guī)劃，不僅減輕了企業(yè)負擔，開發(fā)了礦山發(fā)展?jié)摿Γ覝p輕了企業(yè)負擔，保護了生態(tài)環(huán)境，完全符合綠色礦山發(fā)展理念。

4.2 綜合治理要因地制宜

由于地下開采采石場年產(chǎn)量不大，能夠投入的綜合治理費用相對有限，同時考慮到沿黃公路的使用安全和黃河沿線生態(tài)環(huán)保要求，因此綜合治理設計方案應具有經(jīng)濟上合理、技術上可行、使用上安全、生態(tài)環(huán)境價值提升等多重屬性。大量土石方工程應慎重使用，地質(zhì)災害設計充分考慮巖體的自穩(wěn)能力，坡面防護以柔性防護為主，減少大量鋼筋混凝土工程；土地復墾要多征求當?shù)卮迕褚庖?，盡量提升土地類別，在確保耕地恢復的前提下，其他損毀土地原地類恢復即可。生態(tài)恢復遵循自然恢復為主的原則，選擇當?shù)胤植紡V，成活率高的物種，避免不合時宜的大型樹種，治理效果自然協(xié)調(diào)。

4.3 土地開發(fā)利用的可能性

按照國家相關土地政策，復墾建設用地可用于置換其他建設項目或進入土地拍賣市場拍賣。例如浙江湖州市針對仁皇山廢棄采石場，通過土地復墾，土地市場價值達到2億元人民幣[3]，土地治理后收益明顯。

在榆林風積沙山區(qū)，土地資源相對匱乏，通過土地開發(fā)利用，被損毀土地依然具備著倉儲、景觀、養(yǎng)育等多種功能，但在本地區(qū)的適用性還需做進一步研究。

5 結語

按照生態(tài)文明建設的要求，采石場礦山綜合治理矛盾越來越突出，近年來也越來越受到重視。傳統(tǒng)的“挖、填、削”等簡單粗暴的治理手段已經(jīng)難以適應綠色礦山的發(fā)展理念，也不能搞全部采用生態(tài)復綠等大投入的工程，要因地制宜，尊重自然，將礦山治理和開發(fā)作為自然的一部分。希望本案例能為本地區(qū)地下采石場的治理提供借鑒意義。