何家寶，汪定圣

（安徽省地質環(huán)境監(jiān)測總站，安徽合肥 23001）

0 引言

近年來，根據國家對生態(tài)環(huán)境建設要求，各地方政府積極推進廢棄礦山、政策性關閉礦山生態(tài)環(huán)境治理工作，效果明顯，改善了當地生態(tài)環(huán)境。生產礦山企業(yè)按礦山地質環(huán)境保護與土地復墾方案要求，邊開采、邊治理，待礦山閉坑，礦山地質環(huán)境治理工作同步完成，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境得到修復。但也存在少數礦山，因各種因素影響，礦山閉坑時，礦山地質環(huán)境治理工作沒有完成，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境沒有得到修復。根據《礦山地質環(huán)境保護規(guī)定（國土資源部44號令）》和《安徽省地質環(huán)境保護條例》相關要求，按照“誰開發(fā)、誰保護；誰破壞、誰治理”的原則，原采礦權人要對該閉坑礦山開展地質環(huán)境治理，以修復礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。下面以蕭縣某水泥用石灰?guī)r礦閉坑礦山的地質環(huán)境治理為例，說明露天閉坑礦山地質環(huán)境治理成效。

1 閉坑礦山基本情況

露采閉坑礦山位于淮北平原北部，安徽省蕭縣境內。屬于暖溫帶半濕潤季風氣候區(qū)，氣候溫和，四季分明，年平均降水量810mm 左右?，F狀地面標高39.84～197.34m，地形起伏較大，地貌類型為構造剝蝕溶蝕高丘及礦山開采形成的人工露天采場。礦區(qū)地層為奧陶系下統馬家溝組（O1m）薄—中厚層狀灰?guī)r、白云質灰?guī)r、白云巖，并出露有數個近南北向燕山晚期閃長玢巖。礦區(qū)位于蕭縣皇藏峪復式背斜的牛頭山向斜西翼，發(fā)育1 條走向約25°、傾向南東的逆斷層。礦區(qū)內地表水體不發(fā)育，僅見順坡向短、小、淺的沖溝。地下水主要有裸露型碳酸鹽巖類裂隙巖溶水和裸露型基巖裂隙水兩種類型。

該礦山于2011年正式開采，2018年因資源枯竭停采。經過多年開采，露天礦山開采對自然生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞，現狀已形成1個露天采場、2條進礦道路、多個料堆。露天采場大致呈南北走向，最長約680m，最短約285m，開采面積約19.3033hm2，礦山破壞面積19.30hm2。

2 閉坑礦山地質環(huán)境問題

2.1 采礦活動形成地質災害隱患

礦區(qū)內地層產狀為292°∠26°，節(jié)理裂隙較發(fā)育，產狀分別為50°∠37°、90°∠26°、290°∠45°、132°∠26°。因長期的礦山開采活動，已大致形成5個大小不等開采臺階，臺階 分別標高+69.64～+73.18m、+83.99～+88.32m、+98.11～+103.88m、+116.61～+105.22m、+127.71～+135.61m平臺，各平臺之間有陡坎連接或自然緩坡連接，單級采場邊坡高度最大達65m，邊坡角50°～80°，部分邊坡角近似直立。根據礦山邊坡的坡向、坡度、高度、結構特征等分為不同邊坡段，對各段邊坡采用赤平投影的方法進行穩(wěn)定性分析，邊坡穩(wěn)定性為基本穩(wěn)定—穩(wěn)定性差，存在崩塌、滑塌地質災害的可能。

據現狀調查，現狀邊坡因爆破開采、節(jié)理裂隙、層面及坡面等多重結構的影響，坡體巖石破碎，坡面上留有大量的浮石、懸石和危巖體，規(guī)模0.5～300m3不等，存在嚴重的崩塌、滑坡地質災害隱患，對周邊人類活動構成極大的安全威脅。

2.2 采礦活動嚴重破壞自然景觀和地貌景觀

礦山開采對礦區(qū)地貌景觀和生態(tài)環(huán)境破壞較大，原本地勢平緩的山丘，由于礦山持續(xù)開采，礦區(qū)內形成了多個大小不一、高差較大的采坑及孤立殘丘和高陡邊坡。在礦區(qū)南側形成“凹陷”開采，最低開采標高39.84m；在采坑周圍形成了峭壁，壁面巖石破碎，造成環(huán)境視覺污染，對生態(tài)環(huán)境、地貌景觀造成了嚴重的破壞，并形成嚴重的視覺污染。

2.3 采礦活動嚴重破壞了土地、植被資源

礦山原土地類型為裸地（127）、采礦用地（204）、有林地（031），長期的礦山開采對礦區(qū)土地、植被資源破壞嚴重，已經累計損毀土地面積約19.30hm2，其中挖損破壞土地面積約17.15hm2，壓占土地面積約2.15hm2。

3 閉坑礦山地質環(huán)境治理工程方案

3.1 治理工程分區(qū)原則及分區(qū)

堅持“以人為本、因地制宜、經濟合理、綜合利用”的原則，結合土地利用總體規(guī)劃，確定礦山地質環(huán)境治理思路為“消除地質災害安全隱患，改善礦山生態(tài)環(huán)境，修復損毀的地質環(huán)境與土地，恢復土地的可利用性，保障礦山周邊人民的生命財產安全，保護自然資源”。根據礦山開采現狀，分為11個治理區(qū)（詳見圖1、圖2 和表1）。主要治理工程有：邊坡治理工程、綠化工程、養(yǎng)護工程、監(jiān)測工程。

圖1 治理分區(qū)平面示意圖Figure 1. Sketch of treatment zoning plan

圖2 治理工程剖面示意圖Figure 2. Sketch of treatment engineering section

3.2 分項工程治理

3.2.1 邊坡治理工程

（1）SNS主動防護網工程。⑥區(qū)邊坡由于構造影響，巖體破碎、風化強烈，危巖體難以一次根除，在完成浮石、懸石清理后，在噴播前設置SNS主動防護網，對危巖體進行主動固定，防止掉落（詳見A-A'工程剖面圖）。

主動防護網采用“縱橫交錯的Φ16橫向支撐繩和Φ12縱向支撐繩4.5m×4.5m正方形模式(邊沿局部根據需要有時為4.5m×2.5m）網格內鋪設一張DO/08/300/44m×2m型鋼絲繩網，鋼繩網下鋪設小網孔SO/2.2/50型格柵網”；主錨桿采用Φ16 鋼繩錨桿或Φ16 鋼筋錨桿，長度不小于3.0m，孔徑Φ90mm，孔內注入M25砂漿或水灰比0.50的水泥漿，水泥級別不低于42.5級。

（2）應力錨桿+橫梁工程。⑤區(qū)邊坡巖體完整性好，但底部已懸空掉落，受自身重力影響，在雨、雪、冰等自然氣候因素影響下該巖體易沿軟弱面（層面隱蔽節(jié)理）發(fā)生順層滑坡。采用“預應力錨桿（錨桿間距縱向×垂向＝2.0m×2.0m，錨桿長度9m、直徑110mm、傾角20°，孔內注入M25 砂漿或級別不低于42.5 級的水泥漿）+橫梁（橫梁間距2m、伸縮縫間距不超過10m，橫梁斷面0.25m×0.25m，橫梁配筋主筋5Φ22HRB400、箍筋Φ10@200HPB235）工程”，加固該段邊坡(詳見B-B'工程剖面圖)。

3.2.2 綠化工程

根據“因地制宜”的原則對露天采坑宕口邊坡坡頂、坡腳、平臺以及斜坡進行綠化，恢復生態(tài)環(huán)境。邊坡及平臺采用“高次團粒噴播技術”進行綠化，底盤及原始地形區(qū)采用“宕穴+覆土”種植喬灌木及撒播草籽進行綠化。

表1 治理分區(qū)說明表Table 1. Instructions of treatment zoning

（1）邊坡高次團粒噴播綠化：③、④、⑤和⑥區(qū)邊坡坡度70°～80°，局部巖性破碎，一般復綠方案難以實施，因此采用高次團粒噴播綠化（圖3）。其原理是人工制造出一個最適于植物生長的土壤培養(yǎng)基（含底基層和種子層），人工土壤類似于“蜂巢”的團粒結構，既有保水性、保肥性，又有透水性、透氣性，還能有效抵抗雨蝕和風蝕，防止水土流失。

圖3 高次團粒噴播綠化施工斷面示意圖Figure 3. Construction section sketch of high-order pellet spray seeding

（2）底盤及原始地形區(qū)采用“宕穴+覆土”種植喬灌木及撒播草籽綠化：①、⑦和⑧區(qū)底盤便于機械施工，采用“宕穴開挖覆土種植喬灌木+全覆土（20cm）撒播草籽”進行復綠；②和⑨區(qū)底盤采用“全覆土（20cm）撒播草籽”進行復綠；⑩和○1區(qū)采用“宕穴開挖覆土種植喬灌木”進行補充綠化。

宕穴規(guī)格喬木為1.0m（長）×1.0m（寬）×1.0m（深），灌木為0.6m（長）×0.6m（寬）×0.6m（深），按種植間距3.0m×3.0m 布置。喬木設計為紅葉石楠、欒樹、刺柏等，苗高≮1.5m，地徑≮4cm；灌木設計為刺籬；草籽種類設計為胡枝子、狗牙根等。

3.2.3 養(yǎng)護工程

為保證邊坡、底盤喬灌木、草籽的存活和邊坡植被的生長，需制定合理、規(guī)范、科學的養(yǎng)護管理措施。養(yǎng)護包括灌溉、施肥、病蟲害防治、基質修補、補噴、間苗、苗木補栽等工作。

（1）水源工程。礦區(qū)內及周邊地區(qū)無地表水體分布，采用灑水車拉水進行養(yǎng)護成本高，且難以持久；擬采用“開采巖溶地下水+收集地表雨水”為復墾區(qū)綠化提供供水水源。地表雨水收集方式為沿邊坡坡腳設置截排水溝（規(guī)格為寬40cm×高30cm，水泥砂漿抹面）+底盤低洼處設置蓄水池（為圓形，直徑4.2m，高4m，鋼筋混凝土結構，壁厚0.1m）。

（2）澆灌工程。底盤區(qū)擬通過灑水車+人工方式對喬、灌、草進行養(yǎng)護；邊坡通過“修建高位水池（為圓形，直徑4.2m，高4m，鋼筋混凝土結構，壁厚0.1m）+設置微灌管網（干管+支管+滴灌帶+閥門+壓力調節(jié)器等組成）自動噴灑”對高次團粒噴播植被進行養(yǎng)護。

3.2.4 監(jiān)測工程

通過開展礦山地質環(huán)境監(jiān)測，及時掌握礦區(qū)邊坡穩(wěn)定情況和植被復綠效果情況，確保礦山地質環(huán)境治理的實施能得到較好的效果。設置邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測點7個，每半月觀測1次，雨季半月2次；設置植被監(jiān)測點3個，每月觀測1次，雨季半月1次。監(jiān)測工作時間為礦山地質環(huán)境治理工程建設期結束后3年。

4 治理后效果分析

該礦山于2019年11 月按方案完成治理工程，于2020年通過專家驗收正式閉坑。該礦山通過地質環(huán)境治理工程實施，有效消除崩塌等地質災害安全隱患，保障礦區(qū)周邊居民的生命財產安全。通過對裸露邊坡坡面的綠化治理，有效改善礦區(qū)的景觀環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，消除視覺污染（詳見圖4 和圖5）。通過對底盤區(qū)場地平整覆土植樹，提高了土地利用率，調整了土地利用結構，使環(huán)境與經濟發(fā)展走上良性循環(huán)的道路。

圖4 閉坑礦山治理前底盤及邊坡局部照片Figure 4. Local photos of the grounds and slopes of the closed open-pit mine before treatment

圖5 閉坑礦山治理過程中全景照片Figure 5. Full view of the closed open-pit mine in the process of treatment

5 結語

該礦山閉坑時高陡邊坡存在崩塌、滑坡地質災害隱患，底盤高低不平且基巖裸露、植被損毀嚴重。治理工程充分運用“設置SNS主動防護網、應力錨桿+橫梁工程、高次團粒噴播進行綠化”技術特點，結合不同類型邊坡，因地制宜進行邊坡及平臺進行治理、復綠。底盤區(qū)實施“宕穴+覆土”種植喬灌木及撒播草籽綠化工程，使因礦山開采破壞土地資源得到修復。該閉坑礦山地質環(huán)境治理，是在年降水量偏少（年平均降水量810mm 左右）的皖北地區(qū)，礦山地質環(huán)境、生態(tài)環(huán)境修復模式和采取治理方法上進行有益探索和實踐，為皖北地區(qū)露天開采礦山地質環(huán)境治理工作提供較好借鑒作用。