王麗偉，閻 昆，楊延偉

(河南省資源環(huán)境調(diào)查一院，河南 鄭州 450000)

河南報莊鋁土礦為一生產(chǎn)礦山，開采方式以露天開采為主，地下開采為輔，生產(chǎn)規(guī)模為10×104t/a，開采標(biāo)高為+518.8～+420 m。礦床屬于沉積型鋁土礦，呈單層狀產(chǎn)出，且在鋁土礦體(層)的上下或中間多為似層狀或透鏡狀的黏土礦，其經(jīng)濟(jì)價值較高[1-3]。隨著資源開采的持續(xù)推進(jìn)，導(dǎo)致礦山出現(xiàn)不同程度的環(huán)境地質(zhì)問題，在“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保政策下，加強礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理，逐步走向可持續(xù)發(fā)展的道路是緩解礦產(chǎn)資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)之間矛盾的主要途徑[4]。因此，以報莊鋁土礦床為研究對象，分析其現(xiàn)存的礦山環(huán)境地質(zhì)問題，進(jìn)而提出相應(yīng)的治理恢復(fù)方案，為推動河南省綠色礦山發(fā)展提供參考。

1 礦山環(huán)境地質(zhì)問題

1.1 地質(zhì)災(zāi)害問題

礦區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害主要包括露天采坑不穩(wěn)定邊坡及排土場不穩(wěn)定邊坡形成的滑坡、崩塌災(zāi)害，對礦山生產(chǎn)影響較大。其中，露天采坑形成的不穩(wěn)定邊坡包括CK1～CK4邊坡，排土場形成的不穩(wěn)定邊坡包括PT1～PT3邊坡。

1)露天采坑不穩(wěn)定邊坡

CK1邊坡位于礦區(qū)西部，坑底有少量積水，采坑西部深約35 m，坡度為70(°)～80(°)，第四系和礫石層厚7～8 m(圖1a)，由南至北逐漸變厚，在強降雨或持續(xù)陰雨條件下，易發(fā)生邊坡失穩(wěn)，引發(fā)滑坡和崩塌災(zāi)害；CK2邊坡深約40 m，坡度70(°)～85(°)，第四系和礫石層厚約9 m(圖1b)，在強降雨和不可預(yù)見的地面震動條件下容易引起邊坡失穩(wěn)，引發(fā)滑坡和崩塌災(zāi)害；CK3邊坡東部坡度為70(°)～80(°)，坑深約45 m，第四系厚度由南至北逐漸變厚(見圖1c)，在強降雨和不可預(yù)見的地面震動條件下容易引起邊坡失穩(wěn)，引發(fā)滑坡和崩塌災(zāi)害[5]；CK4邊坡坑深約32 m，坡度60(°)～85(°)，東側(cè)近直立(見圖1d)，邊緣距東側(cè)房屋和道路僅5～8 m，在強降雨或持續(xù)陰雨條件下易發(fā)生邊坡失穩(wěn)，引發(fā)滑坡和崩塌災(zāi)害。

圖1 露天采坑不穩(wěn)定邊坡

2)排土場不穩(wěn)定邊坡

PT1邊坡位于礦區(qū)南部，邊坡高18～27 m，坡度65(°)，為渣土松山堆積，在強降雨條件下極易引發(fā)滑坡災(zāi)害(圖2)。

圖2 PT1排土場不穩(wěn)定邊坡

PT2邊坡位于CK2邊坡西北部和東部，大小形狀不一，坡高18～22 m，坡度40(°)～55(°)為渣土松散堆積，在強降雨和不良天氣下容易引發(fā)滑坡等災(zāi)害[6]；PT3邊坡位于CK3邊坡南部，坡高20～22 m，坡度45(°)～60(°)，為渣土松散不規(guī)則堆積，在強降雨和不良天氣下容易引發(fā)滑坡等災(zāi)害。

1.2 地形地貌景觀破壞問題

礦區(qū)鋁土礦資源開采以露天開采為主，導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)開采區(qū)域的地形地貌景觀全部被破壞，致使植被破壞、基巖裸露(圖1a、b)[7]，并形成形態(tài)不規(guī)則的采坑5處。根據(jù)采坑形態(tài)，礦區(qū)采坑均屬于緩坡型采坑，采坑底部較平坦或呈緩坡上升，采壁位于某一方位，整體呈開放狀。采坑場地內(nèi)一般基巖裸露，邊坡陡立。區(qū)內(nèi)遺留渣堆3處，形態(tài)體現(xiàn)上也存在兩類：①圓臺體形，渣堆在緩坡上逐漸堆高，頂部形成平臺(圖3a)；②坡面形，廢渣順坡堆放，形成渣坡(圖3b)。

圖3 礦區(qū)內(nèi)遺留渣堆

1.3 土地資源破壞問題

礦區(qū)鋁土礦資源開采對土地資源的破壞主要表現(xiàn)為礦產(chǎn)開采將上覆巖層和表土剝離后形成廢棄采坑，進(jìn)而造成土地資源毀損，以及開挖產(chǎn)生的廢棄礦渣隨意堆放壓占土地資源，礦區(qū)內(nèi)土地資源破壞調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。

表1 損毀或壓占各土地類型面積明細(xì) hm2

由表1可知：礦區(qū)破壞或壓占土地面積共計40.14 hm2，其中因采礦作業(yè)破壞旱地面積21.11 hm2，占比52.59%，是破壞面積最大的土地類型。

1.4 土壤污染問題

報莊鋁土礦以露天開采為主，導(dǎo)致在礦區(qū)地表形成大面積的裸露基巖、礦石堆以及廢渣，使得巖(礦)石裸露于地表，在強降雨或持續(xù)陰雨條件下，鋁土礦石及礦渣中的有害成分可以通過淋濾作用滲透至附近的土壤中，造成土壤結(jié)構(gòu)或理化性質(zhì)的改變，進(jìn)而對居民身體健康造成危害[8]。為查明礦區(qū)臨近農(nóng)田土壤污染問題，在礦區(qū)排土場下游附近的農(nóng)田土壤中進(jìn)行土壤樣品采集，其分析結(jié)果見表2。

表2 排土場土壤樣本基本項目的檢測 mg/kg-1

由表2可知：礦區(qū)排土場下游的農(nóng)田土壤pH較大，為弱酸性土，且以旱地為主，結(jié)合《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 15618—2018)農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值可知，鋁土礦資源開采對下游土壤的污染影響不大；此外，根據(jù)4份樣品的分析結(jié)果可知，As、Hg、Pb、Cd、Cr6+和pH的變化趨勢一致，間接說明采礦活動對下游農(nóng)田土壤污染影響不大。

2 治理恢復(fù)方案研究

2.1 Ⅰ區(qū)治理恢復(fù)方案

Ⅰ區(qū)包括2個治理單元，分別為CK1和PT1。

1)CK1為緩坡性采坑，南面半開闊，西、北和東面為采壁，底部整體為緩坡。治理設(shè)計首先對采坑底部進(jìn)行挖高墊低整形，設(shè)計坑底標(biāo)高+538 m，然后填方削坡。順應(yīng)現(xiàn)狀地形，分別修整為+546，+542 m兩個平臺。設(shè)計平臺寬5 m，坡高4 m，邊坡比1∶1.50，各平臺之間低緩斜坡撒播草籽綠化，平臺邊緣修建高出地表0.5 m田埂，防止水土流失。采坑底部局部修建略低于坑底設(shè)計標(biāo)高1.5 m，面積1 069 m2為橢形的土質(zhì)蓄水區(qū)，區(qū)內(nèi)種植柳樹，以備在雨量較充足的季節(jié)能儲備雨水，防止出現(xiàn)內(nèi)澇(圖4)。

圖4 報莊鋁土礦山Ⅰ區(qū)治理恢復(fù)設(shè)計

2)PT1均為圓臺狀渣堆，為保證排土場的穩(wěn)定性，將該排土場進(jìn)行削坡放緩處理。根據(jù)當(dāng)?shù)卮迕竦囊蠛偷匦蔚孛玻瑪M將PT1削坡整理后形成標(biāo)高為+552～+551 m的平臺，東部高，西部低，利于排水；邊坡坡高11 m，按邊坡比1∶1.50削坡，平臺覆土復(fù)耕及坡面均撒播草(樹)籽綠化(圖4)。平臺邊緣設(shè)置田埂，防止水土流失。

2.2 Ⅱ區(qū)恢復(fù)治理方案

Ⅱ區(qū)包括6個治理單元，分別為CK2、PT2-1、PT2-2、CK3、PT3-1和PT3-2(圖5)。

1)CK2為緩坡性采坑，北面開闊，東西面和南為采壁，底部整體為緩坡，且西側(cè)采壁高于東側(cè)約10 m。治理設(shè)計首先對采坑底部進(jìn)行挖高墊低整形，設(shè)計坑底標(biāo)高+490 m，然后填方削坡，順應(yīng)現(xiàn)狀地形，采坑西部分別修整為+500，+510，+520 m 3個臺階；采坑南部順應(yīng)村莊道路地勢，修整為緩坡狀，高程+510～+530 m，采坑西部分別修整為標(biāo)高+490,+500 m兩個臺階，頂部平臺+510 m；設(shè)計平臺寬8 m，邊坡坡高10 m，邊坡比1∶1.50，各平臺之間低緩斜坡撒播草(樹)籽綠化。

2)PT2-2為無序堆放渣堆，為保證排土場的穩(wěn)定性，將該排土場進(jìn)行削坡放緩平整處理。擬治理設(shè)計首先對排土場底部進(jìn)行挖高墊低整形，設(shè)計坑底標(biāo)高+490 m，向南修整標(biāo)高+500 m的臺階，臺階整體與CK2西側(cè)臺階相連。邊坡坡高10 m，按邊坡比1∶1.50填方削坡，中部平臺寬8 m。頂部平臺順應(yīng)地勢向西逐漸坡降，長度約450 m，坡降3 m。PT2-2西部為植被缺失，僅設(shè)計補栽喬木。平臺覆土植樹，低緩坡面均種植喬木和撒播草(樹)籽綠化，中部覆土復(fù)耕。此外，PT2-1為CK2北部的排土場，設(shè)計分別修整臺階標(biāo)高+546，+541 m。邊坡坡高5 m，按邊坡比1∶1.50削坡，平臺覆土植樹及坡面均種植撒播草(樹)籽。

3)CK3為緩坡性采坑，東南面為原始陡坎，西面和北面為采壁。治理設(shè)計首先對采坑底部進(jìn)行挖高墊低整形。設(shè)計坑底回填至標(biāo)高+470 m，然后填方削坡，順應(yīng)現(xiàn)狀地形，采坑西部修整為標(biāo)高+480 m的臺階，平臺寬10 m，邊坡坡高10 m，邊坡比1∶1.50。平臺植樹，低緩斜坡撒播草籽綠化。平臺外緣修建高出地表0.5 m的田埂，防止水土流失。采坑底部局部修建略低于坑底設(shè)計標(biāo)高1.5 m，面積917 m2為橢圓的土質(zhì)蓄水區(qū)，區(qū)內(nèi)種植柳樹，以備在雨量較充足的季節(jié)能儲備雨水，防止出現(xiàn)內(nèi)澇。

4)PT3-1位于CK3西部，設(shè)計平整場地，覆土復(fù)耕。設(shè)計底部平臺+490 m，覆土復(fù)耕，邊坡坡高約10 m，邊坡比1∶1.50，撒播草(樹)籽綠化；PT3-2位于礦區(qū)道路南側(cè)，平面整體形態(tài)呈L形，設(shè)計成平臺，覆土復(fù)耕，平臺高程+510～+500 m，東西向長約650 m，南北向長約360 m，坡降10 m。

3 結(jié) 語

治理恢復(fù)后，可恢復(fù)旱地23.24 hm2，包括林地7.59 hm2和其他草地13.66 hm2，治理出的土地指標(biāo)可作為工礦廢棄地復(fù)墾利用或占補平衡指標(biāo)使用或交易。同時，礦山環(huán)境治理工程的成功實施有效地緩解了水土流失等問題，并促進(jìn)了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的就業(yè)，推動了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。