楊奇超

(中化地質(zhì)鄭州巖土工程有限公司，鄭州450011)

1 引言

礦產(chǎn)資源是人類生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，而環(huán)境則是人類生存與發(fā)展的必要條件，礦產(chǎn)開采引發(fā)的礦產(chǎn)地質(zhì)環(huán)境問題已經(jīng)成為影響礦山生產(chǎn)和人居生態(tài)環(huán)境的重要因素[1]。長期以來“重開發(fā)、輕保護”的不合理礦產(chǎn)資源開采利用方式產(chǎn)生了大量廢棄礦山[2]，產(chǎn)生的一系列的礦山地質(zhì)環(huán)境問題[3]包括生態(tài)破壞、地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境污染3大類型，具有類型多樣、成因復(fù)雜、數(shù)量眾多、分布廣泛、危害嚴重等特點[4]，直接或間接地威脅著人民的生命和財產(chǎn)安全。

黨的十八大將生態(tài)文明建設(shè)提高到更加重要的地位，為實現(xiàn)礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展，避免和減少礦山地質(zhì)環(huán)境破壞和污染，做好礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理工作，國家相關(guān)部門和地方政府出臺了一系列法規(guī)[5]，開展了全國礦山地質(zhì)環(huán)境摸底調(diào)查工作[6]。秉持山水林田湖草是生命共同體的理念，提出了我國廢棄礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)思路和對策措施，強調(diào)了開展礦山生態(tài)修復(fù)應(yīng)充分考慮生態(tài)系統(tǒng)的完整性、結(jié)構(gòu)和功能，因地制宜、分區(qū)修復(fù)、分類施策的觀點[7，8]。

2 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境

南陽市塔子山礦區(qū)位于二廣高速五朵山至北繞城高速段21 km處，南距繞城高速約100 m。

2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上研究區(qū)屬于華北古板塊與秦嶺古板塊縫合線（商南—鎮(zhèn)平深大斷裂構(gòu)造帶）北側(cè)的北秦嶺疊瓦逆沖推覆構(gòu)造帶內(nèi)；在造山帶內(nèi)構(gòu)造演化階段，由于繼承性的陸內(nèi)俯沖，沿斷裂帶產(chǎn)生逆沖、推覆、走滑等為主的斷裂活動，區(qū)內(nèi)山體即為逆沖、走滑階段構(gòu)造侵位的巖塊，后經(jīng)伸展抬升，形成山體。

2.2 地形地貌

塔子山是南陽盆地西北部平原上突出的一座孤山，山的四周為廣袤的農(nóng)田，塔子山及附近地區(qū)在開采花崗巖礦以前，曾是青山綠水的美麗地貌景觀。

塔子山山體呈梭形，軸向25°，山體長約1 km，寬200～300 m，山體最高294 m，相對高差約98～103 m，山體坡度25°～50°。經(jīng)過多年的無序開采，目前，塔子山西南部分布7個大小不一的采坑，坡高壁陡，山體破壞不堪，原始地形地貌遭到嚴重破壞。分布于塔子山的周圍區(qū)域，為白河沖積平原，地面標(biāo)高170～200 m，地勢呈中間高四周低，地形坡度3°～4°，表層為棕紅色、褐紅色黏土及粉土。

2.3 地層巖性

根據(jù)巖土結(jié)構(gòu)特征、巖石名稱及其性狀、堅硬程度并考慮其風(fēng)化程度等，調(diào)查區(qū)工程地質(zhì)分區(qū)主要為第四系黏土、亞黏土層和塊狀中等風(fēng)化較硬斜長花崗巖組2類。

1）黏土、亞黏土層

主要分布于山體坡腳處及周邊平坦區(qū)域，形成晚，固結(jié)程度較差，其力學(xué)強度中等。呈可塑-硬塑狀態(tài)，地基承載力特征值160～250 kPa。

2）塊狀中等風(fēng)化較硬斜長花崗巖組

分布在塔子山山體區(qū)域，由中遠古界斜長花崗巖組成，粒狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體抗風(fēng)化能力較強，力學(xué)強度較高。單軸抗壓強度約160 MPa，屬堅硬巖。

2.4 水文地質(zhì)條件

按含水介質(zhì)性質(zhì)，工作區(qū)地下水類型可分為基巖裂隙水和第四系松散巖類孔隙水2類。

基巖裂隙水主要為塊狀巖類裂隙水，分布于塔子山山體區(qū)域，巖性為斜長花崗巖，泉流量小于0.1 L/s，水化學(xué)類型主要為HCO3-Ca·Mg型水。由于塔子山山體高差較大，而山體面積較小，降雨補給量小，礦區(qū)開采至今未見地下水。

第四松散巖類孔隙水主要分布于塔子山周邊區(qū)域，為潛水，單井涌水量1 000～3 000 t/d，為富水區(qū)，水位埋深6～10 m，地下水化學(xué)類型主要為HCO3-Ca·Mg型水。

工作區(qū)地下水補給、排泄條件簡單。地下水補給以大氣降水為主，其水量受大氣降水控制，隨季節(jié)變化明顯。地下水排泄以側(cè)向徑流為主，其次為人工開采等。地下水動態(tài)類型為降水-徑流、開采型。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境問題

3.1 采坑區(qū)分布特征

塔子山礦區(qū)采石場采掘工作面環(huán)繞礦山半圈，呈東、西、南3個方向分布。礦山經(jīng)多年露天無序開采，已形成了大小不等的7個采坑（見圖1），坑長17～36 m，高9.6～26.3 m，坡度近為直立（見表1），頂部巖石松散，裂隙發(fā)育，局部甚至危巖倒掛。坑底部有大量廢石堆積，私采亂挖現(xiàn)象嚴重。采坑底部邊坡有大量廢石壓占，局部坡度較陡，有產(chǎn)生崩塌、滑坡災(zāi)害的隱患。

表1 采坑區(qū)基本特征

圖1 采坑分布

7個采坑區(qū)的巖性均為中元古界斜長花崗巖，采坑區(qū)底部表面被第四系碎石土層及廢石渣所覆蓋，總體高程為200.0～190.5 m。采坑占地面積最小的是CK2，為1 615m2，占地面積最大的是CK1，為4 543 m2；采坑區(qū)總體地勢變化稍大，邊坡高度最高為23.43 m，總體坡度較大，地勢較陡，區(qū)內(nèi)高低不平，多處廢石渣堆放，雨季不利于雨水外排。區(qū)內(nèi)現(xiàn)存幾處廢棄采礦建筑物，隨時有倒塌可能，目前采坑內(nèi)地貌景觀嚴重破壞，一片荒蕪。

3.2 廢石堆邊坡分布特征

塔子山花崗巖礦的隨意開采造成了采坑地形地貌景觀的破壞，由于廢石渣的無序堆放，形成了兩段較長的高陡松散邊坡。由于邊坡較陡，廢石荷載較大，在外界不良因素的作用下，局部已經(jīng)發(fā)生了滑塌現(xiàn)象，其他地方存在崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的隱患。兩段廢石堆邊坡的詳細情況如下：

A段邊坡位于CK3西南側(cè)，長度約68 m，頂部高程為204.0～205.5 m，底部高程為193.0～195.2 m，坡高約10～11 m；邊坡由廢石廢渣堆形成，表面廢石較多，最大粒徑達到2 m，下部土質(zhì)松散，坡度約23°～40°，局部有巖石滾落、滑塌現(xiàn)象。

B段邊坡位于CK4、CK5、CK6所對的采坑外部，長度約201 m，頂部高程為204.5～209.5 m，底部高程為196.5～198.0 m，坡高約8.0～11.5 m；邊坡表面布滿了廢石廢渣，粒徑一般為0.8～2.0 m，邊坡主要由廢渣堆積而成，碎石土土質(zhì)松散，坡度約20°～25°，雨季碎石有被沖下的現(xiàn)象，崩塌、滑坡隱患嚴重。

4 礦山地質(zhì)環(huán)境問題治理對策

4.1 危巖清除

根據(jù)研究區(qū)的工程地質(zhì)條件、生態(tài)環(huán)境條件和礦山開采造成的地質(zhì)環(huán)境問題，為了確保整治后采坑邊坡的穩(wěn)定，需對邊坡進行危巖清除。對于處于基本穩(wěn)定或穩(wěn)定狀態(tài)的邊坡，只需對坡頂及坡面上的懸掛巖塊、松動巖石進行清除，對于處于欠穩(wěn)定狀態(tài)的邊坡，除對坡頂及坡面上的懸掛巖塊、松動巖石進行清除外，其他危險部分必須做徹底的削坡清除。

4.2 采坑整理工程

將采坑整理區(qū)按照所處位置及地勢分為若干個片區(qū)，各片區(qū)根據(jù)其測量出的剖面圖進行挖方或是填方平整，使其從內(nèi)到外具有一定的坡度，便于雨水外排，但是又要控制不能太陡，避免水土流失。采坑碾壓平整后，有機械挖方形樹坑，樹坑尺寸為1 m×1 m×1 m，植樹樹坑完全置換為種植土。

4.3 渣堆邊坡修整工程

邊坡修整主要包括CK3西南側(cè)廢渣堆邊坡（A段邊坡）和CK4、CK5、CK6所對的采坑外部廢渣堆邊坡（B段邊坡），這兩段邊坡坡面上布滿了廢石，邊坡土質(zhì)松軟，目前已出現(xiàn)巖石滾落、邊坡滑塌等災(zāi)害，威脅當(dāng)?shù)剡^往行人的安全，設(shè)計采用削坡的方式來減小邊坡坡度，坡腳處設(shè)置擋土墻壓坡腳，坡面上覆土并鋪砌生物磚植草綠化；另外，坡面修整完畢后，在A、B段坡面上各修一條臺階步道，方便綠化管理及行人上下。

4.4 綠化工程及休閑設(shè)施

在采坑整平區(qū)、采坑邊坡坡腳擋土墻內(nèi)側(cè)進行植樹綠化，在修整完畢的A、B段邊坡鋪砌生物磚，撒草籽種草綠化；實現(xiàn)“春有花，夏有蔭，秋有果，冬有青”的治理效果，在采坑和擋土墻內(nèi)側(cè)選擇多種樹種混合栽種。

為了美化治理區(qū)生態(tài)環(huán)境，陶冶游人的情操，在采坑整理區(qū)內(nèi)修建幾座涼亭，供行人休息玩耍。

5 結(jié)論

1）南陽市塔子山礦區(qū)以露天開采為主，礦區(qū)開采對周圍的交通設(shè)施、土地、植被、地形地貌等影響較大，引發(fā)一系列的地質(zhì)環(huán)境問題，較為突出的為地質(zhì)災(zāi)害隱患點、地形地貌景觀破壞兩方面。

2）采坑區(qū)采用清除危巖、采坑整理、渣堆邊坡修整、綠化等綜合治理措施。通過恢復(fù)治理，可基本避免塔子山7個采坑高陡邊坡的危巖崩塌、滑坡，使礦山周圍的生態(tài)環(huán)境得到恢復(fù)，達到改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、居住環(huán)境和投資環(huán)境，促進南陽市經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展的目的。