王連平

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450001）

1 工程概況

遂平縣花莊鄉(xiāng)小丁山砂巖礦位于遂平縣花莊鄉(xiāng)，其行政區(qū)劃隸屬遂平縣花莊鄉(xiāng)管轄，緊鄰遂平縣城至嵖岈山旅游公路，礦區(qū)面積0.0841km2，礦區(qū)位于遂平縣花莊鄉(xiāng)小丁山，遂平縣260°方向、直線距離約18km，其行政區(qū)劃隸屬遂平縣花莊鄉(xiāng)管轄。礦區(qū)向北100m為遂平縣城—嵖岈山景區(qū)的旅游公路（遂嵖路X007），從礦區(qū)沿遂平縣城—嵖岈山景區(qū)的旅游公路向東11km 與G107 國道和京廣鐵路遂平站相連,交通十分便利。

遂平縣花莊鄉(xiāng)小丁山自20 世紀(jì)60 年代即有開采現(xiàn)象，是周邊村莊的取石點(diǎn)，用于村民建房、修路等，民采歷史悠久，山體原始地貌破壞嚴(yán)重，山體及周邊現(xiàn)有若干個大小不一的老民采坑，以往民采礦石經(jīng)加工為各規(guī)格石子，銷售當(dāng)?shù)亟ㄖ袠I(yè)使用。

本區(qū)主要礦體為砂巖，礦體平面呈不規(guī)則狀，南北長約為450m，東西寬約為250m，面積0.0841km2，山體開采標(biāo)高+108～+70m。

2 礦山地質(zhì)概況

2.1 地層巖性

礦區(qū)內(nèi)地層出露簡單，主要為出露的地層為洛峪群三教堂組（Pt3s），次為新生界第四系。現(xiàn)對地層由老至新分述如下：

洛峪群三教堂組（Pt3s）：顏色為灰—灰白色，為塊狀石英砂巖。本層可分為上中下三層，上部為灰白色中細(xì)砂巖狀石英砂巖，節(jié)理發(fā)育并附有氧化鐵薄膜局部呈紫紅色，厚0～5.49m；中部為灰色細(xì)粒塊狀石英砂巖，致密堅硬，含少量綠泥石，具油脂光澤，厚22.16～28.05m；下部為淺灰色石英巖，致密堅硬，具油脂光澤，含較多量的綠泥石，并嵌生于層面間呈條紋狀，厚度3.86～7.49m。

第四系（Q）：主要分布于礦區(qū)內(nèi)地形四周低洼處，多為耕地。巖性上部為棕紅色粉質(zhì)粘土；下部為棕黃至灰黃色粉土夾雜著大小不等的砂礫石，礫石成分復(fù)雜，磨圓度一般，地層總厚度0.2～2.5m不等。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，地層呈單斜形態(tài)，走向21°～32°，平均25°；

傾向 111°～122°，平均 115°；傾角 17°～23°，平均20°。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)其它褶曲及斷層，巖石中節(jié)理、裂隙較發(fā)育。近原始地表處裂隙充填有泥質(zhì)對礦石質(zhì)量有一定影響。

2.3 區(qū)域地殼穩(wěn)定性

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）附錄A《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》，調(diào)查區(qū)地震動峰值加速度值0.05g區(qū)，反應(yīng)特征周期0.35s，對應(yīng)抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度。

3 區(qū)域水文地質(zhì)條件

3.1 地下水類型及富水性

根據(jù)賦存地下水的介質(zhì)和介質(zhì)空隙的成因，將礦區(qū)地下水劃分為兩個類型：即松散巖類孔隙水、變質(zhì)巖類裂隙水。

（1）松散巖類孔隙水。第四系松散巖類孔隙水含水層賦水介質(zhì)為第四系砂礫石層或粉質(zhì)粘土，分布在礦區(qū)地形四周低洼處，孔隙含水層巖性為含礫粉質(zhì)粘土。棕紅—棕黃色、灰黃色，粒度以粘粒為主，底部常有薄層泥砂質(zhì)礫石層，礫石成分復(fù)雜，磨圓度一般。含水層埋藏淺，水位埋深小于2m，涌水量一般小于3m3/d，水位受降水影響變化大，水化學(xué)類型HCO3·Ca型水及HCO3-Ca·Mg型水，礦化度0.34～0.43g/L。

（2）變質(zhì)巖類裂隙水。變質(zhì)巖類裂隙水含水巖組由洛峪群三教堂組灰白色、灰色中細(xì)砂巖狀、塊狀石英砂巖組成。含綠泥石，嵌生于層面間呈條紋狀。構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙發(fā)育，賦存裂隙潛水，枯水季節(jié)地下水徑流模數(shù)0.33L/(s·km2)。水化學(xué)類型HCO3-Ca·Mg型水，礦化度0.39g/L。礦體的底板為設(shè)計露天采場底，巖性同礦體。礦體上部除地表裂隙發(fā)育接受大氣補(bǔ)給水，其深部裂隙不發(fā)育，含水性極弱，從而成為裂隙狀含水帶的隔水層。

3.2 隔水層

區(qū)內(nèi)風(fēng)化帶以下新鮮的致密堅硬巖石，由于裂隙不發(fā)育且開啟性差、連貫性差，因而透水性、賦水性均較差，故屬隔水巖層。

3.3 地下水的補(bǔ)給、徑流與排泄

（1）松散巖類孔隙水的補(bǔ)給、徑流與排泄。松散巖類孔隙水補(bǔ)給來源主要有大氣降水入滲補(bǔ)給，地下水灌溉回滲補(bǔ)給、河流側(cè)滲補(bǔ)給和地下水徑流補(bǔ)給。

大氣降水入滲補(bǔ)給是松散巖類地下水的主要補(bǔ)給源。補(bǔ)給量的大小受地貌、包氣帶巖性、降水量、降水強(qiáng)度、水位埋深及植被發(fā)育情況等因素影響。

松散巖類孔隙水的徑流在本區(qū)由于含水層（或含水介質(zhì)）導(dǎo)水能力較差，地下水徑流也較緩慢。

淺松散巖類孔隙水的排泄主要有蒸發(fā)、人工開采、河流排泄、徑流排泄和越流排泄。全區(qū)豐水年份蒸發(fā)量9739.7×104m3/a，干旱年份達(dá)11816.2×104m3/a，成為淺層地下水排泄的主要途徑。

（2）變質(zhì)巖類裂隙水的補(bǔ)給、徑流與排泄?；严端邮艽髿饨邓娜霛B補(bǔ)給，沿裂隙及孔隙向下游徑流，并以徑流或泉點(diǎn)出露方式排泄。

3.4 礦床充水因素分析

礦區(qū)地處嵖岈山山前丘陵與豫東平原之間的過渡地帶，范圍內(nèi)的小丁山為嵖岈山前的風(fēng)化殘山丘。開采標(biāo)高+108～+70m。礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)最低點(diǎn)海拔82m，82m可視為治理區(qū)附近最低侵蝕基準(zhǔn)面。礦區(qū)內(nèi)無大的地表水體存在，附近地表水不構(gòu)成對礦床的主要充水因素，露天采坑充水來源主要為大氣降水，基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給是次要因素。

綜上所述礦區(qū)水文地質(zhì)條件屬于簡單類型。

4 工程地質(zhì)條件

依據(jù)礦區(qū)內(nèi)地層及巖土體工程力學(xué)性質(zhì)，劃分以下幾類工程地質(zhì)巖組：粘性土體層分布于礦區(qū)內(nèi)山坡低洼地帶，巖性為第四系粘質(zhì)土、雜填土、殘坡積物。土體較薄，覆蓋于基巖上。厚層塊狀石英砂礦巖體較為完整，致密堅硬，力學(xué)強(qiáng)度高，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，物理力學(xué)性能較好。

5 礦山地質(zhì)環(huán)境問題

5.1 地形地貌景觀破壞

遂平縣花莊鄉(xiāng)小丁山建筑石料用砂巖礦開采方法主要有爆破和人工、機(jī)械挖掘。礦區(qū)經(jīng)過多年的無序采掘，山體整體性已經(jīng)遭到破壞，山體基巖裸露，植被稀少。開采坡面破碎，邊坡高陡，高度10～15m，坡角75°～85°，形成大量的危巖體、廢棄采坑、廢石堆、不穩(wěn)定邊坡等地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致礦區(qū)原生地形地貌破壞程度嚴(yán)重。

5.2 破壞和占用土地

由于群眾私挖亂采造成小丁山建筑石料用砂巖礦區(qū)采坑高低不平，山崖陡立，采石坑南坡坡角80°左右，高差10～25m左右，沿坑底有運(yùn)輸?shù)缆罚虚g有斷續(xù)殘山。采坑?xùn)|部地形高差3～15m不等，坑內(nèi)有運(yùn)輸路和多個積水坑，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐匦蔚孛簿坝^，影響嵖岈山風(fēng)景區(qū)周邊景觀協(xié)調(diào)性和當(dāng)?shù)厝嗣竦慕?jīng)濟(jì)利益。礦山經(jīng)過多年的開采后，留下廢棄采坑，采坑總面積約有32615m2，采坑平均深度約10m，破壞和占用土地面積約55600m2，破壞土地類型為林地。

5.3 廢石渣堆

據(jù)現(xiàn)場勘查，采礦區(qū)進(jìn)口場地礦石堆放散亂，塵埃較多，在運(yùn)輸卡車來回運(yùn)輸過程中，灰塵彌散在空中，造成該區(qū)生活環(huán)境極差。場地較雜亂，碎石巖性多為砂巖，磨圓度差、分選性差。周邊植被破壞嚴(yán)重，有灌木、雜草毀壞嚴(yán)重，原地形地貌破壞程度較大。

治理區(qū)內(nèi)人類露天采石活動形成大量的陡崖危巖及山體開裂，造成巖體破碎，在風(fēng)化作用下崩解開裂，在震動和雨水的沖刷下發(fā)生崩塌，治理區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)崩塌點(diǎn)4處，均為巖質(zhì)崩塌，后緣裂隙發(fā)育。礦業(yè)活動除形成崩塌（危巖體）地質(zhì)災(zāi)害外，礦區(qū)及其周圍巖石裸露、礦山剝離殘渣、礦石露天堆放還造成地貌、景觀嚴(yán)重破壞。治理區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)3 個礦渣堆，占地面積共3860m2，方量共為6207m3（圖1）。

5.4 危巖體

由于無規(guī)劃、無計劃、無監(jiān)督、無秩序的采礦活動，把原來的山體破壞的支離破碎，懸崖陡坎隨處可見，殘存的山體開裂變形，崩塌、滑動等地質(zhì)災(zāi)害時有發(fā)生，治理區(qū)中部為偷采亂挖造成的采坑內(nèi)高低不平，由于長年荒廢，低洼處已變成了水塘，并且形成不規(guī)則陡坎、殘山孤峰多處，其坡角普遍大于70°，在降水和風(fēng)化作用下，極易垮塌，對周邊牧畜和行人都有較大的威脅（圖2）。

偷挖亂采土石破壞大量的植被，治理項目區(qū)地貌景觀和生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重影響，棄土、廢石凌亂，綠草樹木無法成活，破壞土地原有生態(tài)環(huán)境，且又鄰近遂平—嵖岈山公路，環(huán)境破壞和視覺污染嚴(yán)重，遇暴雨水土流失嚴(yán)重。礦山開采使得地表植被基本完全被破壞，山體坡度增大，在降水作用下，造成嚴(yán)重的水土流失。

總之，礦區(qū)經(jīng)長期露天無序開采，已造成地形地貌破壞、占用和破壞土地等地質(zhì)環(huán)境問題。

5.5 崩塌

礦山開采方式采用露天開挖，在開采過程中，由于開采深度大，開采場地狹窄，臺階階梯邊坡較陡，出現(xiàn)開采裂縫，裂縫寬3cm 左右，垂向不均勻分布，局部巖性較碎，產(chǎn)狀較陡，存在脫落或發(fā)生掉塊的可能，成為危巖，存在崩塌隱患，威脅山下設(shè)施及礦山人員安全。危巖多分布在階梯邊坡的頂部，巖石堅硬，大塊約50cm，小塊約10cm，局部成塊出現(xiàn)不同程度松動和崩塌，規(guī)模較小，崩塌方量較少。崩塌現(xiàn)狀如圖3、圖4所示。

6 礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)方案

6.1 規(guī)劃設(shè)計原則

（1）以人為本、防災(zāi)減災(zāi)的原則。治理區(qū)礦產(chǎn)開采資源造成生態(tài)環(huán)境惡化等環(huán)境問題，直接或間接對礦區(qū)居民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅，因此本次礦山環(huán)境治理首先要保證礦區(qū)附近居民免遭地質(zhì)災(zāi)害的危險，達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

（2）與當(dāng)?shù)貚酷铰糜物L(fēng)景區(qū)規(guī)劃相結(jié)合的原則。由于礦區(qū)緊鄰遂平縣城至嵖岈山旅游公路，西距嵖岈山風(fēng)景區(qū)10km，是通往嵖岈山風(fēng)景區(qū)的必經(jīng)之地，因此修復(fù)設(shè)計應(yīng)該與旅游風(fēng)景區(qū)規(guī)劃相結(jié)合。

（3）統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)籌安排原則。在礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程設(shè)計和實(shí)施過程中，結(jié)合國家政策、河南省及駐馬店市、遂平縣等相關(guān)部門規(guī)劃，統(tǒng)籌安排治理工程；

（4）工程措施與生物措施相結(jié)合的原則。由于工程措施投資較大，而生物措施投資較小，并具有能改善小氣候的特點(diǎn)，使其廣泛應(yīng)用于礦山環(huán)境治理中。礦山環(huán)境治理只有將工程措施與生物措施緊密結(jié)合，才能達(dá)到礦山環(huán)境治理的最終目標(biāo)。本次治理根據(jù)資金情況，擬采取場地平整、覆土等工程。

6.2 修復(fù)規(guī)劃及工程部署

礦山地質(zhì)環(huán)境的破壞是在礦山開采過程中逐漸造成的，是長期累積的結(jié)果。各個礦山由于礦石類型賦存條件、開采方式、地質(zhì)環(huán)境容量的不同，對礦山地質(zhì)環(huán)境的破壞程度不同，因而治理方法、治理措施、治理思路應(yīng)結(jié)合礦山實(shí)際情況確定。根據(jù)治理區(qū)存在的地質(zhì)環(huán)境問題、危害程度及調(diào)查結(jié)果，設(shè)計采用場地平整、覆土工程對礦山環(huán)境進(jìn)行礦山生態(tài)恢復(fù)修復(fù)治理，使礦山部分地段的地質(zhì)環(huán)境得到初步的恢復(fù)，達(dá)到改善礦區(qū)部分地段地質(zhì)環(huán)境的目的，以帶動整個礦區(qū)的礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工程的實(shí)施。

在全面收集礦區(qū)資料的基礎(chǔ)上，踏勘、調(diào)查礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境狀況，分析礦區(qū)邊坡的穩(wěn)定性，編制修復(fù)治理規(guī)劃設(shè)計。

本項目設(shè)計技術(shù)路線為：本治理工程按照削高填低，對區(qū)內(nèi)的殘山采用爆破的方法進(jìn)行開挖，利用開挖后的巖土體對治理區(qū)內(nèi)的凹坑進(jìn)行回填、整平，設(shè)計基底標(biāo)高為+83m。治理后的礦區(qū)統(tǒng)一恢復(fù)為旱地。

6.3 治理工程設(shè)計

6.3.1 場地平整工程

對礦山范圍內(nèi)的表土進(jìn)行剝離，可有效地保護(hù)表土資源不流失，減少復(fù)墾時額外的資金投入，剝離土方量計算如下：

式中：M——剝離土方量，m3；

D——表土剝離厚度，m；

S——表土剝離面積，m2。

治理區(qū)內(nèi)可利用表層土面積為23058m2，表層廢渣清運(yùn)后，剝離土層厚度約30cm，方量約6918m3，供將來復(fù)墾使用。

剝離出的粘土可集中堆放在礦區(qū)周邊平緩地帶，堆放高度3m，占地面積3000m2，方量6918m3，堆土表面應(yīng)進(jìn)行覆蓋及植草。

治理區(qū)內(nèi)存在多處崩塌點(diǎn)，崩塌方量1200m3，存在危巖體斜坡4 處，表面風(fēng)化破碎層體積共32000m3，存在較大安全隱患。因此，首先清除邊坡表面風(fēng)化、松動的巖石，采用人工撬移的清理方法進(jìn)行清理，危巖體清理工程的工作量為33200m3。

危巖清理完成后對礦區(qū)范圍內(nèi)設(shè)計標(biāo)高83.0m 以上的山體進(jìn)行爆破開挖。首先清理掉礦區(qū)平臺上的殘留邊坡，殘留邊坡高程為93.26～107.28m，再對下部山體采區(qū)爆破加機(jī)械的方式進(jìn)行開挖，開挖碎石部分填至標(biāo)高低于83.0m的采坑內(nèi)，完成后保證基巖面平整，坡度小于5%。填方工作量為6555m3，挖方工作量為748705m3，場地平整完畢后剩余碎石775350m3.剩余碎石由政府規(guī)劃進(jìn)行綜合利用，

6.3.2 覆土工程

場地平整完成后進(jìn)行覆土工程，覆土面積為97831m2，覆土厚度為1.0m，根據(jù)“因地制宜”的原則，與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，全部改造為耕地（旱地），共需97831m3。已剝離表土為 6718m3，故還需 91113m3粘土，需外運(yùn)，土源為遂平縣107國道改擴(kuò)建工程的開挖粘土。

根據(jù)《土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（TD/T 1036-2013），本次治理土地?fù)p毀類型為露天采場挖損土地，復(fù)墾類型區(qū)為黃淮海平原區(qū)，本次復(fù)墾耕地田面坡度為5°，有效土層厚度為1m，土壤容重1.30g/cm3，土壤質(zhì)地為壤土，礫石含量控制在3%以內(nèi)，pH 值為7.1，有機(jī)質(zhì)含量3%。排水設(shè)施及田間路由覆土后當(dāng)?shù)剜l(xiāng)政府統(tǒng)一規(guī)劃。

6.3.3 標(biāo)志碑工程

在治理區(qū)入口處設(shè)立標(biāo)志碑1 個。標(biāo)志碑由碑體與基座組成，碑體用加筋混凝土制作，碑體規(guī)格1.60m×0.3m×1.4m，基部采用二級M10漿砌石，臺階自上至下高0.6m、0.5m，寬0.25m，其中0.50m 埋入地下，上部0.6m 成杯形預(yù)留口與標(biāo)志碑對接，標(biāo)志碑內(nèi)容包括礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)標(biāo)志、工程名稱、工程簡介、項目實(shí)施單位、承擔(dān)單位、建碑日期等。

7 結(jié)束語

通過工程措施的實(shí)施，對礦山生產(chǎn)遺留的地質(zhì)環(huán)境問題進(jìn)行綜合治理，逐步改善礦山地質(zhì)環(huán)境，使礦山生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù)，并為治理工程施工與施工管理提供依據(jù)。在查明現(xiàn)狀條件下的礦山地質(zhì)環(huán)境問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)?shù)卣?guī)劃需求，對礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境修復(fù)規(guī)劃設(shè)計和工程預(yù)算，為治理工程實(shí)施提供技術(shù)依據(jù)。