喬振龍 劉榮益 杜貴旺 陳建信 王根鎖

摘要：通過實(shí)際調(diào)查、分析，對(duì)呼倫貝爾市寶日希勒閉坑礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，確定了工程方案。

關(guān)鍵詞：閉坑礦區(qū) 恢復(fù)治理 地質(zhì)狀況

1. 引言

呼倫貝爾市陳巴爾虎旗寶日希勒礦區(qū)自二十世紀(jì)七十年代開發(fā)以來，已有近三十年的開發(fā)歷史。由于過去對(duì)環(huán)境治理認(rèn)識(shí)不足，資源開發(fā)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，九十年代后期小煤窯數(shù)量急劇膨脹，粗放經(jīng)營(yíng)和落后的生產(chǎn)技術(shù)不僅浪費(fèi)了大量資源，而且產(chǎn)生了嚴(yán)重的采空區(qū)地面塌陷，致使礦區(qū)草原植被破壞、地下水位下降、粉塵污染、水土流失等環(huán)境地質(zhì)問題愈演愈烈。給礦區(qū)人民生命、財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重隱患，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境急劇惡化?，F(xiàn)治理區(qū)內(nèi)所有煤礦均閉坑。

在《內(nèi)蒙古自治區(qū)礦山環(huán)境保護(hù)與治理規(guī)劃》中，寶日希勒閉坑礦區(qū)被列為近期地質(zhì)環(huán)境治理的46項(xiàng)重點(diǎn)礦山之一。根據(jù)《關(guān)于下達(dá)2010年礦山地質(zhì)環(huán)境治理和地質(zhì)遺跡保護(hù)項(xiàng)目任務(wù)書的通知》（內(nèi)國(guó)土資字[2010]83號(hào)）及《2010年度礦山地質(zhì)環(huán)境治理和地質(zhì)遺跡保護(hù)項(xiàng)目任務(wù)書》（1001號(hào)），呼倫貝爾市寶日希勒閉坑礦區(qū)（五期）礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理被列入2010年度自治區(qū)探礦權(quán)采礦權(quán)使用費(fèi)價(jià)款項(xiàng)目計(jì)劃，本文結(jié)合該礦區(qū)的地理位置、地質(zhì)狀況，著重介紹了工程設(shè)計(jì)方法。

2. 地理?xiàng)l件

呼倫貝爾市寶日希勒閉坑礦區(qū)位于呼倫貝爾市海拉爾區(qū)的北側(cè)，行政區(qū)劃隸屬于陳巴爾虎旗寶日希勒鎮(zhèn)。礦區(qū)內(nèi)通過砂石路以及草原自然路與寶日希勒鎮(zhèn)相連，交通方便。寶日希勒閉坑礦區(qū)地理坐標(biāo)東經(jīng)119°43′15″～119°50′05″，北緯49o22′20″～49o24′00″。該礦區(qū)地勢(shì)開闊，為波狀高平原地貌，屬呼倫貝爾剝蝕高平原的東北部?？傮w地勢(shì)呈北高南低的緩坡狀，地形坡度2o～5o，海拔高度600～720m，相對(duì)高差120m。

3. 地質(zhì)狀況

3.1 地層巖性

礦區(qū)地表均為第四系松散層所覆蓋，無基巖裸露，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)及礦區(qū)鉆探資料，區(qū)內(nèi)地層比較簡(jiǎn)單，主要是中生界白堊系扎賚諾爾群，新生界第四系更新統(tǒng)和全新統(tǒng)，現(xiàn)由老到新分述如下：

3.1.1白堊系扎賚諾爾群大磨拐河組（K1d）

該地層廣泛發(fā)育于海拉爾盆地，屬于寶日希勒煤田的含煤地層，根據(jù)鉆探資料反映，其埋深20～50m，該組地層厚約595～1540m。

3.1.2第四系（Q）

礦區(qū)第四系十分發(fā)育，廣泛分布于煤系地層之上，主要為更新統(tǒng)冰水沉積、沖洪積、湖沼沉積和全新統(tǒng)湖沼沉積、風(fēng)積地層。厚度在4.85～77.95m。

3.2 巖土體類型

根據(jù)礦區(qū)地層巖性、巖石物理力學(xué)性質(zhì)、巖土體結(jié)構(gòu)及工程地質(zhì)特征，將礦區(qū)內(nèi)巖土體類型劃分為五種類型。

3.2.1較硬巖

扎賚諾爾群下部砂礫巖段不同程度存在較堅(jiān)硬巖石，其分布不連續(xù)，呈扁豆?fàn)罨蛲哥R體狀，厚度一般0.2～0.5m，最厚可達(dá)1.0m，巖性以矽質(zhì)膠結(jié)或鐵質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖為主，結(jié)構(gòu)致密，孔隙率和含水率低，硬度大，抗壓強(qiáng)度15.0～60.0Mpa。

3.2.2軟巖～極軟巖

扎賚諾爾群地層巖性由上而下膠結(jié)程度逐漸增強(qiáng)，抗壓強(qiáng)度逐漸增大。頂部的砂礫巖、泥巖，膠結(jié)疏松，成巖程度相對(duì)較差，抗壓強(qiáng)度0.8～4.0MPa；煤層和中部的砂礫巖，膠結(jié)程度相對(duì)較好，抗壓強(qiáng)度3.0～8.0MPa；下部的砂礫巖、泥巖隨埋深增大，膠結(jié)程度較好，孔隙率和含水率低，硬度大，抗壓強(qiáng)度可達(dá)6.0～12.0MPa。

3.2.3 砂土

主要分布于第四系全新統(tǒng)沖洪積、風(fēng)積層中，巖性為粉土、砂土，天然含水量14～18﹪，比重2.66～2.70，容重1.7～1.8g/cm3。

3.2.4 粘性土

主要分布于第四系中—上更新統(tǒng)湖積層中，巖性為粘土、含礫粘土，其厚度變化大，硬塑～可塑。天然含水量19.6～29.1﹪，容重1.55～1.64g/cm3。

3.2.5碎石土

分布于第四系中—上更新統(tǒng)冰水堆積層中，巖性為含泥砂、礫石、泥包礫，礫徑1～5cm，泥包卵石分選差。呈次棱角狀，天然含水量15.0～27.7﹪，容重1.95～2.04g/cm3。

4. 工程設(shè)計(jì)

4.1 治理范圍

根據(jù)《呼倫貝爾市寶日希勒閉坑礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工程項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》和實(shí)測(cè)地形圖范圍內(nèi)地面塌陷坑的分布現(xiàn)狀及治理工程任務(wù)書下達(dá)的治理經(jīng)費(fèi)，確定的治理范圍為寶三礦塌陷區(qū)、寶一礦塌陷區(qū)、六采區(qū)塌陷區(qū)、群益礦塌陷區(qū)及北側(cè)地方煤礦塌陷區(qū)?？傊卫砻娣e5.32km2，治理區(qū)拐點(diǎn)坐標(biāo)見表1。

4.2工程方案

本次礦山地質(zhì)環(huán)境治理區(qū)整體形狀近似“多邊形”，東西最長(zhǎng)3.9km，南北最寬3.6km，面積為5.32km2。治理區(qū)內(nèi)現(xiàn)有塌陷坑為767個(gè)，總土地破壞面積238563.27m2。

4.2.1 取土區(qū)的確定

根據(jù)陳巴爾虎旗國(guó)土局《關(guān)于指定寶日希勒閉坑礦區(qū)（五期）礦山地質(zhì)環(huán)境治理取土場(chǎng)的通知》，確定本次礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目塌陷坑回填與覆土的取土區(qū)為神寶露天礦排土場(chǎng)。取土區(qū)位于神寶露天礦排土場(chǎng)東北角，選取土質(zhì)為碎石土、粉土、耕植土。

4.2.2 回填路線的確定

由于治理區(qū)地形復(fù)雜，塌陷坑、采空區(qū)分布面積較大，土方回填運(yùn)輸車輛駛?cè)雽?huì)對(duì)施工安全帶來隱患。通過野外實(shí)地調(diào)查、對(duì)照原寶一礦、原寶三礦、原六采區(qū)、原群益礦開采工作面井上下對(duì)照?qǐng)D，結(jié)合2010年5月7日對(duì)該治理區(qū)拍攝的遙感圖片進(jìn)行分析，本著施工安全及經(jīng)濟(jì)合理的原則，確定各治理分區(qū)地面塌陷坑回填載重汽車運(yùn)輸路線。

4.2.3施工機(jī)械的確定

治理區(qū)內(nèi)采空區(qū)雖已基本穩(wěn)定，但受到外力的作用，還會(huì)發(fā)生采空區(qū)塌陷，如2010年5月一輛大噸位的運(yùn)土車冒然駛?cè)朐胤矫旱V塌陷區(qū)內(nèi)，造成車輛陷入塌陷坑內(nèi)。為了保證此次礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程施工的安全，施工機(jī)械選用：裝載機(jī)1.5m3；履帶式推土機(jī)55kw；自卸汽車5T。

4.2.4地面塌陷坑回填

選取神寶露天礦排土場(chǎng)的固體廢棄物為回填物，運(yùn)用自卸汽車按照各治理分區(qū)的指定回填路線，進(jìn)行地面塌陷坑回填。回填時(shí)將粒徑較大的土方回填至坑底，粒徑較小的土方回填至上部?；靥罘绞剑河捎谥卫韰^(qū)內(nèi)塌陷坑大部分邊坡近似直立，坑邊地段由于塌陷導(dǎo)致土質(zhì)松軟不能承受較大載荷，為了保證施工安全，應(yīng)將自卸汽車與塌陷坑保持10～30m的安全距離時(shí)將土方卸載，運(yùn)用55kw履帶式推土機(jī)將土方推運(yùn)至坑內(nèi)。

4.2.5塌陷坑表層覆土

回填后的塌陷坑表層覆蓋30cm厚的耕植土，以便恢復(fù)植被所需。耕植土選用取土點(diǎn)內(nèi)堆積的耕植土進(jìn)行回填。

4.2.6治理區(qū)平整

由于治理區(qū)塌陷坑數(shù)量較多，面積較大，連成片的塌陷坑周邊延伸有數(shù)十條長(zhǎng)度不一的塌陷裂縫，為了恢復(fù)治理區(qū)內(nèi)原有地形地貌，并達(dá)到回填后與周邊地貌相協(xié)調(diào)的景觀效果，在回填塌陷坑表面及周邊裂縫區(qū)域進(jìn)行機(jī)械平整。平整機(jī)械選用：55kw履帶式推土機(jī)。平整時(shí)按照推高墊低緩坡銜接的方式進(jìn)行推運(yùn)，推運(yùn)深度為0.15m?？偼七\(yùn)面積1817062m2，總推運(yùn)土方量為272558m3。

4.2.7 治理區(qū)植被恢復(fù)

在回填平整后的表面混合播撒種植適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的羊草、冰草、冷蒿等草籽?；旌喜シN比例主要以羊草為主，占總播撒比例的60%，其余為冰草、冷蒿占總播撒比例的40%。播種方式為翻耕播種，總播撒面積1817062m2。播種區(qū)域應(yīng)保證草種成活率（植被覆蓋率）達(dá)到70%以上，若低于該成活率的區(qū)域應(yīng)及時(shí)補(bǔ)種。

4.2.8 配套設(shè)施

為了更好的宣傳礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目的工作成果，在治理區(qū)內(nèi)修建一塊宣傳牌。宣傳牌為磚砌結(jié)構(gòu)，表面抹灰，宣傳標(biāo)語應(yīng)鑲嵌在墻體內(nèi)，主要內(nèi)容為項(xiàng)目主管單位、實(shí)施單位、設(shè)計(jì)單位等相關(guān)工作情況。修建基礎(chǔ)長(zhǎng)為7m，寬為0.5m，埋深為0.3m。頂部為宣傳墻面，長(zhǎng)6m，寬0.3m，高3m。

5. 結(jié)束語

呼倫貝爾市寶日希勒閉坑礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理目標(biāo)是：恢復(fù)礦區(qū)原有地形、地貌景觀；消除閉坑礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患；恢復(fù)植被，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境；通過治理使礦區(qū)廢棄的土地得到重新利用，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2011年5月，內(nèi)蒙古鑫冠測(cè)繪有限責(zé)任公司受內(nèi)蒙古地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院委托，在原有礦區(qū)地形圖（1：2000）基礎(chǔ)上，使用天寶GPS5800型衛(wèi)星定位系統(tǒng)等設(shè)備對(duì)治理區(qū)塌陷坑的分布、面積、平均深度進(jìn)行了實(shí)測(cè)，測(cè)量精度為1：2000，為塌陷坑土方回填量計(jì)算提供了依據(jù)。

采用GOOGLE地圖實(shí)拍衛(wèi)星遙感圖片（拍攝時(shí)段為2010年5月7日），對(duì)治理區(qū)及周邊地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行分析解譯，為合理確定治理區(qū)范圍、取土位置和治理區(qū)與取土區(qū)之間的最佳回填運(yùn)輸路線提供了依據(jù)。

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