李玉倩 王德利

(北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)總公司)

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張家口下花園區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境治理存在的問(wèn)題及對(duì)策

李玉倩 王德利

(北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)總公司)

資源和環(huán)境問(wèn)題是目前社會(huì)發(fā)展的核心問(wèn)題，為提高礦產(chǎn)資源枯竭型城市的環(huán)境質(zhì)量，使生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢(shì)有所減緩，逐步達(dá)到資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)相互協(xié)調(diào)發(fā)展的目的，促進(jìn)資源枯竭型城市經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，以河北省張家口市下花園區(qū)礦產(chǎn)資源枯竭城市礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目為例，剖析了該區(qū)存在的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，并對(duì)治理對(duì)策進(jìn)行了討論，供區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境治理參考。

資源枯竭型城市 經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型 礦山地質(zhì)環(huán)境 治理對(duì)策

張家口市下花園區(qū)的煤炭開采史可追溯到明朝，礦區(qū)面積達(dá)30 km2。20世紀(jì)50年代初至90年代末，煤炭產(chǎn)業(yè)一直是下花園區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)。煤礦鼎盛時(shí)期，區(qū)內(nèi)曾有下花園煤礦、興隆山煤礦、雞鳴山煤礦、前山煤礦等4個(gè)國(guó)有煤礦以及85個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦及小窯，煤炭資源枯竭后，區(qū)內(nèi)煤礦相繼破產(chǎn)或關(guān)閉，由于長(zhǎng)期開采，礦區(qū)周圍隨處可見(jiàn)地面塌陷坑、地裂縫、矸石堆。為促進(jìn)該區(qū)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，有必要對(duì)區(qū)內(nèi)存在的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行分析，并對(duì)治理措施進(jìn)行探討。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

1.1 次生地質(zhì)災(zāi)害

(1)崩塌。區(qū)內(nèi)崩塌隱患共有8處，主要分布于雞鳴山南側(cè)110國(guó)道、外環(huán)路兩側(cè)基巖斜坡和陡壁處。該類崩塌由開挖山體修路所致，坡體整體較陡，坡度60°～85°，坡高7～32 m，小構(gòu)造及巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，多組結(jié)構(gòu)面將坡面切割成塊狀或碎裂狀，同時(shí)，受爆破開挖擾動(dòng)，邊坡坡面分布較多的松動(dòng)碎塊石，在自重及外界因素的影響下易發(fā)生崩落掉塊，局部穩(wěn)定性較差。另外，坡面出露巖體局部區(qū)段黏土質(zhì)含量高，極易風(fēng)化，長(zhǎng)期裸露更不利于坡面的整體穩(wěn)定，直接威脅道路上的行車及行人安全。

(2)滑坡?；挛挥谙禄▓@區(qū)雞鳴山西坡，屬于土質(zhì)邊坡，碎石土厚5～15 m，下伏寒武系紅色頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖夾薄層灰?guī)r，斜坡坡腳為110國(guó)道(順坡腳走向)，國(guó)道修建時(shí)進(jìn)行了坡腳開挖，造成斜坡前端坡度達(dá)50°，坡上植被為灌叢，覆蓋率10%～20%。坡體中部局部發(fā)生過(guò)滑動(dòng)，滑體為碎石土，滑床亦為碎石土，呈條形，滑坡后壁高3～5 m?；掳l(fā)生時(shí)坡前已修建擋土墻，但仍覆蓋了長(zhǎng)40 m的公路和鐵路，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。

(3)采空區(qū)地面塌陷。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)地面塌陷共80處。多年的舊區(qū)復(fù)采，井下巷道形成了“樓上樓”的局面，地表塌陷坑、地裂縫星羅棋布，造成民宅、醫(yī)院、學(xué)校等基礎(chǔ)設(shè)施大量受損。經(jīng)過(guò)40多年的大規(guī)模開采，形成了12.5 km2的采煤沉陷區(qū)，受災(zāi)民宅4 482戶、12 532人，受損學(xué)校4所，受損醫(yī)院(衛(wèi)生所)6所。地下采空區(qū)造成地表裂縫，有毒氣體滲出，威脅了礦區(qū)居民的生命安全。

1.2 土地資源占?jí)号c破壞

區(qū)內(nèi)礦山開采過(guò)程中產(chǎn)生的煤矸石及廢渣的大量堆積、地面塌陷及大規(guī)模山體開挖取土，大量占用和破壞了土地資源。其中采空區(qū)地面塌陷及廢渣堆積對(duì)土地資源的破壞最大，特別是青山村及興隆山煤礦一帶，地面塌陷使地下水疏干水資源枯竭，也間接地對(duì)土地資源產(chǎn)生了破壞。

1.3 含水層破壞

經(jīng)調(diào)查走訪及勘查佐證，礦區(qū)范圍內(nèi)垂深600 m內(nèi)已無(wú)含水層，嚴(yán)重影響了地表植被生長(zhǎng)，植被覆蓋率不足2%，且居民生產(chǎn)生活用水困難，治理恢復(fù)難度極大，引發(fā)了土壤沙化等一系列環(huán)境問(wèn)題。從地理位置上講，下花園區(qū)位于北京西北，首都常年主風(fēng)向上游，下花園區(qū)已成為京津周圍地區(qū)一個(gè)不可忽視的風(fēng)沙源。

1.4 地貌景觀破壞

下花園區(qū)煤礦開采對(duì)地形地貌景觀的影響破壞主要集中于下花園煤礦、興隆山煤礦周邊、雞鳴山景區(qū)周邊及公路沿線，其中以煤礦周邊及景區(qū)周邊景觀破壞最為嚴(yán)重，破壞方式以塌陷坑、地裂縫及煤矸石堆為主，地面塌陷不僅使區(qū)內(nèi)耕地絕產(chǎn)，而且對(duì)區(qū)內(nèi)地貌景觀造成了極大破壞。雞鳴山風(fēng)景區(qū)周邊由于雞鳴山、前山煤礦的開采，煤矸石堆星羅棋布，山體植被遭受嚴(yán)重破壞，細(xì)顆粒物質(zhì)失去保護(hù)，直接裸露于地表，在風(fēng)力吹揚(yáng)作用下，污染空氣，降低了大氣環(huán)境質(zhì)量。

2 治理措施

(1)次生地質(zhì)災(zāi)害。對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的治理首先應(yīng)消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，其次結(jié)合周邊地形地貌進(jìn)行地形整治。下花園區(qū)礦山開采引起的次生地質(zhì)災(zāi)害隱患主要包括滑坡、崩塌、地面塌陷。前山滑坡為洋河大渠開挖的碎石土堆積而成的斜坡體，緊鄰110國(guó)道及京張鐵路，主要采取削坡、錨桿格構(gòu)、擋墻、截排水工程來(lái)保證坡體穩(wěn)定性，防止其發(fā)生失穩(wěn)破壞。崩塌體主要集中于雞鳴山南坡110國(guó)道北側(cè)及西外環(huán)路兩側(cè)，對(duì)邊坡局部穩(wěn)定性較差的地段進(jìn)行削坡，在此基礎(chǔ)上布置主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)及錨噴工程、截排水工程，并在坡腳種植灌木及爬山虎。對(duì)煤礦采空地面塌陷主要采取回填方式，對(duì)破壞的土地進(jìn)行恢復(fù)治理[1-4]。此外，對(duì)區(qū)內(nèi)的采空區(qū)進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)，采空塌陷雖經(jīng)地形整治，地形地貌得到了較好的恢復(fù)，為玉帶山產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)創(chuàng)造了良好的用地條件，但在規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)分布有大面積未進(jìn)行治理的采空區(qū)，且仍處于殘余變形狀態(tài)。

(2)土地資源占?jí)号c損毀。區(qū)內(nèi)土地資源占?jí)号c損毀區(qū)域恰好位于下花園玉帶山產(chǎn)業(yè)園區(qū)的中心部位，為緩解園區(qū)用地緊張局面，采取了地形整治、格構(gòu)護(hù)坡、截排水工程等措施，對(duì)采煤形成的礦渣堆及塌陷破壞的土地進(jìn)行恢復(fù)治理，取得了顯著成效，極大地緩解了產(chǎn)業(yè)園區(qū)用地緊張的局面，促進(jìn)了下花園區(qū)的經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。

(3)地貌景觀破壞。對(duì)雞鳴山景區(qū)附近區(qū)域的礦渣堆進(jìn)行了平整，使地形與周邊相銜接，為規(guī)避傳統(tǒng)大面積人工營(yíng)林的單調(diào)化，采取栽種側(cè)柏、油松金葉榆、丁香、山桃、小葉女貞等喬灌木，提出了一套主題突出、景觀豐富的設(shè)計(jì)模式，充分滿足景觀和生物多樣性的要求，使多樣的生物棲息地和多樣的景觀營(yíng)造成為可能。種植形式上考慮到區(qū)域的景觀視線主要來(lái)源于動(dòng)態(tài)視線，因此在種植形式上選用花灌木“S”曲線型，營(yíng)造一種動(dòng)態(tài)景觀，較好地恢復(fù)了雞鳴山景區(qū)周邊的生態(tài)環(huán)境。

(4)礦山地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工程。玉帶山產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)建設(shè)是下花園區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的規(guī)劃要點(diǎn)，保障園區(qū)地質(zhì)安全十分必要。產(chǎn)業(yè)園區(qū)雖經(jīng)多期地形整治，地形地貌得到了有效恢復(fù)。但在規(guī)劃區(qū)范圍內(nèi)分布有大面積未進(jìn)行治理的采空區(qū)，且仍處于殘余變形狀態(tài)，將對(duì)工程建設(shè)地基穩(wěn)定產(chǎn)生安全隱患。通過(guò)對(duì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的采空區(qū)進(jìn)行地表變形監(jiān)測(cè)，了解地表的穩(wěn)定性狀況，為園區(qū)規(guī)劃建設(shè)提供準(zhǔn)確依據(jù)。

3 討 論

(1)勘查工作量布置不足。下花園區(qū)礦產(chǎn)資源枯竭城市礦山地質(zhì)環(huán)境治理項(xiàng)目針對(duì)下花園煤礦及興隆山煤礦區(qū)進(jìn)行了大規(guī)模的地形整治，挖填方量較大，在設(shè)計(jì)前對(duì)區(qū)內(nèi)進(jìn)行了詳細(xì)勘查，但勘查程度仍有欠缺，僅在填方或挖方區(qū)布設(shè)了典型鉆孔，設(shè)計(jì)施工后，部分區(qū)域出現(xiàn)了實(shí)際工程開挖與設(shè)計(jì)不符的現(xiàn)象。

(2)地形整治工程中，設(shè)計(jì)平臺(tái)過(guò)大。由于下花園煤礦及興隆山煤礦地處玉帶山產(chǎn)業(yè)園區(qū)中部地帶，設(shè)計(jì)之初考慮后期用地需設(shè)計(jì)較大的地形整治平臺(tái)，但平臺(tái)面積較大意味著挖填方量較大，雖然填方區(qū)設(shè)計(jì)碾壓系數(shù)為0.95，但由于區(qū)內(nèi)面積大、地形及巖性組成復(fù)雜等特點(diǎn)，該系數(shù)較難達(dá)到，因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)地形整治區(qū)地形地貌特征適當(dāng)減少填方區(qū)尤其是高填方區(qū)的面積。

(3)崩塌治理工程設(shè)計(jì)，景觀需求考慮不足。該項(xiàng)目通過(guò)削坡、清理圍巖、錨噴等措施對(duì)外環(huán)路兩側(cè)的巖質(zhì)邊坡進(jìn)行了治理，消除了崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患，但由于兩側(cè)邊坡陡立及氣候條件的特殊性(凍期長(zhǎng)，夏季干旱少雨但瞬時(shí)降雨量大)，一般的邊坡復(fù)綠方法難以適用，故仍需對(duì)特殊地區(qū)高陡邊坡復(fù)綠技術(shù)方法進(jìn)行進(jìn)一步探索。

[1] 郭 真.采礦活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染及治理[J].世界地質(zhì)，1996，15(4)：69-72.

[2] 韋朝陽(yáng)，張立城，何書金，等.我國(guó)煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及綜合整治對(duì)策[J].地理學(xué)報(bào)，1997(4)：300-307.

[3] 韋朝陽(yáng)，張立城，趙桂久.試論我國(guó)煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及綜合整治對(duì)策[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境，1995(4)：26-29.

[4] 周愛(ài)國(guó)，周建偉，梁合誠(chéng)，等.礦山地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)[M].武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2008.

2016-03-28)

李玉倩(1984—)，女，工程師，100050 北京市西城區(qū)南緯路4號(hào)。