袁振文 樊 彬

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局一總隊）

近年來自然資源部門堅持“因地制宜，宜林則林，宜草則草”的原則［1］，下大力氣，投入大筆資金，對加快經(jīng)濟發(fā)展而忽視的環(huán)境保護問題進行治理，并取得了不錯的成果，但仍有不少礦山地質(zhì)環(huán)境問題亟待解決。為此，以貴州省清鎮(zhèn)市某露天礦山的治理為例，通過對場地整平、采坑回填、邊坡臺階整理（削方降坡）、土地復(fù)墾、修筑排水溝等工程進行治理，以達到消除或減輕因該露天礦山開采誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害隱患，使原采區(qū)與周邊地形地貌景觀相互協(xié)調(diào)，改善人居環(huán)境，修復(fù)已損毀的土地資源，促進經(jīng)濟發(fā)展及維護社會穩(wěn)定［2］。

1 礦山概況

該礦山為鋁土礦露天礦山，位于清鎮(zhèn)市132°方向直距10 km 站街鎮(zhèn)境內(nèi)，地理坐標(biāo)東經(jīng)106°23′42″～106°23′23″，北緯26°36′55″～26°36′31″，屬站街鎮(zhèn)所管轄，研究區(qū)有公路至清鎮(zhèn)，交通十分方便。礦區(qū)面積為0.262 7 km2，區(qū)內(nèi)經(jīng)濟以農(nóng)業(yè)及外出打工為主。

區(qū)內(nèi)地貌為溶蝕中低山地貌，地貌主要為斜坡、山巒、陡崖及沖溝，地形切割較強烈。礦區(qū)主要位于緩斜坡地帶，山體的自然坡度在5°～30°。最低點在研究區(qū)的南西部洼地內(nèi)，海拔1 369.00 m；最高點在研究區(qū)外北東部山頂頂部，海拔1 513.18 m；相對高差144.18 m。

礦區(qū)內(nèi)的主要含礦地層為石炭系下統(tǒng)九架爐組，該層分為2 段，第2 段（C1jj2）巖性為淺灰、灰白色厚層塊狀粗晶灰?guī)r，厚0～100 m；第1 段（C1jj1）含鋁鐵礦系為研究區(qū)及區(qū)域上的含鋁土礦巖系，厚17～27 m。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境問題

（1）地質(zhì)災(zāi)害隱患問題。區(qū)內(nèi)無村寨、重要通信設(shè)施及設(shè)備，現(xiàn)狀條件未發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害［3］。但在露天采場有1 個較大的采坑，深3～20 m；采場及邊坡高度5～40 m，局部有不穩(wěn)定松散碎石渣體邊坡，降雨時地表水的下滲可能引發(fā)小型水土流失、小型邊坡失穩(wěn)等地質(zhì)災(zāi)害，且邊坡現(xiàn)狀已形成大量細小沖溝。

（2）礦區(qū)含水層破壞問題。礦區(qū)范圍內(nèi)不屬于貴陽市兩湖水源保護區(qū)，附近也無自然保護區(qū)。礦區(qū)露天開采的高度大于開采范圍內(nèi)最低侵蝕標(biāo)高，該區(qū)域范圍內(nèi)水的補給情況主要屬于大氣降水，大氣降水總體從南東匯聚到北西角再排泄出研究區(qū)。區(qū)內(nèi)地形地貌總體被破壞，自然地形南東高北西低，有利于地表水的排泄。該區(qū)含水層以白云巖巖溶水為主，埋藏深度較大，地表松散層孔隙含水層厚度小，含水量不大；開采產(chǎn)生泥質(zhì)水下滲，對地下水有輕微影響，但對含水層破壞性小。

（3）地形地貌破壞問題。礦區(qū)開采及排土對采場地形地貌破壞嚴(yán)重，該區(qū)有露天采場、采坑及邊坡1、邊坡2 及邊坡3 挖損、壓占破壞的土地區(qū)域，總面積12.93 hm2。采礦活動開挖、壓占的土地類型以灌木林地及荒草地為主，破壞改變了土地原有性質(zhì)，破壞了原有的生態(tài)景觀、自然地形地貌，對原生地形地貌景觀影響大、破壞程度嚴(yán)重。

3 礦山環(huán)境恢復(fù)治理可行性分析

3.1 削方降坡可行性分析

礦山采場共形成了3個邊坡，邊坡高度5～40 m，邊坡主要以松散巖土體和基巖為主，絕對高度0～95 m，存在滑坡、崩塌等地災(zāi)隱患，因此采用臺階式整理（削方降坡），以達到放緩邊坡穩(wěn)定的目的，同時可邊開采邊施工，保證一定的經(jīng)濟可行性。雖然臺階式削方降坡在一定程度上損害了部分生態(tài)環(huán)境［4］，但能夠保證人民群眾生命及財產(chǎn)的安全，并且在形成臺階后進行相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)措施，可將生態(tài)環(huán)境慢慢恢復(fù)。

3.2 礦山土地復(fù)墾可行性分析

需復(fù)墾區(qū)的土地利用類型主要為灌木林和其他草地，根據(jù)切合實際、綜合設(shè)計、就地取材、因地制宜原則，將礦山恢復(fù)成灌木林地和草地需進行表層覆土的工程有露天采場、采坑回填、邊坡治理，總需復(fù)墾土方量為29 224 m3（表1）。

覆土土源取自臺階工程清理方量及場地內(nèi)堆積的土壤方量，土源大概方量50 000 m3，需復(fù)墾土壤方量29 224 m3，礦山內(nèi)部土源充足。

4 礦山環(huán)境恢復(fù)治理設(shè)計及要求

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，礦區(qū)內(nèi)的主要恢復(fù)治理區(qū)有露天采場、采坑及邊坡，對各治理區(qū)進行恢復(fù)治理設(shè)計，礦山環(huán)境恢復(fù)治理區(qū)見圖1。

4.1 露天采場恢復(fù)治理設(shè)計

露天采場主要設(shè)計治理工程為采場場地整平+整平后覆土+覆土后植被復(fù)綠。

（1）場地整平。首先將場地內(nèi)的廢渣清理回填至采坑，對區(qū)域內(nèi)進行平整，采用清高填低的方式將采場內(nèi)堆積的渣體及表土清理平整。整平人工開挖、倒土?xí)r，需注意施工安全，防止碰撞支護結(jié)構(gòu)、工程樁等。應(yīng)對進場人員進行安全教育，書面交底并立安全責(zé)任書。

（2）覆土。對場地平整區(qū)域進行覆土，該區(qū)的覆土工程是該礦山的最大覆土工程，覆土平均厚度約30 cm，覆土所需方量21 815 m3，土源可直接取自礦區(qū)內(nèi)臺階工程清理方量及場地內(nèi)堆積的土壤方量。礦區(qū)內(nèi)土源方量充足，無需外購?fù)猎础?/p>

（3）植被復(fù)綠。復(fù)綠過程中應(yīng)根據(jù)實際情況進行綠化，樹種的選擇規(guī)格與復(fù)墾工程相似，植物品種選擇以適地適樹、適應(yīng)性強、病蟲害少、耐粗放管理、經(jīng)濟實惠［5］，以鄉(xiāng)土樹種（香花槐、桂花、刺槐）為主的原則，同時結(jié)合實際。該礦山選用樹種為香花槐，規(guī)格為帶土球，胸徑≥3.0 cm，單棵高度≥150 cm，注意養(yǎng)護及成活率，成活率需85%以上。

為保證治理恢復(fù)的綠化效果，每公頃均勻播撒120 kg 草種，保證工程結(jié)束后，植被覆蓋率在90%以上。另外，在露天采場種植喬木，喬木株距均為3.0 m×3.0 m。

4.2 采坑治理工程設(shè)計

采坑主要設(shè)計治理工程為采坑回填+整平覆土+覆土后植被復(fù)綠。

（1）采坑回填。該采坑位于礦區(qū)露天采場中部，開采時間較長，采坑面積較大，約8 695 m2，海拔1 390～1 415 m，絕對高差0～25 m，該礦山設(shè)計回至標(biāo)高1 410 m，回填時設(shè)計進行分層壓實，分層厚度宜為300～500 mm?；靥顟?yīng)盡量采用石料或土石混填，石塊厚度應(yīng)小于分層厚度的2/3，將石方或含塊碎石較多的土石方回填底部，表層盡量用土方平場，分層夯實，為后期復(fù)綠打好基礎(chǔ)。回填前應(yīng)進行清表挖根，回填反壓不應(yīng)對臨近構(gòu)造物和環(huán)境造成影響，不應(yīng)引起次生地質(zhì)災(zāi)害。填筑表面應(yīng)平順而有利排水，不得留有積水坑槽。不能利用生活垃圾及對地下水有污染的工程開挖棄方回填。

（2）整平覆土。將采場內(nèi)堆積的礦渣、碎石方進行采坑回填后對區(qū)域進行平整，場區(qū)平整后的坡度不應(yīng)大于30°?；靥钫酵戤吚玫V區(qū)內(nèi)的土源對采坑進行覆土。

（3）植被復(fù)綠。復(fù)綠過程中應(yīng)根據(jù)實際情況進行綠化，樹種的選擇規(guī)格與復(fù)墾工程相似，選擇相應(yīng)的植物品種（樹種+草種）進行復(fù)綠，并注意養(yǎng)護及成活率。

4.3 邊坡治理工程設(shè)計

邊坡治理工程主要為邊坡臺階式整理（削方降坡）+臺階攔土坎覆土+植被復(fù)綠+臺階邊坡腳覆土及種植藤蔓植物對邊坡進行綠化。

（1）臺階式整理。對邊坡的高陡區(qū)進行削方降坡、修建臺階，產(chǎn)生的土石方用于回填露天采坑，達到消除地質(zhì)災(zāi)害隱患的目的。該礦山的邊坡1 為基巖邊坡、邊坡2 與邊坡3 為松散的堆積體。在邊坡治理時，采用自上而下的臺階式邊坡，松散層堆積物邊坡臺階高≤5 m，臺階寬≥4 m，臺階邊坡角≤45°，最終邊坡角≤40°；基巖邊坡臺階高≤8 m，臺階寬≥4 m，臺階邊坡角≤60°，最終邊坡角≤50°。臺階工程大樣見圖2。

邊坡施工采用機械清理，基巖采用電錘松動、機械作業(yè)，因邊坡陡窄，施工時注意安全作業(yè)，嚴(yán)防安全事故發(fā)生。采面及邊坡周邊均應(yīng)修建排水溝，防止暴雨沖壞邊坡。

（2）臺階攔土坎及種植槽覆土。在修建好的邊坡臺階上用清理的表土及石方修建兩道高30 cm 的土坎，一道位于臺階外緣，用于攔土；一道位于臺階邊坡腳（距離臺階邊坡腳30～50 cm），用于構(gòu)建形成種植槽，種植藤蔓植物對邊坡進行綠化；修整好的邊坡進行覆土，覆土平均厚度不小于30 cm，覆土量1 300 m3。

（3）臺階、邊坡角植被復(fù)綠。臺階復(fù)綠與露天采場復(fù)綠基本一致，根據(jù)實際情況進行綠化，草種與樹種選擇和種植同樣按采場要求操作。在邊坡腳修建的種植槽內(nèi)種植1排爬山虎，爬山虎株樹徑≥1 cm，株距1.5 m×1.5 m，行間間雜種植，并注意養(yǎng)護及成活率。

4.4 排水溝設(shè)計

對松散邊坡、露天采場及采坑修建截排水溝，防止暴雨沖刷采場，排水溝及參數(shù)見圖3。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，工作區(qū)屬Ⅴ等工程（防洪標(biāo)準(zhǔn)校核取20 a 一遇的最大降雨量洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計），排水溝按照貴州省水利廳相關(guān)規(guī)范計算。排水溝每米工程量見表2。

排水溝斷面A2 根據(jù)設(shè)計頻率暴雨坡面最大徑流量按明渠均勻流公式計算。排水溝橫斷面設(shè)計為充分利用當(dāng)?shù)夭牧?，根?jù)水力計算結(jié)果，結(jié)合匯水面積較大的實地情況，確定新修排水溝均為矩形斷面，選定排水溝斷面尺寸為0.8 m×0.8 m，溝道縱坡坡度為5%，均采用M7.5 漿砌石砌筑，厚0.25 m，面采用1∶2水泥砂漿抹頂，厚2 cm，1∶2水泥砂漿抹底，厚10 cm。

根據(jù)實際情況，設(shè)計排水溝總長1 200 m，經(jīng)計算擋排水溝土方開挖1 440 m3，M7.5 漿砌石砌筑360 m3，平面粉刷1 617.6 m2。

5 保障措施

該礦山的環(huán)境恢復(fù)治理工作由具有相關(guān)資質(zhì)的施工單位組織負責(zé)，各項工程施工必須執(zhí)行相關(guān)的技術(shù)要求，上崗前必須進行技術(shù)交底、安全交底。在項目施工的同時由具有資質(zhì)的監(jiān)理單位全程監(jiān)督檢查，項目定期向自然資源管理部門匯報，最終組織相關(guān)單位、專家進行驗收。

6 結(jié) 語

貴州某露天礦山通過對礦山環(huán)境恢復(fù)治理的可行性研究，得出該礦山進行臺階式削方降坡、土地復(fù)墾及相關(guān)復(fù)綠措施可行。該礦山的治理工程設(shè)計為露天采場場地整平+覆土+植被復(fù)綠，采坑回填+覆土+植被復(fù)綠，邊坡臺階式整理（削方降坡）+臺階攔土坎覆土+植被復(fù)綠+臺階邊坡腳覆土及種植藤蔓植物對邊坡進行綠化，松散邊坡頂部截排水溝+露天采場及采坑排水。根據(jù)設(shè)計方案實施，可以達到消除地質(zhì)災(zāi)害隱患、植被復(fù)綠、恢復(fù)景觀、恢復(fù)礦山地質(zhì)環(huán)境的目的。