礦山地質環境治理及土地復墾探討

丁國軒

（甘肅工程地質研究院，甘肅 蘭州 730000）

某礦山位于甘肅省蘭州市紅古區境內，該礦區地勢總體東北高西南低，海拔高程為1835m～2457m，相對高差150m～300m。該礦開采歷史久遠，發育的地質災害有滑坡、不穩定斜坡、泥石流、地面塌陷等，對當地生態環境造成很大影響。

1 礦山地質環境問題

該礦山開采利用主要引發和加劇了滑坡、不穩定斜坡、泥石流和地面塌陷等地質災害[1]。

①區內共發育12處滑坡，威脅較大的1處位于辦公樓東側，其余均分布于溝道內。②區內共發育9處不穩定斜坡，威脅較大的有3處，編號為X1、X2、X6，其余均分布于溝道內。X1不穩定斜坡為削坡修建變電所導致，坡腳處大部分建筑已廢棄；X2不穩定斜坡為礦山削坡所致，邊坡高30m～75m，大部分基巖裸露，表層巖體強風化，較為破碎，該斜坡巖層反傾，斜坡整體較穩定；X6不穩定斜坡為削坡建房所致，邊坡高15m～20m，為土質斜坡，坡面豎向裂縫發育，且局部表層土體剝落。③區內發育紅溝、炭洞溝和獐兒溝三條泥石流溝，溝口處均離大通河較遠，且多為居民區建筑和復墾林地，不具備排導條件。④塌陷裂縫是塌陷區地表變形的主要形式，區內塌陷裂縫寬度6cm～30cm、相鄰裂縫間距為30m～60m。

2 礦山地質環境治理理論

（1）合理規劃，科學利用。在礦井建設之前，建立礦山土地利用規劃。合理規劃、分步實施，做到與礦井建設、生產、閉坑三同時[2]。在進行工業場地施工時，應制定合理的土石方調配方案，嚴禁棄土棄渣亂堆亂放。各種生產建設活動應嚴格控制在規劃區域內，將臨時占地面積控制在最低限度，盡可能地避免造成土壤與植被的大面積損毀而使本來就脆弱的生態系統受到威脅。施工車輛等施工機械損毀的地方均要進行土地平整、耕翻疏松，并在適當季節補栽植被和作物，盡快恢復原有土地功能；在農田區域施工時要盡量避開農作物生長季節，以減少農業生產損失；施工結束后，要及時清場，并且恢復田埂、平整土地。

（2）協調開采及部分開采。當多個工作面開采時，通過在推進方向上合理的布置工作面及開采順序，抵消一部分地表變形，使被保護對象處于下沉塌陷區的中間部分或壓縮變形區，而不承受最終的拉伸變形，因此可以有效減少地表變形對地表附屬物的損害。

（3）重視監測。為全面掌握當地礦山開采造成的地表移動規律、土地損毀情況及可能的自然災害發生情況，建議建立巖層移動觀測站對地表移動情況進行觀測，為土地復墾工程設計施工等提供數據參考。

3 礦山地質災害治理工程

（1）滑坡治理。針對威脅較大的辦公樓東側滑坡進行治理，其余滑坡治理納入到泥石流溝治理工程中。辦公樓東側滑坡位于礦區辦公樓及食堂東側，現狀坡腳處修筑了排水渠，但未能消除該滑坡隱患，因此建議對該滑坡修筑坡面排水工程。具體在坡頂和滑坡體兩側壁處修建截排水渠，與已建坡腳處排水渠連接，將整個滑坡體范圍內的降水排出。排水渠材料選用素混凝土。

（2）不穩定斜坡治理。針對威脅較大的X1、X2、X6不穩定斜坡開展治理，其余不穩定斜坡納入到泥石流溝治理工程中。X1不穩定斜坡由于該斜坡坡腳處大部分建筑已廢棄，建議在該斜坡坡腳處設立警示牌，對其進行監測。X2不穩定斜坡由于巖層反傾，斜坡整體較穩定，故設計對坡體危巖進行清理，并增設被動防護網。X6不穩定斜坡為土質斜坡，設計對其進行分兩級削坡，坡比為1:1。

（3）泥石流治理。根據泥石流溝道形態、地質環境條件和工程地質條件采取工程治理措施，通過工程措施治理后，達到以下目的：①攔截泥砂，改變輸水輸砂條件，調節下泄量和輸沙量；②利用回淤效應，穩定斜坡和溝谷，降低河床比降，減緩泥石流流速，抑制上游河段縱、橫向侵蝕。從而使溝口的岸坡基本得到保護，從根本上改變其固體物質補給與泥石流流通條件。具體治理措施如下：紅溝：在紅溝主溝道上下游各布設1座攔擋壩，中游支溝內布設1座攔擋壩。炭洞溝：由于下游溝道內有其他小礦山，對下游溝道的治理建議在小礦山閉坑后根據實際情況由相關責任人負責，本次僅設計對溝道上游進行治理。設計在溝道上游兩支溝交匯處修筑攔擋壩1座，該處為兩支溝交匯處，溝床寬約30m，在此處設壩可有效攔擋上游松散物。獐兒溝：獐兒溝位于礦區北側，溝道上游由兩支溝組成，下游溝床較寬，不利于設壩。本次在主溝道中游布設1座攔擋壩，該處為溝道拐彎處，溝床寬約20m，利于設壩。

攔擋壩設計需充分滿足各壩使用功能，遵循安全可靠、技術可行、經濟合理的原則。設計攔擋壩均為中低壩，攔擋壩形式均為重力式溢流壩，攔擋壩的截面形式均為梯形，壩體均采用C25混凝土現澆結構，并在每座主溝攔擋壩下游均布設1座副壩[3]。

（4）地面塌陷治理。根據地裂縫的尺寸，采取如下措施：①塌陷區周圍布設圍欄，共需布設7505m，防止人畜進入，待后續工程治理。②對塌陷區內裂縫采用人工就近挖取高處土石方直接充填，并將田地挖高填低進行平整。這種方法土方工程量小，土地類型和土壤的理化性質不變。具體為：在裂縫兩側剝離寬0.5m，厚0.3m的耕植土，臨時堆放在裂縫兩側；首先用粗礫石填堵孔隙，其次用次粗礫石填堵，當充填高度距剝離后的地表1m時，開始用木杠進行第一次搗實，然后每充填0.4m搗實一次，直到與剝離后的地表基本平齊為止；最后將裂縫兩側和平整范圍周邊剝離的土，均勻覆蓋在已完成回填的地表上進行鋪整，厚度達到復墾的要求。

4 礦區土地復墾

依據土地利用總體規劃及相關規劃，按照因地制宜的原則，在充分尊重土地權益人意志的前提下，依據原土地利用類型、土地損毀情況、公眾參與意見等，在經濟可行、技術合理的條件下，最終確定礦山復墾責任區土地復墾方向為草地和林地，其它用地將采取監測措施，確保使用安全。

（1）草地。草地復墾的主要目的是保證受塌陷影響的生態環境不惡化，增加生態系統自我調節能力，并控制可能發生的水土流失。采取的復墾措施主要為撒播當地優勢品種的草籽。播種前對種子清洗、去芒及藥物拌種，提高出芽率和防止地老虎等蟲害。采用撒播方式，撒播盡量撒播均勻。草種選用鄉土物種野谷草、冰草，駱駝刺，草籽純度要98%以上，發芽率95%以上。播種量視種子的發芽率而定，通常每公頃播量為20kg，播種深度一般在2cm～5cm。播種時間在夏季雨季來臨時為宜，同時播種前應進行一次土地灌溉，防止萌芽后的幼苗因干旱造成大量吊根死亡現象。然后進行覆土，用圓盤耙覆土一次即可，這種一般可保證種子入土2cm～5cm。播種后以天然降水為主要水量補給來源。

（2）林地。由于礦區中部部分塌陷區已由當地人民政府復墾為林地，考慮到與周圍環境一致性，將其臨近土地復墾方向確定為林地。按照宜樹則樹、宜草則草、長期穩定、景觀協調的原則，選用具有抗旱、耐寒、耐瘠薄、根系發達、固土能力強、易種植、便于粗放管理、抗逆性強的樹種。根據周邊工程土地復墾經驗，在充分調查當地鄉土樹種、草種以及近年來項目成功的栽植模式和經受過考驗的草、樹種，選擇項目區較為適宜的造林樹種有刺槐、落葉松、紫穗槐、紫丁香、薔薇等。根據礦區植物特點，結合已有防護林綠化經驗，選擇種刺槐，株行距均為3.0m，栽植方式為穴狀栽植。

栽植、播種機撫育管理：①整地：穴狀整地，隨植隨整地，穴徑0.6m，深0.6m。②基肥：為保證給植物整個生長期中所需的養分，為植物生長發育創造良好的土壤條件、改良土壤、培肥地力，苗木在栽植過程中應施入基肥。施肥選擇苗木栽植時施用，與農田土混合施入（如有機肥料或磷礦粉）或分層施用。③栽植：春季栽植，所用苗木選擇樹形好，無病害，根系完整的優質壯苗，針葉常綠樹種常帶土坨。深栽實埋，栽后及時灌水。栽植時將苗扶正、栽直、踩實、灌水，再覆虛土以利保墑。④松土除草：栽植后及時松土、除草、施肥。⑤補植：在栽直后當年或第二年，根據苗木成活情況，進行補植。⑥幼苗管理：根據生長情況適時進行修枝、整形等撫育工作。冬季做好防寒（旱）措施，如封凍前灌足冬水、采用埋土、蓋草、塑料棚等防寒措施。同時做好林木的病蟲害防治工作。

5 含水層破壞防治

（1）在開采過程中，進行地下水的觀測和超前預測，做到先探后采。對含水層、地表水進行動態跟蹤監測，發現水位變化異常應立即停止開采，及時查找原因以便采取有效措施。

（2）對礦井生產、生活用水造成影響的含水層區域，建議采取蓄水池供水或尋求新的水源引入等措施，保證礦井的生產、生活用水。

（3）礦井建設及生產過程中，要堅持“預防為主，有疑必探，先探后掘（采）”等安全措施。同時做好防、排水工作。

（4）在生產期間產生的污水廢水均應實現資源化，不外排，做到循環利用。

（5）加強植被恢復，以保水存水，并加強水位、水質監測。

6 結語

綜上所述，對礦山開采引發和加劇的地質災害問題分類分析，具體施策，可經濟有效的實現礦山地質環境保護；通過分析破壞土地具體類型，采取適宜的植樹種草方法可實現土地復墾。礦山地質環境保護與土地復墾是礦山生產的一部分，不僅提高礦產資源利用率，實現礦產資源可持續發展，還可以有效防治區域環境惡化，改善礦區及周邊的地質環境，促進生態健康發展，并對全社會的安定團結和穩定發展也起著重要作用。