甘南黃河上游露天廢棄石灰巖礦山地質環境問題現狀及治理對策

王樹青

（甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730020）

甘南州位于甘肅省西南部，地處青藏高原東北邊緣與黃土高原西部過渡地段，天然草原綜合植被蓋度達到96.87%，森林覆蓋率達到24.38%，黃河流域多年平均自產水資源量達到127.8×108m3。習近平總書記強調“上游要以三江源、祁連山、甘南黃河上游水源涵養區等為重點，推進實施一批重大生態保護修復和建設工程”，因此甘肅省對甘南高原等關系國家生態安全的生態功能區開展歷史遺留廢棄工礦土地整治，對各廢棄礦區礦山地質環境影響調查與評估，查明礦區范圍內各地質災害及隱患點的分布范圍、規模、地質條件及誘發因素；分析各地質災害的形成機制、威脅對象并評價其穩定性，為后期治理方案的確定和治理項目的順利實施提供科學依據[1-3]。

1 露頭礦山概況

臨潭縣新城鎮兔石山石灰巖礦位于甘肅省臨潭縣新城鎮北部，屬高寒陰濕區，降雨量少，春季回暖緩慢，夏季多暴雨，秋季降溫迅速，冬季陰濕寒冷。礦區地處張旗溝流域一級支流季節性流水溝谷上游溝腦處，無常年流水，主要接受大氣降雨補給。

礦區內壤主要以人工素填土為主，厚0.8～4m，主要以碎石、砂土為主，均勻性差，不能直接用于種植植被；屬川西藏東亞高山草場，主要為中生禾、莎為主，植被覆蓋率達50%以上，但是礦區內采礦區、辦公生活區、礦山道路由于采礦活動，原有植被遭到破壞。

礦區范圍不屬于黃河上游保護區及其緩沖區。經現場調查，礦區所有礦山活動均已停止，西側露天開采形成2處掌子面和2個采坑。其中，1#掌子面位于1#采礦場北側，坡體高20～30m，坡寬120m，2#掌子面位于2#采礦場，坡體高18～25m，坡寬160m；1#采坑位于1#采礦場南側，采坑長約200m，寬約45m，深約5～8m，占地面積為9000m2；2#采坑位于1#采礦場東北側，采坑長約100m，寬約55m，深約3～5m，占地面積為5500m2；現仍遺留1處生活辦公區、2處生產加工區和1處炸藥庫，其內的生產加工設備及生活用品已拆除外運。

2 礦山地質環境背景

2.1 地形地貌

礦區為構造剝蝕高山地貌，海拔為2900～3300m，相對高差較大，山體呈南北向展布，整體坡度為25°～40°，地勢北高南低，坡面植被覆蓋率較高。礦山位于兔石山山梁處，海拔為3180～3270m，石灰巖礦在礦區西側地段進行露天開采，并開挖山體形成2處掌子面。

2.2 區域地質特征

區內位于秦嶺東西向構造帶西端，斷裂、褶皺十分發育。區域上褶皺主要有麻當—新堡復式背斜、羊沙復背斜等；斷裂主要有汪國寺—新抽村逆斷層、新城北—長川北逆斷層、嚴家寺—格里納逆斷層、力士山—圍當山逆斷層等，呈北西西向或北北西向展布。礦區為麻當—新堡復式背斜的南翼，未發現斷層。主要出露下二疊統（P1），分布于整個礦區，巖性為灰、深灰色厚層—塊狀灰巖夾砂巖、頁巖；零星出露第四系全新統（Q4），呈蓋層零星覆蓋于灰巖之上，巖性為殘坡積碎石、黃土及腐植土。

2.3 地震

臨潭縣是汶川地震的影響縣之一，從公元前280年有地震記錄以來，臨潭縣境內共發生地震十四次，其中四級以上地震達三次。各構造形跡的復合部位有溫泉出露，表明該地區現今新構造活動強烈。本區地震基本烈度為Ⅶ度，抗震設防烈度為7度，基本地震加速度值為0.15g，主應力方向呈北東—南西向，與秦嶺構造帶相垂直，地殼穩定性較差，區域上屬于較不穩定工程地質區。

2.4 水文地質與人類活動

區內地下水主要為層狀基巖裂隙水，含水層為石炭—二疊系石灰巖。地下水徑流模數3～6L/（s·km2），單泉流量一般0.5～1.0L/s，主要接受大氣降水入滲補給，由地形高處向低處徑流、匯集，在地形低洼處、斷裂帶或巖性突變處，以泉的形式排泄。

區內人類工程活動對地質環境的影響較強烈，主要表現在修建礦區道路和采礦、選礦工業活動。前者在礦區中部修建一條寬約4m的便道，并與礦區東側水泥硬化路相連接，對礦區生態環境造成了一定的影響或破壞；后者修建庫房、辦公生活區、炸藥庫等地表構筑物，致使礦區礦山地質環境遭到破壞，破壞了部分土地資源。

3 礦山地質環境現狀評估

礦山開采造成地質環境問題主要表現為：地質災害、地形地貌景觀破壞、土地資源壓占、植被破壞等[2-3]。礦區內地質環境問題主要表現為開挖斜坡帶形成的高陡邊坡、礦區道路、生產加工區、辦公生活場地對地形地貌景觀的破壞和土地資源的挖損和壓占破壞。

3.1 地質災害對礦山地質環境影響現狀評估

礦區內主要發育2個崩塌體（B1和B2），具體特征如下：

（1）B1崩塌體（1#掌子面）位于礦區南西側，呈圈椅狀，為人工采石開挖山梁形成，坡高20～30m，坡寬120m，坡向為190°，出露地層主要以石灰巖為主。其中，坡體頂部10～15m處近乎垂直，坡度為65°～75°，表面巖體較為破碎，裂隙發育，極易在振動、強降雨的不良工況下，發生滾石、掉塊等現象；坡體中下部15～20m處坡度略緩，為40°～55°，坡面堆積有大量滾石，滾石最大粒徑為1.5m；坡腳處堆積有礦渣，礦渣堆積高度約為2.5～3.5m，寬度為100m，長度為8m。

（2）B2崩塌體（2#掌子面）位于礦區北西側，呈圈椅狀，為人工采石開挖山梁形成，坡高18～25m，坡寬160m，坡向為215°，出露地層主要以石灰巖為主。其中，坡體頂部8～12m 處近乎垂直，坡度為60°～70°，表面巖體較為破碎，裂隙發育，極易在振動、強降雨的不良工況下，發生滾石、掉塊等現象；坡體中下部10～15m處坡度略緩，為50°～60°，坡面堆積有大量滾石，滾石最大粒徑為1.2m；坡腳處堆積有礦渣，礦渣堆積高度約為2.5～3.5m，寬度為90m，長度為6m。

總之，B1、B2 崩塌體坡體頂部和中下部崩塌發育程度強，未來在強降雨或地震等不良工況作用下，極易發生滾石、掉塊。但由于崩塌體遠離礦區道路及生活生產區，且已停產，工作人員及機械已經撤離，現狀情況下，崩塌體只對會農牧民1～3 人的生命財產安全造成威脅，直接經濟損失小于100萬元。

3.2 礦業活動對地下含水層的影響現狀評估

礦山為露天開采，主要礦層（體）位于地下水位以上，充水含水層富水性差，補給條件差，加之礦區位于山體山梁處，地形有利于自然排水。故現狀條件下，采礦活動對地下含水層結構造成了影響或破壞較小，且礦區附近無地表水體，未影響到礦區及周圍生產生活用水。根據以上分析，現狀區內地下含水層對礦山地質環境影響較輕。

3.3 礦業活動對地形地貌景觀的影響現狀評估

現狀條件下，礦山對地形地貌景觀的影響和破壞主要表現在各個基礎設施建設對地形地貌景觀的影響和破壞（表1）。

（1）采礦場：礦區范圍內共有2處采礦場（表1），對地形地貌景觀破壞程度為嚴重，對水土污染程度較輕，對土地損毀程度“嚴重”，綜合評估對地形地貌景觀影響程度為嚴重。

表1 采區破壞地形地貌景觀和土地損毀一覽表

（2）采坑：礦區范圍內共有2處采坑，對地形地貌景觀破壞程度較嚴重，對水土污染程度較輕，對土地損毀程度“較嚴重”，綜合評估對地形地貌景觀影響程度為較嚴重。

（3）辦公生活區：位于山體山梁處，長約65m，寬約12m，面積620m2，地表有1層磚混結構房屋，長40m，寬5m，高約3.5m，占地面積200m2，場地在平整場地的過程中對北東側進行了坡腳開挖，而場地南、東側分別建有漿砌塊石擋墻，但由于年久未修，該擋墻嚴重破損，失去了原有的支護作用?，F狀條件下，場地在平整場地的過程中對局部的微地貌形態造成了破壞，對礦區地形地貌景觀產生了影響，但是由于面積較小，對原生的地形地貌景觀影響破壞程度較輕。

（4）庫房：礦區范圍內共有2處庫房，均為1層磚混房屋，場地在平整場地的過程中對局部的微地貌形態造成了破壞，局部地段對坡腳進行開挖，對礦區地形地貌景觀產生了影響，但是由于面積較小，對原生的地形地貌景觀影響破壞程度較輕。

（5）炸藥庫：位于1#庫房南側，現狀條件下，庫內無實驗設備與易燃易爆物品，占地面積較小，對原生植被影響較小，對地形地貌景觀影響程度較輕。

（6）礦區道路：礦山道路依地勢而建，建設過程中僅進行了小規模的低挖淺埋，采用砂礫路面，破壞了原始地貌景觀的連續性，遠離居民區，且周邊無重要交通干線及人文自然景觀，礦山道路對地形地貌景觀的影響程度為較輕。

總之，采礦場對地形地貌景觀影響程度嚴重，采坑對地形地貌景觀影響程度較嚴重；辦公生活區、庫房、炸藥庫和礦區道路對地形地貌景觀影響程度較輕。

3.4 土地資源破壞對礦山地質環境影響現狀評估

礦山采用露天開采，修建了辦公生活區、磚窯及礦山道路等，采用采礦→加工→裝載→運輸→閉坑→覆土綠化完成礦山使命，對土地的損毀主要通過基礎設施建設環節和礦山開采環節2個環節，損毀方式主要為基礎設施建設對土地的壓占損毀。

礦山造成的土地損毀主要包括采礦場、采坑、生活辦公區、庫房、炸藥庫及礦區道路的損毀。礦山采用露天開采，開采規模較小，未造成地面塌陷或地表變形移動，地表土地未產生大面積損毀（表1），已損毀土地并未采取復墾措施。生產活動對評估區內的生態造成的影響和破壞主要表現為：辦公生活區、庫房、炸藥庫和礦山道路等對土地的壓占破壞，采礦場、采坑對土地的挖損破壞。其中，礦區土地損毀面積為4.658hm2，土地挖損面積4.050hm2，壓占面積0.608hm2。

總之，礦區范圍內采礦場對礦山地質環境的影響程度為嚴重，采坑對礦山地質環境的影響為較嚴重，生活辦公區、庫房、炸藥庫及礦區道路對礦山地質環境的影響程度為較輕。

4 防治措施

礦區內因前期開采形成大數量的露采面積，不僅破壞地質生態環境，而且給當地村民及礦山工作人員留下安全隱患。露天開采形成的高陡邊坡因高度大坡度陡，易形成崩塌、不穩定斜坡。礦山地質環境的恢復治理應以治理礦山地質生態環境，改善礦區人居環境，消除地質災害安全隱患為重點，同時，最大限度地恢復土地資源，服務于地方經濟建設的發展。

（1）通過對部分開采面及渣堆按一定的設計坡比進行削坡整形，穩固斜坡，消除地質災害隱患，保障礦區內居民和施工生產安全，使礦區內地質災害損失降低到最低限度；

（2）通過對露天采坑和道路等回填與恢復處理，盡量恢復礦區原有的地形地貌，降低礦區對地形地貌的破壞；

（3）通過對礦區破壞范圍內進行覆土植草綠化，盡量恢復礦區原有的生態環境，降低礦山開采對環境的影響。

5 結語

（1）礦區生態環境破壞主要為開挖斜坡帶形成的采礦場和采坑、礦區道路、生產加工區、辦公生活場地對地質災害崩塌體、地形地貌景觀的破壞和土地資源的挖損和壓占破壞，前者對地質環境影響程度為嚴重—較嚴重；后三者對地質環境影響程度較輕。

（2）渣堆平整、削坡整形、穩固斜坡、采坑和道路等回填、廠房拆除和覆土植草綠化等，消除地質災害隱患，盡量恢復礦區原有的地形地貌和生態環境，降低礦山開采對生態環境的影響。