涼城縣十三號—紅旗溝石材礦開采過程中對地質環境的破壞與防治

摘要：作者長期從事礦產資源開發與地質環境管理工作，本文論述了涼城縣十三號—紅旗溝一帶密集數十家礦山開采，對礦區土地植被資源、地形地貌的破壞和地質災害危險性，給地質環境造成的破壞和影響。提出了恢復治理的措施與方法。

涼城縣十三號—紅旗溝一帶有數十條西北向雁行式密集分布的輝綠巖礦脈，自上世紀80年代以來有數十家礦山在開采。采坑邊坡陡立，大量廢石堆積在山坡、溝谷中，使礦區的土地植被資源、地形地貌遭受嚴重破壞，水土流失嚴重，潛在地質災害危險，給地質環境帶來嚴重的負面影響。

關鍵詞：礦山開采 地質環境 破壞與防治

1. 礦區自然條件

1.1礦區自然地理概況

十三號—紅旗溝石材礦區位于內蒙古自治區豐鎮市—涼城縣境內，地處內蒙古高原南緣，地形地貌以低山為主，其次分布溝谷階地。大大小小的礦山處于低山或溝谷階地上，地形起伏大，坡度較陡，海拔1400－1700米，屬半干旱，季風氣候區，常年干旱多風，晝夜溫差大，多年平均氣溫5.1℃，年均降量428mm，7－9月為雨季，降雨較集中，年蒸發量1750－2215mm，無霜期116天，凍土深度1.43米。礦區河流行性為季節性河流。平均流量0.19m3/s。地下水含水層主要有：第四系砂卵礫石含水層，地下水位埋深0－5米，主要分布于紅旗溝溝谷階地中；太古界片麻巖孔隙裂隙含水層，水位埋深10－40米，分布于溝谷兩側山體中，地下水資源豐富，平均單位涌水量0.215L/s.m。

1.2 礦區開采概況

從上世紀80年代以來，礦區已有幾十家礦山開采，礦區面積約20km2。經辦理采礦許可證準備的地質簡測資料統計，可供開采的地質儲量60×104m3，各礦山年總離量約為10×104m3，平均剝采比為4︰1。初步結算礦渣廢石堆棄量約100萬m3，采礦工藝為鑿 巖劈裂，鑿巖爆破—桅桿吊或裝載機裝載—汽車運輸，剝離工藝為人工爆破—挖掘機或裝載機—汽車運輸，排渣工藝為裝載機—小汽車運輸。采礦區地質構造簡單，圍巖為太古界片麻巖地層，單斜構造，巖層傾角55－85°礦脈近于直立。

2. 峰窩狀的露天采礦對自然環境造成的主要影響

2.1 對土地資源的破壞

由于多年的峰窩狀的露天采礦，隨著生產能力的不斷增加，每年廢土石渣排棄量逐年增加，增加量約為10×104m3/a，礦區開采面積增加1000m3/a，再加上礦區配套設施的建設，占用易耕地、易草易林地，已使礦區自然環境遭受破壞。目前礦區開挖面積已達2km2，廢渣排棄就近堆于采坑口的溝谷中或階地上。占用了大量易耕地和耕地，易草易林地。礦區由挖掘場破壞和排渣場，礦山活動場地占地造成地貌原貌受損面積達10km2。

2.2 水土流失

水土流失是礦山開采造成的最主要的環境影響之一，主要反映在排土場及采礦區、活動區的風力侵蝕和水力侵蝕。

2.2.1 風力侵蝕，礦區屬、半干旱季風氣候區，降雨量少且集中，干旱季節風力強勁并持續時間長，形成周邊地帶沙化的動力條件。礦區大面積零星分布的采空區，排渣堆，成為沙化的物質基礎。排渣堆無植被覆蓋，在風力作用下，大量細小巖土顆粒被吹散，巖土表面侵蝕較深，每年因風力侵蝕造成的土壤侵蝕量較大。給每年冬春干旱季節沙塵暴、揚沙天氣提供了物源基礎。

2.2.2 水力侵蝕，由于大面積的零星排渣堆，是隨意堆棄的松散地面物體，其原土結構已遭破壞，粘結性、抗蝕性差，而且礦渣堆棄及其構成的地貌與原地貌迥然不同，再加上該地區雨水相對集中，造成排渣堆的水力侵蝕，采場及排渣堆除普通發生的雨水擊濺和層狀面蝕外，在坡面上易形成溝蝕和重力侵蝕。并在坡腳形成淤積，故將水力侵蝕劃分三種類型。

（1）沉陷侵蝕，是由于排棄物組成不一，巖土混雜，粒度不均，細小顆粒物隨經流下滲或灌入下部大孔隙而形成地面沉陷侵蝕。這類侵蝕終止于堆棄物下部，在較低洼地帶發育有侵蝕溝，從而造成水土流失。

（2）邊坡面蝕、溝蝕、重力侵蝕，對排渣場合危最大的就是對邊坡的侵蝕，它直接造成嚴重的水土流失，而且對排渣場的穩定性產生影響，這類侵蝕是由于坡面松散，地表徑流攜帶走大量的泥砂，使坡面大塊物料裸露，穩定性變差，產生面蝕和侵蝕溝，進而產生瀉流等多種重力侵蝕。各排渣場均存在大量侵蝕溝，深0.5－2米，寬0.5－2米。

（3）坡腳沉積是由于隨雨水侵蝕而滑下的巖土物，向排渣場底緣外沉積，壓埋植被，造成生態破壞。

2.3 地質災害危險性

（1）崩塌，礦區各礦山大多為私營礦山，缺乏統一規劃，大部分采坑邊坡陡峻且不規范，礦脈兩側破碎帶及其上部的風化帶，結構疏松，邊坡角一般都大于65°，有的甚至近直立，邊坡高已達20－50米，大于安全臺階高度和邊坡角，長期處于陡峻的臨空面，在降雨、冰雪融水及采礦機械振動作用下，誘發崩塌地質災害危險性較大。危害對象主要為采礦人員和采礦機械。

（2）滑坡、泥石流，長期采礦，大量礦渣無序地堆棄于山坡、溝谷中，有很多礦渣堆棄于支溝谷口，礦渣堆松散，堆積高度在8－20米，面積在數千—數萬平米不等。有的已將支溝堵塞，主流溝谷局部地段也近于堵塞。紅旗溝匯水面積較大，一旦遇特大降雨洪水，誘發滑坡、泥石流危險性較大。

礦區礦山一般位置較高，山坡露采，一般不揭露含水層，礦山開采不使用有害、有毒等化學藥劑。采礦對地下水影響不大。

3. 地質環境恢復治理措施

由前述可知，礦區在開采過程中對地質環境危害最大的是水土流失，其次是誘發地質災害的潛在危險，因此，露天采場、排渣場是礦區重點恢復治理區。

3.1 臨時性治理措施

由于大部分礦山正處于開采活動中，排渣場仍處于動態變化中，但有些排渣場邊坡地段一定時期內不再排渣，有些礦山的排渣場也短期內不排渣，在這一類排渣場邊坡上需采取臨時性治理措施，以種植檸條和沙棘在我區的生態環境治理工程中，已得到廣泛應用，耐干旱，成活率高，根系發達，水土保持效果好。

在排渣場堵塞的支溝口開挖疏通水道，修筑護坡堤壩。

3.2 永久性治理措施

對礦區進行長治久安的綜合治理，首先要強化政府職能，加強地質環境管理職能到位，豐富管理手段，建立健全行政、經濟、技術相結合的管理體系。做好礦山生態環境恢復與治理規劃，礦山地質環境影響評價，礦山環境保護與恢復治理方案，礦山地質環境防治監督管理體系。其次，要提高社會地質環境保護意識，推動地質環境保護社會化監督體系，充分依靠社會力量進行監督，遵照“誰受益，誰投入”、“誰開發，誰保護”、“誰破壞，誰治理”的原則，明晰社會各方面在地質環境保護中的責任、權力和利益關系。各礦山企業要嚴格按照開發利用方案、礦山地質環境保護與恢復治理方案進行采礦和保護地質環境，在指定統一規劃的地點有序排渣，做好排水，預留邊坡角，排除地質災害隱患。有計劃地進行地質環境恢復治理工作。

3.2.1 邊坡治理措施，對廢棄的排渣場，要進行植被恢復治理，邊坡采用水平溝整地和覆土工程種草造林的方法，水平溝內種植喬木，溝間種植灌木，能很好地攔蓄地面徑流，減輕排渣場坡面侵蝕，風蝕，防止水土流失。

3.2.2 排渣場平臺治理措施：對已廢棄的排渣場，首先應大致整平，并覆蓋0.1~0.2米厚的表土，以種草為主，植樹為輔恢復植被。在平臺整平時修建從外緣向內微傾斜的倒坡，使平臺水流入平臺排水渠或植樹坑。排水渠、植樹坑要縱橫成網，成為完整的蓄水系統，并在平臺邊緣修筑攔水壩，起到蓄水的作用。在平臺上種植喬、灌、草，形成人工生態系統。

3.2.3 排渣場周邊治理措施。排渣場防水、排水、防洪等措施是防止排渣場滑坡和水土流失的一個重要手段。應在排渣場修筑攔渣壩。排渣場上游修筑排水溝，攔擋山洪匯水不侵蝕排渣場。在有排渣堆的支溝口，和受堵塞的溝谷疏通水道，以防大山洪暴發，沖蝕排渣堆進而發生排渣堆形成滑塌或泥石流地質災害。