寶日希勒閉坑礦區地質環境恢復治理

喬振龍 劉榮益 杜貴旺 陳建信 王根鎖

摘要：通過實際調查、分析，對呼倫貝爾市寶日希勒閉坑礦區的地質環境恢復治理工作進行了綜合評價，確定了工程方案。

關鍵詞：閉坑礦區 恢復治理 地質狀況

1. 引言

呼倫貝爾市陳巴爾虎旗寶日希勒礦區自二十世紀七十年代開發以來，已有近三十年的開發歷史。由于過去對環境治理認識不足，資源開發缺乏統一規劃，九十年代后期小煤窯數量急劇膨脹，粗放經營和落后的生產技術不僅浪費了大量資源，而且產生了嚴重的采空區地面塌陷，致使礦區草原植被破壞、地下水位下降、粉塵污染、水土流失等環境地質問題愈演愈烈。給礦區人民生命、財產安全帶來了嚴重隱患，礦區生態環境急劇惡化。現治理區內所有煤礦均閉坑。

在《內蒙古自治區礦山環境保護與治理規劃》中，寶日希勒閉坑礦區被列為近期地質環境治理的46項重點礦山之一。根據《關于下達2010年礦山地質環境治理和地質遺跡保護項目任務書的通知》（內國土資字[2010]83號）及《2010年度礦山地質環境治理和地質遺跡保護項目任務書》（1001號），呼倫貝爾市寶日希勒閉坑礦區（五期）礦山地質環境恢復治理被列入2010年度自治區探礦權采礦權使用費價款項目計劃，本文結合該礦區的地理位置、地質狀況，著重介紹了工程設計方法。

2. 地理條件

呼倫貝爾市寶日希勒閉坑礦區位于呼倫貝爾市海拉爾區的北側，行政區劃隸屬于陳巴爾虎旗寶日希勒鎮。礦區內通過砂石路以及草原自然路與寶日希勒鎮相連，交通方便。寶日希勒閉坑礦區地理坐標東經119°43′15″～119°50′05″，北緯49o22′20″～49o24′00″。該礦區地勢開闊，為波狀高平原地貌，屬呼倫貝爾剝蝕高平原的東北部。總體地勢呈北高南低的緩坡狀，地形坡度2o～5o，海拔高度600～720m，相對高差120m。

3. 地質狀況

3.1 地層巖性

礦區地表均為第四系松散層所覆蓋，無基巖裸露，根據區域地質及礦區鉆探資料，區內地層比較簡單，主要是中生界白堊系扎賚諾爾群，新生界第四系更新統和全新統，現由老到新分述如下：

3.1.1白堊系扎賚諾爾群大磨拐河組（K1d）

該地層廣泛發育于海拉爾盆地，屬于寶日希勒煤田的含煤地層，根據鉆探資料反映，其埋深20～50m，該組地層厚約595～1540m。

3.1.2第四系（Q）

礦區第四系十分發育，廣泛分布于煤系地層之上，主要為更新統冰水沉積、沖洪積、湖沼沉積和全新統湖沼沉積、風積地層。厚度在4.85～77.95m。

3.2 巖土體類型

根據礦區地層巖性、巖石物理力學性質、巖土體結構及工程地質特征，將礦區內巖土體類型劃分為五種類型。

3.2.1較硬巖

扎賚諾爾群下部砂礫巖段不同程度存在較堅硬巖石，其分布不連續，呈扁豆狀或透鏡體狀，厚度一般0.2～0.5m，最厚可達1.0m，巖性以矽質膠結或鐵質膠結的粉砂巖為主，結構致密，孔隙率和含水率低，硬度大，抗壓強度15.0～60.0Mpa。

3.2.2軟巖～極軟巖

扎賚諾爾群地層巖性由上而下膠結程度逐漸增強，抗壓強度逐漸增大。頂部的砂礫巖、泥巖，膠結疏松，成巖程度相對較差，抗壓強度0.8～4.0MPa；煤層和中部的砂礫巖，膠結程度相對較好，抗壓強度3.0～8.0MPa；下部的砂礫巖、泥巖隨埋深增大，膠結程度較好，孔隙率和含水率低，硬度大，抗壓強度可達6.0～12.0MPa。

3.2.3 砂土

主要分布于第四系全新統沖洪積、風積層中，巖性為粉土、砂土，天然含水量14～18﹪，比重2.66～2.70，容重1.7～1.8g/cm3。

3.2.4 粘性土

主要分布于第四系中—上更新統湖積層中，巖性為粘土、含礫粘土，其厚度變化大，硬塑～可塑。天然含水量19.6～29.1﹪，容重1.55～1.64g/cm3。

3.2.5碎石土

分布于第四系中—上更新統冰水堆積層中，巖性為含泥砂、礫石、泥包礫，礫徑1～5cm，泥包卵石分選差。呈次棱角狀，天然含水量15.0～27.7﹪，容重1.95～2.04g/cm3。

4. 工程設計

4.1 治理范圍

根據《呼倫貝爾市寶日希勒閉坑礦區礦山地質環境恢復治理工程項目可行性研究報告》和實測地形圖范圍內地面塌陷坑的分布現狀及治理工程任務書下達的治理經費，確定的治理范圍為寶三礦塌陷區、寶一礦塌陷區、六采區塌陷區、群益礦塌陷區及北側地方煤礦塌陷區。總治理面積5.32km2，治理區拐點坐標見表1。

4.2工程方案

本次礦山地質環境治理區整體形狀近似“多邊形”，東西最長3.9km，南北最寬3.6km，面積為5.32km2。治理區內現有塌陷坑為767個，總土地破壞面積238563.27m2。

4.2.1 取土區的確定

根據陳巴爾虎旗國土局《關于指定寶日希勒閉坑礦區（五期）礦山地質環境治理取土場的通知》，確定本次礦山地質環境治理項目塌陷坑回填與覆土的取土區為神寶露天礦排土場。取土區位于神寶露天礦排土場東北角，選取土質為碎石土、粉土、耕植土。

4.2.2 回填路線的確定

由于治理區地形復雜，塌陷坑、采空區分布面積較大，土方回填運輸車輛駛入將會對施工安全帶來隱患。通過野外實地調查、對照原寶一礦、原寶三礦、原六采區、原群益礦開采工作面井上下對照圖，結合2010年5月7日對該治理區拍攝的遙感圖片進行分析，本著施工安全及經濟合理的原則，確定各治理分區地面塌陷坑回填載重汽車運輸路線。

4.2.3施工機械的確定

治理區內采空區雖已基本穩定，但受到外力的作用，還會發生采空區塌陷，如2010年5月一輛大噸位的運土車冒然駛入原地方煤礦塌陷區內，造成車輛陷入塌陷坑內。為了保證此次礦山地質環境治理工程施工的安全，施工機械選用：裝載機1.5m3；履帶式推土機55kw；自卸汽車5T。

4.2.4地面塌陷坑回填

選取神寶露天礦排土場的固體廢棄物為回填物，運用自卸汽車按照各治理分區的指定回填路線，進行地面塌陷坑回填。回填時將粒徑較大的土方回填至坑底，粒徑較小的土方回填至上部。回填方式：由于治理區內塌陷坑大部分邊坡近似直立，坑邊地段由于塌陷導致土質松軟不能承受較大載荷，為了保證施工安全，應將自卸汽車與塌陷坑保持10～30m的安全距離時將土方卸載，運用55kw履帶式推土機將土方推運至坑內。

4.2.5塌陷坑表層覆土

回填后的塌陷坑表層覆蓋30cm厚的耕植土，以便恢復植被所需。耕植土選用取土點內堆積的耕植土進行回填。

4.2.6治理區平整

由于治理區塌陷坑數量較多，面積較大，連成片的塌陷坑周邊延伸有數十條長度不一的塌陷裂縫，為了恢復治理區內原有地形地貌，并達到回填后與周邊地貌相協調的景觀效果，在回填塌陷坑表面及周邊裂縫區域進行機械平整。平整機械選用：55kw履帶式推土機。平整時按照推高墊低緩坡銜接的方式進行推運，推運深度為0.15m。總推運面積1817062m2，總推運土方量為272558m3。

4.2.7 治理區植被恢復

在回填平整后的表面混合播撒種植適合當地生長的羊草、冰草、冷蒿等草籽。混合播種比例主要以羊草為主，占總播撒比例的60%，其余為冰草、冷蒿占總播撒比例的40%。播種方式為翻耕播種，總播撒面積1817062m2。播種區域應保證草種成活率（植被覆蓋率）達到70%以上，若低于該成活率的區域應及時補種。

4.2.8 配套設施

為了更好的宣傳礦山地質環境治理項目的工作成果，在治理區內修建一塊宣傳牌。宣傳牌為磚砌結構，表面抹灰，宣傳標語應鑲嵌在墻體內，主要內容為項目主管單位、實施單位、設計單位等相關工作情況。修建基礎長為7m，寬為0.5m，埋深為0.3m。頂部為宣傳墻面，長6m，寬0.3m，高3m。

5. 結束語

呼倫貝爾市寶日希勒閉坑礦區礦山地質環境恢復治理目標是：恢復礦區原有地形、地貌景觀；消除閉坑礦區地質災害隱患；恢復植被，改善礦區生態環境；通過治理使礦區廢棄的土地得到重新利用，促進地方經濟發展。

2011年5月，內蒙古鑫冠測繪有限責任公司受內蒙古地質環境監測院委托，在原有礦區地形圖（1：2000）基礎上，使用天寶GPS5800型衛星定位系統等設備對治理區塌陷坑的分布、面積、平均深度進行了實測，測量精度為1：2000，為塌陷坑土方回填量計算提供了依據。

采用GOOGLE地圖實拍衛星遙感圖片（拍攝時段為2010年5月7日），對治理區及周邊地質環境進行分析解譯，為合理確定治理區范圍、取土位置和治理區與取土區之間的最佳回填運輸路線提供了依據。

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