露天采礦引發的環境地質問題及防治措施探討

徐曉天 曹學江 鐘偉杰

（1.山東省煤田地質規劃勘察研究院，山東 濟南 250000；2.山東省煤田地質局物探測量隊，山東 濟南 250000）

礦業開發是人類活動對礦區最為顯著的外力地質作用，它強烈影響和改變了礦區及其鄰區地質環境，產生并誘發多樣的環境地質問題[1]，同時帶來植被破壞、環境污染等問題。露天開采適用于埋藏較淺的礦種開采，但由于開采工作不科學、不規范，以及閉礦后對地質環境治理工作積極性不高等原因，容易造成眾多地質環境災害，對周邊居民及礦山工作人員的生命安全產生潛在威脅。2017年4月～5月期間，作者全程參與了日照市嵐山區解放村05號礦區建筑用花崗巖礦的環境影響評價工作，本文將結合工作經歷，對該礦開采中造成的環境地質問題進行歸納梳理，并提出相應防治解決方案。

1 礦區自然地理概況

礦區總面積約0.16km2，地處日照市嵐山區虎山鎮低山丘陵區的一處山脊，地形中間高兩邊低。礦區附近海拔最高+220m，最低+27.50m，相對高差192.5m。當地侵蝕基準面為+27m；年平均氣溫12.6℃，最高年平均氣溫16.0℃，最低年平均氣溫9.8℃；多年平均風速為3.3m/s；年平均降水量916mm，最大年降水量1426.2mm，年蒸發量為1141.8mm。

2 礦區地質背景概況

礦區內地層不發育，零星出露第四系，分布于山前及坡麓地帶，殘坡積、沖坡積作用形成的松散堆積物。巖性為灰黃色含礫砂質粘土、粘土質粉砂、含礫砂等。

區內巖漿巖主要為新元古代鐵山序列御駕山單元（NhμγTy）片麻狀中粒角閃二長花崗巖。礦體圍巖礦石主體巖性為片麻狀中粒角閃二長花崗巖，巖石硬度中等，礦體頂底板巖石較完整。構造簡單，主要表現為巖體內次生節理裂隙發育。

礦區內地下水主要為第四系松散巖類孔隙水、基巖裂隙水兩種類型，補給來源均為大氣降水。第四系僅在局部可見，基本不含水。基巖裂隙水富存于礦區內發育小型斷裂及節理裂隙，地下水主要沿斷裂運移。

3 主要環境地質問題

3.1 土地資源占用與土壤侵蝕

根據《日照市水土保持規劃（2017-2030）》，嵐山區屬于省級重點水土流失預防片區，該礦露天開采過程中，土地的挖損和地表植被剝離較為嚴重，造成表土層土壤肥力下降，引起水土流失，造成最直接且最嚴重的生態破壞。從抗蝕性因素來看，所有清除及壓占地表植被的過程，均嚴重破壞原有地表植被，增大了地表的松散程度，降低了地表的抗蝕性[2]，如不加以重視，將會進一步加劇水土流失程度，惡化礦區環境質量。

3.2 地形地貌及景觀格局影響

露天采礦活動對于景觀生態的影響，主要反映在：一是對原有地形地貌的影響（地形起伏、地表附著植被等因素）；二是人工景觀的形成，如工業場地、采礦場地和運輸道路等在原有以農田、灌草地為基質的景觀上增加了新的斑塊，一定程度上降低了礦區原有的自然景觀美學價值[3]，此類景觀與周邊景觀視覺對比性強烈。尤其在礦區服務期滿后，采礦區形成的相對低洼的礦坑，短時間內生態恢復不及時，易造成荒涼的景象，視覺效果極差[4]。

3.3 次生地質災害

崩塌指從較陡斜坡上的巖、土體在重力作用下突然脫離山體崩落、滾動，堆積在坡腳(或溝谷)的地質現象，多發生在大于60～70°的斜坡上。由于之前無序開采，原采礦遺留下高約45m、坡度大于60°的斷崖。隨著礦體開采程度逐步加深，采區下部堅硬礦體的開采需要鑿巖放炮，以往采礦過程中可能產生的脫離母巖體的危巖體、浮石，容易產生崩塌風險。該礦礦山邊坡中局部存在頁巖、粘土巖、泥巖等軟巖層，以及出露斷層發育、節理裂隙發育的破碎巖體，在爆破振動、降雨沖蝕等外力作用下，容易形成崩、滑現象，具有一定的環境風險。

4 相關防治措施的建議

科學合理的將環保理念貫穿于礦山開發，實施綠色開采技術，真正做到“防治結合、標本兼治”，才能使礦山企業的經濟效益、環境效益和社會效益有機結合，同時也是貫徹國家“綠水青山就是金山銀山”發展理念的唯一選擇。在今后開采過程中，為使該露天礦開采造成的種種環境地質問題得到有效遏制和解決，本次研究針對前文提出的主要環境地質問題，提出應對措施分述如下：

4.1 土地資源保護措施

為保證后期生態恢復及土地復墾時有足夠的表土資源，今后在開采前需對礦體上部表土進行剝離。同時，為保證原有表土層肥力免受破壞，應注重分層剝離—分層堆放—分層回填的操作方法。其中剝離時注重林地區域將殘樹（根）清除后進行剝離，其它區域直接進行剝離。堆放時采取保護措施，堆場四周設置截排水溝，根據情況在下游設置攔擋設施，同時撒播草籽履蓋土壤保持水土。表土回填后進行平整壓實，消除明顯起伏，使其達到天然土壤的干密度，復墾前進行土地翻耕，松土，提高土壤肥力。

4.2 生態修復治理措施

露天采礦的閉礦期，是生態修復治理的重要階段。由于開采活動基本結束，開采活動對周邊環境帶來的廢水、廢氣、噪聲、固廢等各類污染相繼消失，生態功能質量惡化的趨勢總體上得到遏制。閉礦期的生態修復措施主要體現在：按照地質災害恢復治理、土地復墾、水土保持、環境影響評價等各類技術方案的要求，對礦區生態功能進行恢復。其中，在土地復墾與植被恢復前期，主要對開采邊坡進行危巖清除，同時開挖種植槽，實施邊坡植被恢復。復墾植被應因地制宜，盡量選用當地物種，慎用外來物種，綜合考慮物種成活后人工景觀與周邊自然景觀協調性的問題。

4.3 地質災害防治措施

對邊坡及其頂部進行工程地質勘察[5]，首先對以往開采造成的傾角較大的邊坡進行削坡放緩，另外主要對邊坡松動危巖體進行摸排，必要時進行放坡，對邊坡頂部的浮石進行及時清理。在采場邊坡上部設置截、排水溝，防止雨水流入礦區沖刷邊坡，防止邊坡巖石風化程度加劇。