貴州龍里縣歷史遺留礦山復綠治理
——以灣灘河鎮礦區為例

龍中伏，徐鵬飛，潘平生，歐禮斌，李艷桃

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局核資源地質調查院，貴州 貴陽 550005）

龍里縣歷史遺留礦山共計19個，均為小型礦山，共計48.2247m2。本次選取治理綜合性較強的灣灘河鎮礦區作典型代表，經過礦山地質環境實地調查后，提出合理治理設計方案，實現綠色礦山開采，在增加經濟效益的基礎上，為今后的礦山恢復治理工作提供了借鑒[1]。

1 礦山概況

1.1 礦山基本情況

白水巖礦區位于貴州省龍里縣西南部灣灘河鎮擺主村，距龍里縣城約57公里。目前，該礦已經閉坑，但開采活動造成了生態環境的破壞，共計破壞面積約14552m2、殘渣堆積體11629.53m3、廢棄廠房約1062.30m3。

1.2 礦山環境地質條件

1.2.1 水文地質條件

根據區內出露的地層巖性、含水介質特征及地下水動力條件，區內地下水類型分為碳酸鹽巖類巖溶水、碎屑巖類裂隙水、松散巖類孔隙水三類。

1.2.2 地層巖性及地形地貌

礦區內出露地層由老至新為泥盆系上統高坡場組（D3g）、石炭系下統祥擺組（C1x）、第四系（Q）。區域地貌類型復雜多樣，根據地貌成因類型將其劃分為溶蝕～侵蝕地貌成因類型，且為巖溶低中山地貌，礦區內植被較發育，局部位置基巖裸露地表，植被主要為松樹、灌木、藤草等。

1.2.3 地質構造區域穩定性

礦區位于區域上龍里背斜軸部位置，區內巖層傾向145°，傾角為10°～20°左右，總體而言，礦區內的構造相對較簡單，為一向南傾斜的單斜構造。根據國家質量技術監督局2015年頒布的《中國地震動參數區劃圖》（GW18306-2015），區內地震動峰值加速度值0.05g，地震動反應譜特征周期0.35s。對應地震基本烈度Ⅵ度，區域地殼穩定。

2 地質環境問題

2.1 地質災害

經現場調查，煤礦渣未按開采設計進行合理堆放和治理，不僅壓占破壞土地，還存在地質災害隱患。

礦區內兩個主要堆渣場，礦渣堆放于自然邊坡和沖溝內，未采取合理防護措施，渣場邊坡穩定性較差，局部已出現垮塌，由于為長期堆積產生的堆積體，有產生表面薄層滑動的可能，引發地質災害的可能性大，存在滑坡地質災害隱患（圖1、圖2）。

2.2 含水層破壞

礦山開采可造成礦區內地下水環境改變，主要表現為地下水位下降、對地表水的污染、地下水均衡遭到破壞等。經調查，礦區位于當地最低排泄基準面之上，未發現采礦導致周圍主要含水層水位持續低位，未發現周圍居民生產生活供水量受到影響，可能未對含水層造成嚴重破壞或破壞已自然恢復。

2.3 地形地貌景觀破壞

礦山開采過程中，廢渣未按開采設計進行合理堆放和治理，礦山開采形成的堆渣場挖損、壓占破壞，改變了原有的自然地形地貌，破壞了原有的生態景觀，地質環境惡化。

2.4 占用及破壞土地、植被資源

礦區內，為礦山生產建設所使用的辦公樓、宿舍、庫房等廢棄建筑、堆渣場及礦區道路，共計占用及破壞土地約14536.91m2。占用及破壞土地類型主要為林地，種類主要有松樹、落葉灌叢等，造成了水土流失，嚴重影響生態穩定。

3 恢復治理

3.1 邊坡復綠設計

針對礦區存在的地質災害隱患，首先應清將坡面上松散煤礦渣及已污染土體清除，并同時清除坡面上的松散巖體，將坡型修整至坡度30°以內，以保證其穩定性，防止施工過程滑坡和次生地質災害的發生。根據實際情況對高陡邊坡進行分級放坡處理，使坡面達到穩定，能夠滿足后期的客土要求[2]。

3.2 截水溝工程設計

為了對礦區山體匯水進行攔截，減輕匯水流量對復綠區的危害，需設計截水溝，總長度約430.34m。

3.2.1 流量計算

根據龍里縣雨水工程詳細規劃說明及《滑坡防治工程設計與施工技術規范》[DZ/T0219-2006]，暴雨設計強度按設計重現期50年的1小時最大降雨考慮。

Qp=φSpF（F＜3km2）

Qp—設計頻率地表水匯流量（m3/s）

Sp—設計降雨強度（mm/h）

φ—徑流系數，取0.15

F—匯水面積（km2）

本治理工程設計地表排水工程匯流面積F=0.05km2，設計降雨雨強200mm/h。

排水溝總匯水流量：

Qp＝0.15×0.05×106×0.2÷3600≈0.42m3/s。

3.2.2 尺寸設計

設計總流量Qp＝0.42m3/s，縱底坡度i=2%，假設截水溝截面為矩形斷面，底寬0.4m，溝壁坡度1:1，設計水深0.4m，截水溝設計基本尺寸計算公式如下：

截水溝設計基本尺寸按manning公式計算：

manning公式：

Q2-設計流量；V-流速（m/s），R-水力半徑（m），I-水力坡降，取0.02；n-溝底粗糙系數，漿砌石取0.017；W-過水斷面面積（m2）；X-濕周（m）；b-溝底寬度（m）；h-排水溝水深（m）。計算結果如表1所示：

表1 排水溝設計成果表

由表1可知，當截水溝擬定斷面底寬×水深=0.4m×0.4m時，設計流量為0.45，Q2＞Qp，能滿足設計要求。故最終截水溝底面寬為0.4m，溝深0.4m，溝壁坡度1:1，溝幫寬度0.15m。

3.2.3 結構設計

截水溝應設置沉降縫。截（排）水溝采用漿砌石澆筑，截水溝底厚0.15m，壁厚0.15m。

3.3 擋土墻工程設計

根據礦區實際情況，為了保證邊坡穩定性，采用修筑擋墻的方法對邊坡進行加固處理[3]（圖3）。共設計擋土墻1個。其中，擋土墻設計及其驗算參數如下：

位于Ⅱ號渣場區邊坡下方，為一般擋土墻，設計墻身高4.50m，墻頂寬1.50m，面坡傾斜坡度1:0.25，背坡傾斜坡度1:0.00。采用1個擴展墻址臺階，墻趾臺階b1為0.60m，墻趾臺階h1為0.60m，墻趾臺階面坡坡度1:0.00，墻底傾斜坡率為0.00:1。

擋土墻泄水孔孔徑應不小于100mm，橫向間距為2m，縱向間距為2m，按梅花狀布置，最低一排泄水孔應高出地面200mm。泄水孔應保持暢通無阻，反濾層的構造與反濾包相同[4]。

3.4 植物重建

針對礦區實際破壞情況，首先進行磚砌體拆除、渣體整理和客土作業，因煤礦山土壤性狀受到影響，需通過土壤改良，增加營養元素、提高土壤肥力。結合礦區周圍生態環境情況，合理選擇幾種具有一定抗酸性的樹種間插種植并混播草種，按照相關規范種植并進行相應的養護工作[4，5]（圖4、圖5）。

圖5 Ⅱ號堆渣場復綠效果

4 結論

針對該礦山的實際破壞情況，制定出完整的復綠技術方案。根據該設計方案，目前已完成對白水巖煤礦的復綠工作，復綠面積14552m2。極大地改善了該區的生態環境，也帶動了當地的經濟發展[5]。但同時也應認識到，復綠設計工作仍不完善，需在后續工作中加以改善。