山東蒙陰某礦山地質環境問題及恢復治理措施

李寶霞

（山東省第一地質礦產勘查院，山東 濟南 250000）

礦產資源開發與利用在促進區域經濟、科學技術快速發展的同時，嚴重的破壞了礦山區域生態系統。我國早期階段較為粗放型的開采模式，對礦山環境破壞嚴重，恢復治理措施跟不上，導致區域生態系統難以修復，尤其是我國高寒缺氧氣候區域[1]。因此，在資源開發利用的同時做好礦山地質環境問題處理以及礦山生態系統恢復治理是礦山資源可持續發展的基礎，也是構件“青山綠水就是金山銀山”宏偉藍圖的前提[2]。基于此，本文以山東蒙陰某礦山為例，分析礦山地質環境問題及礦山恢復治理措施，為礦山生態環境修復提供參考。

1 礦區基本概況

1.1 礦體特征及開采現狀

礦體主要分布在寒武系朱砂洞組灰黑色微晶灰巖中，礦體產狀與地層產狀一致，總體上呈北東～南西向延伸，礦體傾角較緩，約為5°，礦體總體傾向南東，礦體出露厚度為80m。礦體呈層狀產出，礦體長約1km，寬約300m。由于礦山屬于多年開采礦山，導致礦區內的山體破壞極為嚴重，導致地勢起伏變化極大，在開采區域形成了大量的規模較大的高落差開采平臺以及陡崖，陡崖最高可達80m。由于長期的采礦活動以及自然氣候條件的變化，加劇了基巖風化侵蝕程度，使得礦區多處區域面臨滑坡、崩塌、地面塌陷等地質環境問題，同時，開采的礦石隨意堆積，導致地表大量植被被破壞，最終造成礦區水土嚴重流失，礦區生態系統基本崩潰。此外，由于采礦活動較為粗放，礦山粉塵飛揚，對周邊水體環境污染較為嚴重。

1.2 礦區工程地質條件

礦區出露地層主要為寒武系朱砂洞組灰黑色微晶灰巖，地表巖石普遍裸露，上部巖石覆蓋層較少，以露天開采為主，形成了大量的陡坎地形，并且邊坡以近于垂直的邊坡為主。灰巖具有較差的完整性，尤其是邊坡頂淺部的巖石風化破碎嚴重，即樣式的抗壓、抗剪切能力和抗風化性能較差。此外，礦區局部區域發育少量的小型節理，對巖石的整體性能影響較大。因此，雖然礦區沒有明顯的大構造通過，但是礦區極易發現滑坡、崩塌、塌陷等地質災害，其工程地質條件屬于復雜型。礦區位于山東蒙陰地區，區域屬于溫帶大陸性季風氣候，年平均氣溫為12.7℃，多年平均降水量為723.3mm，大氣降水主要集中在每年7月份～9月份。由于礦區開采形成了大量的高陡邊坡，在雨水長期的沖刷作用下極易誘發塌方、浮石滾落等災害。

2 礦山恢復治理方案選擇

研究區開采時間較長，形成了大量的高陡邊坡，加之礦石隨意堆放，導致原有的礦山地表土體以及植被全部破壞，即礦區范圍已經缺少了植被生長的基本土壤條件，對礦山生態環境的恢復治理增加了難度。現階段針對高都邊坡綠化治理的方法主要包括客土噴播綠化法、階梯臺階法、噴混植生綠化法和框格客土綠化法等。其中，客土噴播綠化法和階梯臺階法在礦山生態環境恢復治理中應用最為廣泛，技術相對更為成熟。因此，本文著重研究客土噴播綠化法和階梯臺階法。

2.1 客土噴播綠化法

客土噴播綠化法主要以礦山高陡邊坡的坡面掛網為基礎，即以錨桿和掛鍍新網為基礎搭建坡面掛網，再利用噴射機將均勻攪拌后的含有植被生長所需營養成分的有機質客土自上而下噴射至坡面，通過客土噴射方面在巖石高陡邊坡表面形成一層可供植物生長的土體結構。完成后，將含有草種的植被混凝土使用同樣的方法噴射至巖坡的有機客土層上，直至草種生長出后就實現了高陡邊坡的綠化目的[3]。客土噴播綠化法在礦山高陡邊坡生態系統恢復治理中應用極為廣泛，具有機械化程度高、種植速度快和短期內可實現綠化效果的優勢，后期不需要進行專門的養護管理。但是，客土噴播綠化法隨著時間的推移，由于礦山開采邊坡過于陡峭，經風化、雨水沖刷等作用后容易出現大片脫落現象，若客土中營養成分耗盡時則容易出現養分不足而導致植物生長緩慢，甚至死亡，從長遠來看，綠化效果不佳。

2.2 階梯臺階法

階梯臺階法在礦山高陡邊坡生態系統恢復治理中應用也較為廣泛，該技術方法是將高陡邊坡的大邊坡外側砌筑擋墻，并在擋墻頂部覆蓋一定厚度的種植土，將高陡邊坡修剪成若干個臺階，在每個臺階上種植植被，在臺階底部種植藤本植物，讓植物自由生長，藤本植物通過攀爬等，最終覆蓋整個高陡邊坡，進而實現礦山生態系統恢復治理的目的[4]。因此，階梯臺階法需要開展大量的土石方工作，且恢復治理周期較長，增加了恢復治理成本，但是通過階梯臺階處理，形成了若干個平臺，增加了可利用土地面積，且隨著時間的增長，礦山生態系統能夠完全恢復甚至是超越原始生態水平，因此從長遠來看，該方法有利于徹底改善礦山生態系統。同時，由于礦山高陡邊坡垂直高度可達80m，且邊坡近于直立，因此不宜使用客土噴播綠化法，故本次采用階梯臺階法進行礦山生態系統恢復治理。

3 礦山生態系統恢復治理實踐

上文已述及，本礦山不適合采用客土噴播綠化法，宜采用階梯臺階法。在恢復治理工程的早期階段，需要對礦山高陡邊坡進行土石方施工，通過砌筑方法對大平臺進行整平處理，對其余高陡邊坡采用爆破方法進行階梯式逐層削坡處理，將不穩定的浮石，易滑坡區域進行削坡處理，盡可能的排除滑坡、崩塌、塌陷等地質災害隱患。在每級臺階上鋪設一定厚度的種植土，盡可能的將每級臺階整平處理。為了有效消除高陡邊坡兩側地質災害隱患點，需注意以下幾點事項：①首選道路平行方向的高溝邊坡，對其進行階梯式注記削坡處理，每級階梯寬約8m，高約10m，設置臺階邊坡角為70°；②在擬建道路位置預留出80m的平臺，穿過山體后收窄至50m，采用自北向南平行遞增的方式推進。

3.1 場地整平

場地整平處理是防治礦山覆蓋種植土流失的主要方法，可采用推土機等將坡地的采石堆推平或者將采坑填平處理，將大塊碎石盡可能的碾壓平整，使得表面平實；在碾壓過程中先采用靜壓后采用振壓的方式。為確保壓實質量，一般平碾、震動碾均小于2km/h。

3.2 臺階式削坡

臺階式削坡處理是本方法的核心內容，由于礦山削坡工作量龐大，加之工程周期較短，因此采用爆破方式進行削坡處理。在削坡處理過程中先將破損山體周邊的危巖體、殘丘等盡可能的消除，再對高陡邊坡進行階梯式逐層消減處理。開拓方式為從山坡底部向山頂道路方向進行，多采用鉆爆、挖運、排土等方式，爆破過程中技術人員應根據巖石力學性能以及爆破范圍大小，將爆破產生的飛石、振動等危害控制在最小的范圍內。

3.3 石墻砌筑

石墻砌筑工作是確保每級臺階邊坡安全穩定的基礎，一般在每級階梯邊緣位置向內推進0.5m處采用漿砌毛石的方式進行砌筑，砌筑高0.6m、寬0.3m的毛石墻兩道，在二者中間覆蓋一定厚度的客土。同時，在邊坡底部向外推出0.5m砌筑一道高0.5m、寬0.3m毛石墻，在其與邊坡之間鋪設一定厚度的種植土，為進一步開展綠化工作奠定基礎。

3.4 覆土綠化

覆土綠化是礦山生態系統恢復治理的最終目的，根據礦山區域內土壤層物理化學性能的對比，選擇適合礦區基本條件的種植土，將種植土中的碎石、有害物質等清除，將種植土的pH值控制在6.0～7.0之間，將土壤中的有機質含量控制在20g/kg以上。同時按照小于15mm的粒徑要求，將種植土中的粗砂、碎石、土塊、雜草、有害物質等清除，確保種植土的整體結構相對穩定，土壤成分相對均勻。為確保植物綠化效果明顯以及種植土厚度滿足植物生長要求，將種植土的回填厚度控制在0.8m左右，并邊充填邊夯實處理，能夠有效的防止種植土流失現象。

在完成種植土鋪設后，在種植土中澆水沉實平整回填種植土，直至種植土表層晾干后進行整細整平，確保土壤適合植物生長。根據種植密度開挖種植坑，一般才贏梅花形布局種植，開挖種植坑為直徑0.5m，深度為0.8m的圓形坑。在植被種植過程中盡可能的對植物選擇以及布局等方面考慮直觀塑造，一般選擇對環境適應能力強的鄉土樹種和植物為主，在每級階梯底部種植盤珊瑚等植物，為邊坡綠化奠定基礎。

4 結語

綜上所述，礦山生態系統恢復治理不是一蹴而就的，而是一個較為緩慢的過程，因此，加強資源開采利用的同時強化生態保護意識和加強生態恢復治理措施探索是提高礦山生態系統恢復治理效率的基礎。同時，礦山所在地的政府部門應督促礦山企業加強生態系統恢復治理工作，切實做好生態保護工作，為礦山長遠發展奠定基礎。本文對山東蒙陰某礦山進行了生態系統恢復治理，兩年后取得了顯著的治理效果，其綠化面積為原始生態系統的102%，說明本次治理效果較好，治理方法選擇得當。