豫中某廢棄露天黏土礦坑地質環境治理方案研究

孟晶晶

摘 要：歷史遺留礦山環境治理及生態修復工作任重道遠，因其責任主體滅失，大都需要財政資金支持。然而，單個小型民采坑治理申請財政資金困難，需尋求更為切實可行的治理途徑。基于已實施完成的一處廢棄露天采坑地質環境治理項目，介紹其區位條件、地質環境條件、地質環境問題、治理工程設計、資金投入、效益以及實施效果等，同時探討如何為近村莊和生產礦山的小型民采廢棄礦坑引進社會資金進行治理，制定切實有效的治理方案。結合鄉村振興政策，提高治理標準，在恢復地質環境的同時，以人為本，改善村民的居住環境條件，提升村民幸福感，為相似項目提供參考。

關鍵詞：歷史遺留礦山治理;露天采坑;社會資金;鄉村振興

1 項目概況

1.1? 區位條件

治理區為一處責任滅失露天民采坑，采坑面積? ? ? ? ? 0.24 km2，最大深47.0 m。位于豫中某村莊附近，距離該村村委會僅190.0 m，距離鄉政府2.0 km。該村莊常住人口300余人，鄉鎮常住人口8 000余人。采坑附近為該縣的一個小型耐火黏土礦，生產規模為1 000 t/a，采坑緊靠該企業礦部。

1.2? 自然地理及地質環境條件

1.2.1? 自然地理條件

（1）氣象。治理區內的氣候屬暖溫帶大陸性季風氣候，7月降雨量最多，1月最少。多年平均降雨量703.7 mm（1956—2010年），最大年降雨量1 119.8 mm（2000年），最小年降雨量422.1 mm（1993年）。年平均氣溫14.0 ℃，最高氣溫40.3 ℃，最低氣溫-17.4 ℃。全年無霜期220天。年最大蒸發量1 901.0 mm，最小蒸發量1 299.4 mm[1]。

（2）水文。治理區北側1.5 km處有小型水庫老虎洞水庫，水庫下游為自北向南流向的季節性河流青龍河，青龍河從治理區東側流過，最近距治理區500.0 m，其流量大小受大氣降水影響甚大，旱季無水，雨季泄洪。汝河南距治理區9.8 km，治理區內無河流穿過。

（3）土壤植被。治理區所在區域為暖溫帶，適宜種植多種植被，區內土壤主要為褐土，植物分布差別明顯，喬木有刺槐、楊樹、桐樹等;灌木有酸棗、荊條等;草種有狗尾草。

（4）地形地貌。治理區屬于山前丘陵區，最高海拔380.0 m，最低海拔200.0 m，一般地形坡度3°～10°。治理區采坑近橢圓形，面積為0.238 hm2，最大深47.0 m，邊坡坡度35°～45°。邊坡大部分碎石土裸露，部分雜草覆蓋，周邊為耕地和道路。

1.2.2? 礦山地質環境條件

（1）地層巖性。區內出露地層主要為寒武系、石炭系白云質灰巖、鋁土巖、砂巖和深灰色泥巖、砂質泥巖、深灰色砂質泥巖等，地表分布第四系殘破積、沖積、洪積物，一般厚1.0～5.0 m[2-3]。

（2）地質構造。治理區構造簡單，為一單斜層，治理區內無斷層穿過。

（3）水文地質條件。治理區地下水類型主要為碎屑巖類孔隙裂隙水，主要含水層為二疊系各類砂巖及平頂山砂巖，總厚度10.0～30.0 m，各含水層之間有泥巖、砂質泥巖相隔，單位涌水量0.000 114～0.468 000 L/（s·m），滲透系數? ? ? ? ? ? 0.002 5～1.440 0 m/d。

（4）工程地質條件。治理區內主要分布的巖土體類型為人工堆填土、第四系松散土和具泥化夾層較軟粉砂巖、泥巖、頁巖、粉砂巖、長石砂巖等。采坑邊坡上大部分覆蓋雜填土，夾雜碎石;采坑頂部大部分分布厚1.0～5.0 m的黏土、淤泥、細砂多層土體，主要為第四系中、上更新統、全新統的黏土、亞黏土、亞砂土及砂、砂礫石等。

2?礦山地質環境問題

2.1? 地質災害隱患

治理區存在兩處危巖體（W1、W2），位于治理區西側邊坡（BP6和BP5）處。BP6邊坡巖性為黏土巖，中間夾2.0 m厚泥巖，坡度約35°，坡長108.0 m，坡高3.0～5.0 m，邊坡上部覆蓋第四系松散土體，厚度約2.0 m，坡面巖石破碎，局部倒掛，形成危巖體一處，危巖體方體積432.00 m3。BP5邊坡巖性為碎石土和黏土，坡度約40°，坡長78.0 m，坡高20.0 m，邊坡上部覆蓋碎石土，厚度約1.0 m，邊坡坡頂形成一處2.0 m×0.2 m裂縫，危巖體方體積468.00 m3。兩處危巖體處于不穩定狀態，在極端天氣及不利因素的組合作用下，易發生崩塌地質災害。危巖體特征如表1所示。

2.2? 地形地貌破壞

采坑南北長618.0 m，東西寬420.0 m，最大深47.0 m，邊坡35°～70°。采坑內的次級采坑邊坡共12處，其中，采礦開挖形成的邊坡有8處，坡高10.0～43.0 m，坡度45°～70°，巖性主要為灰巖、黏土巖，頂部20～30 cm厚殘坡積土。礦渣回填形成的邊坡有4處，坡高11.0～34.0 m，坡度35°～45°，巖性主要為碎石土。采坑內的次級平臺共有8處，平臺最大面積為? ? ? 31 111.0 m2，最小面積為662.0 m2。平臺和邊坡因水土流失嚴重，土壤肥力低，植被發育不良，僅在部分低洼處分布少量雜草。治理區內地形地貌及植被破壞嚴重。

3?礦山地質環境恢復治理工程設計

3.1? 治理工程分項設計

（1）邊坡清理工程。機械清理兩處危巖體，修整過陡邊坡至45°以內。邊坡清理方體積980.00 m3。

（2）回填壓實工程。從采坑北部開始回填從附近礦山礦段產生的廢石土料。按設計標高留置回填平臺。回填壓實方體積共51.62萬m3，回填后形成的平臺面積共39 900.0 m2。

（3）場地平整工程。對現狀平臺進行場地平整，局部挖高填低，清理殘留的巖土體、垃圾、雜物。平整面積共? ? ? ?102 400.0 m2。挖土方2 500.00 m3。

（4）截排水溝工程。為保持水土，在BP10邊坡坡頂、治理區東側水泥路西以及平臺A1、A2、A3、A5、A8和道路外側修建截漿砌塊石排水溝，長度共3 410.8 m，設計洪峰流量為0.39 m3/s。為防止不均勻沉降，截排水溝底部鋪設厚20 cm的碎石墊層，并均勻壓實，壓實系數為0.94，每15.0 m設置一道伸縮縫，縫寬20～30 mm，伸縮縫處塞填瀝青油氈止水。

（5）綠化工程。根據生態修復需求和景觀協調原則，用喬灌草結合的方式進行立體復綠，兼顧開花植物以增強觀賞性。①對采坑東側新修水泥路西側的邊坡（BP10）以及治理區西南部平臺（A5）進行生態復綠。措施如下：對修整后的邊坡坡面播撒草籽（荊條、紫穗槐、苜蓿混合），形成灌草覆蓋層，播撒面積6.280 hm2;在邊坡BP10的坡腳和坡頂（水泥路西側路邊）種植速生楊，胸徑4～5 cm，單行種植，間距? ? 2.0 m，共種植速生楊383棵;在平臺A5西側坡腳種植刺槐，胸徑6～7 cm，帶土球，單行種植，間距2.0 m，共種植刺槐287棵。②選擇格桑花草籽對回填平臺進行復綠。撒播格桑花面積共3.990 hm2。③C5、C2平臺因位于采坑上部，靠近周邊耕地，平整覆土后，對其進行土地適宜性評價后可恢復為耕地，種植油菜，在增加耕地面積的同時提高觀賞性，共復耕面積10.240 hm2。

（6）養護工程。每年安排兩人利用采坑底部蓄水對林地和草地進行管護，管護期限為一年。

（7）道路修整工程。設計預留施工便道，施工完成后，對施工便道進行道路修整并永久保留，道路依地形條件順勢鋪設，路寬3.0～5.0 m，泥結碎石路面厚20 cm。修整道路長度共879.0 m，面積約2 197.5 m2。

（8）防護工程。為了防止人畜跌落發生安全事故，在采坑頂部周圍以柵欄圍擋作為防護。具體措施：防護欄高? ? ? 2.0 m，采用6 cm×6 cm的金屬網格防護網，每隔3.0 m設置一處混凝土樁固定，共設置防護網2 050.0 m、混凝土樁683根。

3.2? 工程預算及資金來源

本項目工程施工費2 144.39萬元，其中，回填工程? ? ? ? ? ?1 996.89萬元，占總施工費用的93.12%。附近礦山企業用采礦過程中形成的廢石土料進行回填，在恢復治理地質環境的同時，節約了企業的生產成本。在該縣自然資源局的協調指導下，工程治理實施主體為礦山企業，治理工程費用由企業自籌。

4 結論與建議

（1）該項目利用有利的區位條件，積極吸引社會資金進行治理，既減輕了政府財政負擔，又為企業生產提供了便利，充分體現了礦山環境治理“誰治理、誰受益”的原則。

（2）項目緊鄰村莊，在制定治理方案時，不僅實現了消除地質災害隱患、恢復受損地形地貌等基本的地質環境治理功能，更以人為本，充分考慮了景觀協調性進行優化綠化植物配置，栽種了速生楊、刺槐、荊條、紫穗槐、苜蓿、格桑花以及油菜等多種植物，盡可能地實現了觀景功能。結合地下水位淺、坑底常年積水可形成一定的水體景觀等條件，將治理后的采坑建成周邊村民觀景休憩的場所，提升村民幸福指數，為鄉村振興作貢獻[4]。

（3）項目實施后，恢復被損毀的土地面積共0.23 km2，其中，恢復耕地10.250 hm2，恢復林地草地共10.540 hm2。生態綠化工程可以減少水土流失，有效保護附近種植耕地、促進林草生長，實現生態修復的良性發展。

（4）該項目體現了當地政府對礦山地質環境工作的高度重視。新的工作模式以及以人為本、和諧科學發展的工作理念，反映了社會文明的進步，有利于強化黨和政府在群眾中的威望，增強礦產資源開發過程中人們對礦山環境保護的意識，社會形象窗口效應明顯，對今后社會發展的意義和影響較為深遠。

[參考文獻]

[1]胡濤，郭林.區域降水量變化特性分析[J].河南水利與南水北調，2020，49（5）：24-25.

[2]河南地質礦產局.河南省區域地質志[M].北京：地質出版社，1989.

[3]河南省區域地質調查隊.1∶20萬平頂山幅區調報告[Z].河南省區域地質調查隊，1977.

[4]夏繼忠.居民區周邊采石礦山地質環境治理模式探討—以某采石場治理為例[J].資源信息與工程，2019，34（4）：124-126.