宿州市大靈山廢棄塘口礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法與措施

王士友，許雷川

（安徽工業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230000）

1 礦山概況

宿州市大靈山廢棄塘口位于宿州市埇橋區(qū)解集鄉(xiāng)南西約5.0km處大靈山東側(cè)山麓地帶，行政區(qū)劃隸屬宿州市埇橋區(qū)解集鄉(xiāng)大尚莊村管轄，為擅自無(wú)證開(kāi)采所形成，現(xiàn)狀形成了一個(gè)較大規(guī)模廢棄塘口，其東西長(zhǎng)約30m～211m，南北寬約16m～98m，總面積約10233m2（合15.35畝），廢棄塘口口采掘邊坡主要分布于西北、西和南部，邊坡高約0.5m～10.1m，坡度約23°～87°，邊坡組成物質(zhì)主要為震旦系望山組灰?guī)r，坡體巖石破碎，部分坡體大面積散落采掘廢石。在坡體下方平臺(tái)、底盤(pán)區(qū)及外圍分布多個(gè)采掘廢棄石料堆和散落石料，料堆面積約28m2～2077m2，石料堆高度1m～4m。形成了高陡邊坡，自然景觀與生態(tài)環(huán)境破壞較嚴(yán)重，存在崩塌隱患。該礦山生態(tài)修復(fù)面積為1.32hm2（19.74畝），通過(guò)生態(tài)修復(fù)工程，治理恢復(fù)林草地0.94hm2（14.12畝）、灌草地0.38hm2（5.62畝）。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境條件

礦區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫為14.4℃，多年平均降雨量為854.60mm，多年平均蒸發(fā)量為1159.70m，多年相對(duì)濕度70%。無(wú)霜期210天～240天，積雪深度0.35m，凍土深0.30m。

礦區(qū)區(qū)域?qū)倩春恿饔颍挥谕衔埠拥谋卑都s2.9km。礦區(qū)及附近地表水體不發(fā)育，周邊地表土壤類型以褐土為主，地表基巖出露，局部地段風(fēng)化強(qiáng)烈，但風(fēng)化厚度有限，基本無(wú)可利用表土[1]。生態(tài)修復(fù)區(qū)內(nèi)大部分地段為裸地，宕口周?chē)凶匀簧L(zhǎng)的荒草，栽植有石榴樹(shù)樹(shù)、刺槐和馬甲刺等。

礦區(qū)區(qū)域上地處安徽省淮北平原中部，地形總趨勢(shì)北高南低，自然地面標(biāo)高為42.49m～73.14m，微地貌類型為低丘。

礦區(qū)區(qū)域地層隸屬華北地層大區(qū)晉冀魯豫地層區(qū)徐淮地層分區(qū)之淮北地層小區(qū)。生態(tài)修復(fù)區(qū)范圍內(nèi)出露地層為震旦系上統(tǒng)望山組(Z2w)，巖性主要為灰質(zhì)白云巖、白云巖、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r與鈣質(zhì)頁(yè)巖互層、泥質(zhì)灰?guī)r、含燧石結(jié)核灰?guī)r，隱微品質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，中厚～厚層狀，地層產(chǎn)狀為358°∠13°，據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，巖石密度2.60g/cm3～2.72g/cm3，抗壓強(qiáng)度為65.89MPa～81.06MPa，屬堅(jiān)硬巖石，礦山為露天開(kāi)采，礦層裸露地表，礦層透水，不富水，修復(fù)區(qū)最低標(biāo)高約42.49m，高于當(dāng)?shù)氐孛嬉话愕孛鏄?biāo)高。礦山開(kāi)采主要受大氣降水影響。大氣降水可自然排泄，礦區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。

3 礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

該礦山由于開(kāi)采所形成的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題主要包括：地質(zhì)災(zāi)害、對(duì)土地和地形地貌景觀的影響與破壞、對(duì)地下水資源及含水層的影響與破壞以及固廢棄物污染四大方面。

3.1 挖損破壞土地和植被資源

礦山挖損土地及植被資源嚴(yán)重，挖損破壞土地植被資源及其影響區(qū)面積1.32hm2（19.74畝）。按照其現(xiàn)狀劃分為三個(gè)生態(tài)現(xiàn)狀區(qū)，即邊坡區(qū)、底盤(pán)與平臺(tái)區(qū)、外圍影響區(qū)[2]。

邊坡區(qū)：位于生態(tài)修復(fù)區(qū)北西部、西部和南部區(qū)域，為開(kāi)采活動(dòng)形成的邊坡，挖損破壞土地植被資源面積0.28hm2（約合4.20畝），邊坡總長(zhǎng)583m，高約0.5m～10.1m，坡度約23°～87°，坡體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石風(fēng)化破碎強(qiáng)烈。

底盤(pán)與平臺(tái)區(qū)：位于生態(tài)修復(fù)區(qū)大部分區(qū)域，為采掘活動(dòng)形成的凹形采坑或邊坡間的平臺(tái)，挖損破壞土地植被資源面積0.74hm2（約合11.15畝），受邊坡阻隔，形成大小不等的多級(jí)平臺(tái)，采坑總體呈近東西走向，南北向斷面呈中間低兩邊高的凹形，底盤(pán)與平臺(tái)區(qū)分布多個(gè)采掘廢棄石料堆和散落石料，料堆面積約28m2～2077m2，石料堆高度1m～4m。

外圍影響區(qū)：位于生態(tài)修復(fù)區(qū)四周，為采掘活動(dòng)影響范圍，面積0.30hm2（約合4.39畝），對(duì)土地和植被資源影響一般。

3.2 造成地貌景觀的破壞

礦區(qū)經(jīng)多年采掘，山體破損嚴(yán)重，改變?cè)嫉匦危镜貏?shì)平緩的山丘，形成深淺不一的采坑、碎石遍地的、植被稀疏甚至全無(wú)的裸露山體，壁面巖石破碎，部分地段風(fēng)化強(qiáng)烈，局部人、畜不可及。采礦活動(dòng)嚴(yán)重破壞了自然地貌景觀。

3.3 廢石、廢水造成的水土環(huán)境污染

礦區(qū)內(nèi)礦山均為露天開(kāi)采，大量破壞了山坡巖體及上部表土，采礦過(guò)程中產(chǎn)生的廢石和剝離表土缺乏有效管理，干燥天氣形成揚(yáng)沙，污染周邊空氣；暴雨季節(jié)隨水流失，搬運(yùn)匯入溝道中產(chǎn)出重力侵蝕，土地不斷遭受到侵蝕和破壞，水土流失嚴(yán)重。礦區(qū)內(nèi)固體廢棄物的污染主要表現(xiàn)為廢棄礦石淋溶水滲入地下含水層，對(duì)淺層含水層水質(zhì)的影響。礦山為廢棄礦山，未見(jiàn)廢水產(chǎn)生，未對(duì)周邊地表水造成污染。

3.4 礦山地質(zhì)災(zāi)害

礦區(qū)內(nèi)由于開(kāi)采活動(dòng)形成多條邊坡，坡高0.5m～10.1m，邊坡主要坡向?yàn)?°～7°、30°～40°、82°～97°、182°，坡度一般為23°～87°，以西南部、南部邊坡較為高陡，坡體巖性主要為上元古界震旦系上統(tǒng)望山組(Z2w)，巖性主要為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、含海綠石砂巖夾藻灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，隱微品質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，厚度薄～中厚，地層產(chǎn)狀為358°∠13°，另外，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，部分坡段坡體分布有多組節(jié)理裂隙，本次對(duì)西南部、南部高陡邊坡主要節(jié)理裂隙進(jìn)行了測(cè)量，主要分布裂隙產(chǎn)狀有79°∠80°、225°∠87°、159°∠89°、301∠87°。

圖1 礦區(qū)邊坡穩(wěn)定性赤平投影分析

圖2 礦區(qū)邊坡穩(wěn)定性赤平投影分析

為更加準(zhǔn)確直觀的判斷邊坡穩(wěn)定性，根據(jù)其工程地質(zhì)特征，結(jié)合野外實(shí)際調(diào)查及各種結(jié)構(gòu)面與邊坡的組合關(guān)系，利用理正巖土5.6版分析軟件對(duì)該邊坡采用赤平投影方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，赤平投影分析結(jié)果顯示，礦區(qū)西南部、南部邊坡穩(wěn)定性較差，受節(jié)理裂隙控制，邊坡危巖體、浮石等在強(qiáng)降雨、持續(xù)降雨或重力作用下，有可能發(fā)生局部崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，邊坡穩(wěn)定性較差。

4 生態(tài)修復(fù)技術(shù)方法與措施

本次廢棄坑口生態(tài)修復(fù)方式為：坡面清理工程+采坑底盤(pán)與平臺(tái)平整工程+覆土工程+植被恢復(fù)工程+道路修復(fù)工程+防護(hù)欄工程+標(biāo)志牌工程。

（1）坡面清理工程。礦區(qū)存在多級(jí)邊坡，局部坡面存在不穩(wěn)定危巖、浮石及浮土，根據(jù)邊坡高度、坡度和所處位置，以保證安全和基本消除地質(zhì)災(zāi)害為原則，對(duì)坡面危巖體采用風(fēng)鎬挖鑿和人工相結(jié)合進(jìn)行清除，邊坡清理廢石用于采坑填方和填置于邊坡坡腳低洼處。

（2）采坑底盤(pán)與平臺(tái)平整工程。采用機(jī)械方式對(duì)采坑內(nèi)廢棄石料堆進(jìn)行清除，清除的廢棄石料主要堆置于石料堆三西側(cè)的采坑內(nèi)。不易處理的場(chǎng)內(nèi)廢石料，可推入凹坑處或邊坡坡腳處。

（3）覆土工程。礦區(qū)及其周邊地表基巖出露，無(wú)可利用土壤，覆土土壤需進(jìn)行外購(gòu)，覆土過(guò)程中依據(jù)土壤質(zhì)量依次按底土層、心土層與表土層分層回填，林地要求采用符合質(zhì)量要求的黑色表土，土壤質(zhì)地為砂質(zhì)壤土至壤質(zhì)粘土，其土壤pH值5.50-8.50，土壤容重≤1.4g/cm3，礫石含量≤5%，有機(jī)質(zhì)≥1%。

（4）植被恢復(fù)工程。植被恢復(fù)工程包括生態(tài)修復(fù)區(qū)復(fù)綠工程和養(yǎng)護(hù)工程。①?gòu)?fù)綠工程。在整平覆土后的生態(tài)修復(fù)區(qū)播撒灌草籽，邊坡上爬下掛種植爬山虎對(duì)進(jìn)行覆綠，間距為0.1m。草種采用抗旱、抗鹽堿、抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)，耐瘠薄、耐踐踏、耐一定的水濕，易于繁殖的灌草，草本植物可選用狗牙根、高羊茅、波斯菊等。②植樹(shù)工程。底盤(pán)覆土后按照3m間距宕穴種植石榴樹(shù)、沿北部道路南側(cè)種植圓柏（苗高≮1.5m，地徑≮1.5cm，帶土球），坑穴底部覆土、松土劑、肥料、聚丙烯酰胺，配比為20:3:1:1，坑穴間距為3m。樹(shù)苗隨起隨栽，起苗時(shí)應(yīng)盡量不破壞根系，隨起苗隨打漿；運(yùn)輸時(shí)防止苗木根部失水，栽植時(shí)如果泥漿失水發(fā)干應(yīng)二次打漿。

（5）防護(hù)欄工程。因在礦區(qū)南西部、西部分布有高陡邊坡，存在一定的安全隱患，礦區(qū)臨近村莊，對(duì)周邊人畜構(gòu)成安全威脅。因此，本次設(shè)計(jì)沿南西部、西部邊坡頂部修建防護(hù)欄。防護(hù)欄商品砼規(guī)格為C30，內(nèi)置螺紋鋼（HRB335）鋼筋（規(guī)格為￠6.5mm），樁內(nèi)由螺紋鋼筋三橫四豎結(jié)構(gòu)加固；防護(hù)欄間距為3m，規(guī)格為15cm（長(zhǎng)）×15cm（寬）×200cm（高）；防護(hù)欄埋設(shè)時(shí)采用人工風(fēng)鎬輔助機(jī)械方式開(kāi)挖宕穴進(jìn)行，宕穴規(guī)格為30cm（長(zhǎng)）×30cm（寬）×30cm（新鮮基巖面以下）；防護(hù)欄埋設(shè)時(shí)用C30混凝土澆筑，漏出地面高度1.8m。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，使廢棄土地得到重新利用，水土流失得到抑制，根治了地質(zhì)災(zāi)害隱患，“綠色”了治理區(qū)，使治理區(qū)生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)，從而保護(hù)當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳?cái)產(chǎn)免遭地質(zhì)災(zāi)害危害，保障治理區(qū)受災(zāi)害威脅群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，大大消除群眾的恐懼感，提高了居民生活質(zhì)量，有利于和諧社會(huì)的構(gòu)建和科學(xué)發(fā)展觀的具體落實(shí)，具有明顯的社會(huì)效益，使環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展走上良性循環(huán)的道路，并有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。