朱曉璐

（甘肅省有色金屬地質勘查局蘭州礦產勘查院，甘肅 蘭州 730046）

1 環境治理意義

該金礦位于甘肅省瑪曲縣尼瑪鎮西部，這里豐富的天然草原、濕地和森林資源共同組成了黃河上游生態系統的綠色安全屏障，是黃河上游水源涵養區，也是青藏高原的重要涵養地。是黃河上游重要的水源補給區和生態功能區。自20世紀90年代初期，區內先后經歷了無序民采、露天開采、探礦三個階段，礦區范圍南部長約1400m、寬約1100m的范圍內,由于無序采掘，修筑道路、建設場地、產生大量渣土堆、陷落坑等，引發不良地質災害，造成地貌、景觀、植被、地表水破壞、對水源涵養作用產生不良影響，項目區進行恢復治理，對保護該區生態系統，黃河水源地，意義重大[1]。

2 工程地質、水文條件特征

2.1 地形地貌

項目區海拔3600m～3900m，相對高差300m，主峰海拔4075.4m，山勢整體西高東低，坡度約15°～45°，切割深度不大，山勢平緩，植被較發育，屬中高山構造剝蝕地貌。項目區內最低侵蝕基準面3461m。

土壤以高山草甸土為主體，其成土母質以沖積母質、殘積坡積母質為主。植被為川西藏東高原灌叢草甸。植被以中生禾、莎草為主，夾雜少量濕生、旱生植物[2]。

2.2 巖土體特征

項目區為第四系殘坡積土、雜填堆積土、塌陷堆積土。

殘破積碎石土：廣泛分布于勘查區范圍表層，為含礫砂壤土，黑褐色，結構松散，土質不均勻，含有碎石、角礫、植物根系等，碎石和角礫的成分以灰巖、白云質灰巖、碎屑角礫巖為主。

雜填堆積土,為渣堆場地區，雜色，土質極不均勻，含有礦渣、廢石等，顆粒大小不一，雜亂無章，孔隙發育，松散。

塌陷堆積土，分布于區內塌陷坑場地，采空區冒落塌陷形成，成分以塊石為主，松散，雜亂無章，孔隙發育[3]。

2.3 地質構造、新構造運動及地震

項目區大地構造屬于西秦嶺褶皺系南亞帶、西傾山隆起帶南緣，總體隆升，裂隙構造發育。未發現近晚期斷裂構造的活動形跡，地震活動不頻繁。

2.4 水文條件

項目區屬大陸性高寒濕潤氣候區，高寒多風雨（雪）。年平均降水量611.9m，最大積雪厚度18cm，年平均蒸發量1482mm。

地下水可劃分為碎屑巖類孔隙裂隙水、基巖裂隙水和碳酸巖鹽巖溶裂隙水三大類型。

地下水主要接受大氣降水、斷裂帶脈狀水和地表雨洪水的入滲補給。現狀條件下勘查區無人工開采，地下水補排處于天然平衡狀態。

3 不穩定斜坡對地質環境影響

3.1 不穩定斜坡特征

不穩定斜坡5處（X1、X2、X3、X4、X5）。均為人工堆積棄渣，土質極不均勻，含有礦渣、廢石等，顆粒大小不一，孔隙發育，松散。工程地質性質較差。

a.X1不穩定斜坡位于勘查區西部ZD08渣堆前緣，平面形態近直線分布，坡高26m～28m，坡寬73m，坡度52°，主體坡向210°，坡腳為緩傾地形（圖1）。天然地形坡度35°。b.X2不穩定斜坡位于勘查區南部ZD14渣堆前緣，平面形態呈弧線型展布，坡高8m～25m，坡寬112m，坡度50°，主體坡向190°，坡腳為自然溝道區原始地形坡度25°。c.X3不穩定斜坡位于勘查區東部ZD20渣堆前緣，平面形態呈弧線型展布，坡高5m～8m，坡寬83m，坡度45°，主體坡向140°，坡腳為自然溝道。原始地形坡度30°。d.X4不穩定斜坡位于勘查區東部ZD23渣堆前緣，平面形態呈弧線型展布，坡高10m～18m，坡寬58m，坡度58°，主體坡向120°，坡腳為緩傾地形。原始地形坡度30°，不穩定斜坡地處一溝坡近頂部[4]。e.X5不穩定斜坡位于探礦工業場地北東側，平面形態呈弧線型展布，坡高5m～8m，坡寬90m，坡度50°，主體坡向110°坡腳為自然溝道。原始地形坡度20°，不穩定斜坡地處一溝坡坡腳段。

圖1 不穩定斜坡

3.2 影響不穩定斜坡因素分析

影響不穩定斜坡主要有3個因素。

a巖土條件：斜坡土體均由人工堆積棄渣組成，土質極不均勻，含有礦渣、廢石等，顆粒大小不一，雜亂無章，孔隙發育，松散，工程地質性質較差，為易滑土體。

b水作用：土體為松散堆積的人工棄渣，具大孔隙，利于大氣降雨入滲，降雨增加了土體重度，使土體顆粒間摩擦系數降低，土體整體的抗剪強度降低。

c地震作用：地震作用形成的慣性力，導致坡體應力的瞬間增加和重新平衡。

3.3 地質環境影響

據野外調查成果，5處不穩定斜坡，現狀條件下，坡面土體松散，存在多個小沖溝，局部呈滑塌狀，坡腳滑塌零星堆積小規模塊石，坡肩裂縫較發育，穩定性較差，在強降雨、地震等不利因素，邊坡失穩，易產生滑坡[5-10]。在強降雨下，對坡面沖刷，形成小泥石流，覆蓋坡腳部分地表，造成環境破壞。

4 地面塌陷對地質環境影響

4.1 地面塌陷特征

地面塌陷7處（TX1、TX2、TX3、TX4、TX5、TX6、TX7），為采坑、探槽、采空所致，塌陷面積均小于0.1km2，規模均為小型。

一般坑壁呈直立狀，坑底為塌陷堆積塊石（圖2）。松散，雜亂。坑壁上部為殘破積堆積碎石，厚度1.5m～2.5m，坑幫裂縫較發育，裂縫寬度一般0.5cm～2.0cm。

圖2 地面塌陷

4.2 地質環境影響

地面塌陷主要危害地表隨機行人和機械設備安全，破壞地表植被、景觀。危害程度中等，對地質環境影響程度為嚴重。

4.3 含水層影響

項目區含水層以接受大氣降水入滲補給為主，地下水徑流從高處往低處徑流，在地形切割處以泉的形式排泄或潛流補給下伏含水層。棄渣壓實壓密原土，改變了降雨入滲條件，采坑形成負地形，較大改變原始地表徑流；塌陷坑形成負地形和導水通道；探槽直接揭露基巖地層，改變了原始降雨入滲條件。對含水層破壞影響程度為嚴重。

5 礦山活動對地貌景觀影響

a堆渣：分布面積443m2～17076m2，最大堆積高度1.5m～7.0m，渣堆方量620m3～69955m3。一般順坡溜土堆積形成，前緣形成高3m～30m邊坡，坡度30°～50°不等，頂部形成平臺，平臺寬度一般3m～25m。

b采坑：分布14處采坑，占地面積合計21899m2，形成采空區體積合計175386m3，最大開挖深度3.5m～18m，在區內形成零星分布規模較大的負地形。

c地面塌陷：分布7處塌陷坑，占地面積合計7642m2，塌陷坑體積合計165545m3，最大塌陷深度6m～37m。

d探槽：分布11處探槽，開挖區面積合計2418m2，棄渣壓占區占地面積合計3344m2，開挖方量合計3740m3。

e工業場地：位于項目區東部,分布面積28050m2。由探礦渣堆在頂部平整形成的平緩場地，布置辦公生活區、探礦斜井1處、辦公生活房8間；機電房1間。

f礦山道路：礦山道路以半挖半填筑路為主。長度合計3580m，破壞面積19690m2。

以上工程活動對地形地貌景觀造成完全破壞，使地形連續性、一致性遭到破壞，對景觀的原始性、觀賞性造成完全破壞，對地質環境影響程度為嚴重。

6 恢復治理方案及治理工程設計

治理工程措施：渣堆清運、采坑(塌陷坑)回填、洞口封堵、渣堆平整、探礦斜井封堵、建筑拆除、探礦工業場地渣堆整治、探槽回填、覆土、植草綠化、地面塌陷治理。

6.1 渣堆清運工程

對區內具備清運施工條件、壓占損毀程度較嚴重、與周邊地形不相協調的渣堆進行清運、回填采坑。

6.2 采坑、塌陷坑回填工程

對區內11處采坑及塌陷TX1進行回填治理，回填土方為渣堆清運量，棄渣運至坑底后攤平，虛鋪厚度不大于0.5m，用機械分層碾壓，壓實系數不小于0.8。回填后使地形與周邊相一致，確保地形坡度不大于25°。

6.3 洞口封堵工程

對CK06采坑底部兩處塌陷洞口（1#、2#）采用鋼筋砼梁進行封堵。設計梁截面尺寸：寬度1.0m，高度1.2m，長度5.0m。縱向配筋頂部為6φ32，底部為5φ18，兩側構造配筋為每側3φ18，箍筋配筋φ12@120，梁芯采用C30混凝土，護壁采用C20混凝土，護壁厚度60mm。首先對洞口進行清理平整，形成規格4m×5m平整場地，梁垂直洞口長軸方向安放，各洞口分別安放5根。

6.4 渣堆平整工程

對不具備清運施工條件、壓占損毀程度較輕、與周邊地形基本一致、不能完全清運的渣堆進行平整，平整厚度按0.6m計算，使地形坡度小于25°，且與周邊地形相協調，對坡面進行壓實處理，壓實系數0.8。

6.5 探礦斜井封堵工程

對區內探礦斜井進行封堵治理，對地面以上部分用機械拆除，拆除建筑垃圾運至探礦工業場地后緣段壓埋回填處理，在斜井內地面以下1.5m深度向內砌筑漿砌塊石封堵，封堵深度5.0m，在底部開挖，形成防滑齒漿砌塊石封堵后對井口段回填碎石土。

6.6 建筑拆除工程

對區內建筑進行拆除，對彩鋼房由礦山企業拆除后進行二次利用，對磚混結構建筑墻體、地基進行拆除，由機械拆除，拆除建筑垃圾在場地后緣壓埋處理。

6.7 探礦工業場地渣堆整治工程

對探礦工業場地區渣堆進行整治，對前緣段棄渣倒運到后緣場地壓實，使區內地形與周邊相協調，保證地形坡度小于25°，整治過程中進行分層碾壓，壓實系數0.8。

6.8 探槽回填工程

對區內探槽進行回填平整，回填過程中將渣土回填底部，回填過程中碾壓夯實，壓實系數不小于0.8，將表土在頂部回填，回填過程中確保與周邊地形協調一致，恢復至原地形形態。

6.9 地面塌陷治理設計

根據區內地面塌陷回填治理無運輸條件和塌陷體積較大的特點，擬定對TX3進行圍護+鋼絲繩錨桿+主動防護網+仿真草皮進行治理。

設計對塌陷TX2、TX4、TX5、TX6、TX7進行圍護、坑底平整、覆土、綠化治理。

a場地圍護：設計在塌陷坑外圍10m處設置鋼絲網圍欄。具體設計：圍欄豎柱為4.5#角鋼，長度為1.5m，埋入地面以下0.3m，地面以上1.2m，間距3.0m；鋼絲網為6.0#鋼絲，網格為20cm×20cm，每兩豎柱之間為5×15個方格網，圍護網長度共計810m。

b坑底平整 ：設計對塌陷TX2、TX4、TX5、TX6、TX7坑底進行平整，使坑底地形平整規范，坡度小于25°，壓實系數不小于0.8。采用人工平整。

c塌陷坑覆土：設計在平整塌陷TX2、TX4、TX5、TX6、TX7坑底進行覆土，覆土厚度不小于20cm。

d植草綠化：設計對塌陷坑底覆土單元播撒草籽進行綠化，草籽選擇適宜當地氣候環境的披咸草，草種規格要求為種籽要求新鮮飽滿、純度90%以上、發芽率90%以上。播撒量為35kg/hm2。

e主動防護網+仿真草皮：設計在地面塌陷TX3處布設主動防護網，坑體周圍布設錨桿，錨桿長度5m，錨固段地層為三疊系細晶灰巖，設計錨固段長度3.0m。主動防護GPS2型環保網，由鋼繩錨桿+鐵絲網組成，設計在主動防護網覆蓋仿真草皮。

6.10 覆土工程

設計對回填采坑單元、回填塌陷單元、探礦工業場地、渣堆平整單元、塌陷坑平整單元進行覆土設計，覆土厚度為0.2m，覆土來源為外購客土，要求土壤容重≤1.45g/cm3，土壤質地為壤質砂土至壤粘土，礫石含量≤30%，pH值6.5～8.5，有機質含量≥0.5%。

6.11 植草綠化工程

設計對覆土單元播撒草籽進行綠化，草籽選擇適宜當地氣候環境的披咸草，草種規格要求為種籽要求新鮮飽滿、純度90%以上、發芽率90%以上。播撒量為35kg/hm2。