趙海亮

（安徽省核工業勘查技術總院，安徽 蕪湖 241002）

安徽省涇縣礦區作為我國重要的方解石生產基地，方解石礦產資源儲量豐富，截至2021年12月8日，累計查明資源儲備量達到126.00萬噸，累計消耗資源儲量為38.00萬噸，為國家提供豐富的方解石資源，并且給人們的生活帶來了極大的便利。然而，隨著方解石的開采和加工，使礦區周邊地質環境受到嚴重的破壞，不利于涇縣礦區經濟的可持續發展。因此，應當加強涇縣礦區地質環境的治理工作，改善目前的環境地質問題及危害，實現資源開發與環境保護協同發展。

1 涇縣礦區自然地理

1.1 地形地貌

涇縣礦區及其周邊的地質環境屬于低山地貌單元，地貌類型為丘陵，并且呈現出孤體狀，山脊走向呈現北西－南東向，丘體寬300m～450m，長度約為800m。涇縣礦區的最高海拔為+194.96m，最低標高為+98.56m，高度差最大值為96.40m[1]。具體礦區的地貌如下圖1所示。

圖1 涇縣礦區地貌

就目前涇縣礦區地貌情況來看，剝蝕特征較為明顯，山脊較寬，丘頂呈現出渾圓狀，丘坡陡緩不均勻，丘坡坡度在20°～30°，最高處可以達到35°以上。同時，坡面溝槽的發育程度一般，且溝槽較寬、下蝕深度較淺。

1.2 氣象、水文特征

1.2.1 氣象

涇縣礦區地處北亞熱帶濕潤季風氣候區，該地區四季分明，氣候溫和濕潤，夏季無高溫，冬季無嚴寒，氣溫多變，雨水充足，降雨集中，梅雨季節明顯，具有較長的無霜期，達到230～240天。礦區平均氣溫在15.6℃左右，具有垂直變化與地區差異；氣溫最高值為41.2℃，最高氣溫集中在七月份，平均氣溫在28.1℃；氣溫最低值為－14.7℃，最低氣溫集中在一月份，平均氣溫在2.8℃。該礦區年平均降水量在1526.1mm，最大降水量達到2270mm，最小降水量在970mm左右，年降水量分布不均衡，一般集中在5～8月。年平均蒸發量在1243.6mm，最大蒸發量在1602.5mm，七月份的蒸發量高達359mm；最小蒸發量在1147.3mm。礦區年平均濕度在82%；年日照時數達到2621.2小時。

1.2.2 水文

涇縣礦區附近無大的水體，開采區域內沒有地表水系的分布；礦山東側坡腳有一條水渠，自北向南東徑流；礦區補給來源于大氣降水，因此內部水量容易受到降雨量的影響。

1.2.3 植被

由于涇縣礦區屬于亞熱帶季風濕潤性氣候，因此地表植被生長茂盛，其中以灌木為主，并且存在少量的松樹和杉樹。林草覆蓋率達到70%左右。

1.2.4 土壤

涇縣礦區的地表裸巖達到95%以上，土壤層較少，僅分布于石窩、石縫及斷層之中；土壤層主要由砂泥土組成，厚度為0.2m～1m。同時，礦區的土體較薄，并且其中夾雜著較多的云巖質礫石，保水性較差，非常容易造成礦區的水土流失；土壤肥沃力較低，積累的生物種類較少，林木生長環境較差[2]。

2 涇縣礦區地質環境概況

2.1 水文地質

涇縣礦區由兩個含水巖組構成，具體分為松散巖類孔隙含水巖組和碳酸鹽巖類裂縫巖溶水。其中，松散巖類孔隙含水巖組主要在礦區地表的殘坡積層和沖洪積層中，含水層為第四系，巖性為黃褐色松散粘土、砂質粘土和沙礫，結構較為松散，且富水性較弱；碳酸鹽巖類裂隙巖溶水主要在基巖中，含水層為湯頭組、寶塔組、侖山組，巖性為白色、灰白色灰巖，地表巖溶以溶溝、溶蝕坑為主，深部巖溶不發育，富水性較差，為弱含水層。

涇縣礦區受到其地形的影響，地下水補給區域主要分布在礦區的基巖出露區，并且地下水補給來源主要有兩處，一處為大氣降水下降到礦區土壤層，并且通過下滲達到補給的目的；另一處則是受到不同類型地下水的影響，實現彼此之間的補給。礦區內的地下水流向主要從高向低徑流，以實現最終補給地表水體的目的，主要形式為下降泉、溢流，最終形成溪流和水塘。

2.2 環境地質

涇縣礦區主要巖石類型為白色粒狀或塊狀方解石礦石，巖石及地下水具有的有害元素較少。同時，礦區經過長時間的開采，并未出現土壤及地下水中有害元素含量提升的現象，并且沒有伴隨失穩現象的出現。礦山最終產品為方解石礦石，且開采標高較低，不會出現礦區大面積崩落或泥石流等地質災害現象。

涇縣礦區周邊無村莊和耕地，無三級及三級以上的道路，無大型水庫。因此，從上述分析可以看出，涇縣礦區的水文地質條件和環境地質條件均為簡單類型，開采技術條件同樣為簡單類型。

3 涇縣礦區主要環境地質問題及危害

由于涇縣礦區經過長時間的開采，因此形成兩個較大的露天采場，在開采過程中非常容易造成較嚴重的環境地質問題，具體表現在礦區地貌景觀、土地資源和周邊生態環境受到破壞。

3.1 地面塌陷問題

在礦山建設和方解石開發過程中，由于占用了大量的土地資源，因此造成了大面積地面塌陷的問題。大面積的地面塌陷容易造成礦區出現常年積水或季節性積水的問題，因此礦區附近的農田逐漸變成荒灘洼地。同時，在塌陷區域邊緣出現了大量的裂縫，導致農業用地含水量下降，灌溉工作面臨較大的挑戰，土地中水分和營養物質流失嚴重，土壤的肥沃力難以滿足農作物生長的需求，最終導致礦區周邊農田的農作物產量下降。

同時，方解石開采區域上方地表的不均勻沉降還會造成地面房屋、高壓電線等建筑物出現大幅度的傾斜，嚴重時甚至會出現倒塌現象，不僅危及到開采工人的生命健康，還會影響到周邊居民的正常生活。受到地面塌陷問題的影響，塌陷區域周邊的潛水位隨即下降，導致地表水滲入到地面以下，造成礦區部分區域的水位下降，使整個礦區水資源出現不均衡的現象，周邊農業用地的灌溉和用水問題也會受到影響。此外，地面塌陷會造成礦區周邊生態環境受到嚴重的影響，使得農作物和其他植物難以得到茁壯的成長，生物種類及數量減少，導致礦區周邊的生態環境遭到嚴重破壞[3]。

3.2 水資源系統破壞

隨著礦區的大面積開采，還會出現水資源系統遭到破壞的現象，其主要原因有以下幾個方面：①在方解石開采過程中，由于大量的工業廢水未經過處理直接排放，導致礦區周邊水資源受到污染；②方解石開采會出現大面積、大流量的疏干排水，導致周邊水資源逐漸枯竭，農田灌溉及生產需求無法得到保障；③在方解石開采過程中，由于經常出現礦井脫水問題，導致產生較為嚴重的礦井災害，使開采人員的生命安全受到影響，并且給礦山企業帶來了較為嚴重的經濟損失；④由于礦山的地面塌陷問題，導致礦山周圍前水位下降，地表水流入地面以下，使整體水位下降，最終造成礦區水均衡系統受到嚴重的影響，周邊農田無法滿足灌溉和生產的需求。

由于涇縣礦區每年需要排放大量的礦井水，在一定程度上造成了水資源的浪費，并且對周邊生態環境造成嚴重的破壞。同時，礦區在開采過程中，各級含水層出現較大的變化，導致地下水滲流場隨之改變，最終造成十分嚴重的突水事故。

3.3 土地資源破壞

在礦區露天開采過程中，會對表層土壤進行剝離，使土壤以下的巖石暴露在空氣中，從而形成凹凸不平的巖石坡面，最終使土壤受到破壞，同時也造成了土地的挖損和破壞。在礦山建設時，會占用大量的土地資源，長時間的開采導致地面出現沉降，因此使得大量的土地資源被污染和破壞。在調查過程中發現，涇縣礦區破壞土地面積達到5.9622hm2。土地開采造成大量的地層出現塌陷，并且使大量的農業耕地和經濟用地被占用，使其喪失原有的種植功能，不僅給周邊居民的生產生活造成了影響，同時嚴重影響到國家農業和經濟的發展。

3.4 邊坡穩定性問題

通過對礦區現場環境進行調查，發現礦山開采臺階坡度為65°～75°，局部甚至呈現直立狀態。由于礦區開采前期并未按照相關要求進行規范開采，并且受到礦區巖體構造的影響，導致礦區坡體表面原本閉合的裂縫震開，一些鑲嵌緊密的巖塊出現了松動現象，極大降低了邊坡巖體的強度。在礦區形成陡坡后，由于臨空面卸荷作用，方解石開采區域的邊坡發現發生小規模的崩塌現象，從而形成一定規模的危巖體。在當地暴雨期間，極易產生滑移和崩塌現象。在此次現場調查中發現，邊坡巖石的裂縫中夾有少量的黏土，并且處于欠穩定狀態。此外，邊坡穩定性還受到邊坡巖性、類型、結構面、降雨、地表水入滲等方面因素的影響。

4 涇縣礦區環境地質問題的治理對策

為了使礦區地質環境得到有效地保護和改善，應當首先處理好礦區經濟發展和地質環境保護之間的關系，科學開發和有效運用礦山資源，最大程度上保護礦區周邊的生態環境，使礦山企業能夠朝著可持續性方向發展。

4.1 地面塌陷問題的治理

針對礦區常見的地面塌陷問題，應當加大綜合治理力度，采取針對性的塌陷治理措施，具體可以從以下幾個方面入手：①在礦區開展挖溝開渠工作，建設溝渠配套工程，實現土地干旱及時灌溉、土地洪澇及時排水的目標，最大程度上改善塌陷區域的積水現象；②針對一些已經完成積水排放工作的塌陷區域，應當及時開展平整工作，對土地進行復墾作業，強化土地的耕地功能，或者采取剝離煤矸石的方式來進行復墾還耕工作；③針對礦區一些無法有效排放積水的塌陷區域，可以在該區域開發魚塘，并且改造菜田，實現對土地資源的充分利用。

在地面塌陷問題的治理過程中，應當堅持以預防為主，預防與治理相結合的方式，充分做好環境保護工作。在治理過程中，要嚴格遵循預防為主的原則，針對當前礦區地面塌陷問題進行深入的分析，探究出現塌陷問題的主要原因，并制定出具有針對性的解決措施。同時，在方解石開采過程中，應當合理運用相關減塌技術和措施，運用充填采礦法、條帶采礦法等有效的采礦方法，充分對礦山巖層進行加固，最大程度上避免地面塌陷問題。

4.2 平臺治理方法

在方解石開采過程中，礦井瓦斯事故和礦井水排放問題都會直接影響到方解石的開采情況。由于礦井水資源十分豐富，因此在開采過程中若不進行有效的處理就進行運用，不僅會造成嚴重的水資源浪費現象，大量排放的礦井水還會造成環境污染。針對這種現象，可以通過在礦區周圍建設礦井水處理工廠的方法，將礦井水進行集中處理，最大程度上實現礦井水的再利用，并且使礦井水有效運用到各環節的用水作業中，科學、合理地運用礦井水。

此外，瓦斯氣體作為一種清潔能源，能夠有效實現環境保護的目的。因此，礦山企業可以充分開發和利用瓦斯氣體資源，以降低瓦斯氣體對礦井作業的安全危害，最大程度上避免因瓦斯氣體排放而對大氣環境造成的污染，并且有效降低方解石開發成本，為礦山企業帶來更高的經濟效益[4]。

4.3 加大地質環境監測與養護力度

在礦山開采過程中，為了有效避免環境地質災害的發生，應當加大對地質環境的勘探管理力度，勘探人員要不斷提升自身的專業技能，運用自身的專業知識來開展勘探工作。針對涇縣礦區的勘探工作，勘探人員應當首先進行細致的考察工作，嚴格控制勘探過程的規范性，從而確保勘探結果的真實、有效性，充分保障煤礦開采人員的生命安全。同時，還應當構建完善的地質環境勘探系統，設置專門的部門和人員來開展技術研究工作，針對礦區開采過程中存在的問題進行深入分析，并制定出科學、合理的解決措施，做好預防工作，有效避免人員傷亡和經濟損失問題。

此外，可以采用植被養護方法，對植被進行定期澆水工作，并且按照植被種類進行松土和除草。其中，灌木一年內至少需要松土三到四次，小喬木一年內至少兩次，樹木每個月需要松土一次。由于植被周圍雜草會消耗其大量的水分和養分，影響了植物的正常生長，因此相關工作人員需要及時對植被進行除草工作。施肥能夠確保植被的旺盛生長，因此通過采取針對性的施肥手段，結合植被的種類、年齡、生長周期、肥料需求量等因素，定期為植被追加肥料。

5 結語

綜上所述，由于大部分礦山企業對生態環境保護的認知不足，在礦山開采過程中的執法監督力度不夠，導致礦山開發過程中的礦區水文地質環境遭受到不同程度地污染和破壞，且經常出現礦山采空塌陷、礦山泥石流等災害問題。因此，應當建立嚴格的礦業開發環境保護制度，加大礦區環境保護的執法力度，從各方面途徑入手來開展礦山地質環境治理工作，實現采礦行業的可持續性發展。