浅析福建省某废弃石料矿山地质环境整治实例

摘 要：通过对三明永安市某废弃石料矿山地质环境治理的实例分析，介绍废弃矿山地质环境治理工作的基础概念、技术要点和难点以及进行地质环境治理的意义，并探讨了开采边坡、岩质采面生态修复的相关经验。

关键词：地质环境治理；生态修复；岩质采面

引言

20世纪80年代以来，随着国家对矿产资源需求的迅速增加及矿业经济的迅猛发展，矿山开采造成大规模的土地和植被破坏，在中国乃至世界，都是一个十分严重且日益受到高度重视的问题。近年来，随着我国社会民众环境保护意识的觉醒以及国家对于环境保护工作的重视，对废弃矿山进行地质环境恢复治理的研究已成为一项紧迫而重要的研究课题[1]。

1 矿山地质环境治理的基本概念

矿山地质环境问题是指矿业活动与环境之间相互作用和影响产生的环境演变、破坏和环境污染等问题，主要包括矿山地质灾害（滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷等）、对土地资源的破坏、对植被及耕地的破坏、对地下水系统的影响与破坏、矿山废渣、废水对环境的影响等。通过人类工程措施来解决矿山地质环境问题的活动即为矿山地质环境治理，包括对矿山地质灾害（包括潜在地质灾害）的治理；通过土地复垦恢复土地资源；通过生态植被恢复技术恢复被占用或被破坏的林地或耕地；通过对矿山废渣、废水的处理实现对环境的无害化排放等[2]。

2 三明永安市某废弃矿山概况

2.1 矿山概况

福建省盛产各种建筑石料（尤以花岗岩、凝灰岩为主），拥有众多建筑石料矿山，由于早期矿山并未按照开采设计进行开采，亦未采取地质环境保护措施和及时实施矿山地质环境治理，经过多年的连续开采，责任主体灭失，遗留下了严重的地质环境问题。三明永安市麻岭某废弃的凝灰岩矿（以下简称麻岭废弃矿山）即福建省典型的废弃建筑石料矿山之一。

2.2 区域地形地貌

麻岭废弃矿山位于永安市，区域地形地貌上属低山丘陵地形，侵蚀剥蚀地貌，地形起伏大，沟谷纵横，切割强烈。区内最高点位于其东部山顶上，标高290m，最低点位于其北西部小溪沟，标高198m，相对高差92m。由于矿产开采，原有地形已被开挖成高陡断面及坡前平地，开采断面平面形态表现为单面弧形，呈圈椅状，最大高差可达71m；开采断面坡度呈上陡下缓，坡脚堆积体坡度一般20～30°，局部达50°，采面上部坡度一般50～60°，局部达75°。坡前平地南西部较低，有利于大气降水的自然排泄。

2.3 地层及构造

矿区内出露的地层均为上侏罗统坂头组（J3b），矿区南东侧出露上侏罗统长林组（J3c）和第四系（Q）。矿区地质构造为一北西向倾斜的单斜构造，矿区内没有发现大断层，矿区东南侧有一北东向性质不明断层，对区内矿体影响不大。

2.4 工程地质条件

根据矿区内地质岩性、坚硬程度、结构等特征，矿区工程地质岩组分为：碎石土（弃渣堆积体）、坡残积粘性土、层状较硬岩组（由坂头组（J3b）凝灰质粗砂岩、粉砂岩组成，岩体质量较好）。

2.5 周边植被情况

矿区所占土地主要为林地，植被较发育，植被类型以杉木、马尾松，以及上地自生的五节芒、芒萁等为主，植被覆盖度95%。矿山开采以来，矿区现破坏林地植被资源5.945hm2，其中采场3.27hm2，工业场地（含生活区）0.20hm2，矿山公路0.975hm2，弃渣场1.50hm2。开采区影响范围内未发现有受各级保护的植物、野生动物物种。

2.6 开采断面水文特征

开采边坡的坡顶已接近自然山坡坡顶，山脊线与断面走向接近垂直，治理区的汇水面积较小，约0.036km2。开采断面未发现泉水点，仅在雨后局部存在基岩裂隙水出水口。

3 开采边坡稳定性分析

开采边坡为岩质采面，西北侧`坡面岩体较为破碎，东侧岩体较为完整。通过对现场强～中风化出露地段进行裂隙调查，量测西侧边坡产状为NE140°、倾角52°，主要裂隙产状有227°∠32°、108°∠15°，裂隙主要为反坡向，多呈闭合型，无渗水现象。详见图3。

东侧边坡岩体较为完整，边坡产状为NE105°、倾角60°，主要裂隙产状有145°∠30°、110°∠10°，103°∠13°，裂隙主要为反坡向，多为呈闭合型，无渗水现象。详见图4、图5。

分析结论：坡面表层节理裂隙较发育，完整性较差，局部存在因爆破开采时，对岩体产生的扰动而形成的易掉落岩块和松散岩体。

4 地质环境问题整治方案

4.1 清除松散岩体

根据现场调查及访问情况，并综合以上稳定性分析，未发现开采面沿原有坡面发生整体下滑的迹象，因此开采边坡在整体上是处于稳定状态。但由于开采边坡高度较大，总体坡度较陡，局部存在因爆破开采时，对岩体产生的扰动而形成的易掉落岩块和松散岩体，对坡面的整理主要是对这些易掉落的岩块和松散岩体进行清除。

4.2 修整弃渣堆

堆积在坡脚的碎石土，坡度及厚度都较小，目前不存在整体下滑的迹象，且坡脚与小溪之间有充裕的缓冲空间，因此未对坡脚堆积体进行整体稳定性验算。建议只对局部坡率大于1：1.5，且有修坡条件的弃渣堆进行修坡，高度大于15m的分阶修坡。

4.3 生态植被修复措施

4.3.1 弃渣堆生态植被修复。对于坡度小于35°的坡面，采用鱼鳞坑+普通喷播的绿化方式。表层挖鱼鳞坑客土种植，穴深30cm，坑内套种马尾松、柳杉；坑间坡面运用喷射机将搅拌均匀的混合材料自上而下喷射，普通喷播的土层厚度为60～80mm。对于坡度大于35°的坡面，采用挂网喷播的绿化方式。以稳定坡面挂网为基础，利用喷播机将搅拌均匀的基质加水后自上而下均匀地喷射到岩面，平均厚度应不小于100mm，寒冷及干旱地区可适当加厚。一般应分两次进行。首先喷射不含种子的混合料，喷射厚度80～100mm，接着喷射含有种子的混合料，厚度20～30mm。

4.3.2 坡前空地生态植被修复。对坡前空地，应回填覆土，厚度约0.5m，套种马尾松、柳杉等经济林，林间采用草种撒播。

4.3.3 开采边坡（岩质采面）生态植被修复。对于陡峭的开采岩质边坡，可采用的生态植被修复措施相对来说较为有限，坡度越陡，生态修复难度越大。一般岩质开采边坡的生态植被修复技术有：挂网客土喷播植被恢复技术、刻槽复绿技术、打孔植生复绿技术、轮胎固土护坡与绿化技术以及燕槽（飘板）客土复绿技术等。

如前述情况，本例中的开采边坡由于开采边坡高度大，坡度陡，在清除坡面松散岩体后，结合安全性、可行性、经济性以及实施效果等因素，麻岭废弃矿山开采边坡采用在坡面设置燕槽的方案（见图6），槽内客土，将爬山虎、葛藤、络石、旱金莲、鸡矢藤、狗牙根等草灌类及攀藤类植物混播，培育草灌结合的生态系统。

5 结束语

废弃矿山地质环境治理已成为我国生态环境建设的主要组成部分，通过对废弃矿区生态修复，能够有效改善生态环境；同时结合土地整治，对土地资源进行综合利用。废弃矿山地质环境治理包含地质环境、岩土工程、水力学、生态学等跨专业的综合基础理论，开展对废弃矿山地质环境治理方面的课题研究对于国土资源的合理利用及生态环境的保护均有重要的意义。

参考文献

[1]矿山生态植被恢复技术[Z].2009.

[2]江苏省露采矿山环境整治技术要求[Z].2011.