宿州市大灵山废弃塘口矿山生态修复技术方法与措施

宿州市大灵山废弃塘口矿山生态修复技术方法与措施
王士友，许雷川
（安徽工业经济职业技术学院，安徽　合肥　２３００００）
摘 要：为巩固和深化矿山治理成效，改善矿区生态环境，本文根据《安徽省矿山地质环境保护条例》、安徽省“矿山复绿”行动方案等相关法律法规及文件的要求，根据现场调查和资料收集，并结合矿山地质环境特征和土地利用总体规划，　分析矿山存在的地质环境问题，制定切实可行的矿山生态环境修复方案，使治理区的生态环境得到改善，消除环境视觉污染、矿山地质灾害及相关安全隐患。

关键词：矿山地质环境；矿山生态修复；治理方案
中图分类号：Ｘ１７１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０８－０１８７－２
Methods and measures for ecological restoration of abandoned Tangkou mine in Dalingshan, Suzhou
WANG Shi-you, XU Lei-chuan
（Ａｎｈｕｉ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｅｃｏｎｏｍｙ，Ｈｅｆｅｉ　２３００００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract:　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅ　ａｎｄ　ｄｅｅｐｅｎ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ａｒｅａ，　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｌａｗｓ，　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ，　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　＂Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｉｎ　Ａｎｈｕｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ＂　ａｎｄ　ｔｈｅ　＂ａｃｔｉｏｎ　ｐｌａｎ　ｆｏｒ　ｍｉｎｅ　ｇｒｅｅｎｉｎｇ＂　ｉｎ　Ａｎｈｕｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｏｎ－ｓｉｔｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄａｔａ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　ｏｆ　ｌａｎｄ　ｕｓｅ，　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ，　ａｎｄ　ｆｏｒｍｕｌａｔｅｓ　ａ　ｆｅａｓｉｂｌｅ　ｍｉｎｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ，　ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｒｅａ　ａｎｄ　ｅｌｉｍｉｎａｔｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｖｉｓｕａｌ　ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，　ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｄｉｓａｓｔｅｒｓ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｓａｆｅｔｙ　ｈａｚａｒｄｓ．
Keywords: ｍｉｎｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ；　Ｍｉｎｅ　ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ；　Ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ　ｐｌａｎ
1 矿山概况
宿州市大灵山废弃塘口位于宿州市埇桥区解集乡南西约5.0km处大灵山东侧山麓地带，行政区划隶属宿州市埇桥区解集乡大尚庄村管辖，为擅自无证开采所形成，现状形成了一个较大规模废弃塘口，其东西长约30m~211m，南北宽约16m~98m，总面积约10233m2（合15.35亩），废弃塘口口采掘边坡主要分布于西北、西和南部，边坡高约0.5m~10.1m，坡度约23°~87°，边坡组成物质主要为震旦系望山组灰岩，坡体岩石破碎，部分坡体大面积散落采掘废石。

在坡体下方平台、底盘区及外围分布多个采掘废弃石料堆和散落石料，料堆面积约28m2~2077m2，石料堆高度1m~4m。

形成了高陡边坡，自然景观与生态环境破坏较严重，存在崩塌隐患。

该矿山生态修复面积为1.32hm2（19.74亩），通过生态修复工程，治理恢复林草地0.94hm2（14.12亩）、灌草地0.38hm2（5.62亩）。

2 矿山地质环境条件
矿区属于暖温带半湿润季风气候区，多年平均气温为14.4℃，多年平均降雨量为854.60mm，多年平均蒸发量为1159.70m，多年相对湿度70%。

无霜期210天~240天，积雪深度0.35m，冻土深0.30m。

矿区区域属淮河流域，位于拖尾河的北岸约2.9km。

矿区及附近地表水体不发育，周边地表土壤类型以褐土为主，地表基岩出露，局部地段风化强烈，但风化厚度有限，基本无可利用表土[1]。

生态修复区内大部分地段为裸地，宕口周围有自然生长的荒草，栽植有石榴树树、刺槐和马甲刺等。

矿区区域上地处安徽省淮北平原中部，地形总趋势北高南低，自然地面标高为42.49m~73.14m，微地貌类型为低丘。

矿区区域地层隶属华北地层大区晋冀鲁豫地层区徐淮地层分区之淮北地层小区。

生态修复区范围内出露地层为震旦系上统望山组(Z2w)，岩性主要为灰质白云岩、白云岩、灰岩、白云质灰岩与钙质页岩互层、泥质灰岩、含燧石结核灰岩，隐微品质结构，块状构造，中厚～厚层状，地层产状为358°∠13°，据区域地质资料，岩石密度2.60g/cm3~2.72g/cm3，抗压强度为65.89MPa~81.06MPa，属坚硬岩石，矿山为露天开采，矿层裸露地表，矿层透水，不富水，修复区最低标高约42.49m，高于当地地面一般地面标高。

矿山开采主要受大气降水影响。

大气降水可自然排泄，矿区水文地质条件简单。

3 矿山地质环境问题
该矿山由于开采所形成的矿山地质环境问题主要包括：地质灾害、对土地和地形地貌景观的影响与破坏、对地下水资源及含水层的影响与破坏以及固废弃物污染四大方面。

3.1 挖损破坏土地和植被资源
矿山挖损土地及植被资源严重，挖损破坏土地植被资源及其影响区面积1.32hm2（19.74亩）。

按照其现状划分为三个生态现状区，即边坡区、底盘与平台区、外围影响区[2]。

边坡区：位于生态修复区北西部、西部和南部区域，为开采活动形成的边坡，挖损破坏土地植被资源面积0.28hm2（约合4.20亩），边坡总长583m，高约0.5m~10.1m，坡度约23°~87°，坡体节理裂隙发育，岩石风化破碎强烈。

底盘与平台区：位于生态修复区大部分区域，为采掘活动形成的凹形采坑或边坡间的平台，挖损破坏土地植被资源面积0.74hm2（约合11.15亩），受边坡阻隔，形成大小不等的多级平台，采坑总体呈近东西走向，南北向断面呈中间低两边高的凹形，底盘与平台区分布多个采掘废弃石料堆和散落石料，料堆面积约28m2~2077m2，石料堆高度1m~4m。

收稿日期：２０２１－０４
作者简介：王士友，男，生于１９８４年，汉族，安徽枞阳人，本科，工程师，
研究方向：水文地质、工程地质、环境地质。

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外围影响区：位于生态修复区四周，为采掘活动影响范围，面积0.30hm2（约合4.39亩），对土地和植被资源影响一般。

3.2 造成地貌景观的破坏
矿区经多年采掘，山体破损严重，改变原始地形，原本地势平缓的山丘，形成深浅不一的采坑、碎石遍地的、植被稀疏甚至全无的裸露山体，壁面岩石破碎，部分地段风化强烈，局部人、畜不可及。

采矿活动严重破坏了自然地貌景观。

3.3 废石、废水造成的水土环境污染
矿区内矿山均为露天开采，大量破坏了山坡岩体及上部表土，采矿过程中产生的废石和剥离表土缺乏有效管理，干燥天气形成扬沙，污染周边空气；暴雨季节随水流失，搬运汇入沟道中产出重力侵蚀，土地不断遭受到侵蚀和破坏，水土流失严重。

矿区内固体废弃物的污染主要表现为废弃矿石淋溶水渗入地下含水层，对浅层含水层水质的影响。

矿山为废弃矿山，未见废水产生，未对周边地表水造成污染。

3.4 矿山地质灾害
矿区内由于开采活动形成多条边坡，坡高0.5m~10.1m，边坡主要坡向为3°~7°、30°~40°、82°~97°、182°，坡度一般为23°~87°，以西南部、南部边坡较为高陡，坡体岩性主要为上元古界震旦系上统望山组(Z2w)，岩性主要为灰岩、泥质灰岩、含海绿石砂岩夹藻灰岩、白云质灰岩，隐微品质结构，块状构造，厚度薄～中厚，地层产状为358°∠13°，另外，据现场调查，部分坡段坡体分布有多组节理裂隙，本次对西南部、南部高陡边坡主要节理裂隙进行了测量，主要分布裂隙产状有79°∠80°、225°∠87°、159°∠89°、301∠87°。

图1 矿区边坡稳定性赤平投影分析
图2 矿区边坡稳定性赤平投影分析
为更加准确直观的判断边坡稳定性，根据其工程地质特征，结合野外实际调查及各种结构面与边坡的组合关系，利用理正岩土5.6版分析软件对该边坡采用赤平投影方法进行评价，赤平投影分析结果显示，矿区西南部、南部边坡稳定性较差，受节理裂隙控制，边坡危岩体、浮石等在强降雨、持续降雨或重力作用下，有可能发生局部崩塌等地质灾害，边坡稳定性较差。

4 生态修复技术方法与措施
本次废弃坑口生态修复方式为：坡面清理工程+采坑底盘与平台平整工程+覆土工程+植被恢复工程+道路修复工程+防护栏工程+标志牌工程。

（1）坡面清理工程。

矿区存在多级边坡，局部坡面存在不稳定危岩、浮石及浮土，根据边坡高度、坡度和所处位置，以保证安全和基本消除地质灾害为原则，对坡面危岩体采用风镐挖凿和人工相结合进行清除，边坡清理废石用于采坑填方和填置于边坡坡脚低洼处。

（2）采坑底盘与平台平整工程。

采用机械方式对采坑内废弃石料堆进行清除，清除的废弃石料主要堆置于石料堆三西侧的采坑内。

不易处理的场内废石料，可推入凹坑处或边坡坡脚处。

（3）覆土工程。

矿区及其周边地表基岩出露，无可利用土壤，覆土土壤需进行外购，覆土过程中依据土壤质量依次按底土层、心土层与表土层分层回填，林地要求采用符合质量要求的黑色表土，土壤质地为砂质壤土至壤质粘土，其土壤pH值5.50-8.50，土壤容重≤1.4g/cm3，砾石含量≤5%，有机质≥1%。

（4）植被恢复工程。

植被恢复工程包括生态修复区复绿工程和养护工程。

①复绿工程。

在整平覆土后的生态修复区播撒灌草籽，边坡上爬下挂种植爬山虎对进行覆绿，间距为0.1m。

草种采用抗旱、抗盐碱、抗病虫害能力强，耐瘠薄、耐践踏、耐一定的水湿，易于繁殖的灌草，草本植物可选用狗牙根、高羊茅、波斯菊等。

②植树工程。

底盘覆土后按照3m间距宕穴种植石榴树、沿北部道路南侧种植圆柏（苗高≮1.5m，地径≮1.5cm，带土球），坑穴底部覆土、松土剂、肥料、聚丙烯酰胺，配比为20:3:1:1，坑穴间距为3m。

树苗随起随栽，起苗时应尽量不破坏根系，随起苗随打浆；运输时防止苗木根部失水，栽植时如果泥浆失水发干应二次打浆。

（5）防护栏工程。

因在矿区南西部、西部分布有高陡边坡，存在一定的安全隐患，矿区临近村庄，对周边人畜构成安全威胁。

因此，本次设计沿南西部、西部边坡顶部修建防护栏。

防护栏商品砼规格为C30，内置螺纹钢（HRB335）钢筋（规格为￠6.5mm），桩内由螺纹钢筋三横四竖结构加固；防护栏间距为3m，规格为15cm（长）×15cm（宽）×200cm（高）；防护栏埋设时采用人工风镐辅助机械方式开挖宕穴进行，宕穴规格为30cm（长）×30cm（宽）×30cm（新鲜基岩面以下）；防护栏埋设时用C30混凝土浇筑，漏出地面高度1.8m。

5 结语
通过本项目的实施，使废弃土地得到重新利用，水土流失得到抑制，根治了地质灾害隐患，“绿色”了治理区，使治理区生态系统逐步恢复，从而保护当地人民群众的生命财产免遭地质灾害危害，保障治理区受灾害威胁群众的生命财产安全，大大消除群众的恐惧感，提高了居民生活质量，有利于和谐社会的构建和科学发展观的具体落实，具有明显的社会效益，使环境与经济发展走上良性循环的道路，并有较好的社会效益和经济效益。

[1] 安徽省地质矿产局，《安徽省区域地质志》，地质出版社，1987年6月.
[2] 砀山幅、宿县幅、灵璧幅区域地质调查报告(1∶20万)，1977年.
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