河南省新安县某废弃矿山环境治理方案研究

采冶炼，区内遗留下大量的废弃炉窑，这些炉窑大多已毁损，
由于矿山开采冶炼不规范，技术落后，冶炼后的矿渣无序的
堆积在治理区内，治理区内已被矿渣覆盖，废弃矿渣为冶炼
收稿日期：2019-03-27 作者简介：郑广宇，男，昆明理工大学，国土资源工程学院，硕士，研究方向为环境磁学。 通讯作者：李海侠，女，昆明理工大学，国土资源工程学院，副教授，博士，研究方向为地球探测与信息技术科学。
第 19 卷 第 6 期 2019 年 6 月
中国水运 China Water Transport
Vol.19 June
No.6 2019
河南省新安县某废弃矿山环境治理方案研究
郑广宇 1，李海侠 1，史玉成 1，谢梦谦 2
（1.昆明理工大学 国土资源工程学院，云南 昆明 650093；2.云南省核工业二 0 九地质大队，云南 昆明 650118）
不稳定渣 坡编号
渣堆高 （m）
坡宽 （m）
渣堆边坡 坡度
渣量 （m3）
稳定性 评价
地灾类型及 破坏模式
不稳定边坡平面
P01
11.9
70
பைடு நூலகம்
42°
4,165
欠稳定
滑移式
不稳定边坡平面
P02
22
30
43°
3,300
欠稳定
滑移式
合计
7,465
2．地形地貌景观破坏
治理区位于小浪底水库库区的南侧，历经 30 多年的开
一、工程概况 1．工程概述 研究区位于河南省新安县北冶镇石山村内，北临黄河小 浪底库区，距新安县约 42km，邻近省道 S246，交通十分 便利。区域矿山主要为硫铁矿、铝土矿矿山，始采于二十世 纪 50 年代末 60 年代初，开采方式为露天开采占地面积 1.03km2，目前该矿区资源枯竭，矿山已于 90 年代末闭坑， 矿山责任主体灭失，属无主矿山。历经几十年的开采，小规 模、无序的开挖破坏了矿区的地形地貌景观，原始的山地被 占用破坏，露天开采冶炼后的废渣堆多沿沟谷自然堆放，由 于矿渣结构松散，将诱发滑坡等地质灾害。为保证矿区居民 生命财产安全，推动新安县整体形象及小浪底库区旅游资源 的开发，本次治理以因地制宜，经济合理为原则，采取边坡 整治、危岩体清除、截排水、道路、支挡、拆除、回填、覆 土、生物等措施，对矿区采矿范围进行综合治理，消除地质 灾害隐患，恢复矿区生态环境，建立治理工程数据库。 2．地质概况 研究区属于丘陵地貌，采矿场地势西北高，东南低，西 南、东北高，中间低呈簸箕型；最高标高 364.8m，最低标 高 249.3m，最大高差 115.5m。该区及周围地区出露地层 主要有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和第四系。区域地
二、矿山地质环境现状
矿产资源的开采为国家创造了大量的财富，但是由于缺 乏统一的矿产资源开发和矿山地质环境保护规划，小规模的、 无序的乱采滥挖现象特别严重，采出的矿石，以土法冶炼的 加工方法，不仅破坏了矿山的整体规模，而且废渣乱放，造 成水土流失加剧，生态环境日益恶化。根据矿区区存在的地 质环境问题和危害程度以及周边景区的实际情况，可将该区 地质环境问题分为三个方面：地质灾害隐患点、地形地貌景 观破坏和土地资源影响和破坏。
摘 要：通过对新安县某废弃矿区地质环境现状的研究，给出了合理、可行、经济的环境治理方案，为与之相似的
露天开采废弃矿区的环境恢复治理提供参考价值。
关键词：矿山环境治理；矿渣；生物工程
中图分类号：TD88
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2019）06-0105-02
河南省矿产资源整体比较丰富，是我国南方现阶段最丰 富的矿产资源省份之一。现如今已经逐渐形成了将煤炭、有 色金属等作为主要矿产资源的省份[1]。随着国家对煤炭资源 开采逐步重视起来，煤炭企业的兴起也使得该类企业在国民 总经济中占有了一席之地[2]。矿产开发给企业带来巨额利益， 但为了节省成本，企业往往会破坏原有的山体和植被，建设 生产运输装置[3]，同时还会将碎石废渣随意堆放在矿山附近， 这给矿区带来很多地质环境问题[4]。目前我国的经济虽然已 经有了极大的进步，但仍离不开矿产资源的作用。因此不管 是在经济层面，还是在生态环境层面，都需要加强对矿山环 境的治理，使得恶化的矿山环境有所好转，矿山资源可以得 到科学有效地利用，走可持续发展之路[5]。
图 1 废弃矿渣堆占压土地 三、治理方案研究 1．治理原则 （1）因地制宜、因害设防、重点突出的原则；针对矿山 地质环境破坏的特点、方式、分布及危害程度，抓住重点和 关键环节，因地制宜，因害设防。 （2）经济合理、安全可靠的原则；区内矿渣堆分布较为 密集，且存在较大安全隐患。工程措施应精心布置，合理设 计力求以较小的工程量换取较大的工程治理效益。另一方面， 治理工程必须安全可靠，最大限度地消除地质灾害隐患。 （3）工程措施与生物措施相结合的原则；矿山地质环境 治理只有将工程措施与生物措施紧密结合，才能达到矿山地 质环境治理的最终目标。工程措施最大限度降低地质灾害发 育及危害程度，生物措施在恢复矿区生态，美化环境成效显 著，两者结合，使矿山治理效益更加显著。 2．治理方案设计 矿山地质环境治理工程属公益性、社会性项目，应遵循 生态社会效益优先的同时，争取最大的经济效益。注重因势 利导、顺坡就势，以炉窑拆除、矿渣堆平整为主，辅以覆土、 植树绿化等措施，修复矿山生态环境。本次治理方案对技术 合理性、施工的可行性和经济等三方面综合考虑，选择最佳 的结构形式与布置方案，拟拟采用挡渣墙工程、矿渣堆平整 工程、炉窑处理工程、排水工程、并实施生物工程。 （1）挡渣墙工程设计；在通向小浪底库区的冲沟下游边 缘处及矿区内房屋后修建挡渣墙。挡渣墙为 M10 浆砌石结 构，高 4m，顶宽 1.06m，底宽 1.99m，外侧墙体倾斜坡比
1．不稳定渣坡地质灾害隐患点 区域内堆积的废弃矿渣结构松散，且是沿沟谷堆积，坡 度较大，在 40~43°之间，在暴雨条件下，可能诱发滑坡等 地质灾害，区内共发现 2 处不稳定渣坡，都处于欠稳定状态， 不稳定渣坡体矿渣量共为 7,465m（3 表 1），威胁房屋 12 间， 居民 20 人。
表 1 不稳定渣坡统计表
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中国水运
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硫磺矿渣，雨后形成的硫磺水，污染当地的土地和水资源， 目前治理区内满目疮痍，景观破坏。植被破坏较严重，坡面 破碎、凌乱，使原本视觉上较为协调的地质景观、秀美山川 遭到了严重的破坏，严重影响着新安县的形象及小浪底水库 范围内旅游资源的开发。
3．土地资源影响和破坏 该区原为八一硫铁矿，历经 30 多年的开采冶炼，区内 遗留下大量的废弃炉窑和废弃的矿渣，占压大量土地，治理 区内土地破坏面积为 11.24hm2，土地类型为荒山地。
质构造较为简单，矿体因受断层的影响而受到不同程度的破 坏与控制，距矿区较近断层有 F1 断层。F1 断层位于石山头 地段，长 3km，走向 45°，倾向 SW，倾角 63°左右，为 一正断层，断距 20m 左右。区域地下水类型根据地下水赋存 的条件、水理性质及水力特征划分为松散岩类孔隙水、碳酸 盐岩类裂隙岩溶水和碎屑岩类孔隙裂隙水。