怀宁县大理岩矿矿山地质环境评估及生态恢复治理研究

王冬青

（安徽省地质矿产勘查局326地质队，安徽 安庆 246000）

怀宁县建筑石料用大理岩矿，由于历史开采原因，开采方式以露天自上而下台阶式开采，对原有的地质环境条件造成了极大的破坏，坡壁和采场底部基岩大面积裸露、采场底部堆积着大量废石弃渣、区内植被破坏严重。根据矿山生态地质环境治理要求，以清理边坡危岩体，消除地质灾害安全隐患，运用植被复绿工程消除裸露边坡视觉污染问题，采取平整工程手段使工业广场及宕口底盘恢复为建设用地，恢复受损土地及其使用功能，恢复矿山地质环境。矿区范围、挖损范围及治理区范围对应关系，见图1。

图1 矿区范围、挖损范围及治理区范围

1.1 矿区地质

研究区属于扬子准地台下扬子台坳长江褶断带宿松—庐江断隆，怀宁褶断隆起带中段。出露地层主要为志留系中统坟头群，泥盆系上统五通组，石炭系中统黄龙组、上统船山组，二叠系下统孤峰组、栖霞组，三叠系中统铜头尖组及第四系全新统，其中黄龙组、船山组、栖霞组为主要含矿层。皱褶、断裂等构造较为发育，皱褶以北东向为主，断裂以北西向为主，断层对矿体破坏不大。

1.2 工程地质

研究区工程地质体根据成因类型、岩石结构、物质组成、力学性质分为土体和岩体两大类。

土体：由第四系残坡积层、亚粘土、碎石土组成，亚粘土可塑—硬塑，具中等压缩性，碎石土稍密、承载力值约150kPa。

岩体：坚硬—较坚硬碳酸盐岩，岩性坚硬，浅部裂隙较发育，局部岩石破碎，新鲜岩土饱和抗压强度80～120MPa，软化系数大于0.75；
较软—较坚硬碎屑岩，裂隙较发育，岩体结构类型为层状结构。新鲜岩石饱和抗压强度20～40MPa，软化系数小于0.5。

综上所述，研究区工程地质条件简单。

2.1 边坡稳定性评估

根据现场调查，采坑边坡岩体裸露，岩体呈中风化，裂隙发育呈碎块状—块状结构，边坡整体较稳定，但局部存在危岩体隐患。主要为宕口北侧边坡、宕口东侧边坡。

（1）宕口北侧边坡。该段边坡中部呈台阶状，一级平台标高约为78.29m，平台宽约6.0m，延长约57.0m；
二级平台标高约为74.34m，平台宽约6.0m，延长约80.0m。两级平台均由弃渣堆积而成，坡度约30°～40°。

该段边坡东部边坡高4～8m，坡向174°～200°，边坡坡度50°～70°，呈弧形，延长约116m，边坡岩性为岩性为灰、灰白色厚—巨厚层层纹状构造大理岩。边坡岩体裂隙发育，以55°∠15°为主，发育密度为0.4～0.8m/条，张开约1cm，裂隙面较平直，切割延长大于15m，深度大于3m，岩石表面有溶洞，直径约10～30cm。整体边坡岩石较完整，根据赤平投影分析（见图2），裂隙面与边坡面小角度斜交，边坡整体稳定性较差。

图2 北侧边坡赤平投影图

（2）宕口东侧边坡。该段边坡高7～20m，坡向244°，边坡坡度约50°～70°，延长约125m，该段边坡上部为矿山运输道路，下部为浅灰色、灰黄色白云石大理岩，岩体呈中风化，局部为强风化，边坡底部为堆积弃渣体，高度约3～6m。整体边坡受一组构造裂隙295°∠35°切割，与边坡面小角度斜交，边坡整体稳定性较好。边坡底部堆有大面积弃渣，高度约5m，且边坡局部分布有大面积凸起的岩块，裂隙发育，主要发育三组：①50°∠60°，②250°∠79°，③130°∠10°，裂隙切割组合后边坡岩体呈块状、碎块状，裂隙切割组合后边坡岩体呈块状、碎块状，根据赤平投影分析（见图3），裂隙面组合后，岩体不稳定。危岩体宽度约5～15m，高度约5～10m，厚度约1～3m，体积约300m3。

图3 东侧危岩体赤平投影图

2.2 地形地貌及植被损毁评估

由于矿山开采，矿山地质环境和生态环境均遭到很大的破坏，已经产生了严重影响。矿山开采遗留一个开采宕口，采坑范围内的植被被破坏殆尽，取而代之的是大面积裸露的岩壁；
采石破坏了原始低丘山坡的地形地貌，将自然山坡地形改造为深切的低洼宕口地形，并形成高陡的岩质边坡。根据本次调查成果，采石宕口破坏地形地貌面积82504.46m2（平面面积），最大破坏深度97.32m。

根据矿山地质环境影响程度分级标准，矿山开采现状对地形地貌及植被影响程度属严重。

2.3 水土环境污染评估

根据矿山开采特点，矿山开采最低标高位于当地侵蚀面之上，矿坑无地下水排放，仅雨季有少量污水，采用自然排水，矿山开采对地下水资源基本无影响。

矿山开采矿石为大理岩矿，无有毒有害元素，无废水废渣排放，治理区内无地表水体，矿业活动对水环境无影响。

根据矿山地质环境影响程度分级标准，矿山开采现状对水环境影响程度一般。

2.4 土地损毁评估

根据当地土地利用现状调查，矿区原用地类型为采矿用地、裸地（现状调查为林地）、其他林地、村庄及旱地（现状调查为林地）；
采矿活动形成一个南北长约380m，东西长约290m的椭圆形露天采坑，根据本次实际测绘成果及秀山乡土地利用现状图的叠合分析（图1），采坑共挖损、占用土地面积82504.46m2，其中采矿用地挖损面积258205.90m2、占 用 面 积42559.07m2；
裸 地 破 坏 面积9232.76m2、占用面积1332.96m2；
其他林地破坏面积84.86m2；
村庄占用土地面积1236.30m2；
旱地占用面积2852.61m2。具体位置挖损、压占土地类型与面积见表1。

表1 矿山破坏及占用土地面积与类型一览表

3.1 治理工程

（1）危岩清理。对边坡上的浮石、危岩进行清除，排除危岩体地质灾害安全隐患；
清坡去除坡面浮石，可采用微型爆破、机械、人工方法，清除隐患，使边坡达到稳定状态，人工清除坡面浮石危石时，清除作业自上而下进行。对边坡坡面进行修整，清除浮石，对边坡平台进行平整。危岩块破碎后，可用于排水沟、挡土墙砌筑。对高边坡要进行实时监测，划定危险范围，并设立警示标志，发现安全隐患，及时处理、撤离人员及设备。共计清除危岩体1250.0m3。

（2）场地整平工程。由于生活办公区及矿山道路进行原地保留，所以本次设计只将宕口底盘未进行复绿的场地及工业广场进行场地整平。宕口底盘及工业广场整平后恢复为建设用地，恢复面积约42465.0m2。

由于本次设计施工均在场地进行砂堆清理过后，场地基本属于平整状态，因此无需进行额外平整。只需将底盘南侧及东侧弃渣清除回填于东侧及东南侧坡脚处，回填高度不高于5m，坡度小于45°。底盘南侧弃渣方量约4680.1m3，底盘东侧弃渣方量约2584.3m3，整平方量约7264.4m3。

（3）排水工程。由于该处采石场边坡后缘距离山脊较近，采场汇水量较小，故坡顶处无需设置截水沟，本次设计对局部台阶及坡脚局部修筑排水沟，用于排泄边坡面和宕口底盘汇集的雨水。本次雨水设计频率是10年一遇，雨量采用30mm/h；
排水方式为重力式排水。

3.2 绿化工程

（1）将宕口底盘东侧及南侧弃渣处、采场南侧边坡进行绿化。宕口底盘弃渣沿坡脚回填约5m 宽后进行覆土绿化，回填长度约258m，耕植土厚度设计为0.3m，耕植土回填约696.6m3。坡上采用种植灌木（红叶石楠），间距3m，株高2m，坡脚处采用爬山虎，间距0.5m。爬山虎516株，红叶石楠86棵。

宕口底盘南侧弃渣西侧边坡高约5～8m，坡度约60°，削坡至40°后覆0.3m，耕植土回填约280.98m3。耕植土种植爬山虎，削坡长度约105m,坡脚底部种植爬山虎，间距0.5m。爬山虎210株。

采场南侧边坡，各级平台砌筑蓄土坝，为了后期植被养护及安全性考虑，设计蓄土坝距离边坡平台坡脚3.0m，采用浆砌块石砌筑，宽度为0.5m，高度为0.6m，距底面0.10m处安置排水孔，排水孔采用PVC管，直径为50mm，布置间距为1.0m。蓄土坝内回填耕植土，回填厚度为0.4m，回填宽度为3.0m，内侧坡脚种植爬山虎，间距0.5m,中间种植灌木（红叶石楠），间距3m，采用株高2.0m灌木。

（2）种植要求。后期养护包括浇水、施肥等，设计养护年限为3年，1年后，生态系统的稳定性强，能自我繁衍更新；
2 年后植物成活率85%以上，且生态系统稳定性强，能自我更新。植被重建结束的前三年，应对苗木进行施肥1～2次，树木休眠期以有机肥为主，生长期宜施加缓释肥；
在施肥过程中不应触及叶片，施肥后及时浇水。浇水应采用pH 值和矿化度等理化指标符合树木生长需求的水源，可采取采石厂东侧观音洞水库的水源。根据实际情况，在生长期浇2～3次，浇水应浇透，浇水后应适时覆土。一般间隔40～60d，进行一次追肥，结合浇水，以N、K肥为主，一般浓度为2‰。

3.3 防护工程方案

矿山宕口边坡高陡，为防止行人牲畜坠入采坑，在离采坑坡顶边缘4m处修建护栏，护栏采用高速公路双边护栏网，立柱、网丝浸塑处理，卡式连接，网高1.80m，并设在坡顶每隔100m设置安全警示牌；
预计护栏总长约510.93m，安全警示牌11个。

通过矿山地质环境恢复治理工程的实施，最大限度的恢复和改善矿山开采对地质环境的影响，最大限度地恢复被破坏土地的使用功能，有效地预防因矿山开采而带来的地质灾害安全隐患，对促进社会经济的可持续发展，落实科学发展观，具有重要的现实意义和历史意义，社会效益较显著。

通过本工程的实施，恢复建设用地42465.0m2，恢复林地40039.46m2。绿化明显增加，视觉污染被消除，美化了当地环境，使矿山和周边自然景观协调、统一、和谐，对保护当地原有生态和环境、水土流失，均具有明显的生态效益。

项目实施后，改善秀山乡观铺村生态环境，恢复原土地使用功能，可间接促进两乡的经济发展，直接经济效益显著。

通过对研究区内地质环境调查，因露天采矿活动，矿区内形成一个南北长约380m，东西长约290m的椭圆形露天采坑，采坑共挖损、占用土地面积82504.46m2。对地形地貌及植被破坏程度严重，对水环境影响程度一般，形成采场宕口北侧边坡、宕口东侧边坡，经赤平投影分析，边坡整体稳定性较差。通过危岩清理、场地整平、植被绿化等工程，最大限度地恢复和改善了矿山开采对地质环境的影响，恢复了被破坏土地的使用功能，可产生良好的社会、经济、环境效益。