刘 墨 张立刚 苏明伟
(河北省地矿局第二地质大队 唐山 063000)
矿山地质环境治理区(以下简称治理区)位于滦县榛子镇葛庄村东南约150 m处,行政区划隶属于滦县榛子镇葛庄村管辖。治理区为露天采石场,一个矿区分为Ⅰ、Ⅱ两个采坑。矿区位于燕山山脉南麓,属低山丘陵区。地势总趋势东高西低,区内最高海拔标高为+127 m左右。附近最低侵蚀基准面+54 m,治理区地形起伏变化较大,微地貌较为复杂。
治理区及其附近出露地层为蓟县系雾迷山组及第四系。
蓟县系雾迷山组:为厚层状白云岩、燧石条带白云岩、燧石结核白云岩、中厚层状细晶白云岩、含钙质白云岩、含泥质白云岩、巨厚叠层石白云岩夹沥青质白云岩和硅质岩。岩性和层序稳定,富镁碳酸盐岩占绝对优势,单岩类碳酸盐岩韵律性明显,燧石含量高,以富含叠层石和有机质为特征。
雾迷山组地层厚719~3340 m,分为四段。一、二段硅质白云岩,中小型柱状、杯状叠层石发育,区域较稳定,是重要标志层。三四段燧石形态复杂,为放射状、葡萄状、暖气片状,叠层石为大型锥柱状。四段灰质白云岩中含沥青质块体,缝合线发育,层理一般平直,有时可见斜层理和波痕,层面上有干裂等。
第四系:分布于治理区周围的沟谷地带分布,厚度较薄,以黄土、砂质粘土为主,山麓地表为坡洪积堆积物,如褐色亚粘土及碎石等。
治理区分布有一个向南西倾斜的单斜构造,地层倾角55°~65°。
治理区地貌为低山丘陵区,地表标高变化较大,治理区最低侵蚀基准面+54 m左右。矿区第四系较薄,基本不含水,基岩含水性也较差。根据现场调查及对周边村民走访,采坑内未发生过积水现象。因此判定矿区内赋水条件较弱。
按水文地质评价标准,矿区水文地质条件属简单类型。
治理区附近第四系地层厚度一般较小,矿区内大部分基岩裸露地表。
治理区范围内边坡岩性为白云岩等,表面风化裂隙、节理裂隙较发育,边坡较破碎。矿区内地层为倾角约55°~65°的单斜构造;治理区边坡多为逆向坡与斜交坡,其中采坑北侧边坡为顺向坡。区内未见断裂构造。
由于矿山多年不规范开采,矿山地质环境破坏程度严重,矿山开采范围内采矿形成的多个边坡基岩裸露、松散,无植被生长,表土层流失严重,矿坑底部凹凸不平,采矿活动严重改变了原始的生态环境,崩塌地质灾害发育,使得治理区具有一定的治理难度。
治理区主要地质灾害类型为崩塌:
I采坑西侧边坡长度约220 m,最大高差31 m,为斜交坡,边坡坡度39°~56°,坡面堆积有少量第四系,大部分基岩裸露。边坡中部存在一处危石,危石局部外倾,坡面岩石风化程度中等,局部裂隙发育,处于欠稳定状态,坡脚堆积少量碎石。崩塌地质灾害发育,危险性中等,地质灾害影响程度较严重。
I采坑北侧,长度约130 m,边坡最大高差约28 m,平均坡度约53°,为顺向坡,边坡基岩裸露,坡面岩石微风化,存在少量裂隙,坡脚堆积少量碎石。现状下崩塌地质灾害不发育。
I采坑东侧,长度约200 m,边坡最大高差约35 m,平均坡度51°,为斜交坡,坡面基岩裸露,坡面岩石风化程度一般,坡面有少量裂隙,坡脚堆积有大量碎石,部分为人工堆积,部分为坡面落石所致,现状下崩塌地质灾害发育,危险性中等。
II采坑东侧,长度约175 m,边坡最大高差约45 m,坡度31°~73°,边坡分布有+53 m、+68 m、+68 m、+88 m四处缓坡平台。边坡东侧为顺向坡,南侧为斜交坡,坡面基岩裸露,岩石风化程度强烈,坡面裂隙发育,存在较多浮石,坡面堆积大量碎石, 现状下崩塌地质灾害发育,地质灾害危险性中等。
治理区内采场最低标高约45 m,治理区附近无地表水体,地下水的补给来源主要为大气降水,排泄方式主要为自然排泄,不会对地下水造成影响。根据当地实际调查,附近井水水位及水质没有变化,矿区生产没有破坏当地水均衡,对水体没有造成污染,生活及工业用水没有受到影响。现状条件下治理区对水资源及水环境影响程度较轻。
治理区内的露天采场、边坡等破坏总面积约79651 m2,植被已被完全破坏。植被破坏后是加剧水土流失,尤其是采坑周围的高陡边坡。矿山开采占用和破坏土地资源类型主要是旱地及林地等,防治难度较大,现状条件下矿山开采对地形地貌景观破坏严重。
治理区开采多年,区内主要为两个较大的露天采坑,总破坏面积7.96 hm2,绝大部分为耕地。其中破坏耕地面积破坏面积6.71 hm2,大于2 hm2,对土地资源破坏程度严重;破坏林地0.20 hm2,小于2 hm2,对土地资源破坏程度较轻,坑塘水面面积1.05 hm2。综上所述,治理区对土地资源破坏程度为严重。
为保证安全,沿露天采场采坑边缘3m处设置隔离网,防止人员坠落。
刺网通过钢筋混凝土桩及刺绳相结合的方法进行拦挡,每隔4m埋设一根钢筋混凝土桩,规格为0.10 m×0.10 m×2.0 m,(地下0.4 m,地面外露1.6 m)。然后沿钢筋混凝土桩拉刺绳,距地面0.3 m拉第一根,往上每隔0.4 m拉一根,共4根。
对II采坑南部高陡边坡进行削坡处理,削坡后的坡度控制在50°以内。之后对边坡上的浮石进行清理,清理浮石可就近回填II采坑底部。
采用挖掘机等机械对坑底平台进行挖填处理,之后采用推土机等机械对采场内削坡等产生的碎石进行平整。平整后整体标高+53.8 m,可根据地形情况进行适当调整,但整体误差不超过0.5 m。同时保证平台与外部道路能合理衔接。平整后的平台进行覆土,为后期土地复垦提供条件。覆土厚度0.3 m。
距边坡底部1.5 m处砌筑浆砌石挡墙,挡墙高度1.5 m,厚度0.6 m,墙面垂直,墙背坡度1:0.2,采用M10砂浆砌筑。挡墙背后填土,挡墙内侧栽植刺槐,株间距1.5 m;挡墙内侧靠近坡脚处栽植爬山虎,株间距0.2 m。挡墙上部坡顶栽植葛藤,株间距0.2 m。
通过上述对矿山治理恢复措施,矿山及周边地质环境初步改善,降低了地质灾害隐患,恢复了土地资源;通过植树造林,优化矿区气候条件,改善矿区地貌景观,改变了矿区脏乱差的落后面貌,美化了环境。
[1]中华人民共和国国土资源部令第44号《矿山地质环境保护规定》,2009
[2]滦县远途西侧历史遗留矿矿山地质环境综合治理方案,2017