露天矿山开采地质环境治理工程复绿研究

陈献忠

（安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院，安徽 蚌埠 233000）

1 工程概况

东山废弃采坑治理区面积约1300m2。治理区废弃采坑均为历史遗留的民采采坑，治理区及周边于上世纪90年代出现开采活动，乱采滥挖严重，治理区周边区形成许多大小不等，深浅不一的采坑，自然景观破坏较严重，安全隐患较多。

东山治理区位于凤阳县西部西泉镇姚郢村西南，距凤阳县城约42千米。

2 矿山地质环境概况

治理区同处江淮丘陵北缘，地势起伏较大，属北亚热带季风气候，总的特征为：气候温暖，雨量适中，冬季干旱，夏季湿热，四季分明，光照充足；地貌类型均为丘陵区；区域地层同属华北地层区，淮河地层分区，淮南地层小区；区域地质构造位于中朝准地台（Ⅰ级），淮河台坳（Ⅱ级），淮南陷褶断带（Ⅲ级），合肥坳陷（Ⅳ级），定远～炉桥凹陷（Ⅴ级）的西部，郯庐断裂带西侧；百瓜山治理区岀露地层为震旦系下统四顶山组灰白色厚层微晶白云岩，治理区内地下水类型为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩岩溶裂隙水。

废弃采坑露天开采造成区内地质环境破坏严重，矿山地质环境问题为破坏土地、地貌景观的破坏。

3 气象、水文条件

3.1 气象

治理区属北亚热带季风气候，区内气候温暖，雨量适中，冬季干旱，夏季湿热，四季分明，光照充足。

据凤阳县气象站统计：当地年平均气温15.4℃，6～8月气温最高，平均为27℃左右，最高气温41℃（1959年8月24日），12月至次年2月气温最低，平均1.2℃～3.7℃，最低气温-19.4℃（1969年2月5日）。年平均降水量920.84mm。年最大降雨量1561.2mm（1991年），月最大降水量766.2mm（1965年7月），日最大降水量198.7mm（1964年8月20日），多年平均蒸发量2161.5mm，平均相对湿度75%，无霜期220天。风向以东南风和西北风为主，风力一般为3～4级。

3.2 水文

治理区及其周边地表水属于淮河流域之窑河水系的上游，窑河全长104km，流域面积1490km2，河道最高水位23.2m，多出现在7、8月份。地表径流南西流后西北流，通过窑河注入淮河。

区内地表水动态变化与降水有着密切的关系，夏季降水充沛，水位高、流量大，冬季降水少，水位低、流量小。

两处治理区内地表水系均不发育，无较大的地表水体分布。百瓜山外围治理区南部有一处小型水库，属西泉镇管辖；石榴顶东侧治理区东北部有一处小型水库，属西泉镇管辖。

4 地质构造

区域地质构造位于中朝准地台（Ⅰ级），淮河台坳（Ⅱ级），淮南陷褶断带（Ⅲ级），合肥坳陷（Ⅳ级），定远～炉桥凹陷（Ⅴ级）的西部，郯庐断裂带西侧。

4.1 褶皱构造

本区域褶皱构造主要为上窑复式向斜。治理区位于上窑向斜南西翼，出露地层产状基本一致呈单斜构造，倾向北东，局部略有变化，岩层倾角一般在10°～25°，为一缓倾的单斜构造。

4.2 断层

两处治理区南侧存在一条断层（见图3-3），走向为北西向，延伸长度超过数千米，断层带内多为数米至十数米的角砾岩，角砾成分多为灰岩和硅质岩，由碳酸盐及泥质胶结，胶结紧密。断层两侧节理裂隙发育，但多为碳酸盐脉充填。两处治理区内均未见到明显断层。

4.3 节理

根据采场中的观察测量，百瓜山外围治理区节理主要有两组剪节理，即0°∠85°和57°∠70°两组节理，节理产状较为稳定，节理面较平直，并多呈张开状，节理互相交切；石榴顶东侧治理区节理主要有两组剪节理，即3°∠63°和80°∠88°两组节理，节理产状较为稳定，节理面较平直，并多呈张开状，节理互相交切。

4.4 岩浆岩

两处治理区内未见岩浆岩分布。

5 工程地质条件

将治理区岩土层划分为土体—松软岩组、岩体—坚硬岩组二个工程地质岩组。

5.1 土体

仅分布于山前坡平地，一般厚度约0.5m，岩性主要为上更新统粉质粘土、粘土，局部夹粉细砂。该岩组岩性为可塑～硬塑，压缩系数0.20～0.30KPa-1，具中等压缩性，承载力一般为130～220KPa。

5.2 岩体

坚硬岩组主要由寒武系猴家山组与震旦系下统四顶山组中泥质白云岩、微晶白云岩、砂屑白云岩组成。岩层层理厚30cm～150cm、裂隙发育中等，多被碳酸盐、铁质、泥质物充填。按照《安徽省矿山地质环境治理工程预算标准（试行）》土壤及岩石（普氏）分类表，区内岩体属Ⅹ普坚石。

6 目前矿山存在的问题

治理区内废弃采坑均为露天开采，一般不会引发采空塌陷地质灾害；基岩出露，一般不会遭受岩溶塌陷地质灾害；地表水系不发育，地下水的补给、径流、排泄直接受气象、水文、地形地貌、岩性等因素的影响和控制，采坑开采均未抽取地下水，未造成地下水水位下降。

废弃采坑的矿业活动对原始山体的地形地貌改变大，地形坡度变陡，形成高陡边坡，存在崩塌地质灾害；采坑内开采矿石为泥灰岩和白云岩，矿石和围岩的化学性质稳定，并且为机械破碎，不会分解出有害组份，矿业活动对水环境影响一般，废石和表土的乱堆乱放对水环境影响一般。

因此，区内矿山地质环境问题为破坏土地、造成地貌景观的破坏、开采边坡失稳、废石、表土造成水土流失。

7 治理原则、思想和目标

7.1 治理原则

坚持经济效益、环境效益和社会效益相统一的原则，谁破环、谁治理。

7.2 整体思想

以修复山体、削除隐患、绿化环境、恢复生态环境为重点。

7.3 目标

通过治理后，消除矿山视觉污染，达到绿水青山的效果。

8 治理整体方案

对边坡的危岩进行清理，把清理下来的危石对宕口底部进行平整，覆50cm的种植土后。根据当地的水文地质环境条件，选择适应当地种植的植物刺树。花最少的投资，绿化效果见效快。

9 植物的栽植与养护

9.1 开挖树穴

树穴的开挖应根据刺树的胸径、根系和所带的土球的大小及土壤的土质来确定树穴的大小。树穴的大小一般要比土球大30cm，树穴深要高出树根30cm。

9.2 种植土壤

①土壤厚度。刺树生长的最低种植土层厚为50cm。②土壤的土质能满足刺树生长。如栽植的土壤含有有害成份，或是强碱土、盐土、盐碱土、沙土等均应根据规范要求送到相应的实验室进行检测，视检测结果，对土土壤进行改良。

9.3 栽植前的修剪

修剪的目的：刺槐的修剪是为了调整树形，提高成活率，刺槐适应当地气候生长，因此主要修剪树枝，剪去重叠枝、枯枝，对病虫、折断支必须剪除。

9.4 树木的栽植

根据刺槐的生理特性，根生长所需要的日平均温度较低，秋季落叶后地上部分停止生长，而地下部分尚生长一段时间，枝叶部分的流动营养回到主干和根部，使根系有一个生长阶段。栽植刺槐适合干旱地区，秋末冬初紧接雨季，栽植更有利于根系的生长，从而提高栽植成活率。栽植时间：每年11月份叶片全部落完后尽快栽植。一般选择地径在0.7cm以上的，要保留完整的根系，根系长度不小于25cm，根幅不小于20cm。栽植前要修整好根，将烂根、裂根剪除。栽植深度与苗埋深一致或略深。回填土时要先回填熟土，后填生土，做到“三埋两踩一提苗”。截干可以即时进行，也可在栽植后10天进行，截干高度距地面处2cm～3cm。

9.5 树木栽植后的养护

树木栽植三分种七分养护，刺槐栽植后立即浇水三次，并要浇透，不足的要补浇水，要注意浇水后的根部要培土工作，要经常松土。施肥上，应在挖坑时，在树坑底部先施基肥，栽植后可用化肥，促其生长。在养护管理上，固定专人管理，以保证成活率提高。

10 结束语

总而言之，露天矿山开采后，刺槐栽植应地制宜见效快，年底栽植来年开春后就见绿。消除了矿山地质灾害隐患及视觉污染。美化了当地环境，有效的改善了当地空气质量。

图1 露天矿山开采治理前

图2 露天矿山开采治理复绿后