矿山恢复治理浅析——以广东省鼎湖区猪笼坑山矿区生态修复为例

何 静

（肇庆市地质环境监测与矿产资源技术中心，广东 肇庆 526000）

1 矿山恢复治理实例分析和生态修复的意义

（1）工程概况。广东省鼎湖区莲花镇猪笼坑矿区建筑回填用风化砂页岩临时取土场位于广东省肇庆市鼎湖区北东45°方向，直距约18km，距离西侧S260省道约1.0km，中

心地理坐标为：东经112°41′8″，北纬23°17′12″。行政区划属肇庆市鼎湖区莲花镇管辖。项目区靠近省道S260，周围有矿山公路可直达项目点位置，交通便利。矿区范围原地形地貌为南北向山脉，北高南低，东西两面为山脊两侧边坡，坡面较陡。该矿山已开采矿区山脊地表风化层，形成山顶开采大平台，平台北高南低稍有倾斜，出露地层为强风化砂岩；开采平台基本上裸露无植被，局部堆有弃土，地面偶见受雨水冲刷形成的沟壑，地质环境破坏严重；矿区北面存在一边界开挖边坡，坡高不高但较陡，坡面裸露，坡体为残坡积层及强风化砂岩层；山脊西侧边坡地貌完好，东侧边坡作为矿山道路位置已形成开挖高陡边坡，坡体基本上残坡积土和强风化砂岩，坡面无分级且裸露，坡脚地面堆积部分弃土；山脊南端矿区边界处，已形成开挖高陡边坡，开挖边坡最大坡高58m，坡率60°～70°且无分级，坡面裸露无植被，坡顶为较缓自然仰坡且植物茂盛，该边坡上部为强风化层，中下部为中风化砂岩。总体来说，矿区北部、南部形成矿山开采时遗留的开挖边坡，西侧矿山道路开挖形成边坡，整个矿区范围内岩土体结构松散，稳定性较差，坡面较高陡且坡体裸露，因矿山关闭后无开展矿山恢复治理，边坡长时间受到雨水冲刷，岩土体临空应力释放，裸露坡面出现不同局部塌方，地质环境破坏严重，存在继续发生崩塌的隐患。

（2）矿山恢复治理的意义。未及时治理的废弃矿山存在地质灾害隐患、水土流失、视觉污染等问题，其中，边坡岩质破碎是废弃矿山地质环境治理的难点之一[1]。猪笼坑临时取土场矿区地形地貌景观破坏严重，因原开采过程中，无合理分台阶进行，形成高陡边坡；因无开展矿山复绿，造成岩石裸露；可能造成地质灾害和水土流失，对路经旧采场人员及牲畜存在较大的安全隐患。矿区在S260省道及广佛肇高速公路可视范围内，严重影响当地生态环境及省道和高速公路周边景观。为了当地村民生命财产安全及当地景观，因此极有必要对其地质环境进行恢复治理。

图1 矿区范围位置图

2 边坡治理工程分析

矿山地质环境现状，主要问题为边坡过陡，稳定性较差，边坡治理的主要目的是为消除崩塌地质灾害，防止次生灾害发生，根据现在条件，总体治理方案采用分级削坡、截排水工程、生态绿化恢复等措施进行边坡治理。

2.1 分级削坡设计

（1）地形地貌。矿区山脉呈南北走向，北高南低。北侧山峰最高海拔标高为+195m，当地侵蚀基准面为+48m，相对高差为147m，风化现象严重；东西两面为山脊，原自然山体坡度35°～40°，现状山脊为山顶开采大平台，北侧、东侧和南侧开挖边坡坡面较陡约60°～70°，且无分级；矿区内西侧自然山坡覆盖率较好，但大部分为开挖后的裸露边坡。总体来说，矿区范围覆盖率较低，局部见水土流失，边坡稳定性较差，地形地貌条件复杂程度中等。

（2）岩层。治理区岩土层从上到下主要有：第四系坡积层（Q4dl）、第四系残积层（Q4el）、泥盆系中～下统桂头群（D1-2gt）。其中：第四系坡积层（Q4dl）主要为混合土，以坡积物，角砾、碎石土，夹含砾粉质粘土。厚度大部分较薄1.0m～2.0m。该土层较松散，遇水易崩解，稳定性差，易形成水土流失。第四系残积层（Q4el）主要为粉质粘土，分布于原状山坡坡面表土，为砂岩风化残积土，含植物根系，分布不规则。该土层较薄1.0m～3.0m；该土层在地表水冲刷下易软化、崩解，由其组成的边坡稳定性较差。泥盆系中～下统桂头群（D1-2gt）为强风化石英砂岩，岩石风化强烈，局部见中风化岩石，裂隙发育。该风化层较厚，平均厚度约10.0m～20.0m。强风化砂岩层粘聚力c=50kPa，内摩擦角φ=27°[2]。现场矿山道路可见强风化砂岩层被冲蚀沟壑，表明该强风化层遇水可软化。

（3）岩层稳定性分析。矿山环境恢复治理的前提是进行现状边坡稳定性进行定量定性的分析，通过稳定性分析才能提出跟恢复治理最佳方案。在稳定性分析目前采用理正岩土工程设计软件（6.0版本），边坡稳定性系数计算采用圆弧滑动法，对矿区边坡土质部分进行稳定性系数计算。使用理正岩土边坡稳定分析系统计算得到的边坡稳定性系数见表1。

表1 边坡稳定性计算结果

经计算分析，结果表明，在正常和暴雨工情况下，边坡均处于不稳定状态及欠稳定状态，需要尽快治理并开展矿山复绿工作。

（4）分级削坡治理。根据矿山地质环境现状，分八个区进行放坡，治理Ⅰ区放坡坡向为165°，治理Ⅱ～Ⅳ区放坡坡向为75°～125°，坡率均为45°，本次治理对边坡稳定性影响不大。Ⅰ区分2级边坡1个平台放坡，第一级平台设计标高为190.00m；Ⅱ区分5级边坡5个平台放坡，第一级平台设计标高为112.50m～114.70m；Ⅲ区分4级边坡4个平台放坡，第一级平台设计标高为122.75m～124.50m；Ⅳ区分3级边坡3个平台放坡，第一级平台设计标高为94.00m；Ⅴ区分7级边坡7个平台放坡，第一级平台设计标高为60.50m～62.50m；Ⅵ区分5级边坡5个平台放坡，第一级平台设计标高为73.00m～74.00m。Ⅰ区分2级边坡放坡坡率均为45°，第一级边坡坡高为8m，第二级边坡坡高不大于8m；平台宽度设3m。Ⅱ区至Ⅵ区第一级平台以下保留原状不开挖；第一级平台以上开始放坡开挖，放坡坡率均为45°；最顶一级边坡坡高不大于8m，其它每级边坡坡高均为8m；除第一级平台宽度不小于3m外，其余平台宽度均设3m。其中，Ⅴ区为第一～四级放坡坡率均为50°、每级坡高均为10m；Ⅵ区第一～三级放坡坡率均为50°、每级坡高均为10m。

2.2 排水设计

排水设计分为截水沟、排水沟、排水渠、急流槽四种类型。由于东侧原自然山谷冲沟受矿区开采弃土堆放及弃土水土流失影响，谷底冲刷严重，出现两侧侵蚀掏空，造成山谷自然环境毁坏、裸露。因此，修建浆砌石体排水渠，治理山谷冲沟，稳定山体。Ⅰ区坡顶和两侧周边设置1条B型截水沟，平台设置B型排水沟，与截水沟连接后再与坡脚排水沟相连，以形成排水系统。矿区东侧矿山道路设置2条C型排水沟。Ⅰ～Ⅵ区各分级平台内侧，设置16条A型排水沟。Ⅱ～Ⅵ区边坡设置5条急流槽。

图2 矿山地质环境分级治理区域划分

3 复绿工程

根据因地制宜，适地适树，坚持生态优先、多效益兼顾和低成本原则，鼎湖区莲花镇猪笼坑矿区建筑回填用风化砂页岩临时取土场）矿山复绿工程分4个不同部位进行，分为坡顶开采平台与坡脚采坑平台，放坡边坡平台和各类边坡坡面。

3.1 植被选择

由于复绿区地处亚热带季风气候，温暖潮湿，雨量充沛的湿润地区，但土层薄甚至无土层，大部分地方岩石裸露，自然植被难以恢复且恢复周期较长。因此，筛选适宜的适生植物以重建人工生态系统。根据水土保持功能现状，本项目以上层乔木类，主要是选择耐旱、生长迅速的先锋树种为主，。中层树种类，主要选择勒杜鹃、山毛豆为主，下层草本类，选择粽叶芦为主，坡面藤本类，选择爬山虎为主。

3.2 复绿造林

复绿造林分四个步骤：打穴整地，回填土、施基肥，种植乔灌藤，撒播乔灌草种子，管护施肥。复绿造林宜选在4～6月份进行栽植，以便在雨季来临之前形成防护效果，在项目中的平地和平台2个部位均打穴整地，在坡面部位。由于取土场降坡治理后种植面没有表土，回填土需要用降坡治理过程中剥离的表土和外购客土回填种植穴，同时，在每个穴施基肥。由于坡面倾斜，施工困难，水土容易流失，则坡面部位采取随打随种方式种植乔灌藤，栽植密度采用高度密植的原则，“以快取胜”“以多取胜”，加速覆盖。后期可结合追肥管理全面检查苗木成活率，现死株及时进行补植。

4 总结

矿山恢复治理是贯彻落实生态文明，践行绿色青山就是金山银山的发展理念，矿山企业应结合具体的情况，全面的分析矿区地貌地形，在因地制宜、与时俱进的基础上，统筹规划，不断开拓矿山复绿的恢复方法，提高边坡治理的安全性和经济性，最后促进社会的可持续发展。