某露天非煤矿山的综合治理及提升方案的设计

韩子文，徐继亮，田家通

(枣庄市金星爆破有限公司，山东 枣庄 277000)

某露天非煤矿山位于山东省西南部，属于《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》的规划范围。当地出台了一系列政策，通过压实主体责任，对区域范围内的露天非煤矿山开展综合整治及提升专项行动，稳步有序推进黄河流域生态保护和高质量发展工作。

本次露天非煤矿山综合治理及提升方案设计选取该露天非煤矿山1号山体露天采场西部的开采区域及北部运输道路作为项目区，面积为179 182 m2。该区域因前期开采不规范，大面积裸露岩石，造成了生态环境破坏，目视效果及空中(航拍)效果差，不符合开采规范及环保要求。

1 设计目的与任务

主要目的是通过对矿区地质环境现状进行调查，结合测量等野外调查方法，编制开采区域治理工程设计，并进行矿山地质环境治理工程施工，消除视觉污染，修复地质环境，恢复生态环境。

主要任务是查明当前矿山地质环境现状及存在的主要问题；开展资料搜集、地面调查、地形测量等，为工程设计和治理提供基础资料；根据矿山所在地的区位条件、地理位置和环境功能要求，编制开采边坡地质环境治理工程设计并进行经费概算；对矿山开采区域进行工程治理，消除地质环境问题，改善矿区及周边的地质环境条件，力争环境效益和社会效益最大化。

2 具体工作

2.1 资料收集

基础地质资料，工作区内有关地质、水文地质、工程地质、环境地质(灾害地质)等基础资料，所有相关图件，包括最新地质图、地质构造图、地形图、水文地质图、地质灾害图等；气象、水文资料，包括降水量、蒸发量、地下水水位、昼夜温差变化情况等；矿山开采方面资料，矿山开采前的地形、开采过程、开采量、开采历史及其对地质环境影响等；其他方面资料。

资料收集在实地调查之前展开，在对治理区各方面情况有大致了解的基础上有针对性地开展。通过分析研究，了解治理区地质、水文地质研究程度及灾害点的发生及发展情况，为下一步治理奠定基础。

2.2 地形测量

通过无人机航飞及内业处理获取测区DOM、DEM、DLG等，对矿区开展1∶1 000比例尺地形测绘，为矿山生态修复及提升工程设计的编制提供基础资料，测量面积0.15 km2。

2.3 专项矿山生态环境调查

通过实地调查，了解矿山分布范围、规模、开采情况、矿种及地层与岩性、水文地质类型、工程地质类型、地质环境类型等。调查了开采区及外围边坡地质环境问题的发育特征与分布规律，分析矿山生态环境的发展趋势及各种防治措施与效果，调查面积为0.12 km2。

2.4 区域地质环境

设计区域属北温带半湿润季风型大陆性气候，季节分明，夏季湿热，雨量集中，冬季干冷。地表水系不发育，以冲沟为主，向矿区西南、东部分别注入季节性河流；在山体周围沿冲沟或沟谷分布有多个小型水库，拦截地面汇水，地表水体与潜水有一定的水力联系；地貌属丘陵地形。海拔标高+107.50～+258.45 m，相对高差150.95 m，总体延伸方向呈南东～北西向，地形切割深度较大，冲沟较多。

3 设计原则及总体思路

3.1 设计原则

在调查治理区地质环境现状的基础上，设计以解决现有地质环境问题、提高治理区地质环境质量为目标。安全性原则，解决现存的地质环境问题，确保治理工程不诱发新的地质环境问题，充分考虑场地稳定性程度，确保施工安全；环境协调性原则，确保生态修复及提升工程达到与周边环境融合、协调一致的效果；经济原则，根据当地实际，考虑合适的治理方案，做到经济合理；因地制宜，注重实效的原则，根据地理位置及生态现状，结合当地经济情况，合理确定地质环境问题修复及治理提升的方向，进一步推动经济可持续发展。

3.2 设计总体思路

在充分掌握治理区地质环境问题的基础上，运用科学方法，因地制宜；在确保安全的前提下，综合考虑周边规划、地质环境恢复等因素，进行地质环境治理设计和施工，以最小的投入获得最大的社会效益和环境效益。

3.3 地质环境及生态环境问题

结合矿山开采实际，考虑采场边坡及运输道路，将治理区地质环境现状分为A区、B区、C区、D区、E区，如图1所示。

图1 矿山开采现状及各类分区关系图Fig.1 Mining status and various zoning diagrams

A区位于治理区东部，为运输道路西侧的裸露开采平台，开采平台面积为25 406.77 m2，南北长680 m，东西宽80.5 m，开采标高+160.8～+163.2 m，地面起伏小于2°。开采平台面上零星分布少量废石，露天开采后未进行任何防护，现场无植被覆盖，视觉污染严重。

B区位于治理区中部，为2021年已治理开采平台区域，开采平台面积为66 359.55 m2，南北长662 m，东西宽96.5 m，开采标高+161.6～+164.5 m，地面起伏小于3°。南北存在两处低矮小山丘，山丘高度8～9 m。B区开采平台面上前期已覆土50 cm左右，种植了小型侧柏(株高1 m)、黑麦草、油菜花等绿化植物，区内留设了多条养护道路，矿山每日设专人进行浇水养护，以保障治理绿化成活率。B区西部与C区接边处，前期留设了0.5 m高的小型石堰，起到了较好的保土作用。

C区位于治理区西部边坡，坡面上分布大量浮石、碎石土等，坡度60°～75°，坡面上植被稀疏，部分边坡完全被渣石覆盖。

D区为运输道路，道路宽8 m，长1 582 m。

E区位于治理区东部，为2023年计划开采区，开采平台面积为39 502 m2，南北长356 m，东西宽232 m，开采标高+160.5～+162.8 m，地面起伏小于2°。开采平台面上零星分布少量废石，露天开采后未进行任何防护，现场无植被覆盖，视觉污染严重。

4 分区工程部署

对项目进行分区治理，各治理区分区部署如下：

A区位于治理区东部，为运输道路西侧的裸露开采平台，露天开采后未进行任何防护，现场无植被覆盖，设计在A区覆土1 m，自东向西先间隔3 m种植1排石楠球(株高1 m)，后部再间隔3 m种植1排A型白皮松(株高2 m)。所有A区撒播黑麦草草籽。

B区位于治理区中部，为2021年已治理区域，包括开采平台和南北两处低矮小山丘，前期已覆土50 cm左右，种植了小型侧柏(株高1 m)、黑麦草、油菜花等绿化植物，区内留设了多条养护道路。B区西部与C区接边处，前期留设了0.5 m高的小型石堰，起到了较好的保土作用。区内养护道路偏多，养护道路为素土路面，起伏不平，路边未建设挡土墙，水土流失较严重。设计对前期养护不到位枯萎的侧柏进行补种，区内南北两处小型山坡底部种植1排A型白皮松(株高2 m)，保留3条养护道路，养护道路两侧种植A型白皮松(株高2 m)，植树处要确保土层厚度达到1 m。

C区位于治理区西部边坡，坡面上分布大量浮石、碎石土等，坡度60°～75°,坡面上植被稀疏，部分边坡完全被渣石覆盖。坡顶种植1排A型白皮松(株高2 m)，对坡面的浮石、碎石土进行清理，清理后的坡面覆土0.4 m，撒播黑麦草草籽。

D区为运输道路，路边砌筑A型挡土墙(墙高1 m)，墙后覆土1 m，间隔3 m种植B型白皮松(株高3 m)，树间种植高杆石楠(高1.5 m)。

E区为治理区东北部开采平台，为计划2023年开采区，进行覆土0.4 m，间隔3 m种植石楠球(株高1 m)，撒播黑麦草草籽。

其他补充治理部署，为遮挡现状Ⅰ号山体的+175 m边坡，设计在治理区东部的+160 m平台设置2条绿化带，绿化带砌筑B型挡土墙(墙高1.5 m)，围2条种植盆，种植盆长80 m、宽8 m，盆内培土2 m，间隔3 m种植两排蜀侩树(高5 m)，树间种植高杆石楠(株高1.5 m)。

5 设计规格

5.1 A型号挡土墙设计规格

墙高1.00 m，上底宽0.4 m，下底宽为0.8 m。采用砂浆砌毛石挡土墙，毛石强度等级不得低于MU30，选用毛石要求无风化、无裂纹，砂浆强度等级不低于M7.5，外漏面应用M7.5砂浆勾缝。挡土墙每隔15 m设置一条伸缩缝，缝宽40 mm，缝中填塞沥青麻丝或涂沥青木板，沿内外顶三方填塞，深度不小于20 cm。每隔5 m设置直径150 mm泄水孔，保持直通无阻。挡土墙基础坐落在稳固的岩石上，局部相对高差较大处，可采用毛石砌筑水泥砂浆进行找平。如图2所示。

图2 A型号挡土墙断面示意图Fig.2 Section diagram of model A retaining wall

5.2 B型号挡土墙设计规格

墙高1.5 m，上底宽0.6 m，下底宽为1.2 m，用砂浆砌毛石挡土墙，毛石强度等级不小于MU30，选用毛石要求无风化、无裂纹，砂浆强度等级不低于M7.5，外漏面应用M7.5砂浆勾缝。挡土墙每隔15 m设置一条伸缩缝，缝宽40 mm，缝中填塞沥青麻丝或涂沥青木板，沿内外顶三方填塞，深度不小于20 cm。每隔5 m设置直径150 mm泄水孔，保持直通无阻。挡土墙基础坐落在完整岩石上，局部相对高差较大处，可采用毛石砌筑进行找平。

5.3 覆土土质规格

种植土选用团粒结构完好、富含有机质的沙壤土，尽量选择耕植土、腐殖土或有机含量大于8%的种植土，同时保证种植土具有较好的通气、透水和保肥能力。土壤酸碱度(pH值)控制在7～8。种植土符合环保要求，不得含有生活及建筑垃圾。

5.4 绿化树种规格

白皮松，A型白皮松株高2.0 m，种植间距3.0 m，胸径15 cm，带土球30 cm种植；B型白皮松株高3.0 m，种植间距3.0 m，胸径20 cm，带土球40 cm种植。高杆石楠，株高1.5 m，种植间距3.0 m，胸径10 cm，带土球30 cm种植。石楠球，高1.0 m，种植间距3.0 m，带土球20 cm种植。蜀侩，高5 m，种植间距3.0 m，带土球4 cm种植。撒播黑麦草，每公顷撒播黑麦草150 kg。