柳江盆地亮甲山矿山地质环境治理恢复方案研究

刘亚军，郝文辉，张显，贡长青

（河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队，河北秦皇岛066001）

柳江盆地亮甲山矿山地质环境治理恢复方案研究

刘亚军，郝文辉，张显，贡长青

（河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队，河北秦皇岛066001）

通过对位于柳江盆地国家级自然保护区内的亮甲山矿山开采引起的矿山地质环境破坏进行调查，发现矿区存在崩塌、滑坡及泥石流等地质灾害，水土流失剧烈，自然景观破坏严重，影响了自然保护区建设和当地旅游、科研教学的发展，须进行矿山地质环境恢复治理，方案采取工程措施和生物措施相结合的方式进行综合治理，以消除矿区地质灾害隐患，恢复矿区生态地貌景观。

地质灾害；矿山地质环境；治理恢复；柳江盆地

柳江盆地位于秦皇岛市北23km，属河北省抚宁县石门寨镇管辖。本区北、东、西三面为陡峻的高山，海拔都在500m以上；中部和南部为低山丘陵，海拔都在200～300m，地形在总体上为一盆地。盆地内最高峰为老君顶，海拔493.7m。大石河自北向南流过盆地在山海关以南入海。区内有高等公路和地方铁路与秦皇岛市区相通，交通较为方便。柳江盆地是中国地学研究发祥地之一，该区为地学的研究提供了场所，是不可多得的地学研究基地。由于矿山地处地质遗迹保护区，而亮甲山山体又是寒武系亮甲山组地层的标准剖面，是宝贵的地质遗迹，是不可再生的地质资源。因此，对位于柳江盆地内的亮甲山采石场实施矿山环境恢复治理，有利于保护地质遗迹，为后人留下宝贵的地质资源，具有很大的科研价值和社会价值。

1 矿山地质环境概况

1.1 矿山概况

亮甲山矿山为石灰岩矿，经多年开采，目前已形成山体北部、东部两个采区三个岩面，开采面积已经覆盖亮甲山体的北部和东部，山体仅存西南部部分，剩余面积不足山体总面积的1/3。自国家设立柳江盆地地质遗迹自然保护区以后，该矿停止开采，采矿时期形成的岩面及废石渣堆未做任何处理，存在极其严重的地质灾害隐患，自然生态环境破坏严重。

1.2 矿山地质环境现状

通过对该矿山实地调查，该区主要存在以下地质灾害隐患：

1.2.1 采矿岩面崩塌、滑落

采矿形成的岩面，改变了原来地貌特征，岩面坡度陡峻，一般70°～90°，该区地质构造复杂，岩石节理发育，岩石稳定性极差，自然因素（遇有暴雨、山洪、地震等自然灾害）或强震动（如公路载重汽车行驶等）可能引发崩塌、滑落等矿山地质灾害，极易波及到科研人员、实习学生人身安全。因此，采矿岩面存在重大的矿山地质环境隐患。

图1、图2摄于北采区东岩面，岩面坡度大于80°，岩石多处松动，局部已经发生岩石崩塌，且随时有崩塌、滑落的灾害隐患。

图1 岩石松动（北采区东岩面）

图2 岩石松动（摄于北采区东岩面）

北采区东岩面，开采面陡峻松动，裂隙、节理发育，存在崩塌、滑落的隐患。

1.2.2 采矿废石堆形成滑坡及泥石流

矿山开采形成的废石堆无规律地堆放在矿山周围及采区之内，这些废石堆未经过任何安全防护整理，大部分边坡坡角较陡，一般大于45°，最大可达70°以上，废石堆处于极不稳定状态，使矿山周边地质环境变得极其脆弱。在强降雨等自然环境条件的作用下，不稳定的废山堆极易引发滑坡及泥石流地质灾害，造成水土流失。

采石场西部为该采石场第一废石堆台阶，位于采石面外7～8m处，边坡角大于50°～60°，为不稳定边坡，见图3。北采区西为采石场第二废石堆台阶，位于第一道台阶北50m，废石堆边坡角大于70°，极不稳定，局部地段已经发生坍塌，须进行防滑处理。

图3 废石堆不稳定边坡

1.2.3 采石场严重破坏了自然生态环境

采石场经多年开采，原有的地貌已被破坏，地表植被损失殆尽，仅生长少量植被，基岩裸露，废石渣无规律地堆放，对山体的自然景观破坏极大，使自然生态环境极度恶化（见图4），与地质遗迹自然保护区极不相称。

图4 自然生态环境恶化

2 矿山地质环境治理总体思路

2.1 恢复治理工作指导思想

以科学发展观为指针，科学有序地推进社会、经济、环境、资源全面可持续发展进程，坚持以人为本的原则，重在地质遗迹保护。在此基础上，遵循以地质遗迹保护为主、保护与开发相结合的精神，本着尊重实际、量力而行的原则，既要遵循经济上合理、技术上可行的法则，又要高度重视矿山恢复治理的长远社会、环境综合效益，实现地质遗迹保护与生态环境恢复改善同步协调发展，最终实现地质遗迹保护与资源环境和谐发展，人与自然和谐共存的目标。

2.2 治理原则

（1）贯彻执行《地质灾害管理办法》、《环境保护法》、《水土保持法》、《水土保持法实施方案》、《矿山资源法》、《河北省矿山地质环境恢复与治理工程技术要求》等有关的现行法律、法规；

（2）在保护亮甲山组标准地质剖面的基础上，实施对矿山地质环境的恢复治理工作；

（3）地质遗迹是不可再生的地质资源，治理工作遵循保护地质遗迹为重点的原则；

（4）尊重客观实际，从实际出发，坚持因地制宜，区别对待，注重实效的具体原则；

（5）以人为本、统观全局、突出重点、先急后缓、先易后难、以点带面、及时总结、与时俱进的工作原则；

（6）采取恢复治理与遗迹保护相结合，绿色设计与绿色施工，保护和美化环境相结合的设计原则。

3 矿山地质环境治理工程方案

3.1 宕面浮石清理

露天采矿形成的岩面改变了原来的地貌特征，岩面坡度陡峻，一般70°～90°，该区地质构造复杂，岩石节理发育，岩石稳定性极差，只能人工清理岩面的浮石，将表面松动及破碎严重的浮石人工清理下来，防止浮石滚落伤人。总计清理浮石区面积为32162m2，体积为8040m3。

3.2 4号废渣堆治理

4号废渣堆为以前施工过程产生的废料堆放地，废渣堆放比较整齐，但是堆放高度较高，为防止4号废渣堆治理产生滑坡，拟在废渣堆滑坡前缘修筑浆砌石块挡土墙，挡土墙总长度174m，设计挡土墙顶宽0.6m、底宽1.7m、地上高1.5m，基础高度0.7m，设计挡土墙筑浆砌石块368.72m3。基槽宽1.7m、深0.7m，设计挖坚石方量174.12m3。

3.3 其余废渣堆的治理

长期采矿形成的大量废渣由于外运成本太高，而且也不容易找到合适的堆放场地，所以采取填洼补平就地处理的方法。局部地段，将散落各处的废渣集中在一起统一堆放，将2号废渣堆用0.8m高的挡墙围起，再在周边种上植物，起到了美化绿化环境的目的。

需要整理的废渣面积为46269m2，体积为14302m3，将其中较大一处废渣堆放区用0.8m高挡墙围起，需要浆砌毛石22519m3。在靠近挡墙的内侧种上普通的耐旱刺槐，间距2m，需121棵。每棵树需换土0.4m3，采用袋装客土方法，共计需换土48.4m3。

3.4 修建停车场

为给参观旅游及科研考察的人们提供方便，在治理范围内较平坦场地修建停车场。停车场面积1000m2，采用水泥方砖铺砌，四周用0.5m高浆砌毛石挡墙围起。需铺砌方砖1200m2，浆砌毛石5020m3。

3.5 修建水泥路

在停车场与石门寨村的公路之间修建一段水泥路，以方便车辆及游人的出行。该路依地形而建，长194.4m，宽4m，开槽0.2m，铺设0.1m厚的级配砂垫层，砼厚0.15m厚，强度为C25。需级配砂77.76m3，砼116.64m3。

3.6 铺砌水泥方砖路

在2号废渣堆的挡墙外侧铺砌水泥方砖路，连接停车场及外面公路。路宽3m，两侧设路肩石。需级配砂65.79m3，铺砌水泥方砖1315.8m2，浆砌毛石111.92m3。

3.7 上山台阶

在适合观察亮甲山标准剖面的位置，设置两处上山台阶。台阶采用浆砌毛石结构，宽1.5m，两侧用铁栏杆围起，需浆砌毛石235.5m3，铁管200m。

4 治理工程效益

亮甲山矿山地质环境恢复治理具有重要的意义，主要体现在科学价值和社会价值两个方面。

4.1 科学价值

亮甲山位于柳江盆地地质遗迹保护区的中心地带。柳江盆地是各种地质现象荟萃之地，是华北地台区一个具有典型代表性的窗口，在国内驰名，国外也颇有影响。亮甲山作为其重要的组成部分也倍受地学界专家、学者关注，自1919年刘季辰、叶良辅以亮甲山命名创建了亮甲山组以来，众多的地学界专家、学者来此进行研究、教学。特别是自20世纪70年代以来，全国有60多所高、中等院校在此建立了基础地学教学实习基地，培养了大批优秀的地学人才。亮甲山矿山环境恢复治理是在保护中治理，为未来地学研究提供良好的地质遗迹，具有极高的科学价值。

4.2 社会价值

亮甲山地质遗迹为柳江盆地地质遗迹的重要组成部分，柳江盆地地质遗迹的社会价值早已得到世人公认，且正在发挥其社会效益，其中教学实习基地每年为国家和社会接纳数以千计的学生完成教学实习任务，曾在此基地接受教育的学子遍布世界各地，已成为专家、学者、教授的名人难以估计，因此，社会价值无法估计，具有国际意义。亮甲山矿山地质环境恢复治理，有利于提高人们的环境保护意识，使自然资源保护成为人们的自觉行动；有利于形成科普基地，促进综合性科研工作的开展，开辟新的资源领域。该项目的实施，具有重要的现实意义和深远的历史意义。

5 结语

通过采取工程措施和生物措施的综合方案对亮甲山矿区进行治理，不仅能基本消除矿区崩塌、泥石流等地质灾害的发生，减少水土流失，有效保护地质遗迹，而且能提高矿区土地利用率，实现矿区土地资源可持续利用，使退化的自然生态环境和地貌景观逐步恢复，推动自然保护区建设、科研教学和生态旅游发展，为该区矿山地质环境恢复治理起到良好的示范作用，意义重大。

[1]河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队.柳江盆地国家级自然保护区亮甲山矿山环境恢复治理工程方案设计[R].2006.

[2]张梁，张业成，罗元华，等.地质灾害灾情评估理论与实践[M].北京：地质出版社，1998．

[3]陈剑平.环境地质与工程[M].北京：地质出版社，2003．

[4]朱雅兰.黄荆山14号5塘口矿山地质环境治理和对策[J].资源环境与工程，2007，21（5）:567-568.

[5]张进德，田磊.矿业城市矿山地质环境综合治理对策研究[J].城市地质，2010，5（3）:28-31.

The Study on Integrated Renovation Project of Liangjiashan mining Geo-environment in Liujiang Basin

Liu Yajun，Hao Wenhui，Zhang Xian，Gong Changqing
（Qinhuangdao Team of mineral and Hydrogeology and Engineering Geology，Hebei Bureau of Geo-exploration，Qinhuangdao Hebei 066001）

Through the investigations of damages and waste rock heap of Liangjiashanmine which locates in Liujiang Basin National Nature Reserve,it was found that themine collapses,slides,debris flow and other geo-hazards,as well as severe soil erosion and damaged natural landscape have affected the construction of nature reserves,local tourism,development of scientific researches and teaching.To renovate themining geo-environment,engineering measures and biological measures are taken as a kind of comprehensive management in order to eliminate geological hazards risks,restoremine ecological landscape.

geological hazard；mining geo-environment；integrated renovation；Liujiang Basin

X144

A

1008-813（2011）03-0023-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2011.03.007

2011-04-06

刘亚军（1965—），男，河南濮阳人，毕业于河北地质职工大学水文工程地质专业，工程师，现从事地质灾害勘查与治理工作。