露天采矿引发的环境地质问题及防治措施探讨

徐晓天 曹学江 钟伟杰

（1.山东省煤田地质规划勘察研究院，山东 济南 250000；2.山东省煤田地质局物探测量队，山东 济南 250000）

矿业开发是人类活动对矿区最为显著的外力地质作用，它强烈影响和改变了矿区及其邻区地质环境，产生并诱发多样的环境地质问题[1]，同时带来植被破坏、环境污染等问题。露天开采适用于埋藏较浅的矿种开采，但由于开采工作不科学、不规范，以及闭矿后对地质环境治理工作积极性不高等原因，容易造成众多地质环境灾害，对周边居民及矿山工作人员的生命安全产生潜在威胁。2017年4月～5月期间，作者全程参与了日照市岚山区解放村05号矿区建筑用花岗岩矿的环境影响评价工作，本文将结合工作经历，对该矿开采中造成的环境地质问题进行归纳梳理，并提出相应防治解决方案。

1 矿区自然地理概况

矿区总面积约0.16km2，地处日照市岚山区虎山镇低山丘陵区的一处山脊，地形中间高两边低。矿区附近海拔最高+220m，最低+27.50m，相对高差192.5m。当地侵蚀基准面为+27m；年平均气温12.6℃，最高年平均气温16.0℃，最低年平均气温9.8℃；多年平均风速为3.3m/s；年平均降水量916mm，最大年降水量1426.2mm，年蒸发量为1141.8mm。

2 矿区地质背景概况

矿区内地层不发育，零星出露第四系，分布于山前及坡麓地带，残坡积、冲坡积作用形成的松散堆积物。岩性为灰黄色含砾砂质粘土、粘土质粉砂、含砾砂等。

区内岩浆岩主要为新元古代铁山序列御驾山单元（NhμγTy）片麻状中粒角闪二长花岗岩。矿体围岩矿石主体岩性为片麻状中粒角闪二长花岗岩，岩石硬度中等，矿体顶底板岩石较完整。构造简单，主要表现为岩体内次生节理裂隙发育。

矿区内地下水主要为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两种类型，补给来源均为大气降水。第四系仅在局部可见，基本不含水。基岩裂隙水富存于矿区内发育小型断裂及节理裂隙，地下水主要沿断裂运移。

3 主要环境地质问题

3.1 土地资源占用与土壤侵蚀

根据《日照市水土保持规划（2017-2030）》，岚山区属于省级重点水土流失预防片区，该矿露天开采过程中，土地的挖损和地表植被剥离较为严重，造成表土层土壤肥力下降，引起水土流失，造成最直接且最严重的生态破坏。从抗蚀性因素来看，所有清除及压占地表植被的过程，均严重破坏原有地表植被，增大了地表的松散程度，降低了地表的抗蚀性[2]，如不加以重视，将会进一步加剧水土流失程度，恶化矿区环境质量。

3.2 地形地貌及景观格局影响

露天采矿活动对于景观生态的影响，主要反映在：一是对原有地形地貌的影响（地形起伏、地表附着植被等因素）；二是人工景观的形成，如工业场地、采矿场地和运输道路等在原有以农田、灌草地为基质的景观上增加了新的斑块，一定程度上降低了矿区原有的自然景观美学价值[3]，此类景观与周边景观视觉对比性强烈。尤其在矿区服务期满后，采矿区形成的相对低洼的矿坑，短时间内生态恢复不及时，易造成荒凉的景象，视觉效果极差[4]。

3.3 次生地质灾害

崩塌指从较陡斜坡上的岩、土体在重力作用下突然脱离山体崩落、滚动，堆积在坡脚(或沟谷)的地质现象，多发生在大于60～70°的斜坡上。由于之前无序开采，原采矿遗留下高约45m、坡度大于60°的断崖。随着矿体开采程度逐步加深，采区下部坚硬矿体的开采需要凿岩放炮，以往采矿过程中可能产生的脱离母岩体的危岩体、浮石，容易产生崩塌风险。该矿矿山边坡中局部存在页岩、粘土岩、泥岩等软岩层，以及出露断层发育、节理裂隙发育的破碎岩体，在爆破振动、降雨冲蚀等外力作用下，容易形成崩、滑现象，具有一定的环境风险。

4 相关防治措施的建议

科学合理的将环保理念贯穿于矿山开发，实施绿色开采技术，真正做到“防治结合、标本兼治”，才能使矿山企业的经济效益、环境效益和社会效益有机结合，同时也是贯彻国家“绿水青山就是金山银山”发展理念的唯一选择。在今后开采过程中，为使该露天矿开采造成的种种环境地质问题得到有效遏制和解决，本次研究针对前文提出的主要环境地质问题，提出应对措施分述如下：

4.1 土地资源保护措施

为保证后期生态恢复及土地复垦时有足够的表土资源，今后在开采前需对矿体上部表土进行剥离。同时，为保证原有表土层肥力免受破坏，应注重分层剥离—分层堆放—分层回填的操作方法。其中剥离时注重林地区域将残树（根）清除后进行剥离，其它区域直接进行剥离。堆放时采取保护措施，堆场四周设置截排水沟，根据情况在下游设置拦挡设施，同时撒播草籽履盖土壤保持水土。表土回填后进行平整压实，消除明显起伏，使其达到天然土壤的干密度，复垦前进行土地翻耕，松土，提高土壤肥力。

4.2 生态修复治理措施

露天采矿的闭矿期，是生态修复治理的重要阶段。由于开采活动基本结束，开采活动对周边环境带来的废水、废气、噪声、固废等各类污染相继消失，生态功能质量恶化的趋势总体上得到遏制。闭矿期的生态修复措施主要体现在：按照地质灾害恢复治理、土地复垦、水土保持、环境影响评价等各类技术方案的要求，对矿区生态功能进行恢复。其中，在土地复垦与植被恢复前期，主要对开采边坡进行危岩清除，同时开挖种植槽，实施边坡植被恢复。复垦植被应因地制宜，尽量选用当地物种，慎用外来物种，综合考虑物种成活后人工景观与周边自然景观协调性的问题。

4.3 地质灾害防治措施

对边坡及其顶部进行工程地质勘察[5]，首先对以往开采造成的倾角较大的边坡进行削坡放缓，另外主要对边坡松动危岩体进行摸排，必要时进行放坡，对边坡顶部的浮石进行及时清理。在采场边坡上部设置截、排水沟，防止雨水流入矿区冲刷边坡，防止边坡岩石风化程度加剧。