矿山地质环境恢复治理模式分析

于晓军，马 强，康禄荣

(青海省环境地质勘查局，青海 西宁 810000)

1 地质环境现状

1.1 矿区分布及水土流失情况

青海省西宁市大通煤矿位于西宁市大通回族土族自治县桥头镇良教乡，该区域属于大通矿务局管辖范围，具体的地址位于东经101(°)37(′)～101(°)56(′)、北纬36(°)55(′)～36(°)58(′)范围以内，该地区海拔大约在2 450～2 750 m，矿区所占面积约为13.85 km2。大通县境内的水系主要为北川河，该河流域临近大通煤矿项目区的北部，该河流域的水系是大通县境内以及大通煤矿的主要水系。北川河属于湟水的一级支流，起源于大坂山南坡，在桥头镇由东峡河流入，流出大通县到西宁小桥注入湟水流域。该河全长为149 km，在大通县境内的流域为122 km，属于大通县的主要灌溉和饮用水源。根据桥头站近30多年对该水域的观测资料显示，近几年来北川河的流量年际变化非常大，同时也受降水的影响非常明显[1-3]。该河的平均河水流量为20.08 m3/s，纵向的平均坡降为0.6%，纵向坡降由西北向东南倾斜，整条流域形成一片“柳叶”形的形状，该流域在流经的过程中受到该地区海拔高度和气候条件的影响，因此从河口到北川河的河道中下游以及西岸及上游外延，又逐渐分为川水、浅水和脑山3种自然生态区域。大通县煤矿地区位于该河流域的高位浅山地区，处于川水和脑山区的三角地带，该区域内山势海拔较高而且坡度较大，地形起伏非常明显沟壑纵横，因为该地区的植被稀少，导致水土流失较为严重。根据相关探测数据研究总结该区域内每年平均的水土流失模数为2 416 t/km2。在浅山地区有一半以上干旱少雨，使得该地区的土地多为黄土和黑钙土，造成农作物生长条件极差，也成为了该地区的水土流失严重区域。当该地区经过恢复治理以后，将会使得该地区成为农业生产的重要发展区域。脑山地区的海拔在2 800 m以上，也属于气候条件极差的区域，土壤类型为高山草甸类型，处于农业和畜牧业过渡的地区。西宁市针对大通县的北川河流域进行了大量的治理措施，治理程度达到20%以上，使得全县的植被恢复率达到了25%以上[4-5]。

暴雨是该地区洪水的主要原因，北川河中上游地区降雨量较多，也是因此当雨水季节来临时，雨水强大，洪水涨落快来势凶猛，根据桥头站的监测数据显示，洪峰来临之落坪的时间历时仅为18 h，但是水势涨速快平均涨速达到46.9 m3/h，而洪水的下落速度也会达到27.9 m3/h。

北川河在南通县流域境内山区较多，造成该地区的植被覆盖率较低，加之与暴雨和洪水的冲刷使得该地区的水土流失非常严重。而且从上游挟带的大量泥沙进入河道，根据桥头水文站的监测数据显示,在近50年以来，北川河的平均含沙量达到0.66 kg/m3，年最大含沙量为41.8 kg/m3。

1.2 矿区地形地貌分析

大通煤矿所在的区域处于青藏高原与黄土高原的过渡地带，而大通煤矿项目区位于湟水流域和大通盆地东南部北川河右侧，结合该地区的地形地貌，我们将总体分为侵蚀剥蚀低山丘陵以及青石堆积河谷平原。

侵蚀剥蚀低山丘陵：该特征的地形地貌位于大通煤矿项目区的中南部，大通盆地的西南部，海拔达到2 850 m，丘陵后沿切割深度仅为100～150 m之间，山坡的坡度为18(°)～25(°)。洪水和雨水造成冲沟“U”型分布。丘陵区的中前沿，山谷较深，坡度较大，由白垩纪与第三纪的泥岩和砂岩以及第四纪的黄土共同组成，因此也成为了现代雨水冲沙最为严重的地段。冲刷出的坎高达数米或者数十米，使得局部形成临空面。在该区域内部有大量的群众依山建房，有的居住于坡角，有的居住于坡顶，因为人类居住而出现的人类活动对该地区的地质环境破坏和影响也较为严重[6]。

侵蚀堆积河谷平原：该地区的地貌原者北川河以及支流呈现带状分布，最高海拔达到2 525 m，属于北川河流域的二级阶地，形成二级阶地的物质主要来自于上游的冲积物，还有河谷两侧丘陵的坡积、洪积以及冲洪积物，这些积物共同使得该地区相对平坦开阔，因此建设了大量的村庄和工厂，铁路和公路交通相对发达，大量的铁路设施以及农田都建设在二级阶地上。

1.3 矿区地质构造

青海省西宁市大通县处于祁连褶皱系中段，该地区跨北祁连山槽褶皱带和祁连山中间的隆起带这两个次级构造单元。而大通煤矿所在地区的盆地属于早生代，经过印支、燕山、喜山褶皱幕等构造运动，经过进一步的挤压扭裂而成的一个近似平行四边形的祁连裂谷系[7-8]。

2 地质环境问题分析

根据对大通煤矿所在地区的地质情况进行勘察和分析，结合已经治理的现状，发现大通煤矿所在区域的地质环境问题仍然非常严重。该地区出现的滑坡共有11处，不稳定斜坡出现了8段以及泥石流沟1条，地裂缝29条。

2.1 滑坡

大通煤矿所在区域的滑坡按照滑体的物质成分可以分为两大类型。第1种类型为土质滑坡，第2种类型为岩质滑坡。该地区的土质滑坡主要是因为沟谷两侧的山坡中上部，该地区斜坡的坡角处于15(°)～30(°)，而坡脚凌空。滑坡表面的物质相对松散不具有凝聚力，使得滑坡头部的位移小于水平位移，在中途发生不规模的隆起。滑坡体内的裂缝主要以拉张裂缝为主，裂缝走向与采煤巷道和采空区的走向基本吻合。大通煤矿所在区域的滑坡分为小型滑坡和中度滑坡。中型滑坡主要是因为受到外部动力的影响，最终使得该地区的滑坡问题持续不断，亟待治理防范。

2.2 不稳定斜坡

该矿区的不稳定斜坡有8段，这8段不稳定斜坡的分布地区为上下干沟、大煤洞沟、小煤洞沟、元术儿沟沟口。针对该地区的不稳定斜坡分别编号为Q1、Q2、Q3、Q7、 Q8和Q4、Q5、Q6，而前5个不稳定斜坡主要位于采空区北部边缘，后3个区域的不稳定斜坡分为两种状态，有不稳定斜坡和人工斜坡，第8号不稳定斜坡属于岩质，除此之外，均为土质斜坡，坡度为40(°)～70(°)居多，Q3的不稳定斜坡坡度为30(°)。该地区不稳定斜坡容易造成煤矿工作人员以及该地区的居民和农田受到威胁，同时给大通区采空区的治理带来了很大的影响。

2.3 泥石流沟

大通煤矿地区的泥石流沟主要位于元术儿区域，因为泥石流而造成的汇水面积达到0.963 km2，沟口和沟道的高度差达到了222 m。古坡上面陡峭，下部较为缓和，该地区的植被覆盖率达到了95%，但是堆积扇小。该地区当出现大型暴雨时就会出现泥石流，因泥石流而造成的松散固体物主要包括松散堆积体岸边塌体以及钩中松散堆积物，堆积物的总体积达到了135×104m2，使得该地区属于轻度易发性泥石流地区。

2.4 地裂缝

大通煤矿地区的地裂缝有29条，长度为2～180 m不等，而宽度为0.1～1.8 m不等，裂缝的深度大约为0.1～3.5 m不等。裂缝的类型主要为张拉裂缝，裂缝的分布区域为煤层采空区的塌陷区，该地区地面下沉，容易形成张裂缝，而且不给予及时有效的治理和防范，该地区的地裂缝有进一步扩大的趋势。由于该地区的地裂缝为当地的村民出行和日常生活带来了一定的困难，因此有部分地裂缝已被该地村民自行平整，很多地方表面已经被填埋，在治理的过程中应在此基础之上进一步完善裂缝的治理和防范，还有的地裂缝分布于草木之中，需要仔细观察才可发现。

3 矿山地质环境治理模式

1)坚持安全与生态系统统筹兼顾的治理模式。

我们在对大通矿区的地质环境问题进行治理的过程中要坚持“以人为本”施法自然的治理方向，对于该地区的滑坡以及坍塌等地质问题，首先以消除安全隐患为目的，然后采取相对应的措施对大通矿区的地质环境问题进行有效的治理。例如加大该矿区植被恢复力度和土地复垦工作，以“绿色矿山”作为该地区的恢复治理理念。对该矿区容易积水的地方应该酌情修筑沟渠，排泄积水，从源头上解决泥石流和滑坡等相关问题，而在修筑沟渠的时候还要注意避免露头，应酌情避开裂缝和透水岩层。特别是对于该地区相对低洼的地方，不能修筑沟渠进行排水时，应该采用渣土或者是其他的原材料进行填平压实，以有效的防止北川河水系的流域以及该地区大量的降水渗入地下，造成该地区出现大范围的滑坡或者是泥石流。而对该地区出现了大范围的地裂缝，应采取有效的措施进行处理回填，防止裂缝大量渗水导致滑坡和泥石流。在彻底解决了该矿区的泥石流滑坡等安全问题以后，统筹考虑该矿区的生态环境建设，对废弃的矿山进行有效的环境治理，使废弃矿山的土地能够得到充分的利用。

2)实施矿区生态环境保护与建设多举并措的方法。

对西宁市大通县矿区的生态环境问题进行保护和建设的时候以科学发展观为主要治理思路，首先加大对大通矿区现有生态环境进行有力的保护，然后结合该地区出现的不稳定斜坡以及滑坡问题进行有效的消方填平，对高出的部分进行推倒，对低洼的部分进行填平，修建护坡挡墙和截水沟工程。尤其是对于该地区的7处滑坡体以及3段不稳定斜坡体，应该作为着重治理和恢复的对象，恢复工作完成以后还应做好及时准确的监测，对该不稳定斜坡体的稳定性进行综合评价，实时采取预防措施。

3)坚持以创新互相统一的治理模式。

对以前在治理过程中采取的有效治理效果进行积极的总结分析，结合该地区的地质情况以及治理条件对周边地区的矿山地质问题治理先进经验和好的做法进行有效的学习和借鉴，在继承先进的地质环境问题治理技术与模式的情况下，对大通县矿区的地质环境问题进行创新治理与恢复。结合现阶段自然资源与经济科学发展观和可持续发展战略，采用新材料、新技术以及新办法新模式对该矿区进行恢复治理。全面提高大通矿区的生态环境保护与治理工作中的科技含量。例如借助于该矿区的采矿厂房以及矿井和巷道建设矿山公园、矿山地质博物馆，将本地的矿山开采历史遗迹以及矿山地质环境治理和恢复相关工作作为矿区公园的主要文化进行宣传，深化矿区地质环境问题治理和恢复的思想。

4 结 语

长久以来，我国的自然资源在开发的过程中因为资金投入较少、开发技术不合理，造成了很多地区的矿山出现了极大的地质环境问题。而现阶段随着国家推出的环境治理与经济发展相协调的原则，使得原本出现地质环境问题的矿山在发展的过程中受到了极大的影响。为了进一步提高矿区的发展以及国家经济的建设，同时也还给地球美好的自然生态和人类美好的生活环境，我们应采取多样化的治理模式和措施对矿区的地质环境问题进行有效的分析与治理，实现自然资源开发与利用的可持续发展观。