矿山地质环境问题分析及恢复治理措施探究

2019-02-10梁启元

世界有色金属 2019年15期

梁启元

（安徽省地质环境监测总站，安徽合肥 230000）

安徽省某矿位于淮南市八公山区毕家岗，1990年8月建井，属集体企业，复采大矿政策允许的合理丢失和损失的残遗矿物、断层矿柱等边角块段。虽说小井的生产会给当地带来一定的社会效益和经济效益，但也给安全生产和环境保护等带来了很大压力。因此，2014年，安徽省人民政府对全省小矿进行关闭整顿，该地区矿企按照有关规定实施了闭坑，拆除矿井生产设备、供电、通信线路，封闭填实井筒，平整井口场地，妥善遣散从业人员。自闭坑以来，矿山利用自有资金陆续开展了一系列废弃工业场地整治和塌陷区坑塘整治工作，取得了一定的成效。为治理该矿山开采矿活动造成的采空塌陷、地面下沉，土地资源的占用、破坏，以及采空塌陷引发的地质灾害等矿山地质环境问题，依据《矿山地质环境保护规定》（国土资源部44号令）和《安徽省地质环境保护条例》相关要求，安徽省某矿业有限公司拟使用矿山地质环境保证金对该闭坑矿山进行治理。通过治理项目的实施，使因矿山开采活动造成的采空塌陷、土地资源破坏等矿山地质环境得以恢复。

1 矿山地质环境现状

该矿矿区面积3.1678km²，矿井南区位于淮河南岸，区内地形起伏较大，地表因重复开采沉陷已达10m以上，地面标高8.2m～30.9m，在矿区范围内形成多个塌陷水塘，常年积水。根据矿井实际的开采情况，结合受开采活动影响的现状地质环境问题，确定受矿井开采塌陷影响的地区。矿山地质环境和生态环境已遭到很大破坏，已经产生了严重影响，主要表现为采空塌陷损毁土地、植被资源，矿区坑洼不平；废弃矸石和废石堆场压占土地，损毁植被，导致了严重的视觉污染；矿区沟渠淤塞，生活垃圾和矿山固体废弃物随意堆放；工业广场和废弃工房破败不堪，视觉污染和安全隐患较为严重等。由于新庄孜矿几十年的开采塌陷影响，现状南区东部地表最大沉陷深度为13.8m，最低标高8.2m，形成几个积水塘常年积水。因矿山已关闭多年，局部地段已由当地村民恢复成旱地、林地。根据现场调查及收集矿山地质环境治理资料，新庄孜矿和区属废弃矿2个矿山地质环境治理区已治理恢复面积共42.87hm2；2018年拟施工的“三线三边”淮南市八公山区毕家岗矿、沈李矿的地质环境治理项目。

2 矿山地质环境存在的主要问题

新庄孜矿的开采，造成地表塌陷严重，安徽某矿在原大矿沉陷区开采，加剧了矿井范围内的土地资源破坏，目前安徽某矿需治理的因开采塌陷面积约218.82hm2，其中工业广场及矸石堆压占土地面积约18.93hm2，采矿造成土地塌陷面积约34.71hm2，塌陷水塘面积约135.28hm2，毕家岗村和小王庄建设用地面积共29.9hm2。采矿造成土地塌陷面积约34.71hm2，局部地段已被附近居民栽植杨树、果树等树种，由于缺少养护，覆盖率较低，需补种；部分被村民恢复成旱地，由于地形起伏较大，土地利用价值偏低，需进行场地平整，降低整体坡度，适于农作物灌溉及生产。受重复开采沉陷的叠加影响，在矿区形成多个大面积的塌陷水塘，塌陷水塘及低洼区域面积约135.28hm2，其中北区塌陷水域面积126.01hm2；南区需治理塌陷积水面积9.26hm2，积水浅的洼地，形成沼泽地，以芦苇和香蒲群落为主，浮水和沉水植物相对较多，需采取挖深垫浅治理工程措施，修整为鱼塘；经过当地居民修整为鱼塘，岸缘形状参差不齐，需采取岸缘改造等工程措施。

3 矿区地质环境治理措施

3.1 治理思路

根据治理的总体目标和具体任务，本次治理工程总体部署主要包括如下几个方面：首先对治理区内废弃工房等进行拆除，并将垃圾外运；对残余的矸石和四处堆放的生活垃圾进行清理外运；工业广场原地势低洼，由矸石回填0.4m，为保证种植的乔木成活，需开挖0.4m厚的矸石，然后回填0.4m的素土，最后工业广场进行平整；矸石矿物特性主要有泥岩、粉砂岩、砂岩等，矸石发热量一般为800卡/克～1500卡/克，其无机成分主要是硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。若矸石弃置不用，占用大片土地，浪费土地资源，安徽省某矿业有限责任公司将集中清运矸石，运至3km远的新型建材厂，将代替粘土作为制砖原料，可以少挖良田。烧砖时，利用矸石本身的可燃物，可以节约煤炭，一举多得。其次，对治理区内的各段沟渠进行清理和疏浚，对治理区的塌陷洼地进行岸坡修整和清理，改善治理区地表水环境；最后，在回填素土、平整后的场地栽植高杆女贞、乌桕等常绿乔木进行场地复绿，林间空地撒播草籽进行复绿，改善治理区视觉污染现状；在塌陷坑塘岸坡进行休整，并在外围设置警示标牌，防止人员坠落。

3.2 治理分区

本次设计将治理区划分为四个治理分区，分述如下：

（1）工业广场建筑物拆除、矸石清运、栽植乔木复绿区（I）。该区共包括三个分区，分别为某矿五号井工广I1区、二号井工广I2区，保留二号井原办公楼等3处建筑为I3（含3个亚区），对该区其余建筑物进行构筑物拆除、建筑垃圾和生活垃圾清理外运；工业广场原地势低洼，由矸石回填0.5m，为保证种植的乔木成活，需平均开挖0.4m厚的矸石，然后回填0.4m的素土，最后工业广场进行平整，栽植乔木进行复绿。

（2）塌陷土地地形平整及树木补种区（Ⅲ）。该区受大矿开采塌陷影响，造成土地损毁，地形高低不平，现状已经部分恢复为旱地及林地，主要为杨树、榆树等。拟在对该区已有植被进行保护的前提下，对局部植被稀疏的地段栽植相近树种，进行随机补种。对旱地进行地形平整，削高填低，减少水土流失，有利于耕种。

3.3 复绿工程

（1）树种选择原则。①适地适树原则：在掌握林地条件、树种生物学和生态学特性的前提下，坚持造林地的立地条件与树种的生物学和生态学特性的一致性，坚持适地适树原则。②乡土树种原则：由于长期的生态适应，乡土树种无论是在形态特征还是在生理、生态特征都呈现出与当地环境相适应的特点，实践证明乡土树种是最适宜的造林树种，因此，必须坚持乡土树种原则。③混交林原则：混交林无论是在生态效益还是在景观上都比纯林要优越，所以，应根据树种生态学和生物学特性以及立地条件，营造混交林特别是针阔混交林、阔叶树混交林。④生态效益优先原则：项目区为废弃矿山，因此，在造林树种选择时应选择耐干旱、瘠薄，固土、蓄水能力强，且景色优美的造林树种，防止水土流失、美化环境等体现生态效益优先原则。

（2）主要造林树种。根据现场调查，治理区自然复绿植被主要为白杨、榆树生长最为繁茂。因此，可以认为上述树种为项目区优势物种，且耐干旱、贫瘠，复绿效果较好，对于治理区补种的树种可选择杨树、榆树，胸径5cm，大约补种1500棵。本次设计选择常绿的高杆女贞作为工业广场复绿树种，选择乌桕作为废弃矸石堆场复绿树种，选择青檀木、狗牙根、茅草、狗尾草等草本植物和灌木种籽作为岸坡和林间空地复绿物种。