阿尔山市周边采石场矿山生态环境恢复与治理技术研究

高永兴 李光华

摘要：阿尔山开发建设和采矿活动对地质环境造成了破坏和影响，破坏单元存在的地质灾害隐患，还对过往人员和车辆的安全造成威胁。本文以阿尔山周边矿山特有条件为背景，对采石矿山进行治理技术研究。

关键词：生态环境;治理技术;治理模式

中图分类号：X171.4 文献标识码： 文章编号：2095-672X（2019）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.118

Abstract： The exploitation and mining of Alsan mountain has great destruction and severe consequence of geological environment. Moreover the hinder geological dangers of the destroy unit have threatened the pedestrians and vehicles greatly. The thesis ， based on the Alsan mountain special geological conditions， does some research on the governance of quarrying mine.

key words： Ecological environment;Governance technology;Governance pattern

阿尔山市自建市以来，为加快城市建设步伐，开山取石用于工程建设，由于当时对地质环境保护认识不足，忽视了开发建设和采矿活动对地质环境造成的破坏和影响，不但造成了地质公园及公路沿线可视范围内和城市周边地质环境破坏，而且破坏单元存在的地质灾害隐患还对过往人员和车辆的安全造成威胁。随着近年来国家和自治区对地质环境保护的重视，以及城市旅游项目的开发，阿尔山市对周边矿山实施了一系列治理工程，并初见成效。本文以阿尔山周边矿山特有条件为背景，对采石矿山进行治理技术研究。

1 矿山地质环境特点

阿尔山周边矿山由于早期多年的无序开采活动，矿区内形成多处裸露的采场，产生大量的高陡边坡，大多无植被覆盖。根据实地勘察和调研，采场高陡边坡基底类型主要有土质、土石、弱风化岩质、强风化岩质，坡度在45°～85°，其中土质坡面坡度为45°～75°，岩石类边坡坡度在50°～85°，甚至有些坡度大于90°。山体表层岩土体剥离产生的破坏面和坡脚取石开挖形成的采坑均位于道路两侧可视范围之内，且基岩裸露，破坏了原有的中低山地形地貌景观。治理区内的破坏面和采坑破坏的土地类型主要为林地和草地。

针对阿尔山周边矿山采场类型和开采方式，可归纳总结为以下类型：采石矿类高陡边坡：多年采石遗留的废弃工作面，类型多样，分为岩质、风化岩质、土质、碎石、土石边坡几种类型。边坡为长度十几米至上百米不等，坡度多近于直立，局部区域可见危岩体。

2 阿尔山采石场治理实用技术

阿尔山采石场治理实用技术采用土工网垫效果较为显著，土工网垫是一种蓬松的三维多孔网状结构，它是由细的聚乙烯丝制成的，有一定厚度的空间网状结构。由单层或多层塑料凹凸网和平面网经热熔后粘结而成的一种稳定的立体结构。将此网垫平铺，并固定在坡面上，草籽和有机土撤播在网的空腔内，使坡面受到有效的保护，同时还可保存一些水分，有利于草的生长。对控制坡面水土流失和坡面植被有独特的效果。

土工网垫在护坡顶端铺设时，网垫纵向连接处应有不小于60°夹角，埋入土中30cm，坡度应有50cm以上的水平面。因工程中坡面上端的含水量要比下层低得多，不利于草灌籽发芽，应在离开网垫20cm坡顶处顺势开一条蓄水沟，以利于灌水。

2.1 技術特点与工艺

三维土工网垫在护坡工程中施工工序（图1）：

2.1.1 钉设网垫

在坡顶及坡脚处分别开挖沟槽，将土工网铺设于沟内，并用方木桩（固定并填土夯实，再从坡顶自上而下铺设土工网，其纵横向搭接长度不得小于20cm，并沿纵向每隔100cm用U型钢钉固定（搭接部位必须固定），其斜向间距为100cm为宜，并使土工网紧贴坡面不得有悬空褶皱现象，待土工网铺设完毕后再撒播草籽。

2.1.2 回填土

三维土工网垫固定后，采用原有地表土进行回填，并分2～3次人工抛洒在边坡坡面上，回填直至覆盖网包。

2.2 适用对象与应用范围分析

当采场岩土体不具有生态修复的条件时，可以选择土工网垫技术作为采场外部生态修复的技术措施，在排土场边坡的外侧构筑生态修复的措施。该技术主要适用于降水量较少、生态修复难以在坡体上短时间实现的区域。

3 典型治理模式

清除危岩体+安装锚杆+挂网+客土喷播模式

采场没有回填、削、垫坡的空间，只能对高陡边坡做现状治理，采用对高陡断面清除危岩体，达到稳定安全的目的，在断面上安装锚杆、挂网、喷播，达到恢复植被的效果。

阿尔山省道S203阿尔山至伊尔施段东侧山丘坡脚治理区，采用上述模式，治理成效总结如下：

①清除危岩体：由于治理区内山体表层岩土体遭到挖掘破坏，致使山体基岩裸露形成高陡临空面和危岩体，且地表凹凸不平，松散破碎岩体在坡面呈无序堆积。因此，在安装锚杆之前需使用风钻、修钎设备等清理坡面浮石、浮土和危岩体等。结合现场调查岩壁浮土、浮石情况，根据坡面面积进行清理方量估算，清理方量每平方米0.3-0.5m3不等，视不同破坏单元具体情况而定。

②安装锚杆：对清理后的岩壁布置锚孔位，打孔，安装锚杆，然后注浆。参考阿尔山林业局复绿工程施工方案，锚杆选用Ⅱ级Ф18mm螺纹钢，锚杆长度2m，锚杆采用 2m×2m 矩形布设。锚杆安装前先进行防锈处理。然后用风钻或锚杆钻孔机按垂直坡面方向钻孔，孔径为Ф38mm，钻孔深度与设计锚杆深度相同。打孔完毕，将锚杆插入孔内，杆头伸出坡面约 40cm（当用于客土喷播时杆头伸出坡面约5～7cm），以方便挂网，然后用水泥砂浆将锚杆孔内腔灌满填实。

③挂网：锚杆安装完毕后，选用网目尺寸为 5×5cm，铁丝网直径2.6mm， 抗拉强度不低于380MPa的镀锌勾花铁丝网进行铺设作业。铺设时拉紧网，铺平顺后，将铁丝网从坡顶沿坡面顺势铺下，将网挂在锚杆上，用螺母锁紧。铁丝网应伸出坡顶 50cm，并挖沟埋压固定，坡底预留20cm 铁丝网，埋置于坡脚土中。根据需要在锚杆中采用不同厚度的混凝土垫块，以使铁丝网与坡面保持3～5cm 的距离，相邻两卷铁丝网分别用绑扎铁丝连接固定，两网交接处至少要求有10cm 的重叠，完成网与锚杆的连接工作后，要严格检查铁丝网与锚杆连接的牢固性，确保网与坡面形成稳固的整体（见照片1、2）。

④客土喷播：铁丝网固定好后，喷播种植基材，种植基材是由土壤、疏松材料、保水材料和有机肥料等组成，其中土壤、保水材料须经过筛选，筛网孔目尺寸为18-20mm，准备工作就绪后，利用喷射机将混合均匀的有机基材喷于坡面，喷射应尽可能从正面进行，凹凸部分及死角部位要喷射充分，喷射厚度为13cm，其中铁丝网之上要保证有3-5cm的基材。种植基材喷射完成后，待其自然风干4-12h，才可进行面层的喷播草籽工作。将处理好的种子與纸浆、粘合剂、保水剂、复合肥等搅拌均匀，在喷播泵的作用下，均匀喷洒在工作作业面上，喷射厚度为2cm。草种宜采用抗寒、抗旱、耐贫瘠的草种（见照片3、4）。

4 结语

总结，提出了适合阿尔山地区特有的采石场矿山类型的治理目标与模式，将矿山生产对环境的不利影响降到最小，达到既能消除地质隐患，又能促进城市发展的良性模式，保证经济发展与环境保护相协调。

参考文献

[1]吴亮亮.矿山露采场边坡生态防护客土有机质和碱解氮变化过程研究[J].世界有色金属，2017（15）：239-241.

[2]王隆声.露天矿山边坡安全问题及治理分析[J].世界有色金属，2017（12）：199+201.

[3]吴志根，梁哲.江西某项目露天石灰石矿山边坡安全设计[J].水泥工程，2017（04）：77-79.

[4]陈韬，赵旭.露天矿山边坡特点及滑坡关键治理技术[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2017（08）：175-176.

[5]大型深凹露天矿岩体边坡稳定性与治理技术研究及应用[J].中国冶金，2013，23（12）：49.

[6]郭小平，陈加飞.基于层次分析法的排土场稳定性分析[J].价值工程，2014，33（23）：46-48.

[7]任振华，李杉.酒钢西沟矿排土场稳定性研究[J].矿业工程，2014，12（05）：51-53.

[8]缪海宾，王建国，王来贵.太堡露天矿排土场基底黄土过载现象数值模拟研究[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2011，30（03）：415.

[9]曹向彬.矿山土地复垦水土保持研究与案例分析[D].西北农林科技大学，2015.

[10]陈鹏宇.岩质高边坡坡体结构特征分析与稳定性研究[D].中国地质大学，2015.

[11]康先勇，陈梁.不等强分区加固技术在复杂边坡防护中的应用[J].煤矿安全，2015，46（04）：77-79+83.

收稿日期：2019-05-08

作者简介：高永兴（1973-），男，中国注册环境影响评价工程师，研究方向为环境影响评价、环境科研。