山西省运城市盐湖区废弃露天矿山生态修复与治理二期工程初步设计

林 强

（山西省地勘局二一四地质队，山西 运城 044000）

1 治理区概况

（1）地理位置。运城市盐湖区位于山西省西南部，辖区东西宽41公里，南北长62公里，总面积1237平方公里。

（2）地形。本区地处黄土高原，地形多样，河谷、塬地、丘陵、山地共存。全区地形南北两端为山地，中间为运城盆地，盆地中间有鸣条岗突起，盆地在两夹槽间。南部为中条山，山高林密，群峰叠翠，海拔在1500m左右。北部为稷王山，山丘起伏，沟壑纵横，海拔800m～1000m，中间盆地海拔300m～600m之间，涑水河、姚暹渠从中穿过。

（3）地貌。解州镇北部废弃露天矿山治理区处中山区海拔450m～1497m，相对高差1047m，由太古界涑水杂岩，下元古界的大理岩、中元古界石英岩及古生界寒武、奥陶系白云岩、灰岩组成，山势陡峻，沟谷深切，均呈“V”字型谷。

解州镇南部废弃露天矿山治理区处中条山北麓，为山前冲洪积扇连接组成的裙状地形，由山前向盐湖倾斜。由第四系全新统砂卵砾石及粉质粘土组成。地势低凹，东西波状起伏，海拔340m～400m。

（4）地层岩性。治理区中条山出露基岩外，其余大部分为第四系黄土覆盖。出露的地层有太古界涑水群，新生界第四系。

（5）地质构造。盐湖区大地构造单元主要有中条山块隆、运城凹陷、稷王山陷隆。

2 设计概述

本次工作围绕自然资源部关于开展长江经济带、京津冀周边及汾渭平原等重点地区露天矿山生态修复的工作部署，以“减灾、抑尘、复绿”为治理目的，通过土地平整、植被恢复、工程治理等措施，消除废弃露天矿山安全隐患，达到废弃露天矿山生态环境治理修复与土地复垦的目的。

3 总体思路

针对矿山区地质环境现状与存在的主要地质环境问题，结合其它矿区治理经验，方案设计思路如下。

（1）砌体拆除工程。废石堆场地残留建筑，应首先拆除清理，就地掩埋，再覆土修复。并就地填埋压实，压实系数必须大于0.93。

（2）平整工程。①坡面清理。危岩体清理用挖掘机将坡体裂隙发育易形成倾倒式、坠落式崩塌危岩体进行清除，清除危岩体可摊铺于场地进行平整。清理坡面用挖掘机将边坡强风化层及坡面废渣进行清除，清除废渣可摊铺于场地进行平整。②场地平整。主要是针对治理区内高低不平的地段，采用挖高填低的方法进行土地平整。先对其地表石碴和碾压层进行清理，平整，压实≥0.93。平整方量根据cass软件采用三角网法进行计算。③挡水棱。为了防止地表径流流进采坑，在采坑外围修筑土质挡水棱，挡水棱规格为：高0.3m，顶宽0.3m，内外边坡1:1，土质夯实，挡水棱截面积0.18m2。

（3）土壤培肥。①土地翻耕。土地平整和表土回覆后，由于机械碾压和挖运，使土壤的通透性变差，本方案设计对整个项目区进行翻耕，设计翻耕厚度为30cm。②修筑田埂工程。图斑在沟谷中，为了防止地表径流对田块的冲刷及充分利用降水，在平整的田块外侧和边坡上部修筑田埂。田埂规格为：高0.3m，顶宽0.3m，内外边坡1:1，土质夯实，田埂截面积0.18m2，田坎坡度70°。③有机肥与复合肥。土地翻耕后进行土壤培肥，以提高土壤生产能力。耕地土壤培肥分为精制有机肥和复合肥两种。

（4）植被恢复工程。根据盐湖区二期工程治理区现状特点分类设计，植被重建工程措施具体如下：①栽植侧柏。乔木（侧柏）采取带土球的坑植方式，采用60×60×80cm的小穴整地，株行距规格2m×2m，土球直径≧30cm，地径3公分，苗高为1m～1.2m。②栽植酸枣树。盐湖区南山一带东郭镇、南城街道办事处、解州镇、席张乡灌木选用酸枣树，酸枣树采取裸根坑植方式，采用30×30×50cm的小穴整地，株行距规格1m×1m，苗高0.8m～1m，地径约2cm。③栽植紫穗槐。盐湖区中北部上郭乡、上王乡、泓芝驿镇、解州镇、席张乡灌木选用紫穗槐，紫穗槐采取裸根坑植方式，采用30×30×50cm的小穴整地，株行距规格1m×1m，苗高0.8m～1m，地径约2cm。④播撒草籽。选用紫花苜蓿和黄花草木犀混合草籽，撒播草籽播种量为40kg/hm2。⑤坡面挖坑种树。挖坑种树：用于坡度30°～50°斜坡，首先对采面进行危岩清理，消除安全隐患。在坡面挖坑，坑穴壁应光滑平整，要求人工用攒子开凿，坑穴大小符合设计要求，坑穴内壁直立，深度以内侧控制；底宽30cm，在坡面宽45cm，坑内栽植酸枣树苗，坑穴开挖后应及时植树、回填种植土，以防垮塌；为保证其灌木成活，树苗根部应带有少量土壤。坑穴行距1.0×1.0m。

（5）截排水沟工程。由于覆土后场地周边坡体植被较少，因此降雨后，雨水易汇流形成较大的冲力，对覆土后的场地产生破坏，因此为场地设计截排水沟，以消解雨季水流对场地的破坏，降低水土流失的风险。针对排水量的大小设计两种规格的截排水沟，截排水沟如下：截排水规格1：过水断面为0.6m×0.8m排水沟内外墙宽均为0.4m，截排水沟采用矩形断面，底宽1.6m，边坡坡度1：0，高度1m，沟渠衬砌采用浆砌石，内侧边墙厚0.4m，外侧边墙厚0.4m，底板厚0.4m；块石材料都采用较坚硬新鲜砂岩，尺寸大于10cm，砂浆采用M10水泥砂浆砌筑。截排水规格2：过水断面为0.4m×0.4m排水沟内外墙宽均为0.3m，截排水沟采用矩形断面，底宽0.4m，边坡坡度1：0，高度0.7m，沟渠衬砌采用浆砌石，内侧边墙厚0.3m，外侧边墙厚0.3m，底板厚0.4m；为保证截水沟具有足够的抗冲刷强度，浆砌石水沟内侧面抹面处理。即在砂浆初凝后，用砂浆抹面，抹面采用M10的水泥砂浆，厚度为2cm，水泥标号为R425#。为保证整体的美观，浆砌石侧墙顶面采用M10的水泥砂浆抹面，厚度2cm。

（6）隔离栏工程。在治理区入口处设置防护栏及警示牌，钢筋混凝土立柱金属网片防护栅栏由立柱、网片及连接部件组成，高度1.8m。①立柱。采用C30钢筋混凝土预制，截面尺寸分120mm×120mm，高度2.5m。预制立柱时，于顶部中间位置预留42mm×42mm方孔，深度150mm，现场安装时插入带连接板并封口的HPB235方管，并用风水材料填充缝隙。方管规格40mm×40mm，厚度2.5mm。矩管插入端长度150mm，外露部分向外折角30°，垂直高度300mm。在立柱相应位置预留三个Ф12圈孔，安装时通过螺杆固定两侧连接板。设计隔离网需要145根立柱。②网片。金属网片采用HPB235矩管钢边框，规格30mm×50mm，矩管厚度2.0mm；内部往死采用HPB235Ф6.5高线钢丝冷拔加工，规格75mm×150mm（Ф4.0mm），上部向外折角30°，垂直高度300mm。③连接板与螺栓。立柱连接板、网片连接板采用90°折角钢板、厚度4.0mm，根据不同使用位置分A、B、C三种形式。螺栓采用防盗设计、由螺杆、螺帽、防盗垫圈组成、安装及拆卸需专门工具、根据不同连接点的厚度，选用图集中不同尺寸的防盗螺栓。连接板与螺栓均采用HPB235钢，并镀锌处理，镀锌量270g/m2。④栅栏门。采用双开门，双开宽度3m，七网片形式与防护栅栏保持一致，门柱采用C30钢筋混凝土预制，基础、截面尺寸及高度同钢筋混凝土立柱金属网片形式，并通过销轴、销轴套及门柱连接。门柱上预制设置“保护环境人人有责”的警示标志。门上应设锁，并应防水。

（7）边坡防护工程。边坡防护工程主要是针对堆渣场进行分级削坡，坡面每升高约5m设置3m宽的马道，边坡1:2，填方压实系数≥0.93，坡度小于自然安息角36°左右，分级削坡后进行植被重建工程。

（8）监测及管护方案。监测及管护的主要目的任务是通过对土壤和植被恢复情况（成活率、郁闭度）等进行监测，及时将监测发现的问题反馈，有利于采取适当的措施，有利于土地植被恢复顺利进行，实现预计的效果。

4 结论

通过野外实地调查和工程勘查，在基本查明盐湖区解州镇废弃露天矿山（地质环境条件、工程地质条件和矿山生态环境问题基本特征的基础上，确定解州镇废弃露天矿山生态修复总面积约67.51hm2，修复内容为：对治理区范围内开展废渣清理、采坑回填、场地平整、覆土工程、植被恢复等工程。修复面积50.39公顷（755.85亩）。该项目对解州镇废弃露天矿山进行恢复治理，恢复后水浇地19.05hm2，灌木林地2.66hm2，其他林地25.49hm2，其他草地3.19hm2，使破损的山体全部恢复，使废弃露天矿山破坏的土地得于恢复，水土得于保持，具有一定的社会环境经济效益。