甘肃省酒泉市宽山沟金矿地质环境保护与恢复治理研究

崔 凯

（甘肃省地矿局第二勘查院，甘肃 兰州 730020）

宽山沟金矿位于甘肃省酒泉市，开采历史悠久，采矿活动对地质环境破坏严重，产生了一系列地质环境问题。本文在充分收集地质环境背景的基础下，开展该矿山地质环境调查，并提出具体的环境恢复治理措施，以期改善地质环境条件，实现人口—资源—环境的可持续发展。

1 矿山地质背景

1.1 地层

根据区域地质资料及本次实地勘查结果，该矿区及周边出露地层主要有太古宇一古元古界敦煌岩群第一岩组(AnZdn1)、第四系(Q)中更新统洪积物(Q2pl)等。

1.2 地质构造

该矿区域地处青藏高原西北边缘、祁连造山带西段，位于火焰山复背斜北翼。矿区北侧有一条北东向压扭性断层通过，断层破碎带由碎裂岩、糜棱岩组成。根据太古宇一古元古界敦煌岩群冲覆于中更新统之上，推测为逆冲断层。断层沿走向呈舒缓波状，断层走向北50°东，倾向南40°东，倾角在60°左右。

工作区地质构造简单，见小型断层，断层长10m～15m，断层产状，倾向90°，倾角65°左右。

1.3 矿区地形地貌现状

据原地质资料，矿区在未采矿之前，矿区山体坡度整体坡度在35°～65°之间，山体、岩体都较完整。原始冲蚀沟道宽阔、平缓，无卡口、陡坎，地形地貌景观协调一致。自采矿开始后，由于使用爆破等手段，使山体遭到破坏，采掘面及周围岩体产生大量裂隙，结构破碎不完整，采掘面形成直立陡坡，局部有危岩临空面；中游沟道两侧堆积大量的弃渣，并且经洪水的多年冲刷侵蚀，形成陡崖式边坡，破坏了地形地貌的连续性和相似性，与矿区及周边原始地貌形成鲜明的反差，严重破坏了矿区地形地貌。

破坏后矿区地形地貌地形总体南高北低，海拔一般1300m-1450m，相对高差小于150m，山体原始坡度一般35°～65°，冲蚀沟沟道宽5m～8m不等，原始沟道横剖面呈宽“W”字型。后期由于采矿活动，使山体遭到破坏，采掘面形成直立陡坡，局部有危岩临空，产生大量渣堆无序堆放于采掘面周边及山前一带，致使矿区植被遭到严重破坏，特别是大量的矿渣堆放严重破坏了矿区的生态环境，由此也引发了土地资源压占等矿山地质环境问题。

1.4 地震

区内主要断裂大都在加里东期形成。根据现有地震资料，已证明这些断裂至今大都有明显的活动性。

依据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)，该地区抗震设防烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.45s。

1.5 岩土体工程地质类型及其特征

（1）岩体工程地质类型及特征。依据岩体类型、岩体结构、岩相类型及其力学性质进行划分，区内岩体属坚硬硅质灰岩。区内硅质灰岩呈灰白色，隐晶质结构，层状构造，条带状构造，岩石主要由方解石及硅质组成，岩石较完整，岩石多见硅化，质地坚硬，节理裂隙不发育。

岩层总体产状，倾向179°～201°，倾角30°～68°岩层产状与采掘面呈反向坡。

矿体的顶底板围岩为条痕状混合岩，属坚硬岩石，未风化的岩石抗压强度为22MPa，抗折强度为3.7MPa。矿体埋藏不深，矿体裸露于地表，由于受地表强烈的风化作用影响，形成了厚度不均的风化层。

（2）土体工程地质类型及特征。根据土体的组成物质和结构连接的基本特征，可将工作区分布的土体划分灰色洪积砾石、碎石层，棕、灰褐色砂砾及细砂。松散岩土体主要包括灰色洪积砾石、碎石层，棕、灰褐色砂砾及细砂。松散岩土体主要分布在矿区北部地势平缓处。据经验值，砂碎石允许承载力为200～400kg/cm2。

1.6 水文地质条件

（1）岩层含水性。据地下水的赋存条件、水理性质及水动力特征和含水层岩性，可将矿区地下水划分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

（2）地下水动态变化特征。矿区地表浅部地下水含量较少，富水性较弱，地表无常年径流及积水带，地下水仍然以雨水渗透为主，不受区域地下水补给。

（3）地下水补给、排泄条件。矿区位于火焰山复背斜北翼部位，海波1340m～1480m，相对高差小于150m，属低中山区。区内沟谷发育，沟谷内无常年性流水，仅在雨季有暂时性水流出现，流量受降雨量限制。

（4）矿坑充水因素。矿区矿坑充水来源主要是大气降水

大气降水：本区雨量稀少，年平均降水量约39.9m，其充水途径主要是在直接落入采场内的水量，其影响程度取决于降雨程度大小和时间长短。其次由于采矿破坏地形，降低岩体强度，造成岩块松动和裂隙扩大，降雨时地面水沿地表裂隙灌入地下，促使矿坑充水量的骤然增加。

矿体及围岩裂隙水：矿体质硬，裂隙不发育，裂隙可导水，但未形成含水层。

地表水：区内无地表水体，最低开采标高为1348m，高于当地侵蚀基准面，地表无常年径流及积水带，对采场充水不会影响。

（5）水文地质条件评述。根据矿区勘查报告和《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719-1991)，区水文地质条件评述如下：矿体位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，水文地质条件属于简单类型。

调查期间，以上两种地下水均未见出露，采矿活动未造成以上地下含水层的大面积破坏，也未改变地下水的补给及径流条件，矿区及周边地表水未漏失，未影响矿区及周边生产生活用水。

2 矿区主要地质环境问题

该矿山属闭矿矿山，为露天采矿，对自然保护区影响程度严重。经调查，自采矿以来重开采轻保护，长期存在乱采乱挖、渣堆无序堆放的现象，原有地形地貌已被人为的彻底改变，现采掘面坡度40°～75°，4处采坑局部形成危岩临空面；山前及采掘场周边存在8处渣堆，但由于近年来降雨较多，沟道两侧渣堆坡脚受到沟内洪水冲刷冲蚀，致使渣堆临沟坡体失稳，形成高陡边坡，既为泥石流灾害的形成提供松散物质来源，又易发生崩塌、滑坡等地质灾害，造成严重的水土流失和地质灾害隐患。

区内存在的矿山地质环境问题主要表现在以下几个方面：一、矿业活动易引发地质灾害；二是矿业活动对地形地貌景观的影响；三是矿业活动对土地资源破坏。

经调查统计，矿区内采矿活动形成大量渣堆以碎石土为主，其结构松散，渣堆堆放高度较高且边坡坡脚较陡，形成高陡边坡隐患；矿区采矿主要为山体出露的基岩，为露天开采，开采标高位于地下水之上，周围地表水体未见大量下渗，对含水层造成的影响较轻；采矿活动对土地资源及地形地貌景观造成了挖损和压占破坏，破坏的土地类型属裸地，区内矿业活动共形成8处渣堆和4处采掘面，破坏总面积约7.53hm2，其中，挖损总面积约3.996hm2，压占总面积约3.532hm2，破坏荒地小于等于10hm2，对土地资源破坏程度较轻；综合判定，矿业活动对矿山地质环境影响程度为严重。现对勘查区矿区存在的矿山地质环境问题逐一叙述如下：

2.1 矿业活动引发地质灾害

经野外实地调查及勘查，宽山沟金矿范围内因采矿活动引发的地质灾害隐患为开山炸石形成的直立采掘面和山前散乱堆放的弃土、弃石渣堆形成的高陡边坡。采掘面高度29m～30m，坡顶及周边因爆破产生大量裂隙和浮石，局部岩体临空，存在一定的安全隐患。弃土、弃石渣堆以碎石土为主，主要为矿山生产期间破碎设备料斗的所在位置，高度在8m～10m左右，一面为通往开采区的矿山道路，其余两面坡面陡立，形成高陡边坡。

2.2 矿业活动对地下含水层的影响

矿业活动对含水层破坏主要是矿业活动对地下含水层结构改变、地下水位下降、水量减少或疏干、水质恶化等现象。

经调查，酒泉市宽山沟金矿开采方式为露天和丼工开采，主要开采山体裸露的基岩，开采标高位于地下水位之上，矿区内渣堆顺沟道无序堆放且凹凸不平，已停采多年，矿区地下水类型以第四系松散岩类孔隙水为主，矿业活动过程未造成地下含水层的破坏，也未改变地下水的补给及径流条件，矿区及周边地表水未漏失，矿区内无选矿活动，未影响矿区及周边生产生活用水，矿业活动对含水层的影响较轻。

2.3 矿业活动对土地资源破坏

根据勘查宽山沟金矿开采区主要为矿权范围内的北坡山体，开采手段主要使用爆破结合挖掘机、装载机等大型机械设备进行，使原有山体破坏严重，并形成大小不等、形状不一的采掘面4处，开采区范围相对集中，开采面基本直立。

矿区范围内渣堆主要堆积于山前及采掘面周边，弃渣群沿山体东西向展布，形状呈不规则的长条形或圆弧形。

经调查，宽山沟金矿矿区范围内采矿活动对土地资源造成了挖损压占破坏，破坏的土地类型属裸地，破坏总面积约7.53hm2，其中对土地资源的挖损破坏主要表现在采矿活动对矿区山体及周边地貌的挖损，挖损破坏总面积约3.996hm2；对土地资源的压占破坏主要表现在渣堆沿山前及采掘面周边无序堆放，分布8处渣堆，压占破坏总面积约3.532hm2。现将其矿业活动对土地资源的压占、挖损破坏情况分别阐述如下：

（1）挖损破坏。经走访调查，宽山沟金矿矿区内矿业活动对土地资源的挖损破坏主要表现为采矿生产爆破、开挖矿区内山体。矿区范围内挖损破坏的地方共有4处。

土地资源的挖损破坏主要表现在采矿活动对矿区山体及周边地貌的挖损，开挖形成的采掘面及开采平台主要集中于沟口南北两侧山体，沿山体东西向展布，矿山开采形成4个大小不等形状不一的采掘面，高度11m～35m，长度一般为30m～400m、宽度一般为22m～110m，总破坏面积约3.996hm2，采掘面开挖形成直立陡坡，破坏地形地貌景观、植被破坏后恢复能力较弱。

（2）渣堆压占破坏。经调查，宽山沟金矿矿区内矿业活动对土地资源的压占破坏主要表现在渣堆沿山体边坡、沟道一带无序堆放，对原生裸地造成了严重破坏，压占的废渣成分主要以碎石土为主，碎石粒径一般8cm～30cm，最大达50cm。废渣在坡面和坡脚松散堆积，偶尔会发生顺坡滑塌现象。由于废渣堆无序堆放、松散、保水性差，闭矿以来坡面一直无法自然生长植被，对当地的生态环境影响较大，对周边自然环境的整体协调性造成不良影响。

经统计，宽山沟金矿矿区范围内共分布8处渣堆，渣堆压占总面积约3.532hm2，渣堆对土地资源的压占破坏面积。

根据以上分析，矿业活动破坏土地类型为裸地，破坏总面积约7.53hm2，故矿业活动造成土地资源破坏对环境影响较轻。

2.4 矿业活动对地形地貌景观的影响

地形地貌景观破坏主要是因矿山建设或采矿活动而改变原有的地形条件与地貌特征，造成土地损毁、山体破损、岩石裸露、植被破坏等现象，致使地质遗迹、人文景观、土地植被景观等被影响或破坏从而使矿山自然景观的观赏性、连续性、完整性、原始性等属性遭受破坏的现象。

根据勘查，现状条件下宽山沟金矿矿山地形地貌景观破坏主要表现在山体挖损以及渣堆压占等方面，破坏总面积约7.53hm2。其中，因开挖形成4处采坑，破坏面积约3.996hm2；采掘面高度11m～35m，长度一般为30m～400m、宽度一般为22m～110m，开挖形成陡坡、开采平台，破坏地形地貌景观、植被破坏后恢复能力较弱；矿区范围内共分布8处渣堆，长度18m～156m不等，宽度1m～100m不等，堆积高度1m～79m不等，渣堆压占总面积约3.532hm2。

经调查分析，该矿山地处低中山区，破坏土地类型主要为裸地。原始山体顺直，无陡坎，地形地貌景观协调。矿区及其周边范围因采矿活动，大面积开挖山体、堆弃废渣等，开挖形成的采掘面和开采平台地主要集中于沟口两侧，无序开挖形成4个大小不一的采掘面；山前无序堆积弃渣，弃渣群近东西向展布，形状呈不规则的长条形；同时矿区的挖损和压占造成植被破坏。矿业活动使矿区的地形地貌景观遭到破坏，与周边的地貌发生了较大的反差；进而对矿区的原始性、连续性、完整性和观赏性造成影响。

根据以上分析矿业活动对原生景观影响和破坏程度大，对主要交通干线可视范围内，且位于莫高窟自然保护区内，地形地貌景观影响严重。

3 矿山地质环境保护与恢复治理工作

根据治理目标、任务及原则，综合项目区地质环境背景和矿区存在的矿山地质环境问题以及当地自然资源及环保部门的要求，对矿区的治理方案进一步明确细化，力争通过工程治理逐步使各矿区生态环境得以改善，总体治理方案：清理浮石、渣堆平整、削坡。

（1）人工对采掘面上部及周边松动散落的浮石、危岩进行清理，集中堆放于采掘面底部坡脚，最大限度消除落石隐患；

（2）对矿区内渣堆进行平整、削坡，消除斜坡类灾害隐患的同时，使其与周边地貌协调。

4 环境影响评价

4.1 正环境效应分析

本次地质环境治理工程主要包括围岩清理、石渣推运、渣堆平整、削坡等工程，各项治理工程实施后，可有效减少弃渣堆等对当地生态环境的影响，有效改善祁连山生态环境现状，防治水土流失。

4.2 负环境效应分析

（1）在工程施工的过程中，将有中型的载重车辆等机械设备，均会产生噪音、粉尘等，给周围环境带来一定的不利影响。但是工程区距村庄均较远，因此工程施工对当地村民生活环境会产生的不利影响较小。但仍需要加强对现场施工人员的安全保护措施，尽量减少其不良影响。

（2）工程施工期间，产生的各类垃圾会对周围环境造成污染，所以施工过程中产生的垃圾应及时收集，集中处理（待施工结束，运出矿区）。在施工过程中，尽量避免渣堆、弃土、材料的乱堆乱放，避免对矿区周边生态环境的二次破坏。

4.3 环境影响评价

该项工程属于土建工程，对环境的影响总体很小，在施工过程中，只要加强管理，采取合理措施，将会基本消除对环境的影响。如通过及时洒水，可大幅度的降低浮尘；垃圾堆放，简易压埋处理，可基本消除污染。

该项治理工程建成完工后，可以有效改善当地生态环境，使矿山一带自然环境得到有效地改善。

5 效益分析

5.1 经济效益

通过及时治理，可避免和减轻生态环境问题的产生，使生态环境问题得到解决，避免生态环境继续恶化。经过项目实施，地质环境问题得到治理，减少了对当地群众生产生活的影响，促进了群众的生产，并且损毁裸地得到功能性恢复。随着项目的实施，能够减少项目区的水土流失和扬尘，保证区域的安全生产生活。由此可见，项目对工程生产的经济效益是潜在和间接的。没有这些投入，一系列环境问题将持续影响区域内生产生活安全，带来经济上巨大损失。

5.2 环境效益

生态环境恢复治理工程的环境效益是一种综合性的效益，具有渐进式累计增生的特点，环境效益是一切效益之根本，潜在综合效益长久而非经济价值能估算的。它不仅可美化景观，还可控制水土流失。

项目实施后，可使矿区生态环境得到改善，地形地貌景观得到恢复，弃土弃渣压占裸地得以恢复生机，将极大减轻水土流失，将为整个区域生态环境的恢复、改善奠定基础。

5.3 社会效益

矿山开采压占破坏土地资源、影响地形地貌景观、进而破坏地质环境，影响生态环境。矿渣对、裸地损毁等问题都严重影响了当地群众的生产生活；同时采矿活动引起的扬尘等问题直接对周边环境造成巨大影响。因此，生态环境恢复治理工程不只是一个技术方案问题，更是一个民生问题，具有深远的社会意义。生态环境恢复治理工程的实施可以对矿渣堆、裸地损毁等问题进行治理，提高区域生态条件，改善人民生活环境，提高人民生活质量，而且可以留青山绿水于后代，做到社会效益、经济效益和环境效益的可持续发展，构建文明富裕、和谐进步的社会。

6 结论

该矿山通过平整渣堆、清理浮石、渣堆削坡等工程，消除采矿生产引发的各类地质灾害隐患，同时遏制采矿活动对土地资源、地形地貌景观的影响和破坏，使遭受严重破坏的宽山沟金矿区的地形地貌得到有效恢复，矿区水土流失大幅度降低，斜坡类灾害隐患基本消除，生态环境逐步趋于良性循环，还当地一个安全和谐的生产生活环境，使该矿山的生态环境得到恢复。