河南省宜陽縣錦屏山東段礦山地質(zhì)環(huán)境治理概論

閆煜璞，李俊杰

(鄭州工業(yè)貿(mào)易學(xué)校地質(zhì)礦產(chǎn)系，河南鄭州 450000)

河南省宜陽縣錦屏山東段礦山地質(zhì)環(huán)境治理概論

閆煜璞，李俊杰

(鄭州工業(yè)貿(mào)易學(xué)校地質(zhì)礦產(chǎn)系，河南鄭州 450000)

河南省宜陽縣某水泥灰?guī)r礦區(qū)礦山閉坑后，由于多年來的采礦活動(dòng)對礦區(qū)及其周邊地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞。通過對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害隱患的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)存在的主要地質(zhì)環(huán)境問題，提出地質(zhì)環(huán)境的主要治理范圍和內(nèi)容，并對治理措施的可行性進(jìn)行研究。

礦山;地質(zhì)環(huán)境;可行性研究;社會(huì)效益;環(huán)境效益

0 引言

河南省洛陽市宜陽縣錦屏山礦區(qū)于1980年投入生產(chǎn)，開采礦種為水泥灰?guī)r礦，開采方式為露天開采。礦山企業(yè)多，且多為鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體企業(yè)和個(gè)體企業(yè)。因礦山開采造成的環(huán)境污染和地質(zhì)環(huán)境破壞嚴(yán)重，1997年全部關(guān)閉，責(zé)任人滅失。為政策原因關(guān)閉的無主小礦山群采區(qū)。

經(jīng)歷17年的礦山開采，在錦屏山北麓、縣城南環(huán)路南側(cè)，自西而東形成了長約2 500 m，寬約30～50 m的開采剝離帶及高約30～100 m的采掘平臺。目前面臨的主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題是基巖裸露，山體自然面貌改變，采場遺留有廢石堆和廢棄建筑物等，臨空面危巖存在潛在崩塌隱患，對當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)安全帶來威脅。生態(tài)環(huán)境被破壞，對宜陽縣城形象帶來負(fù)面影響，制約著宜陽縣經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，群眾要求治理的呼聲很高。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境狀況

1.1 礦區(qū)概述

1.1.1 地理位置與地形地貌

錦屏山位于伏牛山脈北緣，山勢陡峻，最高海拔444.2 m，最低處196.1 m。其名緣自唐女皇武則天題詞“錦屏奇觀”而來。以北為洛河二級階地，地形較平坦，地勢由西北向東緩傾斜。

1.1.2 氣象、水文

錦屏山礦區(qū)所處的宜南山區(qū)屬暖帶大陸性氣候，四季分明。年平均氣溫14.6℃，年平均降雨量694 mm，夏季雨水較為集中。

宜陽縣為多河流地區(qū)，屬黃河流域，伊洛河水系。洛河為宜陽縣境內(nèi)主要河流，境內(nèi)全長68 km，常年流量20 m3/s，洪峰流量100～500 m3/s，河床寬800～1 000 m，縱坡比降2.2%，兩岸大小支流34條，屬典型的羽毛狀水系。

區(qū)內(nèi)災(zāi)害誘發(fā)因素主要有暴雨沖刷作用、長期風(fēng)化作用和人為采礦因素，災(zāi)害類型主要有危巖崩塌和陡坡滑塌。現(xiàn)地貌原狀已經(jīng)改變，生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。

1.2 礦山地質(zhì)概要

1.2.1 地層

錦屏山礦區(qū)地層屬于華北地層區(qū)澠確小區(qū)，洛河南側(cè)零星出露第四系，其余大部分為古生界基巖。據(jù)地面出露情況，地層自老而新為：寒武系崮山組(∈3g)、二疊系山西組(P1s)、二疊系下石盒子組(P1x)、二疊系上石盒子組(P2s)、二疊系石千峰組(P2s)、古近系陳宅溝組(Ec)、第四系上更新統(tǒng)沖洪積與坡洪積層(Q3)和全新統(tǒng)沖積層(Q4)。

區(qū)內(nèi)巖性主要有白云質(zhì)灰?guī)r、砂巖、頁巖、粘土巖、礫巖和松散堆積物等。

1.2.2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)含水介質(zhì)的類型、水力性質(zhì)的不同，將錦屏山礦區(qū)的地下水類型劃分為：松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙水和碳酸鹽巖類裂隙溶洞水三類。

松散巖類孔隙水：位于洛河河谷階地區(qū)，第四紀(jì)以來上升幅度較大，10～25 m以下多為第三系砂泥巖或砂質(zhì)粘土，卵石層埋深5～20 m，厚1～15 m，降深5 m，涌水量一般為 1 000～3 000 m3/d，抽水井井徑600 mm。

碎屑巖類裂隙水：指中元古界、二疊系及下第三系的孔隙裂隙水。

碳酸鹽巖類裂隙溶洞水：礦區(qū)寒武系崮山組灰色厚層狀白云巖中偶有溶洞發(fā)育。泉流量一般＞1 L/s［1］。

1.2.3 工程地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)第四系松散層包括上更新統(tǒng)沖洪積與坡洪積層、全新統(tǒng)沖積層等，屬坡洪積成因。

區(qū)內(nèi)下第三系紅層，主要分布于陳宅溝等地，巖石呈中—厚層狀構(gòu)造，一般膠結(jié)不好，成巖度較低，具有軟弱、易風(fēng)化、遇水易軟化崩解、膨脹等特征。其砂巖干抗壓強(qiáng)度3.33 ～22.5 MPa，軟化系數(shù) 0.75 ～0.95;而半堅(jiān)硬巖類干抗壓強(qiáng)度 ＜58.8 MPa，軟化系數(shù)0.75。

項(xiàng)目區(qū)主要地層為寒武系崮山組(∈3g)白云質(zhì)灰?guī)r，屬水泥灰?guī)r開采層，巖石較堅(jiān)硬，受區(qū)域構(gòu)造控制斷解理和層間小褶皺發(fā)育，并伴有溶洞。

2 研究區(qū)存在的主要地質(zhì)環(huán)境問題

自1980年錦屏山露天采石場正式投入生產(chǎn)以來，到1997年關(guān)閉，歷經(jīng)17年的開采 ，礦區(qū)已形成了長2 500 m，寬30～50 m，剝離面高30～100 m的人工采掘面。采掘面邊坡組成巖體為白云質(zhì)灰?guī)r，因較堅(jiān)硬，構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育，易產(chǎn)生崩塌;采掘面北緣平臺斜坡高度一般為5～15 m，臨近公路邊坡度較陡，坡體組成巖性為上更新統(tǒng)沖洪積與坡洪積層及采礦過程中形成的廢棄碎石及灰渣。目前，礦山面臨的主要礦山地質(zhì)問題有：露天采場危巖體臨空面崩塌、臨近南環(huán)路第四系松散土層滑塌及地貌形態(tài)改變、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞等。

2.1 崩塌災(zāi)害隱患

由于多年的露天采石，在相鄰采石場結(jié)合部，因相向采掘作業(yè)形成窄處不足1 m形同刀脊的陡峭巖質(zhì)隔墻和巖墻臨空面。外形不規(guī)則，且因采礦爆破作用和長期自然風(fēng)化作用，巖體裂隙發(fā)育自然分隔成巖塊，破碎松動(dòng)，形成多處危巖體并構(gòu)成崩塌隱患。

2.2 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境破壞

整個(gè)錦屏山露天采石場，由于剝離巖體，破壞植被，造成寒武系崮山組白云質(zhì)大面積裸露，裸露面積達(dá)10萬m2，圍繞采場平臺南側(cè)形成高數(shù)十米的基巖剝離面及北側(cè)的堆土斜坡，加上采礦企業(yè)沿坡修建的生產(chǎn)性建筑，均不同程度地破壞了原自然植被條件。采石場及周圍生態(tài)環(huán)境的破壞，造成臨近居民的生存環(huán)境質(zhì)量下降。由于長期以來采石活動(dòng)對錦屏奇觀的嚴(yán)重破壞，損害著宜陽縣城的城市形象和投資環(huán)境，礦山地質(zhì)環(huán)境的破壞一定程度制約著宜陽縣經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3 擬治理范圍和治理內(nèi)容

3.1 宜陽縣水泥灰?guī)r礦區(qū)的治理范圍

本次治理范圍為錦屏山東段礦區(qū)，西距已治理區(qū)約200 m，治理區(qū)東西長170 m，南北寬150 m，總面積25 500 m2。

3.2 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境的主要治理內(nèi)容

本次治理內(nèi)容主要有：對礦山開采遺留的危巖體進(jìn)行清理和防護(hù)，消除崩塌隱患;修建擋墻和排水渠，恢復(fù)地表排水系統(tǒng);實(shí)施生物工程，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。

(1)危巖清除工程 本次治理的地段位于宜陽縣城南側(cè)、錦屏山北麓東段，該段在相鄰采石場結(jié)合部，因相向采掘作業(yè)形成窄處不足1 m形同刀脊的巖質(zhì)隔墻，因采礦爆破和長期自然風(fēng)化，巖體破碎，形成多處危巖體。危巖體坡度一般為40°～85°，高度一般為5～15 m。巖體巖性為白云質(zhì)灰?guī)r，產(chǎn)狀傾向南西，傾角40°～49°。巖體具層狀構(gòu)造，單層厚度 0.5 ～1.5 m。構(gòu)造節(jié)理發(fā)育，且多為張節(jié)理構(gòu)成次生結(jié)構(gòu)面，使巖體呈碎裂結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀不穩(wěn)定，呈不規(guī)則狀，貫通性好，未膠結(jié)，屬Ⅳ級結(jié)構(gòu)面。為了有效地防治地質(zhì)災(zāi)害，減少對人民生命財(cái)產(chǎn)安全的威脅，應(yīng)盡早對該段的危巖體進(jìn)行清除，根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查估算，由西向東共有5處危巖體需清除，全部清除方量約為65 200 m3。爆破清除的危巖可就近堆放在附近平臺空地處。

(2)防護(hù)墻工程 在開采平臺處，距坡腳4～10 m修建防護(hù)墻，高2.5 m，頂寬1.5 m，底寬2.4 m，基礎(chǔ)深0.5 m，采用M7.5漿砌塊石結(jié)構(gòu);墻體每隔15 m留2 cm寬沉降縫和伸縮縫。防護(hù)墻地面以上預(yù)留排水孔，以便及時(shí)排走地表水，排水孔呈方形，300 mm×300 mm，間距為3.0 m。墻頂采用M10水泥砂漿抹平，厚度2 cm。防護(hù)墻總長為170 m，砌石方量為828 m3。

(3)排水渠工程 為使防護(hù)墻內(nèi)的水能順利排走，設(shè)計(jì)沿防護(hù)墻外側(cè)修建排水渠一條，渠長200 m，寬1.0 m，高0.6 m，為 M10漿砌塊石結(jié)構(gòu)，渠體每隔15 m留2 cm寬沉伸縫一道;排水渠內(nèi)外側(cè)均采用M10水泥砂漿勾縫，墻頂采用M10水泥砂漿抹平，厚度2 cm。

(4)邊坡綠化 對采場裸露基巖面進(jìn)行厚層基材噴射植被，主要內(nèi)容為：施工準(zhǔn)備(檢查邊坡面)、坡面處理、鋪設(shè)和錨固鐵絲網(wǎng)、基材準(zhǔn)備和種子噴射。

(5)平臺邊坡整理 該項(xiàng)目平臺邊坡整理包括對場地內(nèi)垃圾石渣清除、廢棄窯址及建構(gòu)筑物拆除和邊坡削整，經(jīng)整理后種植經(jīng)濟(jì)林，估算整理土方量12 000 m3，植樹面積18 000 m2，果樹種植約1 000棵。

4 治理措施的可行性研究

宜陽縣錦屏山東段礦區(qū)開采引起的礦山地質(zhì)環(huán)境惡化及由此衍生出的一系列生態(tài)地質(zhì)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題十分嚴(yán)重。經(jīng)走訪調(diào)查顯示，該礦區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作是一項(xiàng)群眾擁護(hù)、社會(huì)需要的民心工程。

宜陽縣錦屏山礦區(qū)礦山企業(yè)于1997年全部關(guān)閉，現(xiàn)已無法找到責(zé)任人，符合“豫國土資發(fā)［2008］143號”文件要求，屬政策支持項(xiàng)目。

采用危巖清除及厚層基材噴射植被進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理，已在錦屏西段治理工程中初步取得成功，符合該地的實(shí)際條件，具有可操作性，且技術(shù)成熟、方案可行、經(jīng)濟(jì)合理。該項(xiàng)目治理區(qū)為東段，屬同一礦山，地質(zhì)環(huán)境條件和開采現(xiàn)狀相同，在技術(shù)、管理、施工等方面已有成功范例，風(fēng)險(xiǎn)較小。

項(xiàng)目所在地交通便利，臨近縣城，建材資源和人力資源豐富，工程施工條件較為優(yōu)越;洛陽市國土資源局及宜陽縣政府、國土資源局領(lǐng)導(dǎo)對此項(xiàng)工作十分重視，態(tài)度非常積極。因此，本項(xiàng)目工作基礎(chǔ)和內(nèi)、外部條件看好，可以滿足治理工作的需要。

礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作，是一項(xiàng)功在當(dāng)代、利澤千秋的工程。隨著時(shí)間的推移，從長遠(yuǎn)來看，此項(xiàng)工作不僅社會(huì)意義、環(huán)境意義巨大，而且經(jīng)濟(jì)效益亦將十分顯著。

社會(huì)效益：礦山地質(zhì)環(huán)境治理是國家地質(zhì)環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容，是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。該工程的實(shí)施，消除和減輕了礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境地質(zhì)問題造成的危害，可有效保障宜陽南環(huán)公路、宜洛南渠及附近居民和過往車輛行人生命財(cái)產(chǎn)安全，提高居民生存環(huán)境質(zhì)量，有利于構(gòu)建和諧社會(huì)，實(shí)現(xiàn)人口、資源、環(huán)境三者間的可持續(xù)發(fā)展。

經(jīng)濟(jì)效益：該段綜合治理工程的實(shí)施，可以點(diǎn)帶面，逐步實(shí)現(xiàn)錦屏山礦區(qū)連片分階段治理，重塑“錦屏奇觀”，促進(jìn)招商引資，推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

環(huán)境效益：治理工程的實(shí)施，可改善宜陽縣城生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，為城市居民提供良好的休閑娛樂場所，美化城市，豐富群眾生活。

5 結(jié)論與建議

綜上所述，該項(xiàng)目是當(dāng)?shù)厣鐣?huì)發(fā)展的迫切需要，群眾積極擁護(hù)，政府高度重視，技術(shù)方案有成功范例，施工環(huán)境條件優(yōu)越，社會(huì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益明顯，具有較大的經(jīng)濟(jì)承受能力和抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力，項(xiàng)目可行。

對于采掘后遺留下來的廢棄土地，可通過治理與復(fù)墾，再用于農(nóng)、林業(yè)或作他用。對已經(jīng)被破壞了的土地盡快地進(jìn)行復(fù)墾造田、綠化植被、恢復(fù)生態(tài)平衡和保護(hù)自然環(huán)境，可使已廢棄的土地重新恢復(fù)利用，發(fā)揮出更大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

［1］彭智博，等.河南省宜陽縣地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查區(qū)劃報(bào)告［R］.鄭州：河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測，2008.

Discussion on Treatment of Geological Environment about the East Section Mine of Jinping Mountain in Yiyang County，Henan Province

YAN Yupu，LI Junjie
(Geological and Mineralogical Department of Zhengzhou Industrial and Trade Academy，Zhengzhou，Henan450000)

With the exhaustion of resources，a mine district for mining cement limestone in Yiyang county of Henan province was closed down.Years of mining activity had severely damaged the geological environment of the local and neighboring region.Based on the local geological environment and hidden geological hazards in the survey，the authors analyze the dominant geological environmental problems that exist in the area，and propose the range of treatment and environment－ treating approaches.And a feasibility research on the carrying out of the treatment is made.

mine;geological environment;feasibility research;social benefit;environmental benefit

X141

A

1671－1211(2011)03－0241－03

2010－12－28;改回日期：2011－01－06

閆煜璞 (1966－)，男，工程師，地球化學(xué)找礦專業(yè)，從事野外地質(zhì)調(diào)查、巖土工程以及地質(zhì)類專業(yè)教學(xué)工作。E－mail：yanyupu@126.com

于繼紅)