陶 付

(中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心福建總隊(duì)，福建 福州 350001)

0 前 言

伍家坊水泥用石灰?guī)r礦為在建礦山，開采礦種為水泥用石灰?guī)r，開采方式為露天開采，生產(chǎn)規(guī)模為200萬(wàn)t/a，礦山開采標(biāo)高+360～+669.8 m，礦區(qū)面積1.268 3 km2。前期礦山開采面不規(guī)范，歷史遺留諸多問(wèn)題，典型的礦山環(huán)境問(wèn)題主要為：礦區(qū)環(huán)境與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)；礦山功能區(qū)劃分不合理；礦山地質(zhì)環(huán)境存在地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，如礦山開采面不規(guī)范、存在地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題等。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境背景

礦區(qū)地處閩贛邊界地帶的懷玉山余脈東北麓，地貌以侵蝕剝蝕為其特色，周邊無(wú)污染源，植被發(fā)育，礦區(qū)內(nèi)崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)生，周圍空氣、水質(zhì)優(yōu)良-良好，未受污染。礦區(qū)距離204省道僅3 km，距高速公路互通口13 km，交通極為便捷，當(dāng)?shù)厣鐣?huì)安定、村民樸實(shí)，自然環(huán)境現(xiàn)狀良好。礦區(qū)目前正在開采，地形坡度較陡，地形切割較強(qiáng)烈，極有利于大氣降水的徑流和自然排泄。基巖零星裸露，大多為殘坡積、坡洪積物所覆蓋，原始地質(zhì)現(xiàn)狀較好，不存在崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患，原始環(huán)境地質(zhì)條件良好。

2 礦山環(huán)境問(wèn)題成因

2.1 功能區(qū)布置不合理

礦山管理區(qū)、生活區(qū)、機(jī)修區(qū)主要有天津礦山公司、運(yùn)礦車隊(duì)、排土車隊(duì)及挖掘機(jī)車隊(duì)等管理生產(chǎn)人員，各自獨(dú)立占用一塊區(qū)域，且功能多重復(fù)，利用率較低且安全隱患較大。辦公樓、食堂、機(jī)修和宿舍緊連混合使用，搭建嚴(yán)重，占地面積較大，礦部辦公室、會(huì)議室、值班室、財(cái)務(wù)室、活動(dòng)室等場(chǎng)所不足，無(wú)標(biāo)示標(biāo)牌，未設(shè)立專門的監(jiān)控室。區(qū)域植物綠化率幾乎為零，路面坑洼不平，油桶、廢棄輪胎、汽車配件等隨地堆放于辦公區(qū)周邊，場(chǎng)地雜亂無(wú)章。生活垃圾無(wú)固定堆放處置場(chǎng)所。

2.2 開采技術(shù)落后

本礦露天開采優(yōu)勢(shì)明顯，故礦山采用露天開采。礦業(yè)活動(dòng)基本按照“礦山資源開發(fā)利用方案”進(jìn)行規(guī)劃開采，貫徹“采剝并舉，剝離先行，貧富兼采”的方針，礦山采用自上而下水平分層方法進(jìn)行開采，開采臺(tái)階高度為15～20 m。礦山爆破采用中深孔爆破技術(shù)，采用非電起爆網(wǎng)絡(luò)。開采面凹凸不平。近年來(lái)，企業(yè)通過(guò)不斷加大對(duì)礦山的投入，聘請(qǐng)專業(yè)采礦隊(duì)伍進(jìn)行開采生產(chǎn)管理，500平臺(tái)以下終了剖面及平臺(tái)更為規(guī)范，取得了較好的效果。

2.3 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)不及時(shí)

礦山開采過(guò)程中未及時(shí)采用有效的綜合治理措施、礦山環(huán)境恢復(fù)治理方案，導(dǎo)致礦山終了邊坡形成高陡掛白邊坡，影響感官。礦區(qū)處在“三區(qū)兩線”范圍內(nèi)，對(duì)福建省建設(shè)生態(tài)文明建設(shè)影響較大，仍然存在對(duì)開采形成的終了邊坡生態(tài)恢復(fù)治理不及時(shí)問(wèn)題，暫未建立地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如：高陡終了邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)等。圖1為治理前礦山終邊坡，圖2為治理后礦山邊坡。

圖1 治理前礦山終邊坡

圖2 治理后礦山邊坡

3 礦山環(huán)境總體評(píng)價(jià)

3.1 功能區(qū)布置不合理

1)生產(chǎn)區(qū)、管理區(qū)、生活區(qū)和生態(tài)區(qū)等功能分區(qū)布局不合理，生產(chǎn)、運(yùn)輸和貯存管理不規(guī)范，生產(chǎn)區(qū)設(shè)置操作提示牌、說(shuō)明牌、路線示意圖牌等標(biāo)牌缺失。

2)生態(tài)修復(fù)區(qū)主要有3處：①礦區(qū)西側(cè)形成一面終了邊坡；②2號(hào)老采場(chǎng)；③排土場(chǎng)南側(cè)堆存區(qū)。西側(cè)終了邊坡已形成11個(gè)不規(guī)則的終了平臺(tái)，臺(tái)階坡面角50°～80°，局部臺(tái)階垮塌，臺(tái)階高度10～30 m，臺(tái)階平臺(tái)寬度0～10 m，中間主要為基巖，周邊為覆土層。土質(zhì)邊坡坡度較陡，大部分坡度大于45°，最大土質(zhì)坡面角可達(dá)60°，坡高約15～20 m，受降雨影響，土質(zhì)邊坡多處出現(xiàn)崩塌、掉塊現(xiàn)象。兩側(cè)多處垮塌，幾乎沒有平臺(tái)。巖質(zhì)邊坡坡度較一般大于60°，局部接近直立。且因開采爆破震動(dòng)和巖層構(gòu)造節(jié)理裂隙影響，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，+530 m開采平臺(tái)多處存在裂縫，局部沉陷，潛在崩塌方量約5 000 m3，并存在滑坡等災(zāi)害隱患的可能。

3.2 開采技術(shù)落后

因礦區(qū)礦石質(zhì)量較差，對(duì)剝離的覆土層未用作水泥配料，廢石較多，礦山水資源較缺，但未對(duì)降雨進(jìn)行綜合利用。

3.3 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)效果差

前期已對(duì)部分終了邊坡進(jìn)行生態(tài)修護(hù)，沒有部署養(yǎng)護(hù)工程，但效果差，大片基巖仍裸露，部分鋪防塵網(wǎng)，排水溝沒有形成系統(tǒng)，且大部分被堵塞，除最上面坡面外，其他開采平臺(tái)、坡面均需要進(jìn)行重新生態(tài)修復(fù)，面積約67 200 m2。局部還需進(jìn)行坡面整理。

4 綠色礦山實(shí)施方案

4.1 重新布置功能區(qū)

生產(chǎn)區(qū)、管理區(qū)、生活區(qū)和生態(tài)區(qū)等功能分區(qū)布局合理，生產(chǎn)、運(yùn)輸和貯存管理規(guī)范有序，生產(chǎn)區(qū)設(shè)置操作提示牌、說(shuō)明牌、路線示意圖牌等標(biāo)牌，生產(chǎn)區(qū)道路硬化。根據(jù)目前礦山人員特點(diǎn)，本著尊重歷史的原則，在整合現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，拆除大部分搭蓋，優(yōu)化礦部布局，將礦山辦公及生活有效分開，改善職工辦公環(huán)境。

4.2 地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)措施

生態(tài)區(qū)終了邊坡坡度近乎45°～50°，各平臺(tái)臺(tái)階坡度介于55°～65°，土質(zhì)邊坡施工工序?yàn)榍逦?平整坡面-鉆孔-插筋(錨桿)-C20水泥砂漿灌注封孔-掛網(wǎng)-噴播-遮蔭網(wǎng)覆蓋-養(yǎng)護(hù)等，具體方案如下。

1)邊坡修整：為保證邊坡坡面無(wú)浮險(xiǎn)石殘留，確保后期復(fù)綠施工安全，需對(duì)礦區(qū)西側(cè)終了邊坡坡面及各平臺(tái)進(jìn)行人工或機(jī)械清坡，清坡土方。此外，對(duì)開采平臺(tái)通過(guò)機(jī)械推平、挖方填方等工程進(jìn)行場(chǎng)地整平，礦山道路應(yīng)修整處理，為后期施工與養(yǎng)護(hù)提供施工便道。

2)截排水工程：為防止雨水對(duì)覆綠坡面的沖刷、增強(qiáng)邊坡表層坡體穩(wěn)定性，在采坑邊坡上部、開采平臺(tái)內(nèi)側(cè)修建截排水溝，將坡面、平臺(tái)截排水匯集到兩側(cè)。

3)邊坡加固：終了邊坡土質(zhì)坡面采用50 mm×50 mm間距的Φ6 mm鍍鋅鐵絲網(wǎng)加固，鍍鋅鐵絲網(wǎng)從坡頂沿坡面順勢(shì)鋪下，坡頂處鐵絲網(wǎng)伸出坡頂80 cm，將其置于坡頂漿砌片石底下固定，坡面鐵絲網(wǎng)固定在Φ12 mm鋼筋錨桿上，錨桿與網(wǎng)連接處用Φ1.6 mm鋼絲綁牢，豎向每30 cm用鋼絲綁扎，網(wǎng)與網(wǎng)搭接寬度10 cm，錨桿間距為1 m×1 m，孔徑Φ18 mm，錨桿伸出坡面12 cm，孔內(nèi)灌注M20水泥砂漿封孔，長(zhǎng)度土質(zhì)為1 m，巖質(zhì)為0.8 m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，560、575 m平臺(tái)存在表層崩塌現(xiàn)象，未見深層滑動(dòng)，采用井字型錨桿框架加固，預(yù)應(yīng)力錨桿采用Φ32 mm鋼筋錨桿，設(shè)計(jì)錨桿長(zhǎng)度25 m，錨孔直徑130 mm，設(shè)計(jì)拉力200 kN，錨桿布設(shè)間距2.5 m×2.5 m，設(shè)計(jì)共需錨桿約3 120 m?？蚣?3梁體采用C30混凝土澆筑，框架梁嵌入坡面10 cm，其基礎(chǔ)先鋪砌2～5 cm厚砂漿調(diào)平層，再進(jìn)行鋼筋的制安，遇局部架空采用M10漿砌片石嵌補(bǔ)。巖質(zhì)邊坡區(qū)域，巖質(zhì)邊坡區(qū)域在鍍鋅鐵絲網(wǎng)加固的基礎(chǔ)上，采取SNS主動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行加固，主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)每張為4 m×4 m(或4 m×2 m)的DO/08/300型鋼繩網(wǎng)和S0/2.2/2.25×10.2格柵網(wǎng)組成，DO/08/300型鋼繩網(wǎng)直徑為8 mm、網(wǎng)孔菱形邊長(zhǎng)為300 mm、網(wǎng)塊形狀為矩形(或正方形)。主動(dòng)柔性網(wǎng)鋪設(shè)前需安裝鋼繩錨桿，鋼繩錨桿采用Φ16 mm鋼繩錨桿，錨桿網(wǎng)度4 m×4 m。

4)干砌石擋墻：在寬度大于4 m的終了巖質(zhì)基巖平臺(tái)外緣距坡口1～2 m處沿地形設(shè)置一道干砌石擋墻。干砌石擋墻高0.3 m，頂寬0.2 m，底寬0.35 m，胸坡1∶0.5，背坡直立。

5)坡面采用植生混凝土。該終了邊坡坡度較陡，局部有陡坎等存在，設(shè)計(jì)采用植生混凝土對(duì)坡面噴播進(jìn)行復(fù)綠。植生混凝土(綠色混凝土)噴播技術(shù)是采用特定配方對(duì)巖石邊坡進(jìn)行防護(hù)綠化的新技術(shù)。適用于邊坡較為穩(wěn)定，坡度大于45°的巖石、碎石土邊坡或風(fēng)化邊坡坡面。植生混凝土(噴播)由綠化基材、種植土、纖維、植被種子等按照一定比例組合，植生混凝土由425#水泥、生植土、腐殖質(zhì)、長(zhǎng)效肥保水劑、混凝土綠化添加劑按重量比12%∶74%∶12%∶1%∶1%充分拌和。植物種子；喬木：馬尾松、杉木；灌木：黃莢槐、合歡。草種：狗牙根、百喜草、高羊茅、白三葉、彎葉畫眉草，形成植被混凝土干料，并攪拌均勻，高壓噴射到掛有底網(wǎng)的坡面上，形成類似于自然土壤且能儲(chǔ)存水分和養(yǎng)分適宜植物生長(zhǎng)的基層，噴射完畢后，覆蓋一層防曬網(wǎng)防曬保墑，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間灑水養(yǎng)護(hù)，青草就會(huì)覆蓋坡面，揭去防曬網(wǎng)，茂密的青草自然生長(zhǎng)。植物恢復(fù)后，發(fā)達(dá)的根系可通過(guò)基材深入到巖石裂隙中，與底網(wǎng)、錨桿、基巖結(jié)合成一個(gè)有機(jī)整體，從而達(dá)到護(hù)坡固坡、植被修復(fù)的效果。植生混凝土噴播厚度不小于10 cm，土壤以本地富含植物種子的表層土或種植土為主。邊坡各平臺(tái)采取噴播植草籽進(jìn)行復(fù)綠，其中，干砌石擋墻后按照2 m的間距修建種植巢穴，種植巢穴高度0.8 m，長(zhǎng)寬0.8 m×0.8 m，種植松類等植物。

6)噴播后，應(yīng)建設(shè)養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，其中噴管(即豎向管)水平間距20 m，噴頭間距9 m。滴管(即橫向管)豎直間距3 m，滴管孔間距1 m。由于地形條件復(fù)雜，部分管距可做適宜調(diào)整。噴頭采用噴霧噴頭。噴管管徑50 mm，滴管管徑25 mm。由于缺少類似地區(qū)綠化混凝土養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，建議施工時(shí)先做試驗(yàn)段，從養(yǎng)護(hù)效果方面進(jìn)一步確定噴頭、管材及加壓設(shè)備。

7)高陡邊坡頂部開采邊界外圍每隔50 m設(shè)立安全警示牌。

5 結(jié)束語(yǔ)

1)礦山地質(zhì)環(huán)境關(guān)系到生態(tài)系統(tǒng)完整性，周邊環(huán)境協(xié)調(diào)性。目前礦山綠色礦山建設(shè)已取得顯著效果。

2)綠色礦山實(shí)施方案根據(jù)本礦山特點(diǎn)綜合利用具體治理方法進(jìn)行綜合治理，采取有效的措施，為福建省其他石灰?guī)r地區(qū)石灰?guī)r礦山的綠色礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理提供了新的思路。

3)工程完成后，將使礦山在礦容礦貌、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)修復(fù)等方面存在的問(wèn)題得到顯著改善與提升，極大促進(jìn)企業(yè)的長(zhǎng)期健康、穩(wěn)定發(fā)展，給企業(yè)帶來(lái)良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。

4)三明南方伍家坊礦山環(huán)境恢復(fù)治理方案，為福建周邊地區(qū)石灰?guī)r礦山環(huán)境恢復(fù)治理項(xiàng)目提供有效借鑒。

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