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摘要:本文以馮記溝礦山地質環境治理為例，通過對高陡邊坡類型的礦坑進行機械削方、表土覆蓋和生態工程的針對性治理設計，最終形成效果對比圖，通過比對認為，該類設計能有效減小由于不合理開采導致的邊坡陡峭、地質環境惡化等問題。
關鍵詞:礦山地質環境治理;治理設計
1礦區概況
馮記溝砂石礦區位于鹽池縣西南部，東距馮記溝鄉約1．5km，距馮記溝移民新村僅200m，馮青線301鄉道從項目區中間穿過。礦區處于鄂爾多斯盆地西緣，緩坡丘陵地貌，地形總體上東北高西南低，最高海拔1381m，最低海拔1336m，相對高差45m。礦區治理總面積為52．25hm2，共存在5個廢棄采坑，其中3個坑位于301鄉道兩側，礦坑邊坡陡峭，深20m～30m不等，部分坡度在60°以上，嚴重威脅過往車輛及附件村民安全。礦坑由砂土、黏質砂土和砂質黏土的Ⅰ、Ⅱ類土和部分固結成巖的泥質砂巖的Ⅳ類土組成。由于長期不合理開采導致礦區地質環境惡化，植被破壞、地貌破碎、土地失去利用價值、地質災害頻發等，嚴重制約礦區周邊的發展。
2設計過程
2017年3月，自治區財政廳撥付資金910萬元用于馮記溝砂石礦坑治理。在充分收集、分析區內已有資料的基礎上，先開展勘查工作，通過地形測量、環境地質調查等多種工作手段，查明礦區的環境地質條件，主要環境地質問題及其分布范圍。通過科學論證、對比，提出設計治理方案。結合當地土地利用規劃，治理工程以采坑邊坡治理和恢復植被為主，確定治理措施為采坑邊坡削坡回填，并對整個礦區實施生態工程。
2．1設計思路
通過對礦區的初步分析，根據采砂坑的地形、地貌的破壞情況，依據其分布位置、范圍、規模大小，結合周邊地形地貌特點，考慮通過削方回填等方法在消除地質災害的基礎上進行平整、修復，使其恢復原始地貌或與周邊地貌相和諧。對于1、2、3號坑，由于坑底到地面相對高差較大，考慮臺階式放坡設計。地形地貌整治完成后，通過人工復綠的方式恢復自然植被，最終使礦區恢復原有天然牧草地的土地功能。
2．2治理區域劃分
為進行土方計算，需對編號1～5的5個礦坑合理劃分區塊:(1)礦區南部為301鄉道兩側的3個廢棄礦坑，總體東高西低。北部為2個廢棄礦坑，坑內溝壑縱橫，且4號坑平緩、5號坑高差明顯。(2)本次治理分區依照地形隨坡就勢進行造區，1、2、3號礦坑均設計有5m寬的平臺，每個平臺為1個計算區域，坑底部分劃設為區。4、5號坑則依據地勢，劃分區域。礦區共細分為16個治理區，項目分區見圖1。(3)分區場地之間通過放坡區進行連接，設計坡比1:3及以上，個別坑底狹窄段坡比設為1∶2。
2．3設計地面高程的確定
(1)項目區周邊已有設施。在設計分區場地設計標高時，充分考慮道路標高，分區場地標高與道路標高盡量保持一致;鄉道301從礦區穿過，高程1366m～1374m;土方工程高程要與周邊設施高程通過放坡合理銜接。(2)項目區內土方削填平衡。本次設計確定分區標高時，重點考慮土方平衡，設計標高時應設定預算范圍內挖方與填方土基本持平的標高值。本次設計利用基于AUTOCAD2008軟件的土方計算軟件飛時達12．1軟件，采用方格網法對項目區進行挖填土方量平衡計算。(3)依據放坡坡比控制高程。
3設計治理措施
結合前述礦山環境地質問題，根據現狀調查結果以及對現狀地質環境問題評估結果，將礦山地質環境治理工程措施確定為:土石方工程、生態工程、警示牌和防護欄。土石方工程包括機械削方回填、表土覆蓋;生態工程包括播撒草籽。
3．1土石方工程
(1)機械削方回填。礦區高程范圍1336m～1381m，相對高差45m。地形坡度南陡北緩，1、2、3號采坑地形坡度較大，部分邊坡超過60°。針對性治理措施為機械削坡回填，設置平臺進行臺階式放坡。平臺高7m～10m不等，寬5m，每級平臺設2%～5%的反坡，防止暴雨情況下對治理后的邊坡沖刷損壞。削坡時，大塊塊石必須先從邊坡上剔除，以防石塊滾落傷人?；靥顣r，大塊塊石要以大塊廢石在下、小塊在上的次序進行，并將廢石碎屑覆蓋其表層?；靥钔瓿珊螅瑢ΦV區按照設計標高平整，使其與周邊地形地貌相協調。4、5號坑不設置平臺，按照地形分區并設定標高。其中，4號坑治理完成后，與周邊地形合理銜接，局部坡度在1∶10左右。礦區內設計削填方區共16個，除1號坑部分邊坡因坑底狹窄，坡度設為1∶2以外，大部分坡度均在1:3及以上，整體挖深及回填深度10m～25m。高陡邊坡設有高度不等、寬度5m的平臺，設計平臺與各區塊之間按設計標高放坡，放坡過程嚴格按照設計進行。1、2號坑設置一級平臺作為坑底與地面的銜接，3號坑最深處35m，設置兩級平臺放坡。低凹區用上述削方量進行回填采坑。場區內坡度嚴格按照設計設定，區塊施工標高與設計標高誤差±10cm。(2)表土覆蓋。為保證治理后礦區林草的成活率，土石方工程治理完成后，對整個礦坑治理后區域(含坡)覆土20cm，用汽車自重壓實。土體來源為礦坑邊緣高于地表的堆土與礦坑內部剝離的中細砂土混合物?？舆叾淹翆儆诘V坑剛開始開發時的表土，腐殖質含量高，易于植物生長，與坑內中細砂土混合后，足以滿足草籽生長的要求。
3．2生態工程
采坑治理完成后，為確保環境改善，需對礦坑進行整體覆綠。雨季后撒播草籽，使礦山自然覆綠。草種采用適宜當地生長，固沙、耐旱的沙蒿、沙打旺、苜蓿等。草籽播散選擇無風或微風雨后天氣進行，2～3種草籽混播。工程完成后第二年進行復播，復播量按前一年播種量的1/3計算，確保成活率達95%。
3．3警示牌
施工前，應根據本工程實際情況，確定危險源和重大危險源，指定相應防范措施。作業現場設立明顯警示牌及明確的警示標語。警示牌安裝在礦坑的明顯轉角處、臨近公路處。警示牌正面必須朝向明顯的方向。警示牌采用正方形，規格600mm×600mm，1mm厚鋁板，并在鋁板正面貼反光膜。確定安裝位置后，支柱必須高出地面2m，不得傾斜。警示牌工程量為20個。1、2號坑各4個警示牌，3號坑6個，4、5號坑6個。
3．4防護欄
治理完成后，在礦區馮青線沿線布設公路防護欄2340m，采用高速公路A級雙波立柱鍍鋅綠色防護欄，用以隔離礦坑與公路，防止車輛沖出路外，沖向礦坑。
4治理效果分析
通過以上治理措施，降低了礦坑邊坡的坡度，可以消除崩塌、滑坡等地質災害隱患，以往坑洼不平、廢石亂堆的地貌將大為改觀，整個礦區由于生態工程措施，亦將逐步恢復天然牧草地的功能。通過Surfer12成圖軟件，制成礦坑治理效果對比圖(圖3～圖7)。
5結論
項目實施完成后，礦區地形地貌得到明顯改善，有效遏制了礦區環境的惡化，消除了礦區的地質災害隱患。此次設計由于沒有合適的外來土源，選擇了以降低坡度為主要處理措施原則，后續如果有合適土源，最佳處理措施仍是做好防滲、防污措施后逐步回填，使礦坑恢復開挖前地形地貌。本次以馮記溝砂石礦區設計為例，研究探討了高陡邊坡及復雜地形礦坑的治理方案，為同類項目的設計方案提供幾點參考。
參考文獻:
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作者:楊文軒 馬花 單位:寧夏回族自治區國土資源調查監測院 寧夏回族自治區測繪產品質量監督檢驗站