湖北省宜昌殷家坪磷矿区位于鄂西山区,是开发时间较早的矿区,现矿区内的大多矿山已闭坑或关停,经过长期的开采,矿区范围内磷矿资源已近枯竭,并形成了大面积的采空区、大量的高陡人工(露采)边坡和弃渣(矿渣)堆。采矿活动给矿区地质环境、生态环境造成了极大的破坏,并使矿区耕地本来较少的紧缺状况愈发紧张。基于殷家坪磷矿区三个包块段野外调查工作,介绍因矿山采矿活动引起的矿区地质环境、生态环境,并针对矿山地质环境问题进行土地复垦、矿山生态修复,为同类矿山生态修复提供参考。
宜昌殷家坪磷矿区三个包块段现存的矿山生态环境问题主要有:弃渣堆占用和荒废土地、露采边坡垮塌或崩滑、采空区塌陷和山体开裂等,影响了矿区当地居民的正常生产生活和经济社会的可持续发展。
1矿山生态环境问题
1.1矿山生态环境问题概述
宜昌殷家坪磷矿区三个包块段耕地资源稀缺,地质条件较复杂,矿业活动悠久。由于长期的矿产开采与各种自然营力的综合影响,使区内原本稀缺的耕地资源减少,地质环境遭到破坏,并渐趋恶化,产生了诸多矿山生态环境问题,三个包块段矿山生态环境问题主要包括地质安全隐患、土地损毁、水资源破坏和生态退化等,现分述如下:
1、地质安全隐患
三个包块段开采方式主要为硐采,后期回采时采用露天开采,多年的采矿活动已形成1处露天边坡,2处采空区塌陷及1处山体开裂,分述如下:
(1)露采边坡
本块段范围内有开采矿层露头带形成的露采边坡一处,露采边坡沿南北向展布山脊的四周分布,呈封闭弧形延展总长808m,边坡高度6-15m,边坡坡角60-80°,边坡临空面多有开裂垮塌或崩落现象,现状稳定性较差(照片1-1)。照片1-1 露采边坡局部(镜向30°)
(2)采空塌陷
露采边坡南端分布有2处规模较大的采空塌陷(编号分别为TX2-1、TX2-2),TX2-1塌陷坑平面上呈不规则圆形,漏斗状,直径约7.5m,坑口面积176m2,可见深5m;TX2-2塌陷坑平面上呈不规则椭圆形,漏斗状,直径约7m,坑口面积163m2,可见深5m。TX2-1、TX2-2塌陷坑目前均处于暂时基本稳定状态,若采空区产生变形则塌陷坑亦将变形加剧并扩展(照片1-2)。照片1-2 采空区塌陷现象(镜向70°)
(3)山体开裂
区内矿层已开采完毕并形成了连片的采空区,因矿层的顶板厚度较薄(一般10-20m),采空区因顶板垮塌引发的山体开裂变形现象较普遍,且有变形扩展和加剧的趋势,稳定性较差。BP2-1露采边坡所在的南北向展布山脊的地表现已千疮百孔,目前采空区部分区段地表已基本塌实,但变形明显且存在严重的安全隐患。调查时矿区区范围共发现有11条较长的地裂缝,走向主要为北东和北西,多平直延展,裂缝延伸长度10~50 m不等,裂缝壁多近于直立,张开宽0.5~3.0m,可见深度2~5m,多表现为上宽下窄,底部可见碎块石或岩屑等半充填(照片1-3)。照片1-3 山体开裂现象(镜向150°)
2、矿山开采占用与损毁土地、植被资源
三个包矿段前期主要采用硐采,后期回采时采用露天开采,主要的土地破坏方式为磷矿开采占用和挖损土地并破坏植被资源,同时矿山开采时产生的弃渣堆压占土地。调查时矿区内共发现弃渣堆1处。
弃渣堆主要为矿山后期露天采矿时的弃渣堆积形成,堆积于原矿层露头带附近、地形较平坦的山坡腹地,基本覆盖了矿区的大部分地表面积;弃渣堆平面上呈不规则弯曲长条状,南北最大堆积长450m,东西堆积宽30-100m,占用和破坏的土地面积约2.83万m2,堆积厚度5-10m不等,局部堆积呈小山包状,堆积总方量约18万m3,堆场边缘的坡地地形较陡,目前堆场未修建任何支挡等防护设施,现状整体处于基本稳定状态,但前缘地形为沟谷地带堆积的矿渣稳定性则相对较差(照片1-4)。照片1-4 弃渣堆特征(镜向70°)
3、水资源的减少与枯竭
根据现场地质环境调查,矿区采空区顶板以上地下水位下降明显,矿区地表水经取样分析:试验成果显示主要是COD值(12.6-15.7mg/L)和SS值(9-30mg/L)偏高,综合评价矿区范围内的地表水主要为Ⅱ类水,闭坑逾10年或长时间停采的部分区段为Ⅰ类水,水污染程度总体为一般,对人体危害程度为中等,不宜作生活饮用水,可作为农田灌溉等生产用水;本矿区矿业活动已基本结束,矿区降水充沛,稀释、自净能力较强,早期的矿业活动对矿区的整体水质和水环境影响相对较小,且随着时间的推移,在自然条件下矿区的水资源和水环境将得到部分恢复,目前地方政府已筹集资金解决了矿区居民的安全饮水问题,故本报告未考虑水环境治理问题。
1.2 矿山场地生态问题严重程度等级
根据《矿山生态修复技术规范第 4 部分:建材矿山》将矿山生态环境问题划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级三个等级。结合本次实地调查,三个包矿段场地存在一定的地质安全隐患,地质稳定性较差,场地存在一定程度地形地貌破坏、土地损毁,局部植被盖度与质量受到影响,物种生境条件较为稳定,生态系统结构与功能较为完好。三个包矿段场地生态问题严重程度等级分组划分为Ⅱ级:
2矿山生态修复工程
三个包矿段矿山生态修复基本原则为:因地制宜,充分发挥国土空间规划引领作用,依据规划确定的土地用途,宜林则林、宜耕则耕、宜园则园、宜建则建。
三个包矿段矿山生态修复工程主要包括两期,一期为2010年财政部、国土资源部批准的湖北省宜昌殷家坪磷矿区矿山地质环境恢复治理工程项目,生态修复措施为:场地平整+削坡整形+排水沟+挡墙+土壤重构。项目完成后形成百亩蔬菜基地,矿山生态修复效果较好。二期主要为2018年在治理工程的基础上打造的“云上西寨”农旅综合体。建成了百亩花海和集装箱民宿区,并配套建设葡萄园采摘和餐饮服务。为当地乡村振兴奠定基础。照片2-1 矿山修复规划图
照片2-2 土地复垦(葡萄园)效果 照片2-3 土地复绿效果
3 总结
三个包矿段生态环境修复工程项目消除了因矿山开采引起的土地闲置、地质灾害,最大限度的修复了生态环境,结合当地乡村振兴,利用矿区土地复垦、生态修复开发乡村旅游,建设百亩花海、葡萄园采摘园,并配套建设集装箱民宿区和餐饮服务,生态修复治理效果显著,生态修复技术的可靠性、矿区修复后的观赏性得以初步验证。修复治理后的矿区生态功能完备、环境整洁、产业优势突出、交通便捷、安全性与观赏性提高,成为当地休闲打卡的新去处。
本文以三个包矿段为例提出了矿山土地复垦、生态修复的思路,并通过实例分析总结矿山生态修复提升的策略,对矿山土地复垦、生态修复具有一定借鉴意义。
第一作者简介:余金龙(1972.9出生),男,1994年6月毕业于宜昌市水利电力学校土地管理专业,2006年毕业于长江大学土地管理专业(函授),工程师,主要从事宜昌市夷陵区土地管理、矿山生态修复、地质灾害防治工作。
参考文献:
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