浅析岗嘎图嘎查废弃地矿山地质环境治理与保护

赵 丰

（北京中色资源环境工程有限公司，北京 101300）

新巴尔虎右旗宝格德乌拉苏木岗嘎图嘎查的废弃地形成于20世纪90年代，主要由城区基础建设采石和修路取土造成，由于历史的原因，导致废弃采坑的地质环境问题责任主体不明，成为无主废弃采坑。废弃采坑处于203省道的可视范围，影响了新巴尔虎右旗对外的发展形象，同时，对宝格德乌拉苏木的生态环境造成了较大的影响。为改善城市周边生态环境，促进旅游业的发展，亟需针对该废弃采坑开展治理工作。

1 气象水文

1.1 气象

新右旗气候属中温带大陆性干旱气候，冬季严寒，春季有暴风雪，风向多为西北风，最大风速为27m/s，年平均气温为0.6℃，一月平均气温为-21℃，最低为-38℃，七月平均气温为21℃，最高为36℃。年降水量平均为251mm，年蒸发量平均为1875mm，结冻时间一般在10月中旬到来年5月，最大冻土深度为3.99m。

1.2 水文

治理区内无地表水体。治理区北部有呼伦湖，距离治理区约为42km，呼伦湖又称达赉湖，其是内蒙古第一大湖，水域面积最大时达2339km2，现面积为2038km2左右，其中，91%在我旗境内。湖泊长为93km，最大宽度为51km，平均宽度为25km，最大水深为8m，平均水深为5.7m，湖泊周长为447km，呼伦湖水域与周边湿地的总面积为7680km2。呼伦湖系吞吐湖泊，补给来源主要为克鲁伦河和乌尔逊河，其次是降水、周边径流和地下水补给。

1.3 地形地貌

（1）地形。治理区I地形西北高东南低，海拔标高640-646m，最大相对高差为6m；治理区Ⅱ地形西北高东南低，海拔标高在640m～653m之间，最大相对高差为13m；治理区的整体地形起伏较小，坡度在2°～6°之间，一般在5°左右。

（2）地貌。治理区的地貌属于高平原，整体地势起伏较小。

1.4 土壤植被

（1）土壤。治理区土壤为栗钙土，栗钙土在平坦草原地带大面积分布，其成土主导过程是腐殖质累计过程和钙化过程，土体的厚度在20cm～30cm之间，腐殖层厚10cm～20cm，栗色、淡棕色，不稳固的粒状结构或块状结构，质地沙壤为轻壤，表层土壤的有机质平均含量为2.45%。

（2）植被。植物组成以披碱草和羊草为主，同时包含糙隐子草、小叶锦鸡儿等。植被的高度在10cm～40cm之间，植被盖度为20%～60%，平均每方平米有植物6种～10种，亩产40kg～100kg。此外局部分布有沼泽植被、草甸植被和盐生植被。

2 区域地质条件

2.1 构造特征

（1）大地构造位置。治理区的大地构造位置处于西伯利南缘古大陆边缘（兴安褶皱带）（III），喜桂图中华力西褶皱速（III3），海拉尔坳陷（III3）。

（2）治理区构造。治理区为花岗岩侵入体，其断裂、褶皱构造不发育。

（3）区域地壳稳定性。治理区位于新巴尔虎右旗境内，根据《中国地震动参数区划图》可知，治理区的地震动峰值加速度为0.05g，对照地震设防烈度为6度，治理区的地壳属于基本稳定状态。

2.2 地层岩性

治理区处于兴安地槽褶皱系额尔古纳兴凯地槽褶皱带克鲁伦凹陷内，得尔布干深断裂北西侧，区内出露地层主要为第四系全新统（Qh）松散堆积物。第四系全新统（Qh）：主要岩性为残坡积碎石、侵入岩、腐殖土，分布于治理区地势低洼及坡麓地带，厚度在0.3m～5m之间。

2.3 水文地质条件

（1）治理区地下水类型划分。根据地下水的赋存条件和特征，将地下水的类型划分为基岩裂隙水类型。地下水的化学类型为HCO3-Ca•Na，矿化度小于1g/L。

（2）含水岩层的分布规律及特征。基岩裂隙含水层：主要分布于治理区内基岩中，根据区域的水文地质资料可知：治理区地下水的埋深大于55m。强风化带厚度3m～5m，在岩体中一般风化裂隙宽度1mm～3mm，长1m～2m。多为开启型，透水不含水。

（3）治理区水文地质勘探类型。根据治理区的地下水类型及特征及《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB12719-91），治理区水文地质勘探类型属第二类第一型，即以基岩裂隙含水层充水为主，其为水文地质条件简单的矿床。

2.4 工程地质条件

（1）土体类型。根据治理区出露地层的岩性、结构和工程地质特征，将治理区岩土体划分为碎石土。碎石土主要分布在坡簏、坡脚地带，岩性为棱角状碎石，并且大小颗粒混杂，成分主要由风化花岗岩组成。承载力的特征值为120KPa～140KPa。

（2）不良工程地质问题。①软弱岩层分布与特征。治理区的地质构造简单，无明显软弱岩层。②节理裂隙与断裂带分布与特征。治理区节理裂隙规模较小，对矿岩稳固性破坏不大。治理区内未发现断裂构造。

（3）岩土体地质勘查类别。综上所述，按照《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB12719-91）将该矿床划分为第二类简单型，即以块状岩类为主，工程地质条件简单的矿床。

3 矿山地治理区概述

该采坑为露天采坑，采坑面积2.2316hm2，深度按平均深度进行统计，平均深度的计算根据区域土方平衡后的高程确定，采坑呈不规则倒圆台体，采坑四周边坡角度70°～90°，底部有少量建筑碎石，采坑边坡长度为668.08m，边坡上部表土层较薄（15cm左右），且大部分含碎石，下部基岩裸露，对采坑底部进行平整，平整方式为局部平整，平整厚度按0.5m进行计算。

治理区Ⅱ位于岗嘎图嘎查南部，治理区I南侧7060m，总面积为17.2634hm2，存在6个采坑和3个弃渣堆，距离宝格德乌拉苏木24km。

根据现状的调查结果可知，治理区未发现崩塌、滑坡地质灾害，主要对土地资源的破坏和地貌景观的破坏，另外，采坑深度和角度较大，存在安全隐患。其地质环境问题为：

（1）现状形成的废弃采坑和弃渣堆对土地资源破坏程度较大。根据统计，治理区面积为21.4856hm2，破坏面积较大，由于治理区地处草原区，其生态较为脆弱，对土地资源破坏程度较大。

（2）现状形成的废弃采坑和弃渣堆对草原视觉景观影响较严重[1]。由于采坑的存在，造成地形突兀，增加景观破碎度，使原来连续分布的生态景观产生生态斑块，改变了治理区的生态景观格局，降低原景观的审美价值[2]。

（3）存在的安全隐患。治理区形成的采坑和陡坎坡度较陡，对当地牧民的人身安全和牲畜等财产造成威胁，存在安全隐患。

4 矿山地质环境治理工程设计

4.1 治理工程标准

（1）覆土厚度：考虑到治理区周边土壤不大于20cm的情况，且当地土壤资源紧缺，大量取土易导致二次破坏，因此，确定采坑、渣堆覆土厚度为20cm。

（2）选择抗旱、抗贫瘠和固氮能力强的优良草种以及当地的优势草种。本文选用羊草和披碱草。

（3）三年后的牧草覆盖率达到40%，单位面积产草量不低于当地平均水平。

（4）有防治病、虫害措施，有防治退化措施。

（5）具有生态稳定性和自我维持力。

4.2 治理工程设计

依据治理区的地质环境现状，从实际出发，因地制宜，合理利用的原则，确定新巴尔虎右旗宝格德乌拉苏木岗嘎图嘎查废弃地矿山地质环境治理内容为：平整工程、削坡工程、边坡整修工程、清理工程、覆土工程、恢复植被工程以及禁封围栏工程等措施，具体治理方案为。

（1）平整工程。

表1 治理区采坑平整工程量表

（2）削坡工程。由于治理区Ⅱ采坑2-6坑深较浅，不需要采取削坡处理，因此，本文设计削坡，只针对治理区I采坑1和治理区Ⅱ采坑1进行削坡。

①表土剥离与回填。削坡之前对削坡的外延区进行表土剥离，剥离的厚度参照周边土层厚度取20cm，表土剥离量=外延宽度（计算方式见削坡计算过程）＊采坑周长＊0.2m，即治理区I采坑1的表土剥离量=2.09＊645.50＊0.2=269.82m3，治理区Ⅱ采坑1的表土剥离量=4.01＊1669.13＊0.2=1338.64m3，总计1608.46m3，待施工完成后，回填剥离的表土，回填量等于剥离量。剥离的表土就近堆存，苫布遮盖。②削坡。本文设计按25°坡角削坡，原边坡角70°～90°，治理区I采坑1深度2.12m，边坡长度645.50m，治理区Ⅱ采坑1深度4.04m，边坡长度1669.13mm，按照下列计算公式计算削坡量。

治理区I采坑1：

削坡外延量：L1=H/2×（1/tanβ-1/tanα）=2.12/2×（1/tan25-1/tan80）=2.09m；

每延米削坡量：V1=H/4×L1×1=2.12/4×2.09×1=1.11；

削坡量：V2=V1×L2=1.11×645.50=716.50。

治理区Ⅱ采坑1：

削坡外延量：L1=H/2×（1/tanβ-1/tanα）=4.04/2×（1/tan25-1/tan80）=3.97m；

每延米削坡量：V1=H/4×L1×1=4.04/4×3.97×1=4.01；

削坡量：V2=V1×L2=4.01×1669.13=6693.21。

两个治理区的削坡量总计为7409.71m3。