摘要：矿产资源露天开发利用必然会对开采地的原生地形地貌景观造成破坏，和尚桥铁矿依据国家绿色矿山建设规范和安徽省马鞍山市主管部门关于矿山环保相关要求，需持续落实“边开采、边治理”的工作目标。本文以和尚桥铁矿矿区为例，从环境修复提升角度出发，合理部署治理片区规划功能与矿山建设协调发展，设计科学合理的矿山环境修复提升方案，使矿山达到矿区环境修复提升的治理工作目标。

　　关键词：露天矿山；环境修复提升；建设协调发展

　　1矿区背景概况

　　和尚桥铁矿为在建矿山，生产规模为300万吨/年，开采深度+36m～-219m，矿区面积约2.4771km2。和尚桥铁矿位于安徽省马鞍山市雨山区向山镇。和尚桥铁矿区域地处长江中下游，属北亚热带湿润气候区。夏季降雨丰沛，气候炎热；冬季降水较少，气候干冷。历史多年平均气温15.6℃,多年平均降雨量为1053mm，降水季节性强，主要集中在5月份～9月份。采石支河流经和尚桥矿区南部边缘，由东向西注入长江，是区内最大的地表水体，矿区地表水系不发育。矿区总体地处丘陵地带，地势北高南低，地形起伏不大，地面海拔标高9m～50m。由于多年连续开采，现地表已形成椭圆形采坑，露天采场南帮边坡现状坡度角为32°~42°,单台阶边坡角为45°~55°,露天采区以外地面坡度基本在15°以下。采场到界边坡基岩裸露，主要地层为白垩系下统大王山组闪长玢岩、凝灰岩和第四系。矿区岩浆岩主要有次火山岩闪长玢岩和花岗闪长斑岩。根据地震资料，研究区地震动峰值加速度为0.05m/s2，地震基本烈度为Ⅵ级，地震活动性一般，地壳总体较为稳定。

　　2矿山环境现状及问题分析

　　2.1矿区现状

　　和尚桥铁矿前期矿山环境治理规划不明确，随着矿山持续建设，历史遗留诸多问题，典型矿山环境问题主要包括矿区环境与周边环境不协调生态环境问题、地质灾害隐患地质环境问题和扬尘大气环境问题等。根据和尚桥铁矿矿区环境修复提升工作计划安排，矿区环境提升I期主要包括矿区工业场地北侧、采场西南帮到界边坡及内排土场到界区，合计治理面积约0.387km2。

　　矿区工业场地北部投影面积0.075km2，地面标高+28.51m～+10.90m，地势总体北高南低，地面坡度约1°,区北部有人工边坡为历史开采剥离表土临时堆存形成，坡度为40°~45°,地表大面积土体裸露，植被零星生长；区东部为长条形裸露空地，可见零星运矿车辆和小型车辆停放。区中部为干选厂厂区，区内大部分场地按要求已硬化，周边排水沟局部泥水淤积，低洼处可见积水。区东南部有残丘和历史遗留硬化场地，残丘顶面有自然恢复植被生长，多以落叶乔、灌、草本植物为主，临路侧边坡岩体裸露，可见第四系和破碎基岩层分布。该区南部有一条东西走向的道路，由于路面未硬化，坑洼不平，每逢雨雪天气更是泥泞难行。

　　采场西南帮到界边坡投影面积0.092km2，顶标高+12.43m～+9.01m，坡脚标高-24.52m～-38.87m，最大高差约为48m，边坡东—西—北走向，倾向北—东，边坡总体坡角约40°~43°,历史开采形成靠帮四级边坡五级平台，单台阶坡角50°~60°,平台宽度8m～10m。边坡岩石裸露、植被基本无生长。边坡上部平台筑有混凝土排水沟和临时干挖排水沟，边坡汇水通过竖向排水钢管汇入坑底活动泵站集中外排。区南侧坡脚为和尚桥铁矿工业生产区场地，临近边坡岩体破碎节理裂隙发育，坡面冲刷较严重，坡顶现有临时干挖截排水沟，坡脚有较多渣土、石渣将生产线架基础掩埋，对产线构成一定安全隐患。采场西南帮到界边坡的坡顶为隔离堤南段。目前，隔离堤顶部及坡面已全部完成植被绿化，植被生长葱郁，形成一道绿色屏障，有效提升了矿区环境质量。

　　内排土场堆排到界区投影面积0.22km2，顶面平台标高为+11.8m～+9.28m，边坡坡度18°~30°。顶面平台边缘区有临时干挖排水沟，通过竖向排水管汇流进入采场排水系统。内排土场现状顶面大面积土体裸露，少量地被植物生长，植被覆盖率不高，存在较重视觉污染，与外围植被葱郁环境良好的隔离堤形成反差。

　　2.2存在问题

　　2.2.1矿山地质灾害隐患

　　矿区工业场地地形地势较平缓，工程地质条件良好，地质灾害较不发育。采场西南帮到界边坡局部坡面有危岩体发育，主要为爆破开采震动残留松散岩体，坡面危岩体长期受爆破震动、雨水冲刷等外部环境作用，存在崩落安全隐患，为保障采场生产作业安全应对其进行清理。内排土场区域在降雨入渗条件下，物料表层及内部形成暂态饱和区，其表层可能出现局部不稳定而产生滑移现象，须完善排水系统及绿化以提高边坡稳定。

　　2.2.2生态环境和地貌景观破坏

　　和尚桥铁矿矿产资源的开发利用，工业场地地表存在较多裸露地块，造成了地质环境和生态环境破坏问题，区域现状与周边原生自然生态景观不协调。矿山露天采场开采破坏了原生地貌，形成大范围采坑和人工边坡，开采到界边坡岩石裸露，对原生的地形地貌景观影响和破坏程度大，地形地貌景观影响严重；同时矿区临近马鞍山市区东侧，部分区位处于市区交通线路的可视范围，严重影响到该地区整体形象。

　　2.2.3占用和破坏土地资源

　　多年来由于和尚桥铁矿采矿生产活动，采矿区形成露天采坑，矿山工业场地和采矿活动破坏了原始山体植被，矿区内部分破碎土地资源难以得到有效利用。破坏及占用土地面积0.387km2。

　　2.3边坡稳定性评价

　　矿区边坡主要为人工边坡，包括人工填方边坡和人工采坑边坡。据野外调查，矿山外围山体自然边坡稳定性较好，未发现滑坡等不良地质现象，发生地质灾害的可能性较小。对于矿坑人工边坡的生态修复工程，需充分考虑区域地质环境条件、边坡台阶构成要素等因素。经现场踏勘调查，人工边坡主要由闪长玢岩地层组成，其完整程度为破碎—较完整，其中东北侧边坡上部浅色蚀变带大多呈强风化—全风化状态。

　　根据《工程地质手册》（第五版），此类边坡工程安全等级为二级，由岩质边坡的岩体分类标准可得此类边坡岩体类型为Ⅱ类。研究区矿坑人工边坡高度一般为12m左右，最终坡角在42°左右，计算得单台阶坡率为1：0.47，整体坡面坡率为1：1.11。根据《工程地质手册》（第五版）中岩质边坡坡率允许值，可以判断矿坑人工边坡总体稳定性为好或较稳定，出现整体滑坡、崩塌等地质灾害的可能性较小。但局部岩体风化和蚀变均使得岩石强度明显降低，裂隙发育，对边坡安全造成不利影响，加上地区自然环境等多种因素影响，存在局部块体失稳的隐患、发生小规模崩塌地质灾害的可能性。故需要清理坡面的危岩碎块，对坡面进行加固和绿化，实施边坡生态修复工作，防止水土流失及岩块崩落。

　　3矿区环境修复提升工程设计

　　3.1总体部署

　　本次治理工程设计方案经过对治理现场实地调查及室内分析研究，结合主管部门矿山环境提升要求，本着“安全可靠、技术可行、经济合理”为主的原则，最大程度结合和尚桥铁矿矿山建设规划发展，充分利用现状环境条件，根据各分区特点有针对性地确定治理方案，满足降低积尘扬尘污染，消除视觉污染，治理恢复生态环境，重点部位进行景观提升效果，达到与周边环境融为一体，构建良好的矿区环境治理效果。

　　治理工程方案设计划分为工业场地北部、采场南帮西部到界边坡及内排土场堆排到界区域三个治理工程区，通过实地调查及研究分析，按以下进行部署。工业场地北部区域占地面积0.075km2，针对土地资源破坏、工业场地压占、破坏土地资源和生态环境及大气环境污染的问题，采取场地整理、栽植乔灌木植草绿化，道路及场地硬化，环境景观提升方案；采场到界边坡占地面积0.092km2，针对危岩、浮石崩塌、土地资源挖损破坏以及破坏生态环境问题，采取边坡清理、截排水、挂网客土喷播、喷锚护坡、开采台阶绿化方案；内排土场堆排到界区占地面积0.22km2，针对大气环境污染、土地资源挖损与破坏、破坏生态环境问题，采取坡面修整、截水沟、生态绿化方案。

　　3.2矿区环境修复提升工程

　　3.2.1北侧工业场地治理

　　根据北侧工业场地环境条件，综合考虑场地可利用功能性及矿山规划建设发展，为实现区域环境整体治理提升，本次设计对生态绿化、绿荫效果不佳的矿区道路两侧栽种乔、灌木行道树，同时考虑通廊两侧栽植树阵绿化遮挡；为解决工业场地道路问题，对部分土石路段及临时停车场地进行硬化，并增设指示牌等设施，周边辅以景观绿化，降低粉尘污染提升矿区形象；对工业场地东南部空白地区重点景观提升；对地表裸露区块采用覆土种树、种草绿化，最大程度提升片区绿化面积，治理提升区域环境质量，降低区域粉尘大气污染，综合改善提升矿区环境。

　　对厂区北侧裸露边坡采用挂网喷播工程措施治理。

　　首先对边坡浮石、危岩体及凸起岩体进行清理，边坡清理修整后在坡面铺挂14#铁丝网，采用注浆锚杆结合辅助钢筋顶固网，然后利用筛分客土、混合植物种子、水及相关添加剂混合形成具有胶凝材料基质，采用喷播机将混合基质材料分层均匀喷满坡面，分层厚度3cm～4cm，种子层喷洒后覆盖养护。根据矿区所在区位覆土要求，对地面绿化区覆盖0.3m客土，同时施用有机肥，厂区道路两侧、产线通廊周边栽种乔灌木行道树及树阵，对东部空闲区设生态停车场，满足厂区职工停车需要；周边设景观区，通过上、中、下木乔灌及草本植物的点缀栽植，结合景观苗木提升生产区景观绿化形象。厂区道路升级改造，将原始泥结石路建设为沥青混凝土道路，根据使用需求设置为双向双车道，行车道宽8m，为满足矿山车辆行驶要求，设计基底压实度要求不小于93%，26cm碎石垫层，基层采用40cm厚水泥稳定碎石，面层结构采用6cm厚中粒式+12cm厚粗粒式密集沥青混凝土路面，两侧采用芝麻灰花岗岩路沿石，增设交通指示牌，道路焕新。为解决厂区积水问题，在硬化道路两侧新建排水沟，过路处埋设涵管，对于低洼处向排水沟排水设集水井设立自动排污泵系统进行抽排，较好地解决了厂区积水问题。

　　3.2.2采场西南侧到界边坡治理

　　根据采场西南侧到界边坡环境条件，为保障边坡稳定和生态复绿，设计依托开采到界边坡的地形地貌，边坡清理后，坡面采用目前矿山生态环境复绿效果较好的挂网客土喷播复绿，局部坡面采取加固防护措施，边坡台阶采用工作周期短、技术成熟、经济合理覆土种草复绿，满足生产矿山“边开采、边治理”的建设要求。

　　首先对开采到界边坡进行清理、修整，清理后采用挂网客土喷播工程措施治理。对局部历史遗留较陡边坡设生态棒结合挂网喷播、生物结皮技术试验段。经过试验生态板结合挂网喷播较普通挂网喷播取得较好绿化效果，经试验对比，生态棒结合挂网喷播在60°边坡可以取得较好的绿化效果，挂网喷播在45°~60°边坡绿化效果可以保障。到界边坡安全平台和检修平台基底多为岩石，为满足截排水需求，设计平台覆土形成向内反水斜坡，坡脚设排水沟采用预制“U”型槽水沟，通过覆土找排水纵坡，基底找平后安装预制“U”型槽水沟，排水通畅；同时各级平台排水沟与历史纵向钢管通过消能池相连，将整个治理区边坡水沟相接，极大地利用且整合了新老排水沟系统。根据矿山地区复垦覆土厚度要求，考虑矿山土方较贫瘠，覆土厚度0.5m，同时施用有机肥，平台复垦采用灌草结合，栽植耐受性好的灌木红叶石楠树苗，林下按撒草籽。为监测边坡位移设监测墩，布置标牌提醒警示人员入内。

　　3.2.3内排土场堆排到界边坡治理

　　根据内排土场现状堆排情况和收集资料，设计对内排土顶面及边坡采用技术简单、经济节省的撒播草籽复绿方式，以增加地表植被覆盖面积，降低内排土场扬尘，避免污染大气环境，提升矿区整体绿化形象，并完善内排土场截排水系统，形成有序排泄，保障内排土场稳定。

　　为保障植被生长，采用机械对到界平台、边坡进行修整、松土，地面保障土壤松软，整理绿化用地后，采用撒播草籽绿化。根据矿山相关要求，为保障排土场排水，沿顶面到界平台内侧坡脚建造一条明挖浆砌石截水沟，截水沟采用梯形断面，更好地收集周边地表水，砌筑水沟优先利用矿山开采废石节省材料，截水沟建造与采场边坡排水沟衔接，通过三级沉淀池沉淀后，最终汇入坑底集水坑后经排水系统外排。

　　3.3监测与养护工程

　　（1）监测。采用巡视检查与仪器检测相结合的方法，及时检测并掌握边坡稳定性情况和矿山复绿情况，以确保矿山生态修复工程达到预期的效果。

　　（2）养护。针对边坡、平台复绿生长的植被做好养护工作，通过研究区周边供水及地形条件，采用安装喷灌管道喷水养护。

　　4结语

　　和尚桥铁矿开采时间较久，目前已形成较大规模凹陷矿坑，采矿活动破坏了原生山体植被景观，造成了视觉污染，部分边坡裸露的危岩可能发生崩塌，存在安全隐患。通过分析和尚桥铁矿矿区环境现状及存在的问题，有针对性地设计了本次和尚桥铁矿开采治理方案，主要通过矿区工业场地环境提升和采场到界边坡治理修复，矿山复绿后积极做好养护和监测工程，保障矿山环境修复提升工程效果。本项修复工程达到了修复提升矿山生态环境和地质环境治理的目的，实践后矿山环境提升明显，为同类型建设矿山矿区环境修复提升提供了可参考的案例和经验。