鉛硐山礦山塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境治理中新技術(shù)的應(yīng)用

供稿|董少平 /

內(nèi)容導(dǎo)讀

鉛硐山礦由于傳統(tǒng)采礦工藝的局限性，加之地質(zhì)構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體脆、山體陡峭等因素影響，導(dǎo)致礦山塌陷區(qū)治理難度大、危險(xiǎn)性大。為了落實(shí)綠色發(fā)展理念，根據(jù)生態(tài)保護(hù)治理要求，在鉛硐山礦山塌陷區(qū)不同區(qū)域采用不同治理新技術(shù)：頂部巖石破碎區(qū)域采用無(wú)人機(jī)飛播新技術(shù)，上部巖層陡峭區(qū)域采用掛網(wǎng)噴土種草新技術(shù)，中部相對(duì)安全區(qū)域采用人工種樹綠化，下部安全平緩區(qū)域采用人工覆土種草，頂部與上部之間安裝被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行隔離。通過(guò)新技術(shù)在塌陷區(qū)的治理應(yīng)用，解決了塌陷區(qū)生態(tài)治理的難題，保證了綠色礦山建設(shè)的順利實(shí)施。

鉛硐山塌陷區(qū)受地質(zhì)構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體脆、山體陡峭等因素影響，2001年山體崩塌誘發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害。2002年陜西鉛硐山礦業(yè)有限公司斥資800余萬(wàn)元，聘請(qǐng)專業(yè)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害治理工程方案設(shè)計(jì)，在鉛硐山塌陷區(qū)蔣家溝下游分梯段修筑了兩道格欄壩和三道柔性壩，防止泥石流災(zāi)害擴(kuò)大。 2016年委托西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院編制了“礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理方案”。2017年委托陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究院編制了“礦山生態(tài)環(huán)境治理方案”。鉛硐山礦依據(jù)方案編制的近期、中長(zhǎng)期治理規(guī)劃逐年按計(jì)劃落實(shí)。在治理方案中明確提出鉛硐山礦山塌陷區(qū)目前治理難度大，對(duì)塌陷區(qū)的治理要待礦山閉坑后徹底進(jìn)行生態(tài)與地質(zhì)災(zāi)害治理。近兩年來(lái)，對(duì)塌陷區(qū)所做的工作主要是塌陷區(qū)變形觀測(cè)和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)。2018年7月以來(lái)，針對(duì)秦嶺生態(tài)保護(hù)以及治理要求在地質(zhì)環(huán)境治理與生態(tài)環(huán)境治理方案的基礎(chǔ)上，對(duì)塌陷區(qū)進(jìn)行生態(tài)綜合治理。委托西北有色勘測(cè)工程公司編制了“鉛硐山礦蔣家溝塌陷區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理方案”，計(jì)劃用3年時(shí)間完成生態(tài)環(huán)境治理工作。2018年完成蔣家溝1330渣坡、1480、1490、1522平臺(tái)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)工程；2019年完成1522—2039高程范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)工程；2020年計(jì)劃完成崩塌區(qū)(含亂石窯區(qū)域)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)工程。

治理方案

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害性質(zhì)不同，對(duì)塌陷區(qū)域劃分了4個(gè)區(qū)，依海拔由高到低分別為4區(qū)、3區(qū)、2區(qū)、1區(qū)，采取了不同的治理措施，進(jìn)行生態(tài)治理，具體方案為：

4區(qū)位于海拔1800～2007 m，主要是頂部崩塌區(qū)，巖石破碎，坡度在65°以上，治理面積約50000 m2，人工治理難度極大，危險(xiǎn)性大，采用無(wú)人機(jī)飛播種草新技術(shù)。

4區(qū)—3區(qū)之間設(shè)置被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，將4區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域與3區(qū)、2區(qū)、1區(qū)隔離，保證下部施工安全。

3區(qū)位于海拔1580～1800 m，主要是65°以上部分崩塌堆積和原巖分布區(qū)，部分原巖坡度陡至80°～90°，治理面積約30000 m2，人工治理難度大。對(duì)部分崩塌堆積區(qū)進(jìn)行無(wú)人機(jī)飛播種草，對(duì)原巖陡立區(qū)采取掛網(wǎng)噴土種草技術(shù)。

2區(qū)位于海拔1515～1580 m，主要是渣石區(qū)，坡度介于30°～60°之間，治理面積約12000 m2，可以采用人工植樹綠化措施，計(jì)劃栽樹10000棵。

1區(qū)位于海拔1490～1515 m，治理面積約7500 m2，坡度緩，泥沙較多，采取人工覆土種草措施。

治理實(shí)施

無(wú)人機(jī)播種治理

4區(qū)采用飛翼VG-1P農(nóng)植機(jī)撒播草種，配備10組可循環(huán)充電高性電池、滿載10 kg可飛行10 min。倉(cāng)口為離心泵將種子均勻甩出，噴幅為10 m2；出種率為1.5 kg/min、25 g/m2；采用無(wú)人機(jī)仿地飛行模式進(jìn)行撒播，飛播草(灌)種參數(shù)見表1。

飛播草(灌)種類型為小灌木(紫穗槐、檸條、沙打旺)、草本灌木(小冠花、草木犀)和多年生草本(黑麥草、高羊茅)三類7個(gè)品種，三類種子質(zhì)量混合比為3︰2︰5。播種密度為25 g/m2，共計(jì)3000 kg。其中紫穗槐、檸條、沙打旺、小冠花、草木犀等量播種，播種密度均為2.5 g/m2；黑麥草、高羊茅等量播種，播種密度均為6.25 g/m2；燕麥播種量為25 g/m2。

表1 飛播草(灌)種參數(shù)

掛網(wǎng)噴土種草治理

掛網(wǎng)噴土種草治理材料規(guī)格及型號(hào)見表2，現(xiàn)場(chǎng)施工中用到的主要機(jī)械見表3，施工要求：

(1) 清理坡面：將坡面影響施工的一切障礙物清理干凈并適當(dāng)修整，清除坡表面浮土浮石等；對(duì)坡面進(jìn)行修整處理，對(duì)于凹凸不平的位置進(jìn)行適當(dāng)修平填補(bǔ)處理。

(2) 掛網(wǎng)：網(wǎng)片從植被結(jié)合部的頂部由上至下鋪設(shè)，加筋網(wǎng)鋪設(shè)要張緊。網(wǎng)間上下需進(jìn)行不小于5 cm的搭接。網(wǎng)間左右不需進(jìn)行搭接，但所有網(wǎng)片之間及與錨釘接觸處應(yīng)使用鐵絲綁扎牢固。

(3) 錨固：錨桿間距1 m×1 m，長(zhǎng)度視坡面情況而定，錨釘(桿)外露9～10 cm。對(duì)坡體頂部以及部分巖石風(fēng)化嚴(yán)重處，視情況對(duì)錨釘(桿)進(jìn)行加長(zhǎng)處理，以錨釘(桿)擊入坡體后穩(wěn)定為準(zhǔn)。

(4) 混凝土噴播施工：沿坡面從上到下進(jìn)行，1580噴漿厚度約12 cm，基層約9～10 cm，表層約2～3 cm(含混合植綠種子)；1800噴播厚度約30 cm，基層約27～28 cm，表層約2～3 cm(含混合植綠種子)。

養(yǎng)護(hù)要求包括強(qiáng)制性養(yǎng)護(hù)和常規(guī)養(yǎng)護(hù)。

強(qiáng)制性養(yǎng)護(hù)：噴播結(jié)束后，用綠色無(wú)紡布進(jìn)行覆蓋保墑，采用人工灑水或建立噴灌系統(tǒng)灑水養(yǎng)護(hù)。在此期間應(yīng)注意草(灌)種的出芽均勻度和出芽率，對(duì)局部出芽不齊和沒(méi)有出芽的坡面進(jìn)行補(bǔ)噴；對(duì)可能出現(xiàn)的病蟲害進(jìn)行病理分析，有針對(duì)性地采取治理措施。

常規(guī)養(yǎng)護(hù)：時(shí)間為強(qiáng)制性養(yǎng)護(hù)結(jié)束后一個(gè)月。在此期間，需監(jiān)測(cè)草(灌)種生長(zhǎng)過(guò)程中的抗逆性能，并在極端氣候(強(qiáng)暴雨、長(zhǎng)時(shí)間干旱、高溫、低溫等)情況下根據(jù)草(灌)種生存態(tài)勢(shì)采取對(duì)應(yīng)措施(補(bǔ)噴、補(bǔ)水、補(bǔ)肥等)以保證草(灌)種成活，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理病蟲害隱患。

表2 材料規(guī)格及型號(hào)

表3 現(xiàn)場(chǎng)施工主要機(jī)械

治理情況

截止2018年11月1日各區(qū)域?qū)嶋H完成情況：4區(qū)飛播投入資金33萬(wàn)元，4區(qū)及3區(qū)局部無(wú)人機(jī)飛播草籽4300 kg，目前治理面積全部完成，草籽大部分已生根發(fā)芽，長(zhǎng)勢(shì)良好。3區(qū)掛網(wǎng)噴土種草投入資金682.62萬(wàn)元，完成掛網(wǎng)38050 m2，噴土種草36700 m2，并在頂部安裝被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)200 m/1000 m2，有利于邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定，目前該區(qū)域所有治理工程已全部結(jié)束，見圖1和圖2。2區(qū)廢石邊坡栽樹投入資金18.08萬(wàn)元，人工栽種松樹11300棵，完成治理面積10000 m2，目前松樹生長(zhǎng)旺盛；2000 m2為工作平臺(tái)，待后期整個(gè)治理任務(wù)結(jié)束后統(tǒng)一栽樹種草治理。1區(qū)人工播撒草籽750 kg，完成治理面積7500 m2。

圖1 噴土種草治理前

圖2 噴土種草治理后

另外，在塌陷區(qū)治理的基礎(chǔ)上還完成的相關(guān)治理工作包括：亂石窯治理；山根渣石堆飛播草籽1200 kg，完成治理面積20000 m2；1430平臺(tái)西側(cè)廢石邊坡治理；1380攔渣壩周圍覆土綠化；廢石場(chǎng)道路兩側(cè)綠化治理；2號(hào)格攔壩壩前場(chǎng)地治理；1330東硐口場(chǎng)地治理；1號(hào)格攔壩治理工作。從2018年8月至2018年11月1日，歷時(shí)87個(gè)工作日，共栽種松樹27338棵，播撒草籽5500 kg，掛網(wǎng)38050 m2，噴土種草36700 m2，堆放生態(tài)袋44754袋，安裝被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)1000 m2，用土11953 m3，完成治理累計(jì)投資1449.6萬(wàn)元。

結(jié)束語(yǔ)

鉛硐山礦山塌陷區(qū)通過(guò)本次治理，已全面完成2018年任務(wù)，提前完成2019年治理任務(wù)，同時(shí)完成了2020年亂石窯部分治理任務(wù)。采用新技術(shù)治理成效顯著，特別是無(wú)人機(jī)飛播和掛網(wǎng)噴土種草新技術(shù)的應(yīng)用，徹底解決了長(zhǎng)期以來(lái)塌陷區(qū)生態(tài)治理的難題，以極低的成本取得了預(yù)期的治理效果，有利于塌陷區(qū)的長(zhǎng)期穩(wěn)定，保證了綠色礦山建設(shè)的順利實(shí)施。