摘要：礦山是我國(guó)礦產(chǎn)資源的重要來(lái)源，會(huì)直接影響我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)程。但是，長(zhǎng)期的礦山活動(dòng)會(huì)嚴(yán)重污染周邊的空氣和地下水，開展礦山生態(tài)修復(fù)工程是避免生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化的重要措施。以開化縣某礦山修復(fù)項(xiàng)目為例，深入分析礦山生態(tài)修復(fù)工程和技術(shù)措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：礦山；生態(tài)修復(fù)；技術(shù)措施

中圖分類號(hào)：X705；TF841.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）08-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.08.044

Research on Mine Ecological Restoration Engineering

— Taking a Mine Restoration Project in Kaihua County as an Example

ZHENG Wen

（Kaihua County Bureau of Natural Resources and Planning， Quzhou 324300， China）

Abstract： Mines are an important source of mineral resources in China and will directly affect the sustainable development and transformation of the energy industry. However， long-term mining activities can seriously pollute the surrounding air and groundwater， and carrying out ecological restoration projects in mines is an important measure to avoid the continuous deterioration of the ecological environment. Taking the restoration project of a mine in Kaihua county as an example， this article provides an in-depth analysis of the ecological restoration engineering and technical measures of the mine for reference.

Keywords： mine; ecological restoration; technical measure

礦山的開發(fā)在推動(dòng)人類文明進(jìn)步、社會(huì)經(jīng)濟(jì)繁榮以及科技革新方面扮演著重要的角色，是國(guó)家發(fā)展不可或缺的基石產(chǎn)業(yè)。然而，礦山開采活動(dòng)因其獨(dú)特的社會(huì)和自然環(huán)境背景，使得礦山生態(tài)修復(fù)工作面臨高難度、大范圍和長(zhǎng)期性的挑戰(zhàn)。近年來(lái)，隨著人們的生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)日益增強(qiáng)，尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然已成為各行各業(yè)發(fā)展的核心方向。在此背景下，以節(jié)約和保護(hù)為先導(dǎo)，以自然恢復(fù)為基本原則，優(yōu)化和改進(jìn)礦山生態(tài)修復(fù)工程顯得尤為關(guān)鍵。以開化縣某礦山修復(fù)項(xiàng)目為例，詳細(xì)介紹高陡坡治理、邊坡穩(wěn)定、地表水管理及綠化恢復(fù)等工程措施的實(shí)施情況，展示了礦山生態(tài)修復(fù)的成功案例，并總結(jié)了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，旨在為類似礦山生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目提供參考。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害的形成原因

礦山是我國(guó)礦產(chǎn)資源的重要來(lái)源，會(huì)直接影響我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)程，但是礦山數(shù)量較多的地區(qū)普遍存在較多地質(zhì)和生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)直接危及人身安全和財(cái)產(chǎn)安全[1]。相關(guān)部門在治理礦山地質(zhì)災(zāi)害的過(guò)程中，需要遵循因地制宜原則，通過(guò)運(yùn)用礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)提升礦山生態(tài)修復(fù)效果[2]。基于此，重點(diǎn)分析礦山地質(zhì)災(zāi)害的形成原因，主要內(nèi)容如下。

1.1 地下水位變化

礦山地質(zhì)災(zāi)害與人類過(guò)度活動(dòng)和礦山原有地質(zhì)環(huán)境不穩(wěn)定等因素有關(guān)。部分露天礦山和地下礦井形成的礦坑，普遍存在涌水問(wèn)題，嚴(yán)重影響礦采資源開發(fā)工作的連貫性和環(huán)境安全性[3]。地下水位的不同變化趨勢(shì)，會(huì)直接導(dǎo)致礦坑涌水量超出安全標(biāo)準(zhǔn)，或者突發(fā)井噴等生產(chǎn)事故。地下水位與礦山山體內(nèi)部巖石層結(jié)構(gòu)密度相關(guān)，因此礦山企業(yè)在規(guī)劃開采活動(dòng)的過(guò)程中，若不能全面勘察礦山內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)，則會(huì)頻繁產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)人員和大型機(jī)械設(shè)備的安全。

1.2 巖體變形

巖體變形與大部分礦山內(nèi)部巖石層結(jié)構(gòu)密度不均勻等因素有關(guān)，地殼運(yùn)動(dòng)收縮等作用力會(huì)對(duì)巖石層變形產(chǎn)生負(fù)面影響。礦山內(nèi)部的各項(xiàng)開采活動(dòng)會(huì)加劇巖石的收縮，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上集中釋放應(yīng)力，破壞巖石層與采礦作業(yè)面之間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。巖體變形是導(dǎo)致眾多地質(zhì)災(zāi)害事故的主要原因，采礦作業(yè)區(qū)域內(nèi)的圍巖支撐技術(shù)措施和支護(hù)平面被外力影響，易產(chǎn)生突發(fā)塌陷類事故等問(wèn)題。此類地質(zhì)災(zāi)害誘因雖然可以提前勘測(cè)，但是部分采礦企業(yè)并沒有采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)。

1.3 地質(zhì)環(huán)境條件

露天礦山和地下礦井中的地質(zhì)環(huán)境條件并不穩(wěn)定，在過(guò)多外力作用之下，易產(chǎn)生突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害事故，若相關(guān)部門不能及時(shí)采取科學(xué)的環(huán)境修復(fù)治理技術(shù)措施，會(huì)加劇地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生和發(fā)展進(jìn)程。大部分礦山的陡坡部位是多發(fā)地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題的薄弱區(qū)域，也是人類活動(dòng)和生態(tài)修復(fù)治理工作非常關(guān)鍵的管控區(qū)域。地質(zhì)環(huán)境條件并不穩(wěn)定的礦山活動(dòng)區(qū)域，其植被覆蓋情況、巖石層裸露情況均會(huì)限制地質(zhì)環(huán)境條件的安全穩(wěn)定性，山體不均勻位移等特殊環(huán)境問(wèn)題也會(huì)間接加劇地質(zhì)災(zāi)害事故的產(chǎn)生[4]。

2 礦山修復(fù)的治理

礦山生態(tài)修復(fù)工程在具體修復(fù)工作中應(yīng)當(dāng)做到因地制宜和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。生態(tài)恢復(fù)的核心在于充分利用生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)潛能。這一理念植根于生態(tài)學(xué)的經(jīng)典理論，即生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建應(yīng)主要依賴其內(nèi)在的自我修復(fù)能力?；仡欉^(guò)去，一些礦山在開采過(guò)程中，過(guò)度追求經(jīng)濟(jì)利益最大化，嚴(yán)重破壞了礦山生態(tài)環(huán)境。這種損害不僅剝奪了原生態(tài)系統(tǒng)的自然恢復(fù)條件，還導(dǎo)致自然恢復(fù)的過(guò)程變得異常緩慢，效率低。通過(guò)一些工程手段，對(duì)地形地貌、土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行重塑構(gòu)建，基于植物群體的自適應(yīng)性特征，逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山生態(tài)的有效修復(fù)[5]。

3 礦山基本情況及環(huán)境現(xiàn)狀

3.1 礦山基本情況

開化縣是石煤資源大縣，石煤資源總儲(chǔ)量占浙江省總儲(chǔ)量的47%左右。某礦山修復(fù)項(xiàng)目位于開化縣中村鄉(xiāng)，距開化縣城22 km，經(jīng)G205國(guó)道可直達(dá)開化縣縣城。礦區(qū)由兩個(gè)廢棄石煤礦組成，礦區(qū)面積約0.204 km2，現(xiàn)已停止開采。經(jīng)開采后在礦區(qū)自北向南形成多處大小不一的開采平臺(tái)、人工巖質(zhì)邊坡及由煤矸石廢渣構(gòu)成的碎石邊坡。開采平臺(tái)高程為190～250 m，人工巖質(zhì)邊坡坡度為55°～80°，局部直立、倒傾，最高坡高約92 m。碎石邊坡坡度為45°～50°，最高堆渣坡高約20 m。

3.2 環(huán)境現(xiàn)狀

第一，礦山開采面不規(guī)則。開挖形成的高陡邊坡，部分節(jié)理較發(fā)育，坡面巖石較為破碎，穩(wěn)定性較差。開采形成的大量礦渣廣泛分布在礦區(qū)內(nèi)，形成煤矸石廢渣堆高邊坡，其自然休止角為45°～50°。第二，地表水污染。礦區(qū)地表除坡麓徑流及個(gè)別礦坑水外，無(wú)其他形式的地表水體。廢水在礦區(qū)低洼處匯集，水質(zhì)呈偏酸性，部分順著山坡腳水溝流出，會(huì)污染下游水體。第三，地形地貌破壞嚴(yán)重，礦山開挖范圍內(nèi)基本無(wú)植被。

4 現(xiàn)有礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)

4.1 地貌重塑

在實(shí)施礦山生態(tài)修復(fù)工程的過(guò)程中，必須根據(jù)礦山地貌的受損情況和周邊地形地貌的固有特征，采取地形重塑、土地整治和排水系統(tǒng)重建等綜合措施，以期打造一個(gè)與周圍環(huán)境和諧統(tǒng)一的全新地貌。在平臺(tái)覆土作業(yè)中，需在外側(cè)建造擋墻。此外，平臺(tái)表面可種植灌木、草本或藤本植物，內(nèi)部可選用攀緣植物，而外側(cè)則適宜種植垂掛型植物。對(duì)于巖質(zhì)邊坡，可通過(guò)掛網(wǎng)防護(hù)措施，確保攀緣植物能夠順利在邊坡上生長(zhǎng)。對(duì)于坡度較高的土質(zhì)，可以應(yīng)用魚鱗坑結(jié)合灌草植物的結(jié)合方式進(jìn)行處理。對(duì)于低洼積水區(qū)域，需要先拆除已有建筑物并采用渣土回填，多余的渣土及廢石料可以堆放在底盤和邊坡的接縫位置。

4.2 土壤重構(gòu)

在進(jìn)行土壤重構(gòu)的過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)處理一系列工程環(huán)節(jié)，包括場(chǎng)地的清理與整平、截排水系統(tǒng)的建設(shè)以及覆土作業(yè)。在礦山生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施階段，必須充分考慮當(dāng)?shù)氐耐寥捞匦?、水熱平衡以及溫度濕度等因素，科學(xué)利用采礦過(guò)程中剝離的表層土壤和遺留的廢棄材料。通過(guò)采取培養(yǎng)改良、土層置換、表土覆蓋及化學(xué)改良等多種綜合措施，重新構(gòu)建土壤的剖面結(jié)構(gòu)，提高其肥力水平。在土壤重構(gòu)方面，需要重點(diǎn)做好場(chǎng)地的平整處理。例如，應(yīng)盡可能保障覆土厚度均勻，避免出現(xiàn)坑洼積水問(wèn)題，保障植物健康生長(zhǎng)。

4.3 水體污染治理技術(shù)

水體污染治理技術(shù)是針對(duì)礦山水體中存在的重金屬、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等污染物進(jìn)行治理的技術(shù)。常見的治理方法包括吸附法、沉淀法及微生物法。這些方法可以通過(guò)去除或轉(zhuǎn)化水體中的污染物，達(dá)到治理水體污染的目的。其中，微生物法利用微生物的代謝活動(dòng)修復(fù)受損的生態(tài)系統(tǒng)。常見的微生物修復(fù)方法包括生物濾池、生物反應(yīng)器等。這些方法可以通過(guò)微生物的降解作用去除或轉(zhuǎn)化環(huán)境中的污染物，從而達(dá)到修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)的目的。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)污染物的種類、濃度、水體的性質(zhì)等因素選擇合適的治理方法。

5 礦山修復(fù)工程措施

5.1 高陡坡治理

對(duì)于坡度較陡、局部倒坡、邊坡表面凹凸不平及巖體較破碎等問(wèn)題，采用臺(tái)階式削坡的方式進(jìn)行治理，按1.0∶0.7的坡率進(jìn)行削方（控制每一處邊坡坡度不大于55°），臺(tái)階高度為10 m，馬道寬度為3 m，削方后形成四級(jí)邊坡。削坡后對(duì)坡面進(jìn)行清坡處理，清除坡面的浮石和破碎巖體。在治理過(guò)程中，可采用機(jī)械鑿石削方、人工清坡等方式。

5.2 邊坡治理

對(duì)于礦山煤矸石廢渣堆積形成的邊坡，采用臺(tái)階式放坡的方式進(jìn)行治理，按1.00∶1.19的坡率進(jìn)行削方（控制每一處邊坡坡度不大于40°），臺(tái)階高度為5 m，馬道寬度為3 m，削方后形成七級(jí)邊坡。為利于后期土地復(fù)墾復(fù)綠，修整現(xiàn)有礦區(qū)道路。

5.3 地表水治理

在平整礦區(qū)場(chǎng)地前，治理現(xiàn)有礦坑內(nèi)的廢水，使得各項(xiàng)指標(biāo)均滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5084—2005）的要求后才能排出礦區(qū)。排水水量根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料和治理區(qū)匯水面積進(jìn)行計(jì)算，得到礦區(qū)地表最大徑流量約為1.4 m3/s，明溝的最大流速約為3.3 m/s。

5.4 綠化恢復(fù)

根據(jù)礦區(qū)的特點(diǎn)，在礦渣放坡坡面、馬道和平整后的平臺(tái)表面添加農(nóng)用石灰石作為中和劑，對(duì)礦渣放坡坡面、馬道采用機(jī)械“噴混植生”方式綠化，噴混厚度為10 cm，其中混合土厚度為8 cm、種子土厚度為2 cm。在各級(jí)平臺(tái)上覆0.5 m厚的耕植土用于植被恢復(fù)，要求土質(zhì)的pH值為5.5～8.5，含鹽量不大于0.3%。

6 綜合效益分析

6.1 績(jī)效目標(biāo)

第一，通過(guò)實(shí)施礦山生態(tài)修復(fù)工程，獲得70 167 m2復(fù)墾土地。第二，有效消除礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害隱患。

6.2 生態(tài)環(huán)境效益

通過(guò)推行態(tài)修復(fù)計(jì)劃，成功縮小了巖石荒地的范圍，顯著提升了植被的覆蓋率，有效促進(jìn)了自然環(huán)境的恢復(fù)，減輕了人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響。同時(shí)，通過(guò)治理礦區(qū)地表水，改善了周邊居民的水源環(huán)境，消除對(duì)水體的污染，有效保護(hù)了當(dāng)?shù)氐乃Y源。

7 結(jié)論

經(jīng)過(guò)一系列精心策劃的修復(fù)工程，包括整治高陡礦山坡面、加固邊坡、調(diào)控地表水系以及恢復(fù)綠化植被，成功地提升了治理區(qū)域的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。這些措施的實(shí)施，不僅穩(wěn)固了地質(zhì)結(jié)構(gòu)，還促進(jìn)了生態(tài)系統(tǒng)的再生與繁榮。礦山生態(tài)修復(fù)工程普遍存在修復(fù)難度高、修復(fù)成本高等問(wèn)題。從近年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，礦山生態(tài)修復(fù)工程應(yīng)當(dāng)從3個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。首先，做好宣傳工作。其次，制定科學(xué)的生態(tài)保護(hù)方案，拓展礦山修復(fù)治理資金來(lái)源。最后，加強(qiáng)過(guò)程管理及臺(tái)賬資料管理。此次項(xiàng)目的成功實(shí)施，可為同類型礦山生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目提供借鑒。

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