昆鋼大紅山鐵礦土地復(fù)墾植被重建

肖 斌 范玉華，2 李 俊 楊光樹 覃龍江 武賢文

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650092；2.云南省地質(zhì)調(diào)查院，云南 昆明 650216；3.玉溪大紅山礦業(yè)有限公司，云南 玉溪 653405)

昆鋼大紅山鐵礦土地復(fù)墾植被重建

肖 斌1范玉華1，2李 俊1楊光樹1覃龍江3武賢文3

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650092；2.云南省地質(zhì)調(diào)查院，云南 昆明 650216；3.玉溪大紅山礦業(yè)有限公司，云南 玉溪 653405)

昆鋼大紅山鐵礦開采至今,對礦區(qū)范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境造成了破壞，為保證礦山生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展和礦山生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展，大紅山鐵礦對礦山范圍內(nèi)土地進行了復(fù)墾。主要通過分析大紅山鐵礦目前對礦山范圍內(nèi)不同地貌類型、不同海拔的生態(tài)環(huán)境造成的破壞，將礦山不同地形對應(yīng)的不同氣候條件進行分類，對不同地形地貌和不同植被體系采取相應(yīng)的土地復(fù)墾措施和生物配置方法來進行植被的重建。針對邊坡、平臺等地貌給出建設(shè)苗圃、有林地、條播喬灌草混交林、撒播灌草混交林、爬藤等方法，使占地面積為83.11 hm2的廢石場土地復(fù)墾率達99.80%，以求達到最大的社會、生態(tài)、經(jīng)濟效益，并結(jié)合國內(nèi)外礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的經(jīng)驗，給出了礦山生態(tài)環(huán)境保護、恢復(fù)的建議。

土地復(fù)墾 植被重建 環(huán)境保護 效益

昆鋼大紅山鐵礦地處云南省新平縣戛灑、老廠、新化3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的交界處[1-2]。目前，采選規(guī)模已達1 400萬t/a，作為昆明鋼鐵總公司的主要鐵礦石基地。該區(qū)鐵礦石開采主要有兩大采區(qū)：淺部熔巖礦露采區(qū)和深部礦體的地下采區(qū)。前者主要是哈姆白祖熔巖鐵礦，包含Ⅲ2、Ⅱ5、Ⅱ3鐵礦組，礦體主要為低品位礦，呈層狀產(chǎn)出，層位穩(wěn)定，連續(xù)性較好，標(biāo)高700～1 250 m，按每15 m 1個平臺進行露天開采；后者主要為礦區(qū)內(nèi)2大斷裂F1和F2所夾持的深部鐵礦，包含II1礦體組和深部Ⅲ、IV號礦體組，礦體主要為富礦和部分貧礦，基本順紅山組地層產(chǎn)出，標(biāo)高50～850 m，主要采用地下高分段無底柱分段崩落法[3]。淺部采區(qū)與深部采區(qū)在生產(chǎn)過程中，對礦山范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境造成嚴重的影響，這種影響也一直備受關(guān)注，嘗試采用不同措施降低生態(tài)破壞程度，同時致力于恢復(fù)已遭破壞的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，力求開拓礦山新產(chǎn)業(yè)。

1 礦山生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境的破壞

礦山和道路建設(shè)對地表開挖，破壞地表植被和土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致地表水土流失，無植被覆蓋的區(qū)域會造成塵土飛揚，局部會產(chǎn)生沙塵暴。

在對淺部熔巖礦開采過程中會產(chǎn)生一些高差較大的人工邊坡，雨季很可能會形成滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

隨著深部采區(qū)和淺部采區(qū)的開采，對周圍山體穩(wěn)定性造成破壞，一些地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)地表開裂、塌陷。

采礦過程中排出的廢石堆放于硝水箐和南部廢石場，占壓土地，破壞地表植被。

選礦過程中排放的尾礦砂經(jīng)管道和卡車輸送于龍都尾礦庫，占用了土地，破壞了植被。

雖然經(jīng)溶出試驗證明，尾礦與廢石均為無毒、無腐蝕性的固體物質(zhì)[3-4]，但以上對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境造成的破壞，導(dǎo)致水土流失，并可能誘發(fā)礦山泥石流和山崩，直接威脅著大紅山鐵礦的生產(chǎn)，極大地限制了礦山的發(fā)展。

2 礦山氣候條件

大紅山礦區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候。夏秋炎熱多雨，冬春溫和干燥，地形溫差顯著。年平均氣溫22.60 ℃，年平均降雨量940.6 mm，降雨集中于6—9月，多以陣雨、暴雨形式降落，平均蒸發(fā)量1 270 mm，3—5月最大，占全年蒸發(fā)量的40%，12月份最小，僅占5%，礦區(qū)風(fēng)向以西及西南風(fēng)為主，年平均風(fēng)速0.9 m/s。

根據(jù)新平縣地區(qū)多年氣象水文資料分析，該地區(qū)20 a一遇1 h最大暴雨量為41.6 mm，6 h最大暴雨量為58.2 mm，12 h最大暴雨量為63.8 mm，24 h最大暴雨量為82.4 mm。

根據(jù)“大紅山鐵礦區(qū)淺部熔巖鐵礦詳勘地質(zhì)報告附表”記載的觀測資料，氣象資料為：

(1)降雨量。大紅山銅礦地區(qū)雨季時間為5—10月，年平均降雨量930.8 mm；雨量最大的月份為8月份，平均降雨量209.1 mm；雨量最小月份為2月份，平均降雨量為4.6 mm。

(2)氣溫。月平均最低氣溫為15.1 ℃(1月)，月平均最高氣溫為29.1 ℃(6月)，月極端最高氣溫為42 ℃(7月)，月極端最低氣溫為1 ℃(1月)[4]。

3 礦山土地復(fù)墾

主要針對廢石場進行土地復(fù)墾，復(fù)墾的土地主要利用于：灌木林地、苗圃。土地復(fù)墾首先要對場地清理，繼而修建排水溝以及灌溉系統(tǒng)，最后覆土、喬灌木種植、草本撒播及管護措施等。具體復(fù)墾技術(shù)措施如表1所示。

表1 土地復(fù)墾技術(shù)措施

4 植被重建

4.1 苗圃

對于礦區(qū)內(nèi)淺部熔巖礦露采平臺1 160、1 050和1 020 m 3個臺面較大的平臺，將復(fù)墾為苗圃，樹種選擇為小葉榕、葉子花、黃花槐、清香木等，同時在地表采用狗牙根、旱地早熟禾和蔓花生的混播，以提高地表的植被覆蓋度，見表2。苗圃栽植樹木成長3～5 a，樹冠大于1 m2時，可進行移栽或出售[5-9]。

4.2 有林地

由圖7分析可知，當(dāng)氯酸鈉用量為4 g/L時，溶液中金的浸出率僅為55.72%，說明有較多的金未被氧化成離子，從而未被浸出；當(dāng)氯酸鈉用量為8～12 g/L時，溶液中金的浸出率增幅較大，金的浸出率為85%～95%；當(dāng)氯酸鈉用量繼續(xù)增加到為16 g/L時，溶液中金的浸出率進一步增加到98.64%，且曲線趨于平緩。由曲線分析可知，最佳氯酸鈉用量為16 g/L，此時金的浸出率為98.64%。

對除1 160、1 050和1 020 m 3個較大平臺復(fù)墾為苗圃外，其他平臺考慮復(fù)墾為有林地，喬木選擇旱冬瓜、云南松、狹葉山黃麻，灌木選擇迎春花、車桑子，草本旱地早熟禾和狗牙根[5]混播，見表3。

表2 1 160、1 050和1 020 m平臺紅土壤土地復(fù)墾生物措施配置

表3 795～1 180 m其他平臺紅土壤土地復(fù)墾生物措施配置

4.3 條播喬灌草混交林

對于廢石場邊坡水平溝整地后，考慮復(fù)墾為水平溝的喬灌混交林，喬木選擇旱冬瓜、狹葉山黃麻，灌木選擇車桑子、清香木；草本選用五節(jié)芒和狗牙根混播，見表4。

表4 廢石場邊坡795～1 180 m水平溝土地(紅土壤)復(fù)墾生物措施配置

4.4 撒播灌草混交林

對于廢石場邊坡中未開挖壕溝的區(qū)域，規(guī)劃采用車桑子、五節(jié)芒、旱地早熟禾、鬼針草等混合播種，種植與土按照1∶100重量比混合均勻后進行撒播，見表5，撒播厚度以不露出坡面石塊為佳，厚度約為1 cm。

表5 廢石場邊坡795～1 180 m未開挖土地(紅土壤)復(fù)墾生物措施配置

4.5 爬 藤

通過將整個廢石場平臺，邊坡，水平溝空間立體位置考慮在內(nèi)，對其進行分層治理，不同層面進行播種不同的植被，使植被存活率和覆蓋率最大。

5 土地復(fù)墾效益

(1)社會效益。廢石場占地面積較大，占地為83.11 hm2，由于廢石場長期裸露，對場地周邊環(huán)境造成較大的影響。同時，廢石場裸露的廢石在降雨較大時，容易引起滑坡、泥石流等自然災(zāi)害。因此，盡快對廢石場進行工程措施治理，及時跟進植物措施，可較好地改善項目區(qū)及周邊的生態(tài)環(huán)境，減少自然災(zāi)害的發(fā)生，也是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。

(2)生態(tài)效益。研究區(qū)所在區(qū)域主要以林業(yè)為主，廢石場平臺主要考慮進行苗圃和有林地的恢復(fù)，邊坡區(qū)域考慮條狀撒播喬灌草以及灌草結(jié)合撒播。按“合理布局、因地制宜”的原則進行治理，建成為人工與自然復(fù)合的生態(tài)系統(tǒng)，形成新的人工和自然景觀，將工程對生態(tài)環(huán)境影響減少到最低，以改善項目區(qū)的生態(tài)環(huán)境[10]。重現(xiàn)原有的生態(tài)環(huán)境和效益，充分發(fā)揮自然自恢復(fù)能力。土地復(fù)墾工程的實施，使占用土地生態(tài)功能得以恢復(fù)利用，土地復(fù)墾率達99.80%，生態(tài)效益顯著。

(3)經(jīng)濟效益。研究區(qū)廢石場內(nèi)復(fù)墾的苗圃和有林地面積較大，苗圃配備了小葉榕、葉子花、清香木和黃花槐等城市綠化常用樹種。3～5 a后，苗圃園的樹種均成長為適合城市綠化的大樹，售價也比栽植時翻數(shù)倍，經(jīng)濟效益顯著。同時，復(fù)墾區(qū)其他的林木在一定程度上增加了木材蓄積量，林木成才后進行合理開發(fā)利用，可獲得一定的經(jīng)濟效益。

6 國內(nèi)外礦山恢復(fù)治理經(jīng)驗

(1)在礦山開采前，有必要專門組織植被研究中心或社會機構(gòu)對礦區(qū)的喬木、灌木等植物的品種和分布進行調(diào)查分析，并收集本地植物種子，將大的喬木進行有計劃的遷移，在礦山生產(chǎn)到一定階段或停產(chǎn)后能夠達到開采范圍植物的原始恢復(fù)[10-11]。

(2)礦山在剝離表土?xí)r,考慮到下一步的復(fù)墾,須把適合于植物生長的腐植土單獨堆放,并把樹林砍伐后無用的樹枝、葉破碎成小塊,今后在復(fù)墾時可復(fù)蓋在表土上面,減少水份蒸發(fā),確保復(fù)墾植物的生長[12-13]。

(3)在開采期間要注意開采作業(yè)引起的粉塵、噪音、水污染與病菌對環(huán)境的影響造成對當(dāng)?shù)鼐用駬p害。為了把這些影響降到最低,對造成粉塵超標(biāo)的工藝需重新設(shè)計。工程項目實施前對當(dāng)?shù)卦胍粢M行測量。工程實施后,大型車輛引起的塵土、震動和噪音如超過允許標(biāo)準(zhǔn),為避免干擾居民,在靠近礦區(qū)邊的道路旁,要修筑堤壩;同時在礦區(qū)周圍種植樹木,平時采用灑水車降塵[14]。

(4)在開采前期就要對土地復(fù)墾編寫一個計劃方案，并且按計劃方案一邊開采,一邊把開采結(jié)束的范圍進行復(fù)墾。首先是對開采結(jié)束的礦區(qū)范圍進行科學(xué)的整理地形,依據(jù)周圍的地勢變化,略有起伏。地表大塊的石頭用機械破碎整平后,把開采剝離時堆積的表土復(fù)蓋。把整理好的礦區(qū)用經(jīng)濟協(xié)議的形式轉(zhuǎn)交給復(fù)墾綠化公司,復(fù)綠公司根據(jù)確定的復(fù)綠方案在表土上撒播植物種子,種植樹苗,移植大樹。采用本地的草本、灌木、喬木等植物品種,這些植物早已適應(yīng)了本地的生長環(huán)境,植被、復(fù)綠的效率較高[14]。

7 結(jié) 論

(1)礦山植被重建主要步驟歸納：①對礦山不同地形給出合理的重建方案，比如邊坡，主要重建為灌木林地，平臺，主要重建為苗圃；②對于苗圃、林地在植被選擇上要結(jié)合本地區(qū)原有植物體系進行選擇播種。

(2)對于礦山植被重建工作要充分考慮礦山生產(chǎn)規(guī)劃、礦區(qū)地理環(huán)境、植物生長水平、物種復(fù)雜程度，結(jié)合前人已有的經(jīng)驗給予切實合理的植被重建規(guī)劃，以社會效益和生態(tài)效益為主，兼顧經(jīng)濟效益，爭取達到多方利益最大化。

[1] 蘇成西，曾和平.昆鋼大紅山鐵礦生態(tài)恢復(fù)技術(shù)初探[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2005(1): 22-24. Su Chengxi，Zeng Heping.Discuss on ecological recovery technology of Dahongshan Iron Mine，Kunming Steel[J].Mining Safety and Environmental Protection，2005(1): 22-24.

[2] 寧佐金.新平大紅山銅鐵礦床控礦因素及成因分析[J].云南地質(zhì)，2010,29(4): 409-415. Ning Zuojing.Analysis of ore control factors & genesis of Dahongshan Cu-Fe deposit，XinPing[J].Yunnan Geology，2010,29(4): 409-415.

[3] 張國聯(lián)，邱景平，宋守志.無底柱分段崩落法最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法[J].中國礦業(yè)，2003，12(12):49-51. Zhang Guolian，Qiu Jingping，Song Shouzhi.The method to determining optimal structure parameter of non-pillar sublevel caving[J].China Mine Magazine,2003,12(12)：49-51.

[4] 翟春霞,周進生，王 浦.我國礦業(yè)城市低碳經(jīng)濟發(fā)展路徑研究[J].礦產(chǎn)保護與利用，2012(8):8-12. Zhai Chunxia，Zhou Jinsheng，Wang Pu.Study of low carbon economy development in domestic mining city[J].Conservation and Utilization of Mineral Resources，2012(8)：8-12.

[5] 常前發(fā)，雷平喜，蔡鴻起.黑色金屬礦山節(jié)約資源能源與減排形勢與對策[J].礦產(chǎn)保護與利用，2009(1):31-34. Chang Qianfa，Lei Pingxi，Cai Hongqi.Situation and countermeasures on energy & resources saving and reducing emission for ferrous metal mines[J].Conservation and Utilization of Mineral Resources,2009(1)：31-34.

[6] 王 波，葉新才，程從坤,等.銅陵地區(qū)礦山生態(tài)環(huán)境綜合治理途徑[J].長江流域資源與環(huán)境,2005,13(5):494-498. Wang Bo，Ye Xincai，Cheng Congkun，et al.Comprehensive approach to solve the Eco-environmental problem in the mining area of Tongling City，AnHui Province[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin，2005，13(5):494-498.

[7] 李 虹，方 敏，王志剛.戰(zhàn)略合作視角下的美國地質(zhì)調(diào)查局人力資源可持續(xù)發(fā)展[J].中國礦業(yè)，2012，21(9):39-41. Li Hong，F(xiàn)ang Min，Wang Zhigang.Human resources sustainable development of the U.S.geological survey on the perspective of strategic cooperation[J].China Mining,2012,21(9)：39-41.

[8] 袁先樂.堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略建設(shè)礦山生態(tài)環(huán)境綜合整治示范區(qū)[J].金屬礦山,2003(4):5-6. Yuan Xianle.Persisting in the sustainable development strategy and building the demonstration zone of comprehensive harnessing of mine ecological environment[J].Metal Mine，2003(4):5-6.

[9] 王英輝,陳學(xué)軍.金屬礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)技術(shù)[J].金屬礦山,2007(6):4-7. Wang Yinghui，Chen Xuejun.Ecological restoration technology for metal mine wasteland[J].Metal Mine，2007(6):4-7.

[10] 夏漢平,蔡錫安.采礦地的生態(tài)恢復(fù)技術(shù)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2002,13(11):1471-1477. Xia Hanping，Cai Xi'an.Ecological restoration technologies for mined lands[J].Chinese Journal of Applied Ecology,2002,13(11):1471-1477.

[11] 胡振琪,凌海明.金屬礦山污染土地修復(fù)技術(shù)及實例研究[J].金屬礦山,2003(6):53-56. Hu Zhenqi，Ling Haiming.Investigation of remediation technology of contaminated land in metal mines[J].Metal Mine，2003(6):53-56.

[12] 刁心宏,遠 洋，張傳信.金屬礦山地質(zhì)災(zāi)害及其研究發(fā)展趨勢[J].金屬礦山,2006(6):1-5. Diao Xinhong，Yuan Yang，Zhang Chuanxin.Geological disasters of metal mines and trend in their research[J].Metal Mine，2006(6):1-5.

[13] 常前發(fā).礦業(yè)循環(huán)經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展[J].金屬礦山,2014(2):171-175. Chang Qianfa.Circular economy and sustainable development of mining industry[J].Metal Mine，2014(2):171-175.

[14] 姚 震,李 虹,楊貝貝.可持續(xù)發(fā)展視角下美國地質(zhì)調(diào)查局的做法及啟示[J].金屬礦山,2014(2):96-99. Yao Zhen，Li Hong，Yang Beibei.Practice and enlightenment of the U.S.geological survey from the perspective of sustainable development[J].Metal Mine，2014(2):96-99.

(責(zé)任編輯 徐志宏)

Land Reclamation and Vegetation Reconstruction of Dahongshan Iron Mine of Kunsteel

Xiao Bin1Fan Yuhua1,2Li Jun1Yang Guangshu1,3Qin Longjiang3Wu Xianwen3

(1.FacultyofLandResourceEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650092，China; 2.YunnanProvincialGeologicalSurveyInstitute，Kunming650216，China; 3.YuxiDahongshanMiningCo.，Ltd.，Yuxi653405，China)

Till now，the exploitation of Dahongshan iron ore of Kunming Iron and Steel has caused damage to the ecological environment within the mining area.To ensure sustainable development of the ecological environment and the mining production，land reclamation within the mining area were made by Dahongshan Iron Mine.Through analysis of different landforms and ecological damage at different altitude within mining area of Dahongshan Iron Mine，the mines are classified according to different terrain corresponding to different climatic conditions.The appropriate land reclamation measures and the biological configuration approach are proposed for different terrain and different vegetation systems for vegetation construction.For slopes and platforms，nurseries，forest，mixture drilling of tree，shrub and grass，mix sowing of shrub and grass，and creepers are proposed.By this method，the waste rock dump with site area of 83.11 hm2can realize land reclamation rate of 99.80% to maximize social，ecological and economic benefits.Combined with domestic and international mining experiences，recommendation on mine ecological restoration and environment protection is given.

Land reclamation，Vegetation reconstruction，Environmental protection，Benefits

2014-06-04

肖 斌(1988—)，男,碩士研究生。通訊作者 李 俊(1962—)，男，博士，副教授。

X5

A

1001-1250(2014)-09-160-05