淺議孟家河露天開采石材礦區土地復墾與生態恢復

段倉熊

摘 要 礦山土地復墾和生態恢復是綠色礦山建設和礦區經濟綠色發展的重中之重。基于此，以陜西省漢中市略陽縣孟家河飾面用大理石礦區為對象，結合實際，探討了露天石材開采對礦區土地和生態環境的影響，提出了土地復墾及生態恢復的技術措施，旨在使礦山開采周期內受損土地能得到合理利用，使礦區生態環境得到有效恢復，進而促進礦山實現可持續發展。

關鍵詞 石材;礦區;土地復墾;生態恢復

中圖分類號：TD88 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.11.084

石材礦山在工程建設和礦體露天開采周期中會造成土地挖損、壓占損毀、土壤污染、地表水和地下水污染、水土流失以及地形地貌景觀破壞等問題，引發滑坡、崩塌、泥石流等地質災害，嚴重威脅著區域生態安全和人員安全，制約著區域經濟和社會發展，阻礙了生態文明建設[1]。而礦區土地復墾與生態恢復工作是將采礦損毀的土地和生態環境進行恢復治理，使其達到等同于或優于采礦前的土地利用和生態環境狀態，不僅能使土地資源得到合理利用，而且能夠保護環境、促進生態良性循環，是現階段我國倡導的綠色礦山建設和礦區經濟綠色發展的要領[2]。基于此，以漢中市略陽縣孟家河飾面用大理石礦區為對象，探討礦區土地復墾及生態恢復技術，以促進土地資源的可持續發展。

1 孟家河大理石礦區概況

礦區位于秦嶺西端，屬漢中市略陽縣觀音寺鎮孟家河村管轄，直距27 km。區內山高溝深，地形起伏大，高差極為懸殊，懸崖陡壁隨處可見，崗嶺起伏較緩，雜灌縱生，森林覆蓋率高，溝谷縱橫。氣候類型為北亞熱帶濕潤氣候，四季分明，溫暖濕潤，雨量充沛。土壤類型為黃棕壤土，土體呈黃褐色，質地為亞砂土、亞黏土，土層厚度在0.2～1.0 m，弱酸性（pH為6.6～6.9），有機質（3.150%～3.199%）偏低，全氮含量中等偏低，磷、鉀養分含量較豐富。區域植被發育以天然植被為主，覆蓋區域達到75%以上，植被類型主要為山地落葉闊葉和常綠闊葉混交林，其次為灌叢和草叢。

礦山開采礦種為飾面用大理石，采用露天開采方式，自上而下分臺階開采。礦區內由北而南有Ⅰ、Ⅱ兩個礦體，規劃開采年限18年。目前，礦山處于基建時期，未進行正式開采，僅對Ⅰ礦體和Ⅱ礦體西端進行了少量剝離和試采。地面擬建生活辦公區、工業場地、礦山公路、排渣場。

2 土地及生態環境受損分析

露天開采石材會引發土地損毀、地表植被破壞、地形地貌景觀破壞、含水層及水土環境破壞、地質災害以及生物多樣性減少等土地及生態環境問題。

孟家河礦區前期進行了少量剝離和試采，試采區已對土地造成挖損，渣堆也造成了土地壓占。待正式生產后，礦山開采將會造成大量土地挖損，地面擬建的生活辦公區、工業場地、礦山公路以及排渣場也將對土地帶來挖損或壓占破壞[3]。結合實際，礦區土地受損分析結果見表1。

由于礦山建設工程及采礦活動，局部地段形成了高陡邊坡，在長期雨水侵蝕和風化作用下，導致覆蓋層及強風化層工程力學性質差，會引發局部小型滑坡、崩塌地質災害發生。礦區開采過程中會形成大量剝離棄渣，雖然針對棄渣修建了排渣場，但后期排渣場堆積棄渣方量較大，在強降雨條件下，易形成泥石流地質災害。礦山建設工程及采礦活動大量開挖礦體，會形成大面積的采空區以及基建設施修筑，嚴重破壞地形地貌景觀。礦體開采最低標高950 m，位于礦區侵蝕基準面（710 m）以上，礦體開采層為白色厚層狀大理巖，礦物成分無放射性物質，無有毒有害等元素，采出礦石不經過選礦過程，因此采礦活動對地下水影響較小，對區內及周圍生產生活供水影響較小，但在開采過程中剝離表層土壤將對原土壤的結構和層次造成破壞，使其喪失抗侵蝕能力，在遇強降雨時易引發水土流失。

3 土地復墾及生態恢復的技術措施

3.1 土地復墾

3.1.1 土壤重構

1）Ⅰ、Ⅱ號露天采場、礦山公路土壤重構。礦山為露天自上而下臺階式開采，開采過程中首先進行礦體上部的剝離工作，剝離物主要為耕植土、少量碎石，經篩選將少量碎石運至排渣場，耕植土通過礦山公路運至上個開采臺階存放，隨著開采臺階依次堆放，清除場地中殘留的雜物，人工整平復墾場地。由于場地土壤容重大，土質較瘠薄，肥力不足，需要對其進行土壤改良，改良的方法為每公頃施150 kg無機復合化肥。2）排渣場、工業場地、生活辦公區土壤重構。清理廢渣后，對場地進行平整，平整后對場地土壤進行翻耕，翻耕厚度≥30 cm，覆土有效厚度約0.5 m。土地復墾時，先在平臺面均勻鋪設農作物秸稈，每公頃用量為10 000 kg，農作物秸稈可從當地收購。然后從排渣場（棄土區）取土運輸至復墾地，進行表土覆蓋，覆土厚度50 cm。從排渣場運來的表土經過長時間堆存，土壤養分部分流失，需要采取一定的措施進行土壤改良培肥，一般2～3年就能有效恢復地力，達到高產穩產[4]。通常可采用增施無機化肥、輪作倒茬、用養結合和秸稈還田措施提高土壤肥力。復墾施工期每公頃施150 kg無機復合肥，后三年管護期增施無機復合肥300 kg·hm-2，也可增施有機肥料，但未經腐熟處理的畜禽糞便不可直接施入耕地，腐熟處理后的人糞尿可以作耕地基肥。秸稈經機械粉碎后，均勻拋撒、翻耕到土壤中，可疏松土壤，增加土壤有機質含量，改善土壤理化性狀和保水保肥的能力，提高農作物產量，秸稈用量為10 t·hm-2。

3.1.2 植被重建

在Ⅰ、Ⅱ號露天采場復墾區穴植1年生刺槐，設計行距2 m，株距2 m，覆土有效厚度為0.3 m，種樹時間為每年的3—4月，每年進行補植。林間適當撒播白三葉、紫花苜蓿、草木樨等草本植物以增加復墾區生物的多樣性。排渣場、工業場地、生活辦公區根據當地實際種植玉米、大豆等經濟作物[5]。

3.2 含水層破壞修復

礦山開采最低標高高于當地侵蝕基準面，因此采礦活動未造成區域含水層水位下降。且礦區生活污水排放量小，對地下含水結構、水位及水土環境狀況影響較小，不易造成礦區及周邊地下含水層結構破壞、水位下降、水土環境污染，因此對地下含水層的保護以預防和監測為主，主要采取自然恢復。

3.3 水土環境污染修復

礦山開采及加工均在當地最低侵蝕基準面以上，基本不存在地下水污染，且采出礦體不經過選礦工藝直接加工進行運輸銷售，鑿巖、采裝時采用噴霧水方法降塵，用密閉車廂運輸石料，以防止揚砂、掉塊，影響大氣環境，除廢石廢渣外無其他影響環境的污染源存在。礦區生活辦公區生活廢水排放入污水處理池內，處理后用于礦區生產灑水降塵。生活垃圾應定點集中堆放，及時就地挖坑掩埋處理，防止對水體等造成二次污染。礦山屬中型礦山，日常辦公人數不多，所產生的生活廢水及生活垃圾較少，對當地水土環境影響較小，因此水土環境修復主要采用自然恢復。

3.4 地質災害防治

為防治泥石流災害，礦山基建階段需將試采期間堆積在溝道的棄渣及后期礦山開采產生的廢渣按要求運至擬建排渣場堆置，并在排渣場的下方修建重力式漿砌石擋渣墻，在壩體下方預留泄水暗渠，在擋渣墻內設置排滲孔，每隔2.5 m高度設置一排滲孔，直徑為10 cm，每排10個。擋渣墻長度約30 m，高10 m，頂寬5 m，采用M7.5漿砌塊石砌筑，外坡坡比為1∶1.5，內坡比1∶1，擋墻基礎坐落在新鮮基巖上。為防止大氣降水匯入排渣場引發地質災害，應在排渣場外圍及Ⅰ號采場頂部修建截排水渠，部分地段水渠坡度較大時采取人工加粗或底流式消能措施[6]。排渣場及Ⅰ號露天采場周邊截水溝凈斷面為梯形，底寬0.5 m，頂寬0.8 m，兩側內坡比為1∶0.3，渠深0.6 m，均采用C15混凝土支護，支護厚度0.1 m。礦山閉采后對排渣場進行覆土回填，以恢復植被，進而恢復礦山自然環境。

4 結語

孟家河石材礦露天開采造成了礦區土地挖損和壓占破壞，同時引發了礦區地表植被破壞、地形地貌景觀破壞、含水層及水土環境破壞以及地質災害等生態環境問題。針對以上問題，應采取土壤重構、植被重建、含水層修復、水土環境修復及地質災害防治技術措施，有效指導礦區土地復墾及生態重建，促進礦區可持續發展，推進綠色礦山建設和礦區經濟綠色發展。

參考文獻：

[1] 馮國寶.煤礦廢棄地的治理與生態恢復[M].北京：中國農業出版社，2009.

[2] 胡振琪.土地復墾與生態重建[M].徐州：中國礦業大學出版社，2009.

[3] 方星.礦山土地復墾理論與方法[M].北京：地質出版社，2015.

[4] 張磊，才慶祥，彭竹.大型露天礦土地復墾和生態重建技術初探[J].露天采礦技術，2008（3）：51-53，57.

[5] 程夢云，劉國勇.土地復墾與生態修復技術在西南重晶石礦山中的應用[J].現代農業科技，2012（11）：242-243.

[6] 蘇衍江，郭立新.淺談宋集屯露天礦土地復墾與生態重建[J].露天采礦技術，2008（2）：54-55.

（責任編輯：劉昀）