廢棄礦山地質環境恢復治理方案研究

黃 樂

（瀏陽市自然資源局，湖南 瀏陽 410300）

長期以來，礦產開發處于粗放型的發展狀態，大量礦山開發導致資源枯竭。廢棄礦山是人類為獲得礦產資源而對土地進行劇烈改造的區域，是劇烈人為干擾下的一種特殊的環境類型。隨著人們生態環境意識的提高，礦山地質環境問題受到社會的普遍關注，如何恢復和治理廢棄礦山的地質環境成為專家學者探討的焦點。本文以廢棄礦山地質環境中存在的問題為切入點，探討廢棄礦山地質環境恢復治理的相關措施，以期為其恢復治理工作提供參考。

1 礦山地質環境評估

受到礦山自身特性的影響，其環境破壞原因大多是礦物的開采挖掘所導致的，礦山周邊產生了大量的固體廢棄物無人處理，廢棄物大面積堆積使原有的地貌景觀遭到破壞，開采場周邊的自然植被遭到嚴重碾壓。由于人們一味追求礦業經濟的發展，而忽視生態環境的保護，導致地區的礦區因礦業活動而誘發了地面沉降，水均衡破壞等問題。

礦產資源的開采對周邊環境產生的危害十分嚴重，比如露天砂石礦產資源多處于山區或丘陵地區，海拔大多在100m～1000m之間。人們在露天開采時，很容易形成露天邊坡，導致滑坡事故多發。

另外有礦區位于泥石流發育的泥石流溝上游，在多雨季節時，礦物開采所產生的固體礦渣，將會形成泥石流，使周邊城鎮居民的生活受到影響，嚴重時甚至會危及生命；礦山地質環境的評估需要遵循一定的原則，制定健全的評估指標，結合當地礦山的實際情況，選擇最為適合的定量評估方式，按照礦山開采對周邊環境的破壞程度，以及對周邊居民日常生活的影響程度，將評估結果按照危害程度劃分，找到主要矛盾的形成原因，并以此為依據，將原有的恢復治理方案加以改進。

選取具有獨立性的評估指標，避免重復計算所導致的評估結果偏差，保證評估的科學性與真實性。礦山地質環境評估體系是一個有機整體，必須客觀全面地反映出礦山資源分布情況，生態環境，采礦工程活動等各系統指標，且反映出上述指標間的相互關聯程度。

2 廢棄礦山地質環境中存在的問題

礦產開采都會影響礦區地貌，尤其是露天開采模式。礦區生產以挖損土地和剝離土地為主，地表植物被砍伐，植被大面積損毀，山巖大面積裸露，與此同時，開采所產生的大量固體廢棄物會侵占很多土地資源，導致許多林地及農用地荒廢。廢棄物的大量堆積及常年擱置，使得礦區土壤性質下降，水土流失及大氣污染都較為嚴重，進而降低了礦區生物的多樣性，生態群落及生態環境都遭到嚴重破壞。礦產開采很有可能對地下水資源含水層造成破壞，若長時間廢棄而無正規管理，則會造成水污染擴散至地下水，給附近居民用水帶來安全威脅。

2.1 大面積占用土地

大部分礦區露天開采過程中，廢石剝離能力比較有限，造成廢棄物的大量堆載，占用大量地耕地及林地。開采過程中，臨時居住建筑、工廠及礦區道路等也會大量占用土地資源。土地資源的嚴重浪費加劇了人地矛盾，嚴重影響了社會經濟的發展，也加劇了土地荒漠化及水土流失，生態環境更加惡化，對附近植被造成一定破壞。露天開采過程中會產生大量廢棄物，外排廢棄物占用的土地是遠高于開采區，大量土地資源被浪費，生態環境破壞嚴重。

2.2 植被被破壞

在礦山開采過程中不可避免地會不同程度地改變原有地貌地形，給地表景觀帶來極大影響。露天開采過程中會破壞植被或者造成植被損毀和砍伐，工業設施、尾礦及廢水排放等的大量碾壓和占用使原有植被遭到不可逆性的破壞。礦區可能散布著剝離的大量廢棄石，植物無法存活，數量不斷降低，適應能力差的植物甚至消失，植物及動物的數量及種類都會大量減少，生態系統急劇惡化，生物多樣性嚴重改變，從而加劇了生態環境惡化。

2.3 生態環境問題突出

礦山的長期開采導致大量可利用土地被占用，尤其是露天開采，其外排的大量廢棄物不僅造成大量土地資源浪費，還給周圍大氣環境造成極大污染，導致環境惡化。開采過程中產生的粉塵大量浮于地表，在風力作用下，會嚴重污染周圍空氣，導致空氣質量急劇降低。無序堆積的大量廢棄土石，結構松散，極易被搬運，在風和雨水的作用下向周邊迅速擴散，加上大多巖土中碳酸鈣的含量較高，空隙大，少有水肥，無生物性的作用，磷、氮的含量比較低，很難生長植物。同時，礦產資源的開采導致礦區土地巖石裸露，起伏不平，土壤缺失，造成生物生長環境急劇惡化。此外，大量的開采活動加重了礦區土壤板結及水土流失，原有生態環境遭到嚴重破壞，鄉土植物群落幾乎蕩然無存，植物發生逆向演替。

2.4 景觀破壞嚴重

礦山的大量露天開采給礦區地貌帶來嚴重影響，殘垣斷壁遍布，植被完全消失，整體地貌嚴重破壞。周圍大量廢棄物的堆載導致林地及農作物被大量破壞，動植物及生物群落破壞嚴重，整個景觀系統生硬、單調，極為不自然，同周圍自然景觀非常不協調。景觀破壞導致礦區地質災害頻發，水污染、大氣污染等問題嚴重影響當地居民生活。林地和農用地的減少也降低了礦區周圍民眾的收入，加上不斷蔓延的水土流失導致礦區周圍土壤肥力和保水能力下降，整個生態鏈的效益普遍減少。

3 廢棄礦山地質環境恢復治理

3.1 土壤恢復治理方法

3.1.1 墊層法

墊層法適用于地下水位以上的土壤局部或整片處理，可處理的濕陷性黃土層的厚度為1m～3m。依據廢棄礦山地形特征和廢棄礦采坑調查結果，按照采坑的實際寬度、深度對其坑內殘山、邊坡浮石、巖墻和外圍渣堆等進行清除，將挖方廢渣用于平整低洼處，進行墊層補救。清理堆載廢棄物時，應充分考慮采坑附近填料是否充足，廢棄物為首選填料，以確保土地資源恢復的效益最大化。礦區土地平整后，土壤層厚度下降，會出現基巖裸露和無土壤層的問題。礦區土壤流失嚴重，要想恢復礦區生態環境，人們必須先改良土壤，恢復土壤層后方可復綠。廢棄土地可以通過客土覆蓋的方式恢復土壤層，人們可以將礦區附近可利用土源覆蓋到修復的土壤位置，為復綠提供土壤條件。

3.1.2 擠密法

擠密法適用于處理地下水位以上且飽和度≤65%的濕陷性黃土，可處理的濕陷性黃土層厚度為5m～15m。廢棄礦山地質環境恢復治理中改進后的擠密法，即擠密強夯法應嚴格按以下步驟進行：平整場地→標第一遍夯點位置，測量場地高程→起重機就位，夯錘置于夯點位置→測量夯前錘頂高程→將夯錘起吊到預定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后放下吊鉤，測量錘頂高程→重復上步，在強夯完成后應填平凹坑，用落距6m低能量夯錘滿夯一遍，使夾層土密實。

3.2 植被恢復治理方法

采用土壤恢復治理方法整治好土壤后，要選擇抗逆性強的植物，構建人工植物群落，有效恢復植被，確保礦區生態環境治理效果。合理選擇修復植物是礦區植物群落恢復的關鍵，如果選擇的植物難以成活，就很難達到植被恢復效果。因此，在選擇植物時，人們要充分考慮土壤性質、區域條件和坡向等因素，選擇適應能力強、抗病蟲害效果好且能生長在貧瘠干旱區域的植物，確保其根系深、生長速度快且冠幅擴展快，具有經濟利用價值。

植物群落是恢復治理礦區生態環境首先要考慮的重要內容，選擇合適的植物群落極為關鍵，要確保其同周邊生態環境相協調。植物群落品種的差異直接影響礦區生態環境恢復成本和植物群落穩定性，所以要依據保持水土穩定和因地制宜的原則，合理選擇和搭配植物品種，構建起由草、藤、灌、喬等組成的生態群落體系，其間要堅持鄉土植物與外來植物相結合、維持生物多樣性的修復原則。植被修復技術主要有階梯法、PMS植生基材噴射法和客土噴播法等，其中邊坡復綠采用階梯法，土壤性質改善選用客土噴播法，高陡邊坡選用PMS植生基材噴射法。

重建景觀是廢棄礦山治理中與礦區歷史人文、社會經濟發展協調統一的工作，合理重建景觀能夠確保礦山同周圍環境的統一和諧，推動當地人文發展和經濟社會的發展。廢棄礦區是人為劇烈擾動的破壞性景觀，也是人類為獲取資源對土地的一種破壞，開采前后，礦區景觀發生天翻地覆的變化，景觀的生態平衡被打破，改變的景觀已經超出或失去自我調節能力，使得景觀更加突兀。因此，要想重建景觀，人們必須充分了解礦區社會經濟狀況、人文景觀、歷史背景、景觀破壞程度及主要污染等，科學評估廢棄礦區的景觀破壞程度，依據美學原理科學地規劃用地，以強化礦區社會活動管理，改善廢棄礦區生態景觀，確保其治理后能夠長期正向演替。

4 恢復治理方案改進

結合礦山地質環境評估結果，將礦山劃分為不同區域，實行分區治理，按照區內相似、區際相異的原則，將其分為地質環境治理區、預防區以及保護區三類。將破壞較為嚴重的地區劃分為礦山環境治理區，針對該區域重點治理。采用超前開采利用疏干水的方法，在含水層被破壞之前，選擇合適的統籌方式，將其存儲起來，以保證供水水源充足。根據山體滑坡的穩定性評估結果，確定工程規模及工程量，制定科學的開礦方案，避免無序開采造成簡單的坡高和坡角，并及時搭建支擋工程，加固該區域并修建排水工程建設。在礦產開采結束后，向所產生的地面塌陷及裂縫處灌注水泥砂漿，采取密閉，灌漿措施，保護地下坑道安全。若地面塌陷規模較小，可以直接向其填充固體廢渣，并禁止周邊居民在該區域內開展生產建設活動。

因廢棄物大面積堆積使原有的地貌景觀遭到破壞區域實施生態修復工作前，對區域內植被資源進行一次調查摸底，嚴格控制礦山開采廢石占用土地，禁止在規定場地外開展礦業生產活動，禁止挖損土地，破壞植被，隨意倒渣。具體實施方案在原礦堆場后背部修建擋墻，礦區沿河道修建河堤護坡，將廢石堆積場地清理出來，進行綠化治理。

根據對礦山地質環境進一步評估，對泥石流高發區采取斜坡多級截水措施，使徑流繞開形成區，直接進入溝口，消除泥石流形成的水動力條件；另外設置攔擋，可以起到減速滯淤的效果。

5 結語

恢復廢棄礦區的自然生態環境，對于當地經濟建設的可持續發展，避免發生地質自然災害具有重要作用。生態環境恢復是治理廢棄礦山地質環境的基礎，必須在消除地質災害的前提下平整和恢復土地資源，恢復植被資源，為廢棄礦區營造良好的生態環境。在廢棄礦山的恢復治理過程中，人們可以采取回填露天開采坑、修筑排水系統、重構植被生態體系等措施，修復土地資源，種植多種植物，以改善廢棄礦區生態環境，為周圍民眾創造宜居的生活環境。