礦山地質環境恢復治理及綜合利用探討

李欣遠

（甘肅煤田地質局一四九隊，甘肅 蘭州 730000）

礦山地質環境是一個涉及眾多學科的復雜問題，早在工業革命時期，外國一些研究人員就已經開始對礦山地質環境相關的理論進行了研究，并且在上個世紀三十年代美國、英國、法國等一些歐美國家就開始重視對礦山地質環境恢復和治理，綜合利用礦山廢棄物及廢水，并且針對礦山地質環境恢復治理及綜合利用問題形成了一套比較系統化的方法[1]。1985 年英國土地管理局還出臺了礦山地質環境恢復治理長期目標戰略計劃，以及礦山地質環境綜合利用方案，截止到目前為止，美國已經徹底清除了將近60 個廢棄礦山，英國清除了54 個廢棄礦山，由此可見外國政府對礦山地質環境恢復與改造是十分重視的。而國內對于礦山地質環境恢復治理問題比較輕視，在礦山開采過程中不注重地質環境保護，過度開采礦產資源，導致礦山地質環境遭到了嚴重的破壞，引發了一些列地質環境問題，其中包括水土資源流失、地質災害頻發、生態環境遭到破壞、水資源受到嚴重的污染等，再加上國內關于礦山地質環境理論研究相對比較落后，導致我國礦山地質環境治理恢復和綜合治理進度長期處于停滯不前的狀態[2]。直到近幾年國家對生態環境污染問題日益重視，對礦山地質環境的理論研究也被提到日程上來，土地資源部也在積極的開發礦山地質環境的恢復和治理技術，并且也專門成立了相應的監管，還引進了一些國外的先進的礦山地質環境理論，在礦山地質環境恢復治理及綜合利用方面也取得了明顯的成果。但目前現有的礦山地質環境理論多數是針對局域問題的單因素分析，雖然目前我國的礦山地質生態環境恢復與治理工作已經有了很大的進步，但依然存在著嚴峻的問題，為此提出礦山地質環境恢復治理及綜合利用探討。

1 礦山地質環境恢復治理措施

1.1 妥善治理礦山施工用地地質災害

礦山在施工過程中由于對原有地質結構造成了破壞，會引發一些列的地質災害，地質災害的發生不僅會給施工安全造成影響，還會擴大礦山施工用地地質損壞范圍，所以若要恢復礦山地質環境，首要任務就是要對礦山施工用地地質災害進行妥善處理。礦山施工用地地質災害主要有泥石流及地面坍塌，泥石流形成的基本條件主要包括地質條件、水源條件以及地形條件三個因素。其中地質條件主要表現在泥石流形成的松散碎屑物質上，當礦山開采完畢后會產生了大量礦產廢渣、廢石和廢土，而這些廢棄物是形成泥石流地質災害的主要物質來源；由于礦山溝谷之間的發育、山坡的坡度較大、相對高度較高等地形時形成泥石流地質災害的主要地形條件；充足的水資源是形成泥石流地質災害的必要條件，對于部分地區而言，強降水季節已經成為了泥石流地質災害出現的高發季節。根據礦山施工用地泥石流形成條件，本文提出以下具有針對性的治理恢復措施：①清理水源條件。在礦山開采階段立即實施排水及排導工程，例如截排水溝、埋設排水管管道等工程，防止礦區表面的水源匯入到礦區中的廢渣場、廢石場當中；②建立支擋工程。當對礦山開采后的物源清理時出現成本較高或沒有合理的石、廢渣、廢土堆積場地時，應當采用修筑攔渣墻、攔砂壩以及格柵壩等永久性建設工程，從而防止物源向礦山下游地區的轉移；③實施植被恢復工程。通過栽種樹木、覆土種草的形式，恢復礦區施工用地的植被，利用植被防止雨水對廢渣、廢石和廢土堆的濺蝕，進一步縮小地面水資源的徑流，并起到對礦區土質加筋的作用，同時植被恢復還可促進礦區的可持續發展。

礦企在進行施工建設期間，由于需要對地下水進行抽采，會增加采空區面積，礦山地表易出現裂縫、下沉、塌陷等災害[3]。對礦山水文地質條件進行有效勘查，再加上防滲帷幕治理措施，有助于控制礦山施工區域塌陷位置水位變化。對于地質災害嚴重區域可以用材料進行回填，回填后平整處理，防止災害進一步惡化；對于采空區中存在的地裂縫問題，應當采用注漿加固、土地平整等施工進行治理。通過實施以上提出的治理措施，恢復礦山施工用地的地質結構。

1.2 擴大礦業用地復耕還田規模

大多數礦山開采過程中都是采用平面拓展型露天開采，這種開采方法主要特點就是施工占地面積比較大、占地速率比較快，如果利用傳統的復墾方法來恢復該區域地質環境具有較大的難度，且施工量比較大。針對這一問題，最有效的治理恢復方法就是擴大礦業用地復耕還田規模。礦業用地是由礦坑和四周邊坡組成，由于四周具有一定的坡度，若要實現復耕還田首先需要在四周邊坡種植植被，防止邊坡水土流失覆蓋農作物，種植的植被品種要與種植環境相符，否則邊坡治理不會達到預期效果[4]。邊坡距離施工點比較近，土壤中可能會含有大量的重金屬，并且土壤中的養分和有機質含量比較少，在加上邊坡土壤比較貧瘠，所以可以選擇一些比較耐活、抗旱的植被物種。由于邊坡各幫坡度不同，且受陽光照射情況也存在較大差異，考慮到各個區域植被生長環境，分別對邊坡各幫植被種植選取了相應的植被物種，具體如下表所示。

表1 礦業用地邊坡植被種植

對于礦山礦坑的復耕還田采用填充方法對礦坑進行填充。首先在礦坑最底部填充一部分礦山施工廢料，厚度大約在3.5m ～4.5m 之間；再在該基礎上覆蓋一層紅土，紅土具有隔離的作用，可以有效阻擋廢棄物中有毒有害物質，覆蓋厚度大約在0.5m 左右；在黃土表層覆蓋一層紅土、黃土混合土，混合土的配比：紅土：黃土=7 ：3，覆蓋厚度為1m ～2m。如果覆土造田之后想要在該區域種植當地的農作物，還需要再在混合土表面覆蓋一層當地的耕植土，厚度為0.5m 左右即可，耕植土可以選取礦山附近的農田土壤，覆土造田之后就可以在原本礦坑的表面上種植農作物。通過以上措施可以有效擴大礦業用地復耕還田規模，還可以提高礦業用地綜合利用效率。

1.3 加強對礦山水資源恢復治理

礦山水資源是礦山地質環境恢復治理工作中的一個重要部分，此次對于礦山水資源恢復治理分為地表水資源與地下水資源兩部分。礦山地表水資源恢復治理：①在礦山廢棄物堆放點周圍砌墻筑壩，防止雨水沖刷廢棄物，起到攔截的作用。②增加植被覆蓋率，防止水資源流失。③在施工點周圍修建排洪渠，將地下水與自然降水引入到附近河流中。④對于施工過程中產生的工業廢水進行集中收集，防止水污染。礦山地下水資源恢復治理：①加強對礦山地下水的動態監測，嚴格控制礦山地下水下降漏斗，以防止礦山地下水遭到污染。②合理開發礦山地下水資源，增加對礦山地表水用量。③注重礦山水工環地質環境勘查工作，根據勘查結果制定礦山開采方案，對開采層位和開采井位進行合理布局，將礦山施工活動對地下水水量減少的影響降到最小。

2 礦山地質環境綜合利用

礦山開采過程中會產生大量的廢水和廢棄物，減小廢水和廢棄物對礦山地質環境的影響，以下針對礦山地質環境綜合利用需求，對礦山廢水和廢棄物綜合利用提出了相應意見和建議。

2.1 礦山廢水綜合利用

礦山廢水主要有采礦廢水、選礦廢水以及礦資源林濾廢水三種，其中采礦廢水是指礦山在露天開采過程中因自然降雨產生的一些礦坑積水，由于這些廢水接觸不到礦山廢棄物，所以選礦廢水受污染的程度不是特別大，可以將該部分廢水從礦坑中抽取出來，將其作為農業灌溉水對礦山農田進行灌溉；選礦廢水是指在對礦石選取過程中產生的廢水，這部分廢水中會摻雜大量的礦體懸浮物，且與礦石接觸時間較長，導致選礦廢水中重金屬濃度嚴重超標，從目前現有對選礦廢水處理技術來看，如果單純對該部分廢水利用處理技術進行處理使其符合國家排放標準，不僅處理過程比較復雜，而且處理過程需要經歷較長的時間。因此對于選礦廢水的利用可以根據該部分廢水的具體水質情況，再確定選礦廢水的用途。將水質比較好的選礦廢水利用處理技術進行處理，處理過后可以將其用作礦山周圍農田灌溉，將水質較差的選礦廢水回用到選礦工藝中，對其進行循環利用，這樣不僅可以節約水資源，還能降低廢水處理成本；林濾廢水是礦山廢棄物與雨水接觸后形成的廢水，該部分廢水中含有可溶性的金屬離子，如果不對其進行處理就將其排放，會對礦山附近河流以及礦山淺層地下水造成嚴重污染，同時還會影響到河流下游的農田。由于該部分廢水比較少，容易收集，可以將其收集后進行統一處理，將廢水中的可溶性金屬離子去除后，可以利用其對礦山附近農田進行灌溉，或者將其用到礦山選礦工藝中，節約選礦工藝對新水的用量。

2.2 礦山廢渣綜合利用

礦山工程施工中所產生的廢渣、廢土、廢石被隨意放置，侵占了礦山一部分可利用的地質資源，長期堆放會造成水體污染、土壤污染。一般情況下，廢棄礦物總含量占礦物總量的四分之一，為了防止礦山廢渣未進行正確處理而引發化學污染問題，要做到對開采出的礦產資源進行合理利用，對廢棄礦石進行二次加工，為建筑施工提供原材料。在廢棄物加工過程中對礦物化學成分進行分析，檢驗加工后的原材料是否含有有害物質。若所加工出的原材料不含有害物質可作為井下施工的填充材料，提高礦山廢渣、廢石的利用率，減少廢棄物的堆積。

3 結語

此次結合相關文獻資料，對礦山地質環境恢復治理及綜合利用進行了研究，有利于促進礦產行業可持續發展，此次研究具有一定的社會意義，對礦區地質環境恢復治理工作的開展具有一定的參考價值，同時也為礦山地質環境綜合利用方案的制定提供了基礎依據。由于此次研究時間有限，以及查閱的文獻資料有限，雖然取得了一定的研究成果，但在研究內容上還存在一些不足之處，今后會對礦山地質環境恢復治理及綜合利用進行深一步的探討。