山西省陽泉市黃河流域歷史遺留礦山生態修復技術分析

曲彥明

摘要：開采礦山獲得經濟利益的同時，給原有的生態環境也帶來了破壞和影響。針對山西省陽泉市黃河流域歷史遺留礦山，本文剖析了當地礦山開采引起的地形地貌、土地占用、土壤侵蝕、地表水水質、景觀格局等方面對環境的影響，研究了礦山生態修復治理的技術，包括露采場邊坡的治理技術和采空區的生態重建工藝等。

關鍵詞：廢棄礦山；露天開采；生態修復

20世紀80年代以來，隨著國家對礦產資源需求的增加，山西省陽泉市礦業經濟獲得了迅猛發展，但是在礦山開采過后形成了大量的遺留礦山，造成了山西省陽泉市黃河流域生態環境破壞問題。特別是露天開采遺留礦山，不但影響自然景觀、造成環境污染，而且還會誘發山體滑坡，造成水土流失等地質災害。因此，如何恢復和重建山西省陽泉市黃河流域歷史遺留礦山已退化的生態系統成為當前的重要課題。礦山生態恢復是以生態環境恢復為核心，研究如何根據實際情況，因地制宜、因礦施治，落實礦山生態環境恢復工作，從而取得生態、經濟、社會的最佳綜合效益。通過生態恢復促進山西省陽泉市黃河流域歷史遺留礦山的生態和經濟價值再生。

1.礦山生態環境破壞問題

隨著礦山開采活動的加劇，環境問題變得日益突出，特別是露天礦山開采造成的生態環境問題越發嚴重（圖1），這主要體現在下面幾點：

1.1對土地資源造成大量消耗；

1.2對土地資源造成大量消耗，無法應用，不僅對生態系統造成巨大破壞，又影響土地資源與社會效益的發揮；

1.3礦山開采形成大量邊坡，邊坡失穩之后加劇地質災害的發生；

1.4被礦山開采廢棄物堆置，造成環境污染問題日益嚴重；

1.5礦山距離交通干線、河流、保護區或者城市相對較近的，在礦山開采過程當中，又會對這些區域造成巨大破壞，嚴重影響這些區域進行經濟規劃與建設，阻礙當地經濟社會發展。

2.治理礦山生態環境的技術分析

治理礦山生態環境，主要涉及恢復與重建采礦場生態，如恢復重建礦山開采形成的邊坡以及恢復重建礦區開采形成的大量采空區。

2.1恢復重建采場邊坡

治理礦山邊坡生態環境過程當中，主要涉及的內容包括兩個方面：首先排除邊坡的危險性，對于崩塌落實隱患予以消除，提高治理成效，同時恢復植被，將植被涵水、固土以及滯塵、同化，改善惡劣氣候的生態功能充分發揮出來，這是礦山治理的根本目的。

2.1.1治理邊坡穩定性

在治理邊坡過程當中主要采用以下方式：

2.1.1.1針對一些和相關要求不符合的邊坡，削坡減載已超過山頂開采面的邊坡，如果邊坡高度不大，可以運用坡腳填方方式進行治理；

2.1.1.2邊坡區域富水的應當進行疏干排水，必要時可以利用鉆孔排水進行治理；

2.1.1.3地質條件復雜易引發巖層滑動或者滑坡的，在治理過程當中應當設置擋石壩與抗滑樁；

2.1.1.4地質破碎帶對局部造成影響的，通過錨桿、鋼筋網噴砼護面進行防治；

2.1.1.5危巖體積較大，深部出現裂縫，可以運用長錨桿或者深孔預應力錨索加固處理；

2.1.1.6軟質石邊坡存在嚴重的巖石風化問題，容易引發塌方問題在削坡之后，通過擋土墻予以支撐，并運用框格式拱墻對高處進行護坡；

2.1.1.7為了避免滾石傷及人體，對撬毛工作嚴格檢查，并實施工程綠化，將金屬網或者塑料格柵網鋪設山坡上進行治理；

2.1.1.8礦山地勢較高的，認真檢查堆砌的廢碴場是否會引發坍塌、泥石流等災害，與要求不相符合的，及時進行清理，或者建設攔碴壩進行攔擋。

2.1.2植被恢復

2.1.2.1創造生態復綠工程良好的基質條件

土壤、有機質、穩定劑、保水劑以及肥料和酸度調節劑與消毒劑、團粒劑在相應比例要求下合理配比，創建生態基質。通過生態基質的創建，其作用是：①為植物生長創造合理的物理結構；②確保基材混合物在坡面的穩定性，減少雨水造成的侵蝕現象；③為植物生長創造有利的養分供應；④確保植物生長過程當中有著良好的水分平衡；⑤與植物產生共同作用，對坡面封閉，減少風化因素影響，導致坡面剝落。

2.1.2.2如何選取修復礦山生態的植物

關停之后的露天開采礦山很多環境條件都十分惡劣，山體上裸露若大面積的巖石，有很多開采廢渣堆積在地面上，缺水干旱，土壤非常貧瘠，自然綠化難度非常大，應當對合適的綠化植物進行選擇。

（1）選取植物原則

與當地氣候特點充分結合，考慮地理位置以及成土母質特性科學合理的選取植物：

抗性：基于生態因子下，植物在不斷演化與適應過程中，產生一些特殊習性，能夠在礦山環境下生存發展，如具有較好的耐熱性，耐旱性，耐貧瘠性，抗污染性等；

區域性：選擇適宜當地環境生長的鄉土植物品種；

美化：礦山復綠過程當中，利用園林植物在局部地段進行造景，增加美化效果；

易采集：選擇當地有著豐富資源，投入商業化運行的植物品種，或者是已經引入的外來植物品種與通過國內試驗性能優越的植物品種；

長短結合：選擇能夠短期實現復綠效果，同時又能達到長期生物演替的植物品種，栽植方式可以運用分期栽植或者混種、混播。

在礦山生態修復過程當中，植物選擇要充分考慮礦山未來發展過程當中土地的運用，和當地氣候條件以及土壤條件，倘若是以自然生態恢復為目的植被，必須要對植物種類事先確定。

（2）配置植物

選擇好植物種植類型之后，科學的配置，促進礦山生態修復植物健康生長，合理縮短植物演替周期，提高礦山修復效果。要做到：①結合暖季型和冷季型草進行種植，使其適宜礦山區域冬夏季節氣候；②結合豆科植物與非豆科植物進行栽植，豆科植物根部有著很多根瘤菌具有很好的固氮作用，可以使基質營養得到有效改善；③木本植物和草本植物有效結合，提高固土抗寒性能；④常綠植物配合落葉植物，增加冬季綠化效果；⑤有效結合喬灌草花，增加綠化的立體多層性；⑥植物與深根植物有效結合；⑦多樣性選擇植物科學搭配；⑧搭配普通樹種以及產業樹種；⑨合理組合鄉土品種與外來品種；⑩搭配植物過程當中還要充分考慮有無化感現象。

2.1.2.3治理礦山生態環境的工程綠化工藝

（1）噴混播型

針對礦山巖面坡度較大的設置平面鐵絲、錨固以及塑料網，通過力噴混機，逐層的對土壤、有機質、肥料、粘合劑、保水劑以及疏松材料等進行噴涂，在巖面網架中進行噴射，下層固化之后，在進行相應的噴灌，達到相關厚度要求，之后將進行草籽噴播。也可把灌木以及草種在木屑、泥炭以及水、粘合劑、保水劑、土壤、化肥等混合料裝入到相應容器當中，通過離心泵在坪床上利用軟管輸送進行噴播，使覆蓋物保持均勻性，有效保護草種層，并在土中滲入多余水分。

（2）放緩邊坡復土型

高度不高，且較大坡度的，通過將其境界擴大，邊坡放緩，開展覆土綠化，將泥土堆積層向上、向后扒開，暫時進行存放，接著將邊坡放緩，將堆積保存的泥土回覆到坡面上。

（3）營造臺階型

較大坡度的礦山，有著穩定致密的坡面，很難進行邊坡放緩，可以創建臺階，臺階通常控制在10m以下，寬度控制在1m～2m，將種植槽設置在臺階上，按照60cm高度進行設計，在槽底5cm部位，合理設排水溝，將種植土回填其中。

（4）魚鱗坑型

對于60°以下的坡度，坡面在60m高度以下的，具有較好穩定性，底質存在相應的風化，將浮石清除之后，交錯的進行炸坑，也可以設置魚鱗坑，控制坑的大小，將水泥石塊圍巖設置在坑底邊，相聚坑底5cm部位設置排水溝，將具有保水劑的有機質營養土填入坑內，深度控制在50cm。

（5）框架復土型

含土非常少或者是沒有土，存在較大坡度坡面，主要運用削坡處理，也可在坡面通過水泥進行框架構筑，磚砌面選擇空心水泥磚，之后在其中填入土，再進行植物種植。

（6）暗臺階復土型

這一方式和框架復土型非常類似，主要應用于陡坡，在坡面上設置多個錨網臺階，通過水泥固化之后，將具有粘合劑的土壤復在暗臺階上，在進行植綠，前期階段還應當將無紡布覆蓋其上，避免雨水形成沖刷。

（7）植生袋法

將有機基質以及土和肥料、種子混合裝入乙烯網袋當中，其大小應當依照實際情況進行確定，通常設置為33cm×16cm×4cm，也可有效放大，主要應用在坡面存在一些渣土的區域，種子袋擺放過程當中，不能和地面留有縫隙，合理壓實，運用U形鋼筋式帶鉤竹扦在坡面上合理固定種子袋，七天之后便可發芽，這段時間應當合理地進行澆水。

（8）堆土袋法

根據坡面向上堆置草袋子，其中裝滿土，并將灌木種子或者草籽加入其中，覆土綠化。

（9）藤蔓植物攀爬法

裸露的巖石陡坡在礦山中常見，復土植綠存在很大的難度，此時可以將藤蔓作物具有的優勢充分發揮出來，對裸露的巖石陡坡進行綠化，如利用爬山虎藤蔓植物綠化巖石陡坡，還可以選擇蔓常春藤、忍冬等藤蔓植物對裸露巖石陡坡起到綠化遮蓋作用。

（10）高大喬木遮擋法

將大樹或者高大喬木移栽到礦山坡腳部位，覆土栽植，喬木高大，樹冠濃密，能夠對裸露的山坡起到遮蔽作用，不僅具有良好的觀賞性，而且還能為其他爬藤植物創造有利的生長環境，這一綠化方式工程量投入相對較少，操作起來也較為簡單，能夠大幅減少綠化成本。然而利用大樹和高大喬木進行綠化，通常2年～5年才能形成綠化效果，綠化周期相對較長，同時，高大喬木種植過程當中需要種植基質符合相關要求，確保水肥科學供給。

2.2生態恢復與重建礦山采空區

礦山開采過程當中形成很多采空區，這些是由于采礦過程當中露天剝離以及回采之后引發的空場，這些區域地表植被和生態環境遭受嚴重破壞，很難快速地進行自然恢復，需要開展生態重建工作，在恢復治理采空區過程當中采用的模式主要有三種，下面細分如下：

2.2.1利用農林重建采空區生態模式

礦山露天采工區如果較為平緩或者沒有積水的，可以利用農林進行生態重建，通過相應的工程措施，整平、覆土、充填露天采空區，之后種植農林，依照不同的充填物質合理充填，主要包括充填人造土層或者泥漿運輸充填以及剝離物充填等。

2.2.2運用蓄水進行生態重建

如一些礦坑常年積水，或者是傾斜礦床開采過程當中產生的礦坑，可以發揮蓄水體的作用，將其作為水源池、發展漁業或者污水處理池等。

2.2.3挖深墊淺綜合利用采空區生態重建模式

對于一些挖損坑有季節性積水或者不積水的，運用挖深墊淺方式進行處理，可以合理開挖設置成水體，用作水源或者進行水產養殖，還可以發展種植業。

3.結語

總之，經濟社會發展，社會建設過程當中，對于能源的需求越來越大，礦山資源開采在滿足社會各個方面能源需求的同時，極大地推動了經濟社會的持續穩步發展。但是也必須要看到礦山采礦工作結束之后，產生的很多歷史遺留礦山給生態環境造成了破壞性也相當的嚴重，嚴重阻礙生態環境持續發展。對于山西陽泉市黃河流域歷史遺留礦山必須要盡快采取有效的措施進行修復，將破壞的礦山環境面貌及時修復與恢復。在此過程當中可以將生態修復技術充分利用，恢復治理礦山生態環境問題。并且在工作實際還應當對國外在礦山修復治理過程當中的立法經驗，于保護環境管理制度科學借鑒，運用到當地遺留礦山生態環境修復工作當中，提高科技利用率，強化管理，將生態修復技術具有的優勢充分發揮出來，提高礦山修復成效，實現環境更好保護，推動可持續發展。

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