露天礦山生態(tài)環(huán)境綜合治理途徑分析及實例

劉 聰

(鳳陽瑯琊山礦業(yè)股份有限公司)

礦產(chǎn)資源是一個國家發(fā)展的基礎(chǔ)，我國資源種類齊全，礦產(chǎn)品自給率約占80%；但我國小型礦山比較多，在開采過程中存在監(jiān)管困難，在開發(fā)和利用中存在開采破壞性大、環(huán)境污染嚴重、資源利用率低的現(xiàn)象，不但資源浪費嚴重，而且影響了周邊居民的正常生產(chǎn)生活，同時也對周邊的生態(tài)環(huán)境造成了不可逆的破壞[1]。

部分礦山在開采過程中取得了良好的經(jīng)濟效益，但法律意識淡薄，存在快速回收成本，未認真履行企業(yè)的主體責任，對《礦山地質(zhì)環(huán)境恢復治理與土地復墾方案》等相關(guān)責任執(zhí)行效果較差，未做到邊開采、邊治理，造成礦權(quán)到期，企業(yè)消亡，生態(tài)環(huán)境破壞，地方政府買單的現(xiàn)象。廢棄礦山將可能引發(fā)一系列的環(huán)境問題，造成礦區(qū)地面塌陷、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，地下水資源及其含水層破壞等，損害了生態(tài)環(huán)境，破壞了人類的生活環(huán)境，違背了可持續(xù)發(fā)展觀。

1 礦山生態(tài)環(huán)境綜合治理措施

(1)加強政策引導、強化監(jiān)管，促進礦山升級。在治理修復廢棄礦山的同時，結(jié)合當?shù)毓┙o關(guān)系的現(xiàn)狀，在滿足市場的基礎(chǔ)上，控制資源型企業(yè)規(guī)模，淘汰生產(chǎn)及設(shè)備落后企業(yè)。強化監(jiān)督，督促企業(yè)落實主體責任，認真履行環(huán)境治理與土地復墾方案，同時明確礦山地質(zhì)環(huán)境治理保證金返還管理與驗收標準制度，做到源頭控制引導[2]。

(2)加快礦山環(huán)境治理技術(shù)的科研與轉(zhuǎn)化。利用現(xiàn)階段礦山發(fā)展的優(yōu)良時機，鼓勵企業(yè)增加研發(fā)投資，提高資源利用率。開展尾礦利用研究，回收尾礦中其他有價元素，把尾礦加工成高附加值及高技術(shù)的新型產(chǎn)品，進一步挖掘礦石的剩余價值，減少不可再生資源的消耗。

(3)鼓勵產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，提高礦產(chǎn)資源核心價值，提供治理經(jīng)濟基礎(chǔ)。非建筑類的礦產(chǎn)資源，逐步加強資源整合，優(yōu)化核心資源的配置，主動引導下游產(chǎn)業(yè)進駐資源產(chǎn)地，實現(xiàn)深加工產(chǎn)業(yè)鏈。對于核心原料礦產(chǎn)資源豐富的地區(qū)，要盡快將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，增加整合力度，實現(xiàn)資源規(guī)模化生產(chǎn)。根據(jù)資源特色，建設(shè)以礦產(chǎn)開發(fā)利用為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)集群，從研發(fā)到集中生產(chǎn)構(gòu)建較為完整齊全的產(chǎn)業(yè)鏈，形成產(chǎn)業(yè)核心競爭力，最大限度地提高礦產(chǎn)資源的價值，逐步形成開發(fā)、利用、治理的良性循環(huán)。

2 礦山生態(tài)環(huán)境修復治理技術(shù)

露天礦山要按照邊開采、邊治理的開采思路，積極向恢復自然生態(tài)的治理方向邁進。開采過程中企業(yè)要更好地提供人力、物力，保障地質(zhì)環(huán)境治理效果。現(xiàn)階段我國采用的邊坡治理方式主要有生態(tài)袋柔性邊坡綠化防護型、緩坡覆土型、分層臺階型、植生袋植生盤型、堆土袋型、客土噴播型，其他還有四旁綠化法、藤本攀緣法、暗臺階復土法、框架法、直升飛機噴播法、原生植物移植法以及復草皮法、抗侵蝕被、網(wǎng)席法等多種形式[3]。

某露天礦山最終邊坡采用了客土噴播綠化治理，取得了較好的治理成果，邊坡坍塌等地質(zhì)災(zāi)害基本得到了遏制，達到了青山綠水的良好生態(tài)效果，其治理前后對比見圖1。

圖1 某礦山治理前后對比

3 礦山邊坡特點及治理實例

3.1 露天采場邊坡特點

露天礦山在進行生態(tài)環(huán)境治理時，首先要防止邊坡坍塌及其地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，然后才是復墾綠化，最終達到生態(tài)治理修復的目的。露天礦山一般具有以下特點：

(1)露天礦最終邊坡成型后，高且陡，高度一般幾十米到幾百米，走向一般為數(shù)公里，因而邊坡暴露的巖層多，一般坡面角大，多為陡坡，少部分坍塌后會與地面垂直或呈傘檐狀。

(2)露天礦山最終邊坡是自上而下逐步形成，礦山服務(wù)年限越長，上部最終邊坡裸露時限越長，受到自然侵蝕破壞越嚴重，同時下部邊坡則受到的壓力越大，因此上下部邊坡的穩(wěn)定要求不相同。

(3)露天礦山地質(zhì)環(huán)境復雜，礦石中常伴有夾石層、夾泥層，導致形成的最終邊坡坡面結(jié)構(gòu)不均勻，裸露狀態(tài)下受到雨水沖刷遭到的破壞程度也不相同，軟弱處極易產(chǎn)生崩落、散落、座落、坍塌和滑動等地質(zhì)災(zāi)害。

(4)露天礦山最終邊坡成型方式一般有光面爆破、預裂爆破或機械修整等形式。在此過程中，不可避免地對巖石應(yīng)力場產(chǎn)生擾動，改變了巖石的應(yīng)力平衡狀態(tài)，破壞了巖體的完整性，降低了巖體強度。同時，使巖石直接暴露于空氣中受風雨的侵蝕，進一步導致最終邊坡產(chǎn)生變形破壞，致使巖石易失穩(wěn)坍塌。

3.2 某礦山最終邊坡客土噴播治理實例3.2.1 最終邊坡治理設(shè)計原則

結(jié)合礦山的具體情況和地質(zhì)條件及施工現(xiàn)場的可行性等因素，噴播工程設(shè)計主要原則為：

(1)消除災(zāi)害、安全優(yōu)先的原則。通過工程治理，治理區(qū)存在的或潛在的崩塌等地質(zhì)災(zāi)害得到有效治理，基本消除礦山邊坡的地質(zhì)災(zāi)害隱患，保證礦山的邊坡穩(wěn)定。

(2)因地制宜、技術(shù)可行的原則。根據(jù)邊坡坡面的具體情況，針對現(xiàn)有的地形條件，采用適合各個地段特點的技術(shù)方法進行綜合治理。

(3)堅持技術(shù)導向的原則。在項目實施過程中，采用科學的施工方案和先進的工藝技術(shù)，探索適合本地氣候條件、地質(zhì)環(huán)境條件等綜合因素的技術(shù)路線和方法。

(4)生態(tài)效益統(tǒng)一性原則。通過科學有效的治理，把治理區(qū)與周邊環(huán)境相融合，形成一個有機的生態(tài)環(huán)境體系。

3.2.2 坡面清理與敷設(shè)金屬網(wǎng)

某礦山最終邊坡坡面呈階梯狀，坡度較陡，不宜采用機械清坡，使用人工清除斜坡表面松散塊石、浮土，確保坡面整潔干凈，適合植被喬木灌木生存。采用鍍鋅鐵絲網(wǎng)，規(guī)格為φ2.0 mm，網(wǎng)孔5 cm×5 cm，網(wǎng)寬200 cm。將鍍鋅鐵絲網(wǎng)向坡頂上方延伸80 cm以上，用錨固件固定。坡頂固定好后，自上而下掛網(wǎng)，搭接距離不小于10 cm；網(wǎng)面和坡面間應(yīng)均勻一致保持4～5 cm空隙。坡面巖質(zhì)采用鐵質(zhì)錨固件；土質(zhì)或碎石坡面采用木質(zhì)錨固件。

3.2.3 噴射混合基材

(1)培養(yǎng)基。當?shù)赝痢⑸啊⒂袡C質(zhì)按一定比例摻和攪拌，形成物理和化學穩(wěn)定性好的改良土壤，經(jīng)高穩(wěn)離子反應(yīng)后確保土壤培養(yǎng)基質(zhì)量。根據(jù)治理區(qū)巖質(zhì)酸堿性，采用對植被無損害的弱酸堿性的物質(zhì)中和，使培養(yǎng)基更有利于植被生長。

(2)植物纖維及復合纖維料。為了增加土壤培養(yǎng)基的強度和保水性，同時增強適合植物生長的緩釋肥，加入復合性纖維。植物纖維吸水性良好，添加后使土壤顆粒的連接作用更加緊密，對土壤培養(yǎng)基起加固及穩(wěn)定的作用。

(3)土壤穩(wěn)定劑。土壤穩(wěn)定劑由天然植物性油脂的誘導體組成，施工時對混合基材反應(yīng)起促進作用，形成穩(wěn)定的土壤培養(yǎng)基。

(4)種子。根據(jù)不同的綠化目標，選擇不同種子的配合比，多選擇抗性好、對環(huán)境承受能力強、適合本地生長的鄉(xiāng)土種子。采用冷季型草和暖季型草結(jié)合，豆科和非豆科結(jié)合，落葉植物和常綠植物結(jié)合，外來種與鄉(xiāng)土種恰當組合，主要以灌木為主。栽植植物按適地適樹原則混合分散種植，以營造自然野生式景觀。

(5)客土噴播作業(yè)。將噴播材料通過相應(yīng)的機械設(shè)備分層噴播到坡面上，噴播厚度為8～12 cm。噴播作業(yè)完成后采用無紡布覆蓋，保證通風的前提下防止暴雨沖刷。

3.2.4 養(yǎng) 護

噴播后邊坡一般養(yǎng)護2 a，主要任務(wù)是通過灑水、施肥及掃除病蟲害，保證治理區(qū)苗木成活率，達到坡面穩(wěn)固的目的。養(yǎng)護期結(jié)束后，主要依靠植物自身生長能力。邊坡面的植被覆蓋率及灌木與草本的合理搭配，可增加本地植物的生長侵入力，使復綠成果與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，最終達到與生態(tài)環(huán)境相一致的目的。

3.3 礦山復綠植物的選擇

每一個地區(qū)的植物生長都有自身特點，它是經(jīng)過長期優(yōu)勝劣汰選擇的結(jié)果，生存下來的植物更符合當?shù)氐臍夂蛱攸c。因此，礦山邊坡森林化植被構(gòu)建的物種選擇，必須對周邊山體植被的物種組成與結(jié)構(gòu)進行仔細的調(diào)查研究，優(yōu)先選擇周邊山體的鄉(xiāng)土物種，這是礦山邊坡森林化構(gòu)建的重要基礎(chǔ)，也是礦山邊坡人工復綠趨近于自然、免養(yǎng)護或少養(yǎng)護和生長相對穩(wěn)定的根本保證。復綠植物選取原則如下：

(1)強適應(yīng)性。部分邊坡坡度較陡，覆土及有機質(zhì)厚度有限，土壤存水率不高，因此對植物生長要求也較高，應(yīng)選擇以灌木為主，同時要求灌木種類有耐寒、耐旱、耐貧瘠的生長特性。

(2)美觀性。在復綠過程中，應(yīng)選取部分園林景觀植物及花卉，點綴坡面及平臺，使復綠源于自然，高于自然。

(3)根系發(fā)達。增強坡面的穩(wěn)固需防止雨水的沖刷，減少水土流失，植物需有發(fā)達的根系生長進入巖石裂隙，穩(wěn)固巖石，增加坡面的整體性。

(4)常綠與落葉結(jié)合。邊坡復綠在達到地質(zhì)災(zāi)害治理的前提下，綜合考慮社會生態(tài)環(huán)境，在秋冬季節(jié)有部分常綠植物，提高礦山的觀賞性。

4 結(jié) 語

(1)礦山的土地復墾和生態(tài)修復是一個長期且復雜的工作，它涉及到技術(shù)、組織和管理等多個方面。做好礦山的土地復墾和生態(tài)修復工作，能夠消除邊坡坍塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患，較大程度地改善礦區(qū)視覺環(huán)境，提升礦山的安全水平和環(huán)保形象，但前期投資一般較大，需要礦山企業(yè)進行不斷投資，治理過程需要政府不斷地督促及政策地鼓勵。

(2)在礦山環(huán)境保護與綜合治理中，土地復墾和植被恢復是最迅速有效的方式。客土噴播技術(shù)作為新興工藝，就目前來看，施工方便、見效快、成果好，在露天礦山邊坡恢復治理項目中具有一定的推廣價值。

(3)不同的地質(zhì)條件、氣候特點適用不同的生態(tài)修復方法。只有不斷地摸索適宜礦山的生態(tài)修復措施，才能不斷提升企業(yè)的生態(tài)效益和社會效益，達到統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源開發(fā)和生態(tài)環(huán)境保護的良性循環(huán)。