芻議礦山地質環境恢復治理新技術

陸英睿

（廣西泰誠土地咨詢有限公司，廣西 南寧 530029）

0 引言

礦山地質環境問題來源于礦業開發活動，其類型、表現形式、損毀程度與礦山開采方式、開采規模、開采礦種、地區地質環境等因素相關，按礦業生產活動導致的結果可將礦山地質環境問題劃分為礦山資源問題（包括閉坑、壓占、煤矸石排放等問題）、礦山水文地質問題（指受礦山活動影響的地表水系結構、地下水結構、井下透水、突水等問題）、礦山地表地質災害問題（如崩塌、滑坡、泥石流等采礦誘發的地質災害）。本文表述的礦山地質環境恢復治理旨在通過多種生態環境修復手段，對礦山開發導致的礦山生態系統破壞，進行恢復與重建，其目的就是平衡礦山開采與生態保護之間的關系，總結礦山地質環境恢復治理的新技術。

1 礦山地質環境問題的類型劃分

1.1 礦山資源問題

礦山資源問題的本質就是礦山開采帶來的資源相關問題。主要包括開采礦山、在建礦山、政策性關閉礦山、歷史遺留礦山的工業場地、煤矸石場、尾礦庫等對表土的壓占、損毀問題。主要表現形式為土地與植被被壓占、地下水均衡系統遭破壞、地質遺跡遭破壞、地形地貌改觀、人文景觀被破壞等。從某種角度上講，這類問題更偏向于規劃問題，是可以在設計階段通過規劃手段來更好地實現礦區資源的利用。例如，通過煤矸石井下填充避免矸石山堆積，通過生活區景觀湖凈化后再利用，解決礦井涌水量、易污染、難消化的問題。

1.2 礦山水文地質問題

礦山開采活動對水文地質的影響分為對地下水結構的影響和對地表水系結構的影響。

對地下水結構的影響表現為：礦產品及矸石、尾礦等受雨水淋濾后，通過井巷或地層裂隙滲入、滲透到地下含水層，從面造成地下水水質污染；或進行井工開采時掘進巷道、硐室、工作面等導致地層塌陷、破壞含水層結構等造成地下水賦存空間的發生較大變化。對地表水結構的影響表現為：露天礦山開采或地下開采引發地表地形變化、塌陷等問題，從而對地表水系的徑流及水體造成影響。

1.3 礦山地表地質災害問題

礦山地表地質災害問題是礦山開采導致的極為嚴重的問題。礦山開采引發的礦山地質環境問題是多樣的，主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地表塌陷、地表沉降、尾礦庫潰壩矸石山自燃等。

1.4 礦山土壤環境問題

隨著國家保護耕地資源的力度在加大，社會各界對礦山土壤環境的監測和治理更加關注。礦山資源的開發會對礦區土壤理化性質造成損害，值得注意的是，對于高潛水位地區，積水盆地中土壤因積水過深可能完全失去利用價值，在體量上失去的這部分土壤等于是被完全損毀。

2 礦山地質環境損毀的形式

2.1 形成地質災害

礦山地質災害是指礦業開發造成礦山地質環境惡化，進而給人類生產生活帶來影響的地質災害事件。在落實礦山地質環境恢復與治理措施前，一方面要調查礦區在建設前已經存在的地質災害，如滑坡、崩塌、泥石流等；另一方面要排查地質災害隱患，如露天采場失穩、崩塌災害，尾礦場潰壩隱患，采空區上方裂縫、塌陷等，如表1所示。

表1 全國礦區地質災害影響情況

2.2 影響地貌景觀

景觀環境是人類精神和理想在實質環境與自然環境的具體體現，在人類空間中相對穩定的構成要素，當景觀環境中固定的形態特征要素發生變化時，都將會對人們的生產生活造成影響。有研究表明，僅色彩不和諧可降低受害者勞動生產率1%，漫天風少和煙塵可干擾視覺，甚至影響人體健康。井工開采造成的地表塌陷、露天開采后遺留的深坑、工業廣場、生產建筑物及功能設施都會對原有地表植被和生態景觀造成嚴重的影響。

2.3 設施損毀、土壤發生變化

礦山開發不僅會對農業生產設施及其布置造成影響，而且還會改變土壤生物的多樣性。耕地一般會配套有灌溉、排澇、通行等基礎保護設施，而耕地周邊的礦山開采會造成部分設施損毀，導致耕地搞破壞能力及使用價值下降；開采帶來的沉陷和裂縫會使地層結構和溫度發生變化，會對土壤中的微生物造成直接的傷害，破壞生物多樣性，進而影響植物的生長和農作物的產量。

2.4 影響大氣與水文環境

礦山開采過程產生的揚塵及排放的有毒有害氣體，會對區域空氣質量造成影響，甚至會直接危害人體生命健康。強烈的采礦活動同時還干擾了地表水和地下水的分布結構，化學采礦的管理不當還會使水體受到污染，造成水體的嚴重污染。如氰化法處理金礦，一旦使含氰的廢水或尾渣流入水體中，治理難度非常大，污染一般是不可逆的。

3 礦山地質環境主要恢復治理方式

3.1 仿自然地貌恢復技術

在礦山地質環境恢復治理實施方案的基礎上，統籌考慮礦山的自然條件、地質環境條件、技術經濟可行性等因素，按照因地制宜、分類施策的原則進行工程設計。為遭受破壞的礦山地質重建一個仿自然地貌的人工生態系統，是目前被廣泛使用的理念。如經過人工重建的綠化煤矸石山、塌陷區經過人工改造后變成濕地公園等，都是典型的運用人工仿自然地貌恢復技術完成的。那些已經出現塌陷現象的礦山就要進行防滲透處理，重新種植花草樹木，特別是以馬尾松、爬山虎、葛藤為首的植被，提高植被的覆蓋率，可以采用這種方法來解決水土流失和塌陷的問題，但因其具有較重的人工痕跡，且改造花費費用較大、不易保持等特征，這對于面積較廣大的礦區來說并不是最佳選擇。例如，在了解當地自然生態系統特征及其演化規律的基礎上，分析采礦擾動對原生生態系統結構與功能的影響，按照仿自然生態景觀恢復的原則，構建景觀美學和環境學中能與臨近未擾動景觀相協調的景觀系統，恢復動植物棲息地，逐步提高生物多樣性承載能力，如圖1所示。

圖1 具有生物多樣性承載能力的露天礦山地質環境恢復示范景觀

3.2 邊采邊恢復技術

邊開采邊恢復其實也是采復一體化的另一種說法。首先要有把礦山地質環境恢復治理作為采礦的一部分意識，在礦井開采設計階段便能充分考慮礦山地質環境恢復與治理的效果與要求，將規劃開采工藝與地質環境恢復治理措施相結合，以實現“邊采礦，邊恢復”的目的。

3.3 植物與微生物恢復技術

直接通過動植物、微生物進行礦區地質環境恢復治理，是目前衍生出較新的修復方法。其中植物修復的方法是：首先，建立穩定、可持續的喬、灌、草、藤多層次植物群落，再通過植物群落對土壤、空氣等修復對象的反作用來實現修復的手段；微生物修復的方法是：利用微生物的優勢，改善植物營養條件，促進植物生長和植被覆蓋，改善土壤質量，以達到恢復礦山地質的目的。

4 結語

礦山地質環境恢復治理的對象一般是特定的，而其恢復和治理的技術措施卻是多種多樣的，由于礦山地質環境恢復治理技術的理論體系目前尚未完善，也未能形成系統集成，再加上目前恢復治理過程中普遍存在重成本、輕效果的現象，造成了礦山地質環境恢復治理效果差、治理措施流于形式。接下來如何規避礦山地質環境恢復治理技術缺乏流域及整體恢復治理概念的弊端，如何實現礦山地質環境治理效果整體性和長效性，將成為礦山生態修復領域重點研究的工作之一。