礦山廢棄地生態修復研究
——以云南省昆明市東南部滇池畔的礦山為例

趙文鋼

云南能投新能源產業園投資開發有限公司

礦產資源開發對國家經濟的發展有著較強的支撐作用，隨著國家對礦產資源需求的增加，過度開采導致礦山生態環境遭受嚴重的破壞。由采礦所形成廢棄地對礦區的地質、水文、地貌、植被、土壤等均產生了很大影響，并危及人類的生存與健康，影響了區域生態環境和經濟的可持續發展。因此，需要通過科學合理的礦山修復模式和工程措施來對正在開采或者已經廢棄的礦山進行生態環境的修復，以改善礦區人們的生存環境、推動區域生態環境和經濟的可持續發展。

1 礦山廢棄地生態環境現狀

1.1 礦山環境概況

云南省昆明市東南部滇池畔的礦山主要是進行石材的開采，在區域內為了進行石材的開采，對山體進行了大規模的高角度切坡，這樣就導致采礦面與遺留面之間形成了一個較為陡峭的斜坡。同時由于該區域處于西山斷裂帶，地質構造特殊，前期的爆破開采導致山體出現很多危石。隨著時間的推移，在自然條件的作用下，出現滑坡，坍塌的風險增大，對礦區居民的生命財產安全帶來很大威脅。同時開采的廢石大多數都堆放在自然溝谷的底部，容易形成滑坡的危險，以及出現泥石流的情況，嚴重威脅了礦區周邊地區的安全。

1.2 礦山對地質環境的影響

通過對該區域進行調查可以發現，區域內的礦山地質災害主要包括滑坡、不穩定邊坡、潛在的泥石流等。其中滑坡有3處，不穩定邊坡有4處，潛在泥石流溝2條，其中滑坡2個為小型的土質滑坡，1個為中型的巖質滑坡，并且現狀條件較差，具有一定的危險性。不穩定邊坡全部為露天開采形成的高陡坡，高度在20～40 m之間，穩定性較差，極易發生危險威脅過往行人的生命安全，同時這些有地質災害風險的區域如果不進行工程措施治理，很難自然恢復，存在較大的潛在風險。潛在的兩條泥石流溝分別是黃土坡大溝和王家營大溝，溝底主要分布的是采石所產生的廢石和廢渣，并且溝岸的松散土層厚度為0.5～3 m，如果出現強降雨天氣，泥石流發生的風險較高。其中以清水溝南側滑坡為例，該滑坡處于清水溝村南800 m處，屬于現代巖質滑坡，滑坡具有較為清晰的滑坡周界，滑坡的邊緣坎高為6～15 m，前沿陡坡高度是3～5 m，滑坡的長度和寬度分別是80 m和250 m，滑坡體積為300 000 m3，根據滑坡的數據可以判定這次滑坡屬于中型滑坡。從現場的情況分析，滑坡物質的組成為石灰巖石塊以及生物碎屑，同時結構較為松散。石塊的直徑大小為0.2～1 m，較大的不超過2.5 m。造成滑坡的主要原因是由于坡體前沿受到采石開挖的影響，同時該坡面的傾斜度達到了60°。該區域的巖體因采石的原因導致巖層的構造受到了破壞，從而導致巖體的完整性較差，在重力作用下產生了滑坡。后續在雨水的作用下可能出現二次滑坡的現象。

1.3 礦山對植被的影響

礦山在進行石材開采的過程中對山體的表土進行了剝離、開挖山體以及砍伐樹木等活動，對周圍的植被造成嚴重破壞，通過測量，直接被破壞的土地面積達到5.27 km2。大面積的巖石開采導致山體的巖石裸露，出現“馬賽克”斑痕，加劇了巖石的石漠化，對礦山周邊的生態景觀價值造成嚴重的影響[1]。同時開采所產生的廢石廢土存在亂堆亂放的情況，大量占用周圍的土地。沒有制定合理有效的保護措施，很容易出現植被破壞，最后導致水土流失。

1.4 礦山對地下水的影響

該區域的礦山有多年露天開采石灰巖、白云巖等巖石資源歷史，礦石開采區域處于地下水補給徑流區，礦石的開采導致巖溶含水層被破壞，并且該區域的地下水流向黑龍潭暗河。黑龍潭暗河是呈貢二水廠的水源地，也是昆明市的備用水源地，通過調查發現，在礦山開采過程中，每年雨季河水都會變渾，同時暗河的流量也在逐年下降，流量在20世紀80年 代 為220.61～1 532.56 m3/s，到2008年 則 是358.04～995.42 m3/s。除氣候等自然條件的影響，最主要的影響就是礦山的開采導致了巖溶裂隙。

1.5 礦山對生態系統的影響

礦產資源的開采在一定程度上對原有生態系統的平衡進行了破壞，首先是動植物的生存環境受到了破壞，導致植物的覆蓋率下降，同時植物的生存能力降低，動物也因生態環境的破壞而遷徙或者死亡，導致動物消失，降低了生物多樣性，對區域生物量有較大的影響。礦山關停后，由于土地的裸露，在自然環境的作用下導致該區域的土壤巖石出現粉塵化，隨著風力作用使空氣中的粉塵含量超標，造成嚴重的大氣污染并給周圍的居民生活帶來了嚴重的影響[2]。

2 礦山修復的原則

礦山生態修復需按照一定的原則，一是可持續發展的原則，立足當前形勢兼顧長遠發展來考慮，從有利于城市發展方向出發進行合理規劃，使生態修復有利于城市的可持續發展。二是協調性原則，在進行該區域生態修復的同時將生態修復方案與城市的總體規劃、土地使用規劃進行結合，保證生態修復與城市規劃等具有良好的協調性[3]。三是規劃修復與土地開發相結合的原則，在進行生態修復的基礎上，有效結合土地開發利用來進行，做到生態保護與土地開發的有效結合。四是工程治理與植被恢復相結合的原則，生態恢復應該結合工程措施，進行合理的植被恢復，有效地實現生態恢復。五是生態恢復與景觀再造相結合的原則，充分利用景觀生態學原理、脆弱生態帶原理以及水土保持原理來制定一套科學合理的生態恢復方案。六是生態環境效益與社會效益、經濟效益相統一的原則，充分發揮昆明市植物多樣性的獨特資源優勢，在礦山生態恢復的同時有效地發揮土地資源的利用價值，在生態環境效益、社會效益和經濟效益方面發揮作用。

3 礦山生態修復技術

3.1 穩定化處理

礦山生態恢復較常用的修復方式就是穩定化處理，通過物理處理或者化學處理的方式來實現修復。物理處理的方式主要用于礦山修復的前期穩定化處理，主要方式就是對礦山區域進行填埋和排土場等熟土覆蓋。物理處理能夠對礦山內的廢棄物進行合理利用，有利于提高礦山地表景觀區的穩定性。化學處理主要是針對礦山生態恢復過程中的尾礦處理，通過將化學物品在尾礦的表面進行應用，使其在尾礦的表面形成一個保護殼，對尾礦的表面提供相應的保護。通過對這兩種穩定化處理的方式進行分析，發現物理處理方式能夠與植被恢復的方式進行有效結合，且具有較低的應用成本，對礦區造成二次污染的概率較低，有利于生態環境修復[4]。

3.2 微生物和土壤動物恢復

礦山生態恢復主要是對區域內的微生物和土壤動物的恢復，這也是保持礦山生態平衡的關鍵。通過對礦山進行微生物恢復，可以在一定程度上完善礦山的生態環境。在這個過程中需要注意的是微生物恢復不僅是恢復原有的微生物族群，還應根據實際情況來對微生物的種群進行有效規劃，適當引進能夠提升礦山生態環境的微生物種群，來實現礦山生態環境的優化。同時由于礦山的開采導致區域內的土壤、動物變得稀少，所以礦山生態修復需要對礦山的土壤動物進行恢復，通過對土壤動物的恢復來對礦山的土壤結構進行有效改善，利用土壤生物來對礦山開采產生的廢棄物進行分解，實現礦山區域生態營養物質的有效循環，確保礦山生態系統的穩定運行。

3.3 礦山的植被恢復

植被恢復是礦山生態恢復的基本條件。植被恢復可分為直接植被恢復和覆蓋植被恢復兩種；直接植被恢復就是通過增加礦山微生物和土壤動物的方式來對礦山的生態系統進行建設，使礦山生態系統得到恢復[5]。而覆蓋式植被恢復方式則是一種效果更好的植被恢復方式，但對土壤的覆蓋厚度有一定要求。所以在進行覆蓋式植被恢復的過程中需要根據礦山的物理基礎條件及土壤營養條件來進行綜合分析，制定合理的植被恢復方式，為礦山生態環境的恢復打好基礎。

4 礦山生態修復工程措施

4.1 尾礦庫的治理

礦山生態修復首先涉及的就是尾礦庫的治理，在對尾礦庫進行完全關閉之后，需要根據礦山生態修復以及尾礦庫相關的管理要求，選擇合適的工程手段對尾礦庫進行生態環境的修復，從而實現對尾礦庫的治理。在這個過程中由于礦山開采礦石的種類不同，就會導致礦山的尾礦在特征、性質等方面存在一定的差異性，所以在進行尾礦庫治理的過程中，應當充分結合尾礦的性質采取相應的生態環境修復方式。根據礦石酸堿度的差異，對尾礦的性質進行分析，然后采取合適的方式進行深度的處理，實現對尾礦的生態恢復，這樣能夠有效地增加生態恢復的深度，為礦山生態恢復打好基礎。在進行尾礦性質分析的過程中，如果發現尾礦具有放射性物質或者有毒物質，需對尾礦的具體情況進行判斷，采取隔離處理或深度覆蓋處理方式，決定對尾礦是否采取隔離處理，然后再用深度覆蓋的方式來對尾礦進行處理，并增加微生物和土壤生物，確保高質量完成礦山生態修復工作。結合昆明市滇池東南的采石礦山的實際情況，由于礦山主要是開采石灰巖和白云巖，在進行尾礦庫處理的過程中可以通過覆蓋的方式來進行處理，然后再進行微生物、土壤動物以及植被覆蓋的方式來實現對尾礦庫的生態環境的修復[6]。

4.2 采礦區修復

礦山區域生態修復過程要對采礦區生態進行修復。在這個過程中可以通過直接開采的方式來降低礦山發生地表沉降等問題的概率，以此來降低礦山開采對區域生態環境的破壞。同時可通過廢石填充、表土覆蓋再結合植被恢復來實現采礦區的生態修復。巖石邊坡的坡度問題是露天礦場進行生態修復所面臨的一個主要的困難，在生態修復的過程中需根據情況對邊坡進行處理，如果邊坡的坡度大于70°，在邊坡穩定的情況下可以進行生態修復；如果邊坡不穩定，則需將邊坡進行加固處理。如果邊坡的坡度在35°—70°，則需將邊坡進行削坡處理，使邊坡的坡度大于70°，然后再進行生態修復。昆明市電池東南的采石礦山由于開采過程中對礦山的土層進行了削剝，所以采礦區需根據邊坡具體情況適當處理，再進行相關修復。

4.3 礦山廢棄地安全隱患處理

首先是對不穩定邊坡的處理，判斷不穩定邊坡的危險系數，如果危險系數較高則需要將不穩定的邊坡進行削坡處理來降低其危險系數。其次是對滑坡的處理，用物理的方式對可能存在滑坡危險的地方進行加固，防止出現滑坡。最后是潛在泥石流溝的處理，需在溝口建立相應的攔截措施，防止泥石流的發生，同時通過植被來進行水土保持，加強礦山區域的土壤穩固。

5 結語

礦山生態修復是一項較為復雜的系統工程，需要針對礦山的具體情況并結合當地的生態環境采用合理的修復技術與工程措施。云南省昆明市東南部滇池畔的礦山廢棄地通過科學合理的方式對礦山的植被、土壤動物、微生物等進行了合理的修復，使該區域礦山生態環境得到了較好的恢復，從而促進了區域內的生態環境效益、社會效益和經濟效益的提高。