礦山生態修復的基本原則及關鍵技術研究

關鍵詞：礦山生態修復；土壤修復；植被恢復

中圖分類號：X751 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500(2025)06-0167-03

DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2025.06.049

Research on the Basic Principles and Key Technologies of Mine Ecological Restoration

WANCaixia

(103GeologicalBrigadeofGuzhouGeologicalandMineralExploratioandDevelopmentBureau，Tongren55430，China

Abstract:MineEcologicalrestorationisakeylink inachievingcoordinated developmentofresourcedevelopmentand ecologicalenvironmentprotection.Basedonthebasicprinciplesofecologicalrestorationinmines，thispapersystematicaly explores keytechnologiessuchassoilemediation，vegetationrestoration，waterenvironmentrestoration，terainrshaping and enginering restoration，aswellas theresource utilization of mining waste.Combinedwith practical cases，the implementation path and efectiveness ofrestoration technologiesare comprehensivelyanalyzed.Through scientificand systematictechnicaldesignandoptimization，thecoordinationandunityofecological，economic，andsocialbenefits areacheved，providingtheoreticalandpracticalsupportforthelong-termsustainabledevelopmentofmineecological restoration.

Keywords: mine ecological restoration; soil remediation; vegetation restoration

礦山生態修復是應對礦區資源開發與生態環境沖突的重要手段，其研究涵蓋土壤污染治理、植被重建、水環境恢復及廢棄物資源化利用等技術領域。通過系統性修復措施，恢復生態功能和改善環境質量，已成為生態保護與資源可持續利用的核心課題。本研究聚焦于礦山生態修復的關鍵技術及效益評估，旨在為相關領域提供技術參考。

1礦山生態修復的基本原則

礦山生態修復以生態優先原則、因地制宜原則、系統性與長期性原則為核心指導思想，通過明確生態系統的恢復目標，結合區域特征，開展修復實踐。

生態優先原則強調修復過程中優先考慮生態環境的穩定性與生物多樣性的恢復，通過減少人為干擾、引入本地植被和優化生態鏈，實現污染物削減與自然過程的最大化協調，提高生態系統的自我修復能力。因地制宜原則強調根據礦區的地理、氣候、土壤和水文條件制定差異化的修復策略，尤其是在土壤污染程度以及地貌破壞程度顯著不同的區域，通過定量化評估選擇適宜的修復技術。系統性與長期性原則要求在修復過程中統籌考慮生態要素間的相互作用，建立多維度協同修復機制，包括土壤、水體與植被的聯動治理模式，并通過動態監測和長期管理機制確保修復目標的實現。

2礦山生態修復的關鍵技術

2.1土壤修復技術

在生態修復中，土壤修復技術的核心包括改良土壤、去除污染物和增強生物功能3個方面。改良土壤主要通過添加土壤改良劑優化結構，提升土壤團聚體穩定性。例如，針對黏土比例較高區域，使用石灰石調節酸堿度，再通過補充有機質與微量元素提高土壤養分含量。去除污染物以物理－化學聯合技術為基礎，通過穩定化、鈍化及淋洗技術去除重金屬或殘留污染物。其中，穩定化過程中多采用磷酸鹽、鐵鹽或天然沸石結合高分子材料實現多重絡合效應。增強生物功能以植物－微生物協同體系為核心，選擇超富集植物吸收重金屬[1]。

2.2植被恢復技術

礦山生態修復中，植被恢復技術旨在通過重建區域生態平衡與提高生物多樣性，實現退化土地的生態功能修復。該技術的實施以優化植物物種選擇、土壤條件改善與植被群落構建為核心，通過科學設計適應礦山環境的植物配置方案，促進生態系統功能長期穩定。基于礦山區域常見的重金屬污染和水分匱乏問題，植被恢復技術廣泛應用了超富集植物與耐旱植物的組合，并輔以根際微生物強化策略，以提高植被對污染物的耐受性與吸收能力。常用修復植物及其功能如表1所示[2]。

在群落構建中，通過引入群落演替模型對植物配置進行優化，以量化群落物種組成變化的動態特征，為優化植被恢復策略提供理論依據。

2.3水環境修復技術

水環境修復技術以恢復受污染水體的物理、化學和生物特性為核心，通常采用化學中和、人工濕地構建和生物修復三大策略。

化學中和通過加入堿性材料調節 pH 值，同時利用沉淀反應去除重金屬污染物，反應可以表示為

式中： Mⁿ⁺ 表示溶解態重金屬離子； M(OH)_n(S) 表示其沉淀形式。

人工濕地構建通過利用植物根系和基質對污染物的吸附、過濾與降解來改善水質。不同人工濕地的污染物類型、去除效率與適用條件如表2所示。

2.4地形重塑與工程修復技術

地形重塑與工程修復技術是礦山生態修復的基礎，通過地形重塑、邊坡治理和工程支護等措施恢復礦區地貌的穩定性和功能性。地形重塑以數字高程模型（DigitalElevationModel，DEM）為核心，利用地形分析和仿真技術優化改造方案。地形高度的調整過程可以表示為

Z_new(x，y)=Z_oridinal(x，y)+ΔZ(x，y)

式中： Z_new(x，y) 表示修復后的地形高度； Z_oridinal(x，y) 表示原始地形高度； ΔZ(x，y) 表示調整量。通過對地貌數據的分區處理，依據地質條件和植被需求構建穩定的梯田狀或緩坡型地形結構。邊坡治理包括機械錨固、柔性防護網和植被護坡的組合應用，能夠強化邊坡的抗滑能力與水土保持效果。不同坡度條件的錨固參數與設計標準如表3所示。

工程支護通過樁基結構和擋土墻的精確布置，控制邊坡位移與地基沉降，通過式（3）評估結構整體穩定性[3]。結合地形修復后的水流路徑優化設計，地形重塑還可為水環境治理和植被恢復提供必要的支持。

M_res=M_soil+M_support

式中： M_res 表示邊坡抗滑力矩； M_soil 表示土體自身抗滑力矩； M_support 表示支護結構提供的力矩

2.5礦山廢棄物資源化利用技術

礦山廢棄物資源化利用技術通過對尾礦、廢石以及礦渣等固體廢棄物的科學處理和綜合利用，優化資源循環路徑并減少環境負擔，為礦山生態修復提供了技術支持。尾礦資源化利用集中在有價金屬的提取與二次開發，通過浮選、磁選以及化學浸出工藝回收殘余礦物成分，其目標回收率的計算方法為

式中： R 表示回收率； C_p 表示目標礦物濃度； C_t 表示尾礦原始礦物濃度。

礦渣的無害化處理結合物理分離與化學穩定化技術，通過降低污染物遷移風險實現高附加值產品的開發[4。廢棄物中污染物的動態降解遵循濃度變化規律，為優化處理路徑提供理論支持。結合生命周期評估（LifeCycleAssessment，LCA）工具，全面分析廢棄物處理過程中的資源利用效率與環境影響。

3 案例分析

本研究以某礦區為案例，分析礦山生態修復的技術實施過程及取得的環境效益和經濟效益。該礦區存在重金屬污染、植被覆蓋率低、地表侵蝕嚴重等問題，在生態修復過程中，針對因長期開采導致的土壤污染和植被破壞問題，采取了系統的修復策略，可為其他區域的礦山生態修復提供參考。

3.1技術實施

技術實施過程中，利用地理信息系統（GeographicInformationSystem，GIS）與遙感技術獲取礦區地形、土壤和植被的分布特征，并結合土壤與水質分析數據確定污染類型與修復目標。對于土壤修復，采用物理、化學和生物手段相結合的策略，通過施加土壤改良劑調節 pH 值，同時利用超富集植物與耐污染植物協同作用，提高吸收污染物的效率，從而改善土壤結構。植被恢復階段選擇適應性強的本地物種，利用群落演替模型優化植物配置，構建多樣性植被群落。地形重塑階段采用DEM分析地形穩定性，結合工程措施實現地貌重建。廢棄物資源化利用過程中，通過浮選、磁選及顆粒分離技術提取礦物，同時將尾礦和廢石轉

化為建筑材料。

3.2效益評估

3.2.1 環境效益評估

環境效益評估結果如表4所示。通過采用修復技術，該礦區的土壤重金屬濃度減少 56.7% ，土壤有機質含量增加 161.6% ，植被覆蓋率提升 113.9% ，水質pH 值提升，重金屬濃度降低 60.5% ，生態系統顯著恢復。

3.2.2 經濟效益評估

經濟效益評估結果如表5所示。該礦區的金屬資源回收效率提高 64.5% ，尾礦資源化利用率增長177% ，單位能耗降低 33.9% ，年經濟收益增加 99.9% 。

4結論

礦山生態修復的關鍵技術涵蓋土壤治理、植被重建、水環境修復、地形重塑與廢棄物資源化利用，有效改善了礦區的生態功能，為礦區可持續發展提供了重要支持。

參考文獻

1賈夢旋，王金滿，李禹凝，等.基于自然解決方案的礦山生態修復研究進展[J].煤炭科學技術，2024（8）:209-221.

2 陳康.礦山廢棄地生態修復關鍵技術研究[J]黑龍江科學，2024（24）：152-155.

3 韓帥，惠淑君，孫強，等.基于地質安全評價的廢棄礦山高陡邊坡生態修復技術研究[J].華東地質，2023（2）：216-227.

4 卞正富，雷少剛，王楠.生態文明背景下的礦山生態修復模式[J].中國土地，2023（11）：4-8.