01露天礦山生態(tài)環(huán)境恢復治理方法

1.1  掌子面生態(tài)環(huán)境恢復治理

掌子面治理應根據坡度、高度以及掌子面微地貌特征采取相應治理措施。坡度小于30°的坡面，結合巖面的平整程度可采用覆土種植喬、灌木或噴播種植草、灌木，以及砌筑魚鱗坑的方法種植喬灌木進行綠化；坡度在30°~45°的坡面，可采用修建鋪筑空心磚并覆土種植草、灌木，掛網客土噴播以及三維網植生的方法進行綠化；坡度在45°~60°的坡面，可采用土工格室噴播和植生袋綠化的方法；坡度60°以上的坡面，可采用分層削坡修建臺階，并在臺階上種植喬、灌木結合藤類植物進行攀爬綠化。

1.2  渣石邊坡生態(tài)環(huán)境恢復治理

渣石邊坡以渣石含量居多，邊坡穩(wěn)定性較差，治理時以增加邊坡穩(wěn)定性、減少地質災害的發(fā)生為主要原則，治理方法可結合掌子面的治理，根據不同坡度采取相應治理措施。坡度小于30°的坡面，可采用覆土種植喬、灌木或噴播種植草、灌木，以及砌筑魚鱗坑的方法種植喬灌木進行綠化；坡度在30°~45°的坡面，可采用修建格構或鋪筑空心磚并覆土種植草、灌木的方法進行綠化；坡度45°以上的坡面，應分層削坡設置臺階，臺階高差4~6m，寬度2~3m，并在臺階以及斜坡坡面種植喬、灌木進行綠化。

1.3  采礦平臺、工業(yè)場地生態(tài)環(huán)境恢復治理

對于采礦形成的平臺，廢棄工業(yè)場地，可通過場地平整，采取“削高填低”的方法進行整治，覆土后形成階梯式農業(yè)用地或林地，也可以整治成建設用地。

1.4  采坑生態(tài)環(huán)境恢復治理

對于采礦形成的采坑，應根據當地的地下水位埋深和采坑的規(guī)模進行整治：如地下水位高于坑底的，可以治理成魚塘、水塘、蓄水池，或結合已有的自然景觀規(guī)劃為休閑旅游場所；如地下水位低于坑底的，可整治覆土后，形成林地或空間再利用。

1.5  生態(tài)環(huán)境恢復治理植被的選擇

恢復植被應根據當地的氣候特點，選擇種植的草和樹種，宜草灌混播，喬灌套種，喬灌藤結合；在干旱的地區(qū)或缺水的坡地，宜選擇生長快、耐貧瘠、抗干旱和病蟲害、宜養(yǎng)護、防護性好、生長穩(wěn)定的樹種和草種；在低洼易積雨水的部位宜種植柳、楊樹等植物；在采面的臺階上以種植草灌為主，輔以淺根系發(fā)達、耐旱的喬木。喬灌樹木的種植宜合理密植，喬木的株間距為1.5×1.5m～2.0×2.0m，灌木為0.5×0.5m～1.0×1.0m。

02露天采礦場主要地質環(huán)境問題

2.1“ 三區(qū)兩線” 礦山概況

截止到2010年底，寧夏已發(fā)現固體礦產58種，開發(fā)利用22種，已查明礦產地229處，開發(fā)利用98處，以煤炭資源最為豐富?，F有礦山企業(yè)625家，主要開發(fā)利用煤、石膏、石灰?guī)r、硅石、建筑用沙、磚瓦黏土礦。礦產資源開采導致各類地質災害121處，占用與破壞土地9743.7hm 2 。其中露天采礦場破壞土地4723.67hm 2 ，排土場占用破壞土地611.93hm 2 .露天開采破壞土地占到礦山破壞土地總量的54.76%。據《寧夏回族自治區(qū)礦山復綠行動實施方案》（2012年12月），2013—2015年納入“三區(qū)兩線”范圍內的復綠礦山400處，主要分布于賀蘭山自然保護區(qū)東側的賀蘭山東麓、寧東濱河新區(qū)、青銀高速公路兩側、固原市東岳山等，估算所需治理資金61.24億元.其中包括露天及地下開采礦山。據估算在可視范圍內的露天礦山約有150處，所需治理資金約23億元。

2.2  主要礦山地質環(huán)境問題

由于歷史發(fā)展階段環(huán)境保護意識的局限性，忽視了露天開采對地質環(huán)境、視覺景觀的影響，因而導致在“三區(qū)兩線”可視范圍內存在大量的露天礦，爆破開采水泥用的灰?guī)r，公路路基的石渣，建筑用石料、沙石黏土礦等；再之露天采礦，山體破碎，直接破壞了可視范圍內的地貌景觀和植被生態(tài)， “三區(qū)兩線”范圍內露天采礦存在的主要地質環(huán)境問題及危害如下：

（1）地質災害隱患：露天開采形成的高陡巖面、懸崖殘壁、邊坡裸露等，存在危巖崩塌、滑坡地質災害及其隱患。堆放在溝道中的土石渣在暴雨山洪作用下，可能形成泥石流地質災害，不但直接危害礦山生產安全，還直接或間接危害交通安全。

（2）地貌景觀破壞：露天開采直接剝離地表土石和植被，形成裸露的邊坡及大量的廢棄土地，高陡立的巖面或圈椅狀形態(tài)，造成山體破損，改變了原有的地形地貌景觀，影響了視覺景觀，與周邊環(huán)境極不協調。（賀蘭山東麓一片片白色的露天采石場，與周邊面山體環(huán)境極不協調，滿目瘡痍，嚴重污染視覺景觀）。

（3）土地資源破壞：露天剝采直接破壞土地，廢石渣堆積在斜坡上或平臺，占壓土地，減少了土地數量，改變或降低了土地利用效率。

（4）生態(tài)環(huán)境破壞：露天開采直接剝離地表土石，破壞了樹木與草地，尤其是干旱少雨地區(qū)，加劇了原本脆弱的生態(tài)環(huán)境，本已稀疏的林草遭到破壞，后續(xù)要恢復植被土壤再造代價非常大。

2.3  問題存在的主要原因

“三區(qū)兩線”范圍露天采礦不僅破壞了地貌景觀、影響視覺景觀，導致大面積土地閑置浪費，而且崩塌、滑坡、泥石流等地質災害及其隱患還嚴重影響周邊人民群眾的生命財產安全，影響經濟社會可持續(xù)發(fā)展.造成這些問題存在的主要原因如下：

（1）無證開采階段：由于發(fā)展階段環(huán)境保護意識的不足或缺位，沒有意識到在城市周邊、重要風景區(qū)及主要交通干線兩側等可視范圍內，露天采礦地貌景觀、生態(tài)環(huán)境破壞的危害，加之20多年前沒有明確哪個部門負責監(jiān)管企業(yè)的開礦行為，屬于無證開采的歷史階段，因此無論大小性質的企業(yè)，隨意占據位置，露天采礦，毫無恢復治理意識，隨意開采，如今嚴重的露天礦山主要是這個階段的產物。

（2）有證開采階段：在國土資源部門主管礦山采礦權以后，無證開采階段的礦山相繼取得了采礦權，繼續(xù)在原地或在新的地段設立新的礦權，對于少數不符合辦理采礦權的小的或個體礦山進行了關閉，但這階段仍沒有要求企業(yè)必須開展露天礦復綠工作。

（3）2000年至今階段：由于環(huán)境保護意識的提高，國土資源廳主管部門出臺了一些規(guī)定，如《寧夏回族自治區(qū)礦山地質環(huán)境保護》，禁止在國家劃定的自然保護區(qū)、重要風景區(qū)和一些重要地質遺跡保護區(qū)和文物保護單位限定范圍內開采礦產資源；禁止在鐵路、國道、省道兩側的直觀可視范圍內進行露天采礦。因此不在這些范圍內批復新的采礦區(qū)，關閉一些到期的采礦權企業(yè).在一定程度上遏制了露天開采引發(fā)的新的問題。

03礦山復綠的關鍵問題

3.1  恢復治理所需資金巨大

目前的治理工程只是點狀工程，治理規(guī)模及投資力度遠遠不夠，“三區(qū)兩線”范圍內的地形地貌景觀破壞依然存在，省級及地方財政資金短缺。

3.2  露天采場高陡立面復綠技術困難

“三區(qū)兩線”復綠工程通過工程、生物等措施，對采礦活動引起的礦山地質環(huán)境問題進行綜合治理，使地質環(huán)境達到穩(wěn)定、生態(tài)得到恢復、景觀得到美化的過程。而復綠的實質就是修復地貌景觀、恢復植被的“面子”工程，而高陡立面復綠是露天礦復綠的重要內容。以往礦山地質環(huán)境恢復治理工程，大多是針對礦山地質災害治理、廢棄土地復墾、露天采礦場平臺綠化等工程，而高陡露天采石場立面復綠是露天礦山治理的難點之一。如賀蘭山山體表面通常存在的10～40cm土層，是地質歷史時期巖石長期風化形成的土壤，是植被賴以生存的關鍵，在干旱半干旱地區(qū)露天采礦場立面上（即硬巖表面）恢復植被，缺乏植被生長的土，土與硬巖如何結合是關鍵技術。

04復綠對象及方法技術

露天礦復綠主要包括采礦場邊坡復綠、平臺復綠、地面復綠及廢渣場復綠等4部分。由于“三區(qū)兩線”露天礦山大多地處干旱半干旱地區(qū)，礦山生態(tài)環(huán)境自然修復的空間小，時間長，因此必須通過人工強制性恢復才能實現與周邊地形地貌、植被環(huán)境融為一體。

4.1  露天采礦場邊坡復綠

首先需要開展邊坡危巖清除。由于大部分露天開采為小型企業(yè)及個體采石者，沒有采取自上而下的臺階式開采，不規(guī)范開采形成了一面墻式的高陡邊坡，存在懸空的危巖、構造裂隙發(fā)育巖面以及露天礦頂部的張裂縫，因此需要采取人工爆破及機械等方法，削坡卸載。針對高差較大的邊坡，分臺階削坡和減緩邊坡，結合擋土墻、護坡等工程措施，消除崩塌、滑坡隱患，保障修復邊坡的穩(wěn)定性。在露天開采平臺邊部及靠近立面的地方，可分別挑穴坑或槽形坑培植營養(yǎng)土。為了遮擋裸露巖面，可栽植耐旱、耐瘠、耐寒及樹冠稍大的本地樹種，同時栽植爬藤類植被，通過上爬下垂，達到立體綠化的目的。依據露天礦山坡面坡度及高度、巖土體類型及附近有無灌溉水源等情況，因地制宜選用漿砌石框架、生態(tài)植被毯、生態(tài)植被袋、生態(tài)掛網噴播等新型坡面植被恢復技術，有效實現硬巖表面復綠，提高視覺景觀效果。針對寧夏北部降水量少的特點，以散播草籽植被恢復為主；在降水較為充沛的寧夏南部地區(qū)，植樹綠化；在低緩的平原或賀蘭山東麓，優(yōu)先復墾用于耕地或建設用地，最大程度地發(fā)揮礦山復綠的社會效益、環(huán)境效益與經濟效益的統(tǒng)一。

4.2  露天采礦場平臺

外運客土30～50 cm，植樹種草，在缺乏土源的礦山，尤其是硬巖平臺上，挑穴坑植樹，綠化臺面。

4.3  露天采場地面或平臺

采取挖高墊低平整凌亂的采礦底面，對于坡度大的底面，可分臺階平整，降低坡度，形成可利用的土地，或外運客土30～50cm覆蓋植樹綠化，或挑坑換土植樹，或用于建筑場地，或恢復耕地。

4.4  廢渣堆

通過廢渣堆外運綜合利用，或就地平整覆土種樹的方式進行復綠，修建攔渣墻、截排水渠等措施，消除因山洪導致的泥石流。

廢棄礦山對水源的污染

礦山開采完成后會關閉礦井，長時間后礦井沒會積聚大量地下水，由于礦山殘留的多重礦物質會對水質造成污染。礦井內的污水不是一潭死水，而是相互滲透流通的，在流通的過程中，就會有礦物質的擴散，被污染水的面積就會越來越大。根據探測采樣發(fā)現，礦井內的水毒性極大，在礦井周圍一萬米的范圍內，水中礦物質含量都會超過正常上限數倍，人們一旦接觸被污染的水源就出現身體不適，嚴重者甚至會導致死亡[6-9]。如果廢棄礦井周圍有江哥湖泊那么危險則會加大，污水會滲入河流并且流向其他地區(qū)，導致更多人們受到危害。如果礦井內的水積聚過多，溢出地表，廢棄礦井周圍土地被淹沒，甚至淹沒田地和莊稼，最嚴重的是在礦井周圍形成沼澤，危害當地生態(tài)系統(tǒng)影響人們正常生活。

有毒氣體

礦山在開采之前會有專業(yè)人員對礦內空氣進行檢測，對人體危害不大方可進入開采，如果礦山內部存在有毒氣體，會對有毒氣體進行疏通排放后在開采。

礦山廢棄后礦井會關閉，礦井內氣體排放不出來，長久積累有毒氣體越來越多，加上其他因素影響，地表土層會出現松軟和裂開塌陷的現象，如果有人經過，可能掉入礦井，導致危及生命。大量有毒氣體如果擴散到環(huán)境中，會給空氣造成一定污染，人們長時間生活在這樣的環(huán)境中就會患多種疾病。

滑坡危險

廢棄礦山有一定高度，而其內部經過開采后已經變空，經過長時間得雨水沖刷和內部污水浸潤，廢棄礦山的表面土層就會松軟，達到一定程度后，則會出現一定程度的滑坡現象。礦山高度不同，引起的滑坡危險結果也會不同，如果礦山高度較高，發(fā)生滑坡時會吞沒周圍田地或者村莊，對人們的生活造成極大的威脅。

綜合治理方式

1 防止地表發(fā)生積水滲透

前面介紹廢棄礦山積水對地表危害十分嚴重，為了降低危害從下面兩方面治理

1.1 修建防洪溝

在梅雨季節(jié)來臨之前，根據實際的天氣情況和土地情況制定一個修筑防洪溝方案，以便即使引流積水也要減少礦井內雨水的匯集和露天坑內邊坡的滲透水量。

1.2 處理地表

除了修建防洪溝外，還可以在土地表面對裂縫進行填補，保證填補材料主要是黏土，因為黏土可以降低地表水的滲透，有效的防止露天礦山表面土層疏松，進而防止滑坡現象的發(fā)生。需要我們注意的是，一定不要使用漿液來灌注，因為漿液會導致裂縫處壓力增加，使礦山坑的邊界推力增大，不能起到穩(wěn)定礦山邊界的作用。

2 河道的治理

我國河道水量富足，一般被用于周圍田地和莊稼的灌溉，河道經灌溉后，水量不會大幅度減少，在雨季來臨時，河道會有大量的積水，容易出現洪水泛濫現象，對露天廢棄礦山的危害極大。治理河道就會降低礦山對周圍環(huán)境的危險，因此，選擇河水疏通改造河道十分必要。河道的改造應該選擇雨水少的季節(jié)，根據實際情況對改造河道并且加固河床。

3 消減山坡

在消減山坡之前應該進行消減試驗，在松軟的沙土環(huán)境下進行該試驗準確性更高，按照相應的計算方式來逐步計算出具體的結果，然后對結果進行詳細得分析。經過上述分析后，可以把高臺階分為多個臺階進行修復，這樣一來，不僅可以降低臺階高度，還可以減少山坡的傾斜度，增加穩(wěn)定性。在處理第三、第四土層邊坡時，我們可以采用削潑減載的方法，使得效果會更加顯著。結合具體露天礦山發(fā)生的滑坡情況，采用削坡減載的處理方法可以降低上部的壓力，穩(wěn)固山坡。

廢棄礦山的防治措施

1 設立廢棄礦山風險評估系統(tǒng)

為了減少露天廢棄礦山發(fā)生危害，首先，要進行預防，因此建立風險評估系統(tǒng)可以讓我們在危險發(fā)生之前采取保護措施。評估系統(tǒng)的建立需要專業(yè)人員對礦山和周圍的情況進行一定的探究分析，深入了解各項危險因素。做好以上工作后，應用科學技術建立風險評估系統(tǒng)。除此之外，還需要對礦山地下水流和動態(tài)變化進行檢測評估，防止因為地下原因對增加礦山造成的危險性。

2 建立廢棄露天礦山風險識別體系

廢棄礦山風險識別體系內容比較復雜，包括評估、分析、識別等多個方面，要想建立系統(tǒng)完整的風險識別體系，必須獲取豐富的管理資料和數據。獲取豐富的資料需要科學技術的支持，對礦山進行多方面探測來獲取礦山內部大致形態(tài)、土地質量、水質成份等情況。

露天廢棄礦山的危害主要有兩個方面，一是人力開采時導致的危險，第二就是自然環(huán)境長期作用引起的地質災害。

3 引進先進的防治措施

前面的評估識別體系都是為了防治措施做準備，有效的防治措施能夠預防危險的發(fā)生，保護人們自身的安全和財產安全。先進的預防措施首先要有足夠的治理災害基金，然后在確保經濟足夠的條件下，才能在發(fā)生危險前來拯救人們的安全。其次，引進先進的防治措施，經費充足技術水平的高超可以使廢棄礦山的危險性降低些。預防措施主要是采用先進的特殊材料，建筑水壩和穩(wěn)固礦山可以防止礦內水污染和空氣污染。

4 采空區(qū)處的安全防治措施

采空區(qū)作業(yè)時存在極大的危險，采空區(qū)有大量的粉塵、浮沉和有毒氣體，工作人員在這樣的工作環(huán)境中會因此出現各種呼吸系統(tǒng)的疾病。如果采空區(qū)的粉塵達到一定濃度遇到明火還會發(fā)生爆炸，嚴重危害工作人員的人身安全。因此采空區(qū)需要加強重點防范。在采空區(qū)作業(yè)之前要對洞內進行強制通風，至少通風時間達到30 分鐘，通風后，測定空氣中有毒氣體和粉塵的濃度，如果該濃度過高還需要繼續(xù)通風，直到當洞內空氣適合進入作業(yè)后，工作人員清理巷道內的淤泥和污水，探測巷道的內部結構，對內部結構進行了解清楚后方可施工。對不穩(wěn)定的巷道采取加固措施，用結實的建筑材料支撐坑洞以防止塌方現象的發(fā)生。礦山內部建設完成后，還應該在礦山表面進行觀察，在松軟土地處進行加固。前面工作完成后，在危險處設立警示標牌，強調非工作人員不得入內，嚴禁在礦山周圍燃放煙花爆竹和明火，必須提醒其他人員不能單獨一個人進入礦山內。采空區(qū)內要設有專業(yè)工作人員定期進行強制通風，否則長時間的空氣匯集有毒氣體濃度升高對周圍農作物產生危險。