01露天礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理方法

1.1  掌子面生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理

掌子面治理應(yīng)根據(jù)坡度、高度以及掌子面微地貌特征采取相應(yīng)治理措施。坡度小于30°的坡面，結(jié)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(jìn)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(wǎng)客土噴播以及三維網(wǎng)植生的方法進(jìn)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(jié)合藤類植物進(jìn)行攀爬綠化。

1.2  渣石邊坡生態(tài)環(huán)境恢復(fù)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(zhì)災(zāi)害的發(fā)生為主要原則，治理方法可結(jié)合掌子面的治理，根據(jù)不同坡度采取相應(yīng)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(jìn)行綠化；坡度在30°~45°的坡面，可采用修建格構(gòu)或鋪筑空心磚并覆土種植草、灌木的方法進(jìn)行綠化；坡度45°以上的坡面，應(yīng)分層削坡設(shè)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(jìn)行綠化。

1.3  采礦平臺、工業(yè)場地生態(tài)環(huán)境恢復(fù)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(jìn)行整治，覆土后形成階梯式農(nóng)業(yè)用地或林地，也可以整治成建設(shè)用地。

1.4  采坑生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理

對于采礦形成的采坑，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡叵滤宦裆詈筒煽拥囊?guī)模進(jìn)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(jié)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(fù)治理植被的選擇

恢復(fù)植被應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，選擇種植的草和樹種，宜草灌混播，喬灌套種，喬灌藤結(jié)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(hù)、防護(hù)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(dá)、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(zhì)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(xiàn)固體礦產(chǎn)58種，開發(fā)利用22種，已查明礦產(chǎn)地229處，開發(fā)利用98處，以煤炭資源最為豐富。現(xiàn)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(chǎn)資源開采導(dǎo)致各類地質(zhì)災(zāi)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(jù)《寧夏回族自治區(qū)礦山復(fù)綠行動實(shí)施方案》（2012年12月），2013—2015年納入“三區(qū)兩線”范圍內(nèi)的復(fù)綠礦山400處，主要分布于賀蘭山自然保護(hù)區(qū)東側(cè)的賀蘭山東麓、寧東濱河新區(qū)、青銀高速公路兩側(cè)、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(jù)估算在可視范圍內(nèi)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(zhì)環(huán)境問題

由于歷史發(fā)展階段環(huán)境保護(hù)意識的局限性，忽視了露天開采對地質(zhì)環(huán)境、視覺景觀的影響，因而導(dǎo)致在“三區(qū)兩線”可視范圍內(nèi)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(nèi)的地貌景觀和植被生態(tài)， “三區(qū)兩線”范圍內(nèi)露天采礦存在的主要地質(zhì)環(huán)境問題及危害如下：

（1）地質(zhì)災(zāi)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(zhì)災(zāi)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(zhì)災(zāi)害，不但直接危害礦山生產(chǎn)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(xié)調(diào)。（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(xié)調(diào)，滿目瘡痍，嚴(yán)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(shù)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(fù)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(dǎo)致大面積土地閑置浪費(fèi)，而且崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害及其隱患還嚴(yán)重影響周邊人民群眾的生命財產(chǎn)安全，影響經(jīng)濟(jì)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(hù)意識的不足或缺位，沒有意識到在城市周邊、重要風(fēng)景區(qū)及主要交通干線兩側(cè)等可視范圍內(nèi)，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(fù)責(zé)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(zhì)的企業(yè)，隨意占據(jù)位置，露天采礦，毫無恢復(fù)治理意識，隨意開采，如今嚴(yán)重的露天礦山主要是這個階段的產(chǎn)物。

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

（3）2000年至今階段：由于環(huán)境保護(hù)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(zhì)環(huán)境保護(hù)》，禁止在國家劃定的自然保護(hù)區(qū)、重要風(fēng)景區(qū)和一些重要地質(zhì)遺跡保護(hù)區(qū)和文物保護(hù)單位限定范圍內(nèi)開采礦產(chǎn)資源；禁止在鐵路、國道、省道兩側(cè)的直觀可視范圍內(nèi)進(jìn)行露天采礦。因此不在這些范圍內(nèi)批復(fù)新的采礦區(qū)，關(guān)閉一些到期的采礦權(quán)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(fù)綠的關(guān)鍵問題

3.1  恢復(fù)治理所需資金巨大

目前的治理工程只是點(diǎn)狀工程，治理規(guī)模及投資力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，“三區(qū)兩線”范圍內(nèi)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(fù)綠技術(shù)困難

“三區(qū)兩線”復(fù)綠工程通過工程、生物等措施，對采礦活動引起的礦山地質(zhì)環(huán)境問題進(jìn)行綜合治理，使地質(zhì)環(huán)境達(dá)到穩(wěn)定、生態(tài)得到恢復(fù)、景觀得到美化的過程。而復(fù)綠的實(shí)質(zhì)就是修復(fù)地貌景觀、恢復(fù)植被的“面子”工程，而高陡立面復(fù)綠是露天礦復(fù)綠的重要內(nèi)容。以往礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工程，大多是針對礦山地質(zhì)災(zāi)害治理、廢棄土地復(fù)墾、露天采礦場平臺綠化等工程，而高陡露天采石場立面復(fù)綠是露天礦山治理的難點(diǎn)之一。如賀蘭山山體表面通常存在的10～40cm土層，是地質(zhì)歷史時期巖石長期風(fēng)化形成的土壤，是植被賴以生存的關(guān)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(fù)植被，缺乏植被生長的土，土與硬巖如何結(jié)合是關(guān)鍵技術(shù)。

04復(fù)綠對象及方法技術(shù)

露天礦復(fù)綠主要包括采礦場邊坡復(fù)綠、平臺復(fù)綠、地面復(fù)綠及廢渣場復(fù)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(fù)的空間小，時間長，因此必須通過人工強(qiáng)制性恢復(fù)才能實(shí)現(xiàn)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(fù)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(gòu)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(jī)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(jié)合擋土墻、護(hù)坡等工程措施，消除崩塌、滑坡隱患，保障修復(fù)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(dá)到立體綠化的目的。依據(jù)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(wǎng)噴播等新型坡面植被恢復(fù)技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)硬巖表面復(fù)綠，提高視覺景觀效果。針對寧夏北部降水量少的特點(diǎn)，以散播草籽植被恢復(fù)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(fù)墾用于耕地或建設(shè)用地，最大程度地發(fā)揮礦山復(fù)綠的社會效益、環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

4.2  露天采礦場平臺

外運(yùn)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(yùn)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(fù)耕地。

4.4  廢渣堆

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

廢棄礦山對水源的污染

礦山開采完成后會關(guān)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(zhì)會對水質(zhì)造成污染。礦井內(nèi)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(zhì)的擴(kuò)散，被污染水的面積就會越來越大。根據(jù)探測采樣發(fā)現(xiàn)，礦井內(nèi)的水毒性極大，在礦井周圍一萬米的范圍內(nèi)，水中礦物質(zhì)含量都會超過正常上限數(shù)倍，人們一旦接觸被污染的水源就出現(xiàn)身體不適，嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)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(dǎo)致更多人們受到危害。如果礦井內(nèi)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(yán)重的是在礦井周圍形成沼澤，危害當(dāng)?shù)厣鷳B(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(nèi)空氣進(jìn)行檢測，對人體危害不大方可進(jìn)入開采，如果礦山內(nèi)部存在有毒氣體，會對有毒氣體進(jìn)行疏通排放后在開采。

礦山廢棄后礦井會關(guān)閉，礦井內(nèi)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(xiàn)松軟和裂開塌陷的現(xiàn)象，如果有人經(jīng)過，可能掉入礦井，導(dǎo)致危及生命。大量有毒氣體如果擴(kuò)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(nèi)部經(jīng)過開采后已經(jīng)變空，經(jīng)過長時間得雨水沖刷和內(nèi)部污水浸潤，廢棄礦山的表面土層就會松軟，達(dá)到一定程度后，則會出現(xiàn)一定程度的滑坡現(xiàn)象。礦山高度不同，引起的滑坡危險結(jié)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(yán)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(jù)實(shí)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(nèi)雨水的匯集和露天坑內(nèi)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(jìn)行填補(bǔ)，保證填補(bǔ)材料主要是黏土，因?yàn)轲ね量梢越档偷乇硭臐B透，有效的防止露天礦山表面土層疏松，進(jìn)而防止滑坡現(xiàn)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?yàn)闈{液會導(dǎo)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(jīng)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(xiàn)洪水泛濫現(xiàn)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(yīng)該選擇雨水少的季節(jié)，根據(jù)實(shí)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(yīng)該進(jìn)行消減試驗(yàn)，在松軟的沙土環(huán)境下進(jìn)行該試驗(yàn)準(zhǔn)確性更高，按照相應(yīng)的計算方式來逐步計算出具體的結(jié)果，然后對結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)得分析。經(jīng)過上述分析后，可以把高臺階分為多個臺階進(jìn)行修復(fù)，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(jié)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(shè)立廢棄礦山風(fēng)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(jìn)行預(yù)防，因此建立風(fēng)險評估系統(tǒng)可以讓我們在危險發(fā)生之前采取保護(hù)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(jìn)行一定的探究分析，深入了解各項(xiàng)危險因素。做好以上工作后，應(yīng)用科學(xué)技術(shù)建立風(fēng)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(jìn)行檢測評估，防止因?yàn)榈叵略驅(qū)υ黾拥V山造成的危險性。

2 建立廢棄露天礦山風(fēng)險識別體系

廢棄礦山風(fēng)險識別體系內(nèi)容比較復(fù)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(fēng)險識別體系，必須獲取豐富的管理資料和數(shù)據(jù)。獲取豐富的資料需要科學(xué)技術(shù)的支持，對礦山進(jìn)行多方面探測來獲取礦山內(nèi)部大致形態(tài)、土地質(zhì)量、水質(zhì)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(dǎo)致的危險，第二就是自然環(huán)境長期作用引起的地質(zhì)災(zāi)害。

3 引進(jìn)先進(jìn)的防治措施

前面的評估識別體系都是為了防治措施做準(zhǔn)備，有效的防治措施能夠預(yù)防危險的發(fā)生，保護(hù)人們自身的安全和財產(chǎn)安全。先進(jìn)的預(yù)防措施首先要有足夠的治理災(zāi)害基金，然后在確保經(jīng)濟(jì)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(jìn)先進(jìn)的防治措施，經(jīng)費(fèi)充足技術(shù)水平的高超可以使廢棄礦山的危險性降低些。預(yù)防措施主要是采用先進(jìn)的特殊材料，建筑水壩和穩(wěn)固礦山可以防止礦內(nèi)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(xiàn)各種呼吸系統(tǒng)的疾病。如果采空區(qū)的粉塵達(dá)到一定濃度遇到明火還會發(fā)生爆炸，嚴(yán)重危害工作人員的人身安全。因此采空區(qū)需要加強(qiáng)重點(diǎn)防范。在采空區(qū)作業(yè)之前要對洞內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，至少通風(fēng)時間達(dá)到30 分鐘，通風(fēng)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(fēng)，直到當(dāng)洞內(nèi)空氣適合進(jìn)入作業(yè)后，工作人員清理巷道內(nèi)的淤泥和污水，探測巷道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jié)實(shí)的建筑材料支撐坑洞以防止塌方現(xiàn)象的發(fā)生。礦山內(nèi)部建設(shè)完成后，還應(yīng)該在礦山表面進(jìn)行觀察，在松軟土地處進(jìn)行加固。前面工作完成后，在危險處設(shè)立警示標(biāo)牌，強(qiáng)調(diào)非工作人員不得入內(nèi)，嚴(yán)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(dú)一個人進(jìn)入礦山內(nèi)。采空區(qū)內(nèi)要設(shè)有專業(yè)工作人員定期進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，否則長時間的空氣匯集有毒氣體濃度升高對周圍農(nóng)作物產(chǎn)生危險。