探析某废弃矿山地质环境治理与生态修复

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江西省地质局第三地质大队 崔英华

矿山行业一直都是我国十分重要的经济组成部分,为我国经济发展提供了稳定的推动力。在我国国民经济迅猛发展的过程中,对于各项资源的需求也在不断增加,因而加大矿产资源的开发和供给的力度,以不断推动经济的可持续发展。在对矿产资源进行开采的过程中,存在着诸多问题,如落后的开采技术、陈旧开采设备、环保意识淡薄、相关制度不完善等,而这些问题都会给矿区的地质环境、生态植被环境带来影响,而生态环境遭到破坏,会出现一系列的问题,如:地质灾害、水资源流失、土地资源破坏、地形破坏等,其中泥石流、地面裂缝和塌陷等地质灾害的发生,所带来的损失是巨大的。根据相关研究数据,每年因为地质灾害造成的经济损失将近300亿元,而这对于矿山企业的发展而言,所产生的影响是致命的。矿山资源开发,可以为人们提供各种日常生产建设所需要的能源物资,因此成为社会发展的重要组成部分。但是在完成了矿山的开采之后,一旦没有对废弃矿山做好治理工作,就会对环境造成严重的污染,也不符合生态优先、绿色发展的建设理念[1]。

矿山地质生态环境修复是一项系统、复杂的工程。对矿山地质环境进行生态修复,矿山开采后所造成的地质损害,要通过相应的修复措施对其进行修复,而这对于生态植被环境的建设和可持续发展起着积极的作用。对地质生态环境进行修复的过程,不仅是对开采后的环境进行修复,还是提升未开采前生态系统的能力。对植被进行恢复和增加,不仅是构建绿色保护屏障,同时也防止生态系统退化,提升生态系统能力,其对生态环境的意义是非常大的,生物发展更趋向多样性、生态系统趋向稳定性、动物群落趋向多样性,不断吸引动物群落的回迁,使动物和植物群落趋向平衡,净化空气质量,而生态环境的整体提升,对于周边居民生活质量的提升作用明显[2]。

在近些年的发展中,我国矿山开发取得的效果显著,在开采的过程中,其对地表景观以及地质内部构造等产生了一定的破坏,因此对人类赖以生存的环境造成了影响。而我国矿山一般分布在经济欠发达的地区,在实际开采的过程中,开采设备、开采工艺、开采技术等不够先进,加之没有制定完善的矿山开采管理制度,所以采矿中资源浪费的情况屡屡发生。与此同时,由于没有完善的开采管理制度,一味地追求经济效益,忽视了对地质环境以及内部结构的保护,而如果不加以重视,对生态环境进行治理修复,则会大大影响生态系统的平衡。因此,在对矿山进行开采的过程中,同样要重视对生态环境的保护,尽量降低和减少对生态环境的破坏,要以当地生态环境以及地质构造特点来制定与之相符的环境治理方案,以确保矿山开采与环境保护同步进行[3]。目前对于矿山生态环境的治理技术已经相对成熟,具体有对煤矸石山的治理、对采空区和尾矿库的治理等,这些技术都已取得了良好效果。而对于现存体系也在不断完善和优化,如尾矿库安全防护等,成熟的生态环境治理技术加上健全的生态修复体系,能够确保矿山生态环境修复治理工作的有序和高效开展,实现生态环境与社会的和谐发展,为可持续发展奠定坚实基础[4]。

以某废弃矿山为例,为露天开采矿,形成了大片采区,坚持集中连片和便于修复的基本原则,对相连采区进行统一规划,将整个矿区修复划分为23处修复治理区。整个修复治理区域总计5319亩。现结合生态环境危害治理实践,进行生态环境问题解决的总结

(一)土地资源表层被破坏治理

对于现阶段所建设的露天开采矿山,首先面临的问题,就是在建设的过程中,往往会对当地的土层造成直接的结构性破坏,特别是对地形地貌景观,会造成较为严重的破坏。其次,除了会对当地的山体植被造成影响,也相应地会对其地理景观造成一定的破坏,会形成山体的“斑秃”问题。在露天开采过程中,往往技术难度不高,因此就成为中小企业所采用的主要开采模式。同时,由于一些企业自身能力不足,导致在开采的过程中,使用的技术较为落后,进而对地质环境造成了更大的损害[5]。

(二)水环境污染严重

在长期的发展过程中,很多中小型矿场采用的技术比较落后,同时对于环境保护的意识不足,这样就会导致露天矿山开采中,出现大量的有害气体、矿渣、尾矿以及粉尘,会直接对周边环境带来严重的污染。这些有害物质在进入水体环境后,会对周边区域,甚至周边省份带来较为严重的水体污染。这些污染物直接导致了景观以及植被的破坏。特别是对于露天矿而言,由于开采排放以及淋溶水的出现,都会对地下水系统造成严重的负面影响。特别是污水当中还存在着大量的重金属,因此就会严重污染地下水,对未来的环境造成深远的负面影响。从矿山开采作业的角度分析,对原有生态环境带来的破坏,很难从根本上避免,包括矿山建设和采选矿等,均会造成土地资源的破坏与占用。除此之外,作业期间会强制性抽排水,使得水条件被不同程度地破坏,造成地下水水位下降或者地表塌陷等问题,产生的水资源污染问题难以复原[6]。

(三)破坏大气、地貌环境

矿产资源开采实践中,将会产生大量的粉尘并且进入周围的空气中,在风力的作用影响下极易产生废石与粉尘,使得大气被污染。除此之外,还会引起土壤问题,例如土壤板结,破坏地貌。矿山开采作业的持续推进,使得区域地貌破坏程度加剧,例如水文条件与自然环境等。

(四)其它生态环境问题

其他生态环境问题主要有:废渣边坡。采矿生产产生的废渣,经过不断地堆积后形成废渣边坡。其中包括沿着山体顺坡倾倒形成的边坡,还包括运输到坡脚下压占土地产生的边坡。一般来说,废渣主要是以破碎白云质灰岩和灰岩为主,并且含有很少的泥岩。整个粒径大约为2cm~35cm,部分为粒径50cm~150cm的大块石;
整个边坡的坡度大约为25°~50°,坡高普遍为5m~50m,厚度为1m~5m。经过检查,渣坡面没有植被存在,部分坡度很小的土质边坡位置存在少量植被,主要为荆条与杂草。至于采面,矿山大量高陡裸露开采面主要为灰岩、白云质灰岩组成,以长条状或者不规则状分布,主要为微风化和中风化,部分采面顶部达到强风化的水平。除此之外,少量开采为台阶状,部分节理裂隙发育,整体稳定性很差。采面坡度大约为70°~90°,采面为5m~120m,风化裂隙发育采面局部存在乔木和灌木,例如榆树与臭椿等。矿山废弃平台,主要为裸露岩石平台和矿渣堆积平台等。整个矿区建设作业已经停止,同时大型开采设备已经全部拆除,仅剩部分废弃建筑。在平台上堆积碎石与矿渣等,偶尔见植被。除了上述问题外,还存在环境问题和采坑问题等。

(一)治理土地资源表层被破坏措施

当下,在绝大多数的建设单位完成了矿山的开采之后,都需要全面地提升治理的能力与力度,特别是在矿山对周边环境已造成严重破坏的情形下,更需要得到有效的治理。同时,还需明确未来发展的具体进程,这样才可以更加全面地保障未来的矿山治理工作,进而全面提升工程治理水平,把生态治理工作落到实处。首先,需要在治理的过程中,在矿山范围内搭建网格固土设施,主要使用金属质或者粗麻质的材料,以此构建出稳定性较高的覆盖层。这样的覆盖层,可以起到避免表层岩石风化脱落问题的出现。还需要利用三维网、金属网、单层合成材料网的方式,形成良好的覆盖层。其次,还可以使用浇筑混凝土的方式,使其表面形成固土层。这样的处理方式,会形成较为坚固的基础设施,进而有效地避免出现坍塌、泥石流等灾害。最后,在治理露天开采废弃矿山的过程中,还需要加强针对性的治理,同时注意保障对边坡的稳定性和保护性的针对性处理。在露天开采矿山废弃之后,往往会形成一个较大的凹陷盆地。这是由于在完成开采之后,没有得到及时的治理,由此经过长期暴露之后,因受到风尘方面的影响,出现表层黏土附着,这样的土层渗透性比较低。因此,在对其进行废弃矿山治理过程中,就要从生态治理的角度入手。

当下比较常见的治理手段,首先是对其矿体周围的岩性进行全面分析,同时对于一些局部的透水、进行水密性的加固处理,并在之后进行适当蓄水处理。这样处理之后,可使矿山周围生态环境得到良好的治理。其次,还可在处理的过程中,进行深水养殖产业的规划,以此营造出当地的养殖经济。在治理的过程中,为了实现对矿山周围生态的系统性修复,还需要与周边环境进行全面的协调发展,兼顾经济性并实现全面的返修整理工作。在这样的治理过程中,还应加强与文旅产业之间的结合,以此实现废弃矿山的全面改造。治理的过程中,也可以使用有机质喷洒,或者进行微生物调节的方式,实现生态的全面改造处理,进一步恢复土壤的地力[7]。

(二)土石方工程

此矿山清理方量大约为56.6万m3,主要包括坡面浮石清理和边坡整治等内容。岩质边坡采取分级削坡治理方案,每级边坡的坡高大约为4m~120m,台阶宽度为5m~40m,坡度大约为40°~60°。治理实践中对采矿平台,进行全面的整合。对存在的采矿平台和残山,采取削高填低治理方案,修坡削方量大约45.5万m3,整形削方量大约363.8万m3,现场场地平整方量大约为470.74m3。

(三)挡土墙工程

修复治理方案中提出在采面坡脚位置建设浆砌石挡土墙,设计为矩形断面,墙体高度为0.5m,宽度设计为0.5m,砌筑在台阶基岩位置。使用M10浆砌块石结构,完成建设任务。

(四)排水工程

修复方案中提出在边坡坡顶和坡面两侧位置等,进行排水系统的设置。I类排水沟断面设计为矩形,沟底厚度和沟壁厚度分别为0.3m、0.4m,沟宽度与深度均为0.5m。使用M10水泥砂浆材料和MU30毛石材料进行砌筑,排水沟裸露面按照1∶3水泥砂浆抹面方案建设,抹面的厚度大约为20mm。在排水沟基底位置,建设厚度为0.1m的C15混凝土垫层,垫层超出排水沟两侧各0.1m。对于II类排水沟,设计为U型槽结构,使用预制C20混凝土结构,长度为0.8m,上口宽度为0.5m,深度为0.45m,壁厚为0.04m。

(五)边坡喷播工程

将边坡坡面按照挂网喷播进行坡面植被修复,播种狗尾草和荆条等。整个挂网喷播面积大约为24.1万m2,喷播厚度大约为8mm~10mm。

(六)绿化工程

对于裸露岩面和设计平台等,进行绿化修复。修复工作中种植乔木总计8.5万株,播撒草籽面积大约为59.9×104m2,草籽总计1.1×104kg。

(七)修复治理效益、社会效益

经过修复治理后,矿山的地形地貌获得恢复,裸露边坡上也披上新的绿装,有效改善了视线区域内的景观条件,促使整个区域生态环境价值总量得到提高。经济效益:本次修复治理项目中,对浮石废料进行回收,获得了3.5亿元的回收资金。环境效益:生态环境治理实践中总计种植了8万余株乔木,大约900亩采矿破坏区得到修复,复垦为林地;
总计栽植灌木5万余柱,大约400亩采矿破坏区被复垦为灌木林地。

(八)废弃矿山生态环境危害的治理经验

1.贯彻生态保护理念

从推进矿山绿色化和持续化发展的角度分析,积极贯彻绿水青山就是金山银山的理念,打造山水林田湖一体,围绕矿山生态问题进行全面的调查与分析,提出针对性的修复治理措施,保障整个生态环境保护目标得以实现。在修复治理实践中要从矿山环境治理与生态修复等方面入手,坚持一矿一策的原则,结合矿山的实际情况采取治理措施,保障生态环境问题得到有效解决。将矿山修复和土地整治等各项内容有机地结合起来,促使修复治理工作质量得到提高。

2.积极推广应用现代化技术手段

从矿山生态环境治理实践分析,经过多年的探索与研究,积累了丰富的经验,并且推出了很多的技术手段。在修复治理方面选择适宜的技术手段和办法,可保障治理工作高质量开展落实,能够起到积极的作用。设计综合修复治理方案时,要对现代化技术手段的应用效果进行评估与分析,优选修复与治理的办法,为此项工作的开展与落实提供支持,保障作业的效果。组织开展修复治理工作时,对采用的矿山生态环境修复技术,做好技术交底,使得作业人员能够掌握修复治理的实施办法,严格把控治理的效果,保障矿山生态环境问题得到有效解决与处理。

废弃矿山对生态环境的影响很大,若没有得到有效的处理,则会带来难以控制的后果,因此要做好修复治理的控制。在对矿山资源开采时,要依照实际的地质情况进行科学的开采,严禁盲目开采和过度开采,要加强对生态环境的保护,不能一味地追求经济效益,而忽视对生态系统的保护。另外,在矿山地质环境治理及生态修复工作中,要加强对生态体系的建设,实现人与自然的和谐共生、和平共处,由此不断推动可持续发展战略的实施。

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