朝國(guó)露天礦動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式研究

張丙濤 劉艷章 李海龍 張 群 魯培培 劉 偉

(1.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430081；2.十堰市國(guó)土資源局，湖北 十堰 442000)

朝國(guó)露天礦動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式研究

張丙濤1劉艷章1李海龍2張 群1魯培培2劉 偉2

(1.武漢科技大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430081；2.十堰市國(guó)土資源局，湖北 十堰 442000)

為更好地改善和恢復(fù)朝國(guó)露天礦開(kāi)采破壞的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，結(jié)合礦區(qū)的自然條件、開(kāi)采技術(shù)條件和生態(tài)環(huán)境破壞預(yù)測(cè)，提出一種動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式。該動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式將礦區(qū)復(fù)墾工作動(dòng)態(tài)地貫穿于采礦整個(gè)生命周期中，在采礦的設(shè)計(jì)、施工生產(chǎn)和閉坑不同階段分別對(duì)采場(chǎng)、排土場(chǎng)、運(yùn)輸公路和工業(yè)場(chǎng)地進(jìn)行復(fù)墾規(guī)劃、動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)和剩余復(fù)墾，并在初期復(fù)墾結(jié)束后進(jìn)行復(fù)墾效果評(píng)價(jià)與補(bǔ)充復(fù)墾。特別是在采場(chǎng)采剝期間，采用噴播綠化技術(shù)和覆土播種方法對(duì)采場(chǎng)臺(tái)階進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)墾，形成了邊采礦邊復(fù)墾的作業(yè)模式。針對(duì)目前礦區(qū)復(fù)墾存在的問(wèn)題，進(jìn)行了該動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式和采后復(fù)墾模式下的礦區(qū)復(fù)墾比較，結(jié)果表明該動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式可提前完成礦區(qū)復(fù)墾，且采場(chǎng)復(fù)墾效果好。建議礦區(qū)從現(xiàn)階段開(kāi)始依據(jù)該動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式進(jìn)行復(fù)墾。

露天礦 動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式 噴播綠化技術(shù) 采后復(fù)墾模式

目前，我國(guó)露天礦普遍采用先破壞后治理的采后復(fù)墾模式[1-4]，即在礦山閉坑后才開(kāi)始對(duì)礦區(qū)進(jìn)行復(fù)墾，且采場(chǎng)臺(tái)階坡面多采用藤本植物復(fù)綠。由采礦結(jié)束后的臺(tái)階組成的最終邊坡的坡面陡、平臺(tái)寬度小、高差大，復(fù)墾前必須進(jìn)行處理[1,10]，否則無(wú)法安全地進(jìn)行復(fù)墾作業(yè)或不能使用較大型設(shè)備進(jìn)行復(fù)墾。采后復(fù)墾模式造成礦區(qū)土地破壞時(shí)間長(zhǎng)，采場(chǎng)復(fù)墾效率低、效果差。近年來(lái)，有學(xué)者提出“剝離—采礦—復(fù)墾”一體化的作業(yè)模式[4-6]，在同一水平上同時(shí)進(jìn)行剝離、采礦和復(fù)墾作業(yè)，已復(fù)墾臺(tái)階與工作臺(tái)階之間會(huì)相互影響，且該模式?jīng)]有提出采場(chǎng)臺(tái)階坡面復(fù)墾的有效方法，也沒(méi)有將復(fù)墾工作與采礦各階段相聯(lián)系。隨著邊坡復(fù)墾技術(shù)的不斷發(fā)展，噴播綠化技術(shù)逐漸用于邊坡復(fù)墾，該技術(shù)復(fù)墾成本低、效果好，且已研制出許多高效率的噴播設(shè)備，尤其適用于較陡巖質(zhì)坡面的復(fù)墾[7-13]。國(guó)內(nèi)外已有部分礦山在礦山閉坑后采用該技術(shù)對(duì)露天礦采場(chǎng)和廢石場(chǎng)的邊坡進(jìn)行復(fù)墾[10-13]，但采場(chǎng)復(fù)墾時(shí)，要對(duì)采場(chǎng)臺(tái)階的參數(shù)做較大的調(diào)整，增加了復(fù)墾成本和工作量。

為更好地改善和恢復(fù)朝國(guó)露天礦開(kāi)采破壞的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，本研究結(jié)合礦區(qū)的自然條件、開(kāi)采技術(shù)條件和生態(tài)環(huán)境破壞預(yù)測(cè)，提出一種動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式，并針對(duì)目前礦區(qū)復(fù)墾存在的問(wèn)題，進(jìn)行了該動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式和采后復(fù)墾模式下的礦區(qū)復(fù)墾比較，提出礦區(qū)復(fù)墾的合理建議。

1 礦區(qū)概況與生態(tài)破壞預(yù)測(cè)

1.1 礦區(qū)概況

1.1.1 礦區(qū)自然條件

朝國(guó)礦區(qū)位于十堰市境內(nèi)，距城區(qū)僅3.0 km，主要開(kāi)采礦石為建材用輝綠巖礦。區(qū)內(nèi)屬中低山地形，高程為260～420 m，山體坡度為20°～45°，總體地勢(shì)呈南西高北東低。區(qū)內(nèi)屬北亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，適合植被生長(zhǎng)；地表水系不發(fā)育，一年內(nèi)多為枯水期。區(qū)內(nèi)土壤主要為有機(jī)土，斜坡地段土壤較薄，緩坡面和坡腳地帶土壤較厚；巖石主要為易風(fēng)化的變長(zhǎng)石英砂巖。區(qū)內(nèi)全為林草地，主要植物為馬尾松、杉樹(shù)、葛藤、爬山虎、紅三葉等。礦區(qū)北約1 km為居民區(qū)。

1.1.2 開(kāi)采技術(shù)條件

礦區(qū)內(nèi)近平行分布數(shù)條輝綠巖礦脈，走向約190°，傾角為10°～15°，出露長(zhǎng)約2 km、寬約250 m，賦存標(biāo)高為+300～+381 m。圍巖主要為變長(zhǎng)石英砂巖，節(jié)理發(fā)育，產(chǎn)狀與礦體相近，巖層厚度大于600 m，與礦脈呈侵入接觸關(guān)系。

依據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件，該礦屬山坡露天礦，宜采用露天開(kāi)采、公路開(kāi)拓的開(kāi)采方式。

1.2 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞預(yù)測(cè)

該礦開(kāi)采建材用輝綠巖礦石，環(huán)境污染小，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞主要表現(xiàn)為礦區(qū)土地的破壞，以及由此帶來(lái)的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。結(jié)合露采工藝，預(yù)測(cè)采礦造成的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞如下：①采場(chǎng)采剝作業(yè)挖損山體，移除植被，改變礦區(qū)原始地貌，采剝后裸露的巖體為易風(fēng)化的變長(zhǎng)石英砂巖，物理力學(xué)性質(zhì)差，為崩塌、滑坡埋下隱患；②排土場(chǎng)內(nèi)堆積的廢石和表土?xí)^大面積地壓占土地資源，同時(shí)在降雨作用下易發(fā)生泥石流災(zāi)害；③運(yùn)輸公路和工業(yè)場(chǎng)地的布置會(huì)破壞植被，壓占土地，改變礦區(qū)內(nèi)原有土地性質(zhì)和礦區(qū)地貌。

因此，造成礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞的主要原因是采場(chǎng)、排土場(chǎng)、運(yùn)輸公路和工業(yè)場(chǎng)地對(duì)礦區(qū)土地的挖損和壓占。

2 礦區(qū)動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式

結(jié)合礦區(qū)的自然條件、開(kāi)采技術(shù)條件和生態(tài)環(huán)境破壞預(yù)測(cè)，提出一種動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式如圖1所示。

圖1 朝國(guó)礦區(qū)動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式

該動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式將礦區(qū)復(fù)墾工作動(dòng)態(tài)地貫穿于采礦各個(gè)階段，在采礦的設(shè)計(jì)、施工生產(chǎn)和閉坑不同階段分別對(duì)采場(chǎng)、排土場(chǎng)、運(yùn)輸公路和工業(yè)場(chǎng)地進(jìn)行復(fù)墾規(guī)劃、動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)和剩余復(fù)墾，并在初期復(fù)墾結(jié)束后進(jìn)行復(fù)墾效果評(píng)價(jià)與補(bǔ)充復(fù)墾。

2.1 復(fù)墾規(guī)劃

在采礦設(shè)計(jì)階段，依據(jù)采礦設(shè)計(jì)方案和參數(shù)，對(duì)采場(chǎng)、排土場(chǎng)、工業(yè)場(chǎng)地和運(yùn)輸公路進(jìn)行復(fù)墾規(guī)劃，確定其復(fù)墾時(shí)機(jī)和復(fù)墾方向；同時(shí)，結(jié)合復(fù)墾規(guī)劃對(duì)采礦設(shè)計(jì)的方案和參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，減少采礦對(duì)礦區(qū)土地的破壞和后期的復(fù)墾工作量，為礦區(qū)復(fù)墾做有利準(zhǔn)備。

(1)采場(chǎng)復(fù)墾規(guī)劃。該礦設(shè)計(jì)年產(chǎn)礦石6萬(wàn)t，依據(jù)開(kāi)采技術(shù)條件和采礦設(shè)計(jì)相關(guān)資料，初步設(shè)計(jì)臺(tái)階坡面角為65°～70°、臺(tái)階高度為10 m、安全平臺(tái)寬為2～4 m、清掃平臺(tái)寬為6～8 m、最小工作平臺(tái)寬為25 m，最低開(kāi)采水平標(biāo)高為300 m，最高開(kāi)采水平標(biāo)高為370 m。運(yùn)輸干線環(huán)形布置，各開(kāi)采水平通過(guò)支線與干線連接，每隔2個(gè)安全平臺(tái)設(shè)1個(gè)清掃平臺(tái)，采用自上而下逐臺(tái)階完全開(kāi)采方式。在采剝期間，對(duì)采場(chǎng)臺(tái)階進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)墾，當(dāng)?shù)谝慌_(tái)階采剝結(jié)束時(shí)，采用噴播綠化技術(shù)對(duì)該臺(tái)階坡面進(jìn)行復(fù)墾，第二臺(tái)階同時(shí)采剝推進(jìn)；當(dāng)?shù)诙_(tái)階采剝結(jié)束時(shí)，分別采用噴播綠化技術(shù)和覆土播種方法對(duì)該臺(tái)階坡面和上一個(gè)臺(tái)階下部平盤(pán)進(jìn)行復(fù)墾，第三臺(tái)階同時(shí)采剝推進(jìn)；以此類推至采礦結(jié)束。復(fù)墾方向?yàn)榱植莸亍楦纳婆_(tái)階坡面的固土效果和便于臺(tái)階下部平盤(pán)安全地復(fù)墾作業(yè)，取臺(tái)階坡面角為65°，安全平臺(tái)寬為4 m、清掃平臺(tái)寬為6 m、其余參數(shù)不做改變。

(2)排土場(chǎng)復(fù)墾規(guī)劃。排土場(chǎng)用來(lái)堆積剝離的廢石和表土，采場(chǎng)剝離的廢石95%直接外運(yùn)用作修路或其他建材用石料，5%堆積在排土場(chǎng)，廢石和表土最大堆積量約0.71萬(wàn)m3(采場(chǎng)未復(fù)墾時(shí))，設(shè)1處排土場(chǎng)滿足排容要求。排土場(chǎng)堆積的表土將作為采場(chǎng)復(fù)墾的主要土源，設(shè)計(jì)排土場(chǎng)布置在采場(chǎng)東側(cè)30 m處較平緩地段，在滿足安全的前提下，距離采場(chǎng)最近，且排土作業(yè)方便。在排土場(chǎng)外圍布設(shè)擋土墻和截水溝以防降雨作用下形成泥石流。排土場(chǎng)隨采場(chǎng)和工業(yè)場(chǎng)地的復(fù)墾進(jìn)行復(fù)墾推進(jìn)，復(fù)墾方向?yàn)榱植莸?。排土?chǎng)內(nèi)廢石和表土分開(kāi)按順序堆放，以減少表土外運(yùn)用于復(fù)墾時(shí)的工作量和便于排土場(chǎng)復(fù)墾。

(3)工業(yè)場(chǎng)地復(fù)墾規(guī)劃。工業(yè)場(chǎng)地包括生活區(qū)和辦公樓、破碎場(chǎng)、機(jī)修車間等生產(chǎn)附屬區(qū)。生產(chǎn)附屬區(qū)距采場(chǎng)和排土場(chǎng)較近，以減少人車頻繁活動(dòng)而壓損土地和便于復(fù)墾時(shí)從排土場(chǎng)運(yùn)送表土；生活區(qū)布置在采場(chǎng)東側(cè)遠(yuǎn)離采礦影響的位置。工業(yè)場(chǎng)地在礦山閉坑后開(kāi)始復(fù)墾，復(fù)墾方向?yàn)榱植莸亍?/p>

(4)運(yùn)輸公路復(fù)墾規(guī)劃。采場(chǎng)剝離的礦巖大部分直接外運(yùn)，少數(shù)被運(yùn)至破碎場(chǎng)和廢石場(chǎng)，運(yùn)輸公路由采場(chǎng)直接與外部連接，道路寬為4 m。合理布設(shè)線路，使排土場(chǎng)、采場(chǎng)和工業(yè)場(chǎng)地之間的距離最小。采場(chǎng)復(fù)墾時(shí)，與某臺(tái)階相連的支線和部分干線隨該臺(tái)階下部平盤(pán)一起復(fù)墾，采場(chǎng)外運(yùn)輸?shù)缆冯S采場(chǎng)、工業(yè)場(chǎng)地和排土場(chǎng)的復(fù)墾進(jìn)行復(fù)墾推進(jìn)，復(fù)墾方向?yàn)榱植莸亍?/p>

結(jié)合采礦設(shè)計(jì)與復(fù)墾規(guī)劃，該礦的平面布置如圖2所示。

圖2 朝國(guó)礦區(qū)平面布置圖

2.2 動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)

在采礦施工生產(chǎn)階段對(duì)采場(chǎng)、排土場(chǎng)和運(yùn)輸公路進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)，尤其是在采場(chǎng)采剝期間，采用噴播綠化技術(shù)和覆土播種方法對(duì)采場(chǎng)臺(tái)階進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)墾，形成邊采礦邊復(fù)墾的作業(yè)模式，減少了礦區(qū)土地的破壞時(shí)間，使采礦破壞的生態(tài)環(huán)境較早地得到改善和恢復(fù)。

(1)采場(chǎng)動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)。依據(jù)復(fù)墾規(guī)劃，當(dāng)370 m臺(tái)階采剝結(jié)束時(shí)，采用噴播綠化技術(shù)對(duì)該臺(tái)階坡面進(jìn)行復(fù)墾，360 m臺(tái)階同時(shí)采剝推進(jìn)；當(dāng)360 m臺(tái)階采剝結(jié)束時(shí)，分別采用噴播綠化技術(shù)和覆土播種方法對(duì)該臺(tái)階的坡面和370 m臺(tái)階下部平盤(pán)進(jìn)行復(fù)墾，350 m臺(tái)階同時(shí)采剝推進(jìn)；以此類推至采礦結(jié)束。圖3為采場(chǎng)動(dòng)態(tài)復(fù)墾示意圖。圖3中，370 m臺(tái)階已完成復(fù)墾，350 m臺(tái)階已采剝結(jié)束，340 m臺(tái)階正采剝推進(jìn)，360 m臺(tái)階下部平盤(pán)和350 m臺(tái)階坡面正在復(fù)墾。360 m臺(tái)階下部平盤(pán)復(fù)墾時(shí)，先在其外側(cè)用采剝的廢石渣或空心磚砌筑擋土墻，然后用小型汽車或改裝農(nóng)用車從排土場(chǎng)運(yùn)表土進(jìn)行覆蓋，整平后播種植物，其內(nèi)側(cè)覆土?xí)r預(yù)留20 cm寬以布置小型排水溝。350 m臺(tái)階坡面復(fù)墾時(shí)，先對(duì)坡面去浮石和危巖，然后在坡面上打錨桿和掛設(shè)三維網(wǎng)，最后在350 m臺(tái)階下部平盤(pán)上采用噴播設(shè)備對(duì)坡面進(jìn)行噴播，噴播分2次進(jìn)行，第1次噴播不含植物種子的基礎(chǔ)層噴播料，噴播厚度為7～9 cm，第2次噴播含植物種子的植生層噴播料，噴播厚度為2～4 cm；噴播完成后用無(wú)紡布或草簾覆蓋。采用此種方式進(jìn)行采場(chǎng)復(fù)墾，既降低了340 m臺(tái)階的爆破振動(dòng)對(duì)已復(fù)墾或正復(fù)墾臺(tái)階的影響，又可在350 m臺(tái)階下部平盤(pán)上對(duì)該臺(tái)階坡面復(fù)墾時(shí)灑落的泥土進(jìn)行清理，避免對(duì)340 m臺(tái)階采剝作業(yè)產(chǎn)生影響；同時(shí)，復(fù)墾與采礦作業(yè)的車輛調(diào)運(yùn)相互獨(dú)立，形成了邊采礦邊復(fù)墾的作業(yè)模式。

圖3 采場(chǎng)動(dòng)態(tài)復(fù)墾示意

(2)排土場(chǎng)動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)。排土場(chǎng)內(nèi)廢石和表土分開(kāi)并從東至西依次呈條帶狀按適宜高度進(jìn)行堆排，排土場(chǎng)西側(cè)在進(jìn)行表土與廢石堆排時(shí)，在其東側(cè)鏟運(yùn)表土用作采場(chǎng)復(fù)墾，并將堆積的廢石由東側(cè)外運(yùn)。

(3)運(yùn)輸公路動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)。采場(chǎng)某臺(tái)階下部平盤(pán)復(fù)墾時(shí)，與該臺(tái)階相連的支線和部分干線隨該臺(tái)階下部平盤(pán)一起復(fù)墾，復(fù)墾時(shí)先對(duì)高低不平的區(qū)段進(jìn)行平坡，將壓硬的路面進(jìn)行翻耕或覆土，整平后播種植物；在該段干線與下臺(tái)階交接處修筑臨時(shí)擋墻，防止降雨時(shí)覆土流失和影響下臺(tái)階的運(yùn)輸工作。

2.3 剩余復(fù)墾

剩余復(fù)墾是指礦山閉坑后對(duì)礦區(qū)未完成復(fù)墾的破壞土地進(jìn)行復(fù)墾，其復(fù)墾內(nèi)容和順序如下：

(1)采場(chǎng)剩余復(fù)墾。對(duì)310 m臺(tái)階下部平盤(pán)、300 m底部平臺(tái)及坡面進(jìn)行復(fù)墾，復(fù)墾方法與前述相同。

(2)工業(yè)場(chǎng)地剩余復(fù)墾。采礦結(jié)束后，先將建(構(gòu))筑物拆除，將廢棄污染物外運(yùn)集中處理，再對(duì)壓硬的地面進(jìn)行翻耕或覆土，整平后播種植物。

(3)排土場(chǎng)剩余復(fù)墾。采場(chǎng)和工業(yè)場(chǎng)地復(fù)墾完成后，排土場(chǎng)堆積的表土絕大部分已被用于復(fù)墾，廢石已基本全部外運(yùn)，復(fù)墾時(shí)將剩余的表土鋪平，將廢石壓硬的土體進(jìn)行翻耕，整平后播種植物。

(4)運(yùn)輸公路剩余復(fù)墾。隨采場(chǎng)、工業(yè)場(chǎng)地和排土場(chǎng)復(fù)墾結(jié)束，與之相連的運(yùn)輸線路逐步完成復(fù)墾。復(fù)墾方法與前述相同。

上述復(fù)墾地整平坡度為5°～7°，滿足雨水自然排干要求，松散土壤或覆土厚約30 cm。根據(jù)礦區(qū)植被類型、土壤性質(zhì)及植物生長(zhǎng)條件，復(fù)墾所播種植物為：采場(chǎng)臺(tái)階坡面噴播含爬山虎、紅三葉等藤本植物和野牛草、狗牙根等草本植物混合種子的噴播料，其余復(fù)墾地播種含馬尾松、杉樹(shù)等喬木植物和野牛草、狗牙根等草本植物混合種子。

礦區(qū)復(fù)墾完成后，進(jìn)行科學(xué)管理和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)復(fù)墾地周期性地澆水和施肥以促進(jìn)植物生長(zhǎng)，并做好滑坡、泥石流等地災(zāi)的防治工作。

2.4 初期復(fù)墾效果評(píng)價(jià)與補(bǔ)充復(fù)墾

礦區(qū)剩余復(fù)墾結(jié)束1 a后對(duì)礦區(qū)進(jìn)行復(fù)墾效果評(píng)價(jià)，判斷礦區(qū)破壞土地的復(fù)墾效果是否達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)合礦區(qū)自然條件進(jìn)行選擇[5]，指標(biāo)參數(shù)值由現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查取得，這里不做詳述。

補(bǔ)充復(fù)墾是對(duì)初期復(fù)墾效果評(píng)價(jià)中復(fù)墾效果差的地塊進(jìn)行二次復(fù)墾，復(fù)墾時(shí)結(jié)合該地塊復(fù)墾現(xiàn)狀與自然條件采用相應(yīng)的噴播、覆土、播種等措施。

3 礦區(qū)復(fù)墾現(xiàn)狀與建議

該礦于2013年6月末完成采礦設(shè)計(jì)和基建工程，隨后開(kāi)始進(jìn)行采場(chǎng)采剝作業(yè)。在采礦設(shè)計(jì)階段，依據(jù)本研究復(fù)墾模式進(jìn)行了礦區(qū)復(fù)墾規(guī)劃，采礦設(shè)計(jì)方案和參數(shù)與前文相同。但在實(shí)際生產(chǎn)中，采場(chǎng)開(kāi)始并沒(méi)有按照本研究復(fù)墾模式進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)，而是計(jì)劃在礦山閉坑后開(kāi)始復(fù)墾，采場(chǎng)臺(tái)階坡面欲采用爬山虎、葛藤等藤本植物復(fù)綠，其余破壞地的復(fù)墾方法與本研究復(fù)墾模式相同。目前350 m臺(tái)階已采剝完畢，340 m臺(tái)階開(kāi)始采剝推進(jìn)，采剝后裸露的巖體風(fēng)化較嚴(yán)重，局部曾出現(xiàn)多處小型滑塌，而且采用藤本植物對(duì)采場(chǎng)臺(tái)階坡面進(jìn)行復(fù)綠，復(fù)墾效果差，無(wú)法滿足當(dāng)?shù)卣囊蟆?/p>

在采礦設(shè)計(jì)方案和參數(shù)與前文相同的情況下，分別采用本研究復(fù)墾模式和采后復(fù)墾模式對(duì)礦區(qū)進(jìn)行復(fù)墾，礦區(qū)復(fù)墾面積和復(fù)墾時(shí)間如表1所示，其中復(fù)墾時(shí)間表示從開(kāi)始復(fù)墾到復(fù)墾結(jié)束的時(shí)間間隔，本研究復(fù)墾模式下礦區(qū)復(fù)墾受采礦進(jìn)度影響，故復(fù)墾時(shí)間較長(zhǎng)。

表1 礦區(qū)復(fù)墾面積與復(fù)墾時(shí)間

上述2種復(fù)墾模式下，采礦各階段的礦石產(chǎn)量和礦區(qū)土地破壞累積量如圖4所示。

圖4 采礦各階段的礦石產(chǎn)量與礦區(qū)土地破壞累積量

由圖4可知：在采礦設(shè)計(jì)階段和基建期間，礦石產(chǎn)量很少；隨采場(chǎng)內(nèi)采剝作業(yè)的進(jìn)行，礦石產(chǎn)量逐漸增加至穩(wěn)產(chǎn)狀態(tài)，并出現(xiàn)峰值；在閉坑階段，礦石產(chǎn)量逐漸衰減至零。依據(jù)本研究復(fù)墾模式，采礦設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)勘察會(huì)造成少量的土地破壞，基建期間的運(yùn)輸公路、工業(yè)場(chǎng)地和排土場(chǎng)的布設(shè)會(huì)破壞較多土地；在采場(chǎng)采剝期間，對(duì)采場(chǎng)、排土場(chǎng)和運(yùn)輸公路進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)，由于采場(chǎng)臺(tái)階的面積逐漸減小，則采場(chǎng)破壞土地的暴露面積逐漸減小，排土場(chǎng)內(nèi)廢石與表土的堆積量逐漸減少，因此，土地破壞累積量先增加一段時(shí)間后逐漸減少；閉坑后，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行剩余復(fù)墾，土地破壞累積量逐漸減少至零。依據(jù)采后復(fù)墾模式，礦山閉坑前土地破壞累積量持續(xù)增加，閉坑后開(kāi)始對(duì)礦區(qū)進(jìn)行復(fù)墾，土地破壞累積量逐漸減少至零。

相比之下，采用本研究復(fù)墾模式比采后復(fù)墾模式提前8個(gè)月完成礦區(qū)復(fù)墾，減少了礦區(qū)土地的破壞時(shí)間，縮短了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)周期。此外，本研究復(fù)墾模式中采用噴播綠化技術(shù)對(duì)采場(chǎng)臺(tái)階坡面進(jìn)行復(fù)墾，復(fù)墾效果好。若礦區(qū)完全依據(jù)本文復(fù)墾模式進(jìn)行復(fù)墾，則復(fù)墾現(xiàn)狀如圖3、圖4所示。因此，為了更好地改善和恢復(fù)采礦破壞的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，建議該礦從現(xiàn)階段開(kāi)始依據(jù)本研究復(fù)墾模式對(duì)礦區(qū)進(jìn)行復(fù)墾。

4 結(jié) 論

(1)結(jié)合朝國(guó)礦區(qū)的自然條件、開(kāi)采技術(shù)條件和生態(tài)環(huán)境破壞預(yù)測(cè)，提出一種動(dòng)態(tài)復(fù)墾模式，該復(fù)墾模式將復(fù)墾工作動(dòng)態(tài)地貫穿于各個(gè)階段，在采礦的設(shè)計(jì)、施工生產(chǎn)和閉坑不同階段分別進(jìn)行復(fù)墾規(guī)劃、動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)和剩余復(fù)墾，并在初期復(fù)墾結(jié)束后進(jìn)行復(fù)墾效果評(píng)價(jià)與補(bǔ)充復(fù)墾。

(2)在采礦設(shè)計(jì)階段，依據(jù)采礦設(shè)計(jì)方案和參數(shù)，對(duì)礦區(qū)破壞地進(jìn)行復(fù)墾規(guī)劃，確定其復(fù)墾時(shí)機(jī)和復(fù)墾方向；同時(shí)，結(jié)合復(fù)墾規(guī)劃對(duì)采礦設(shè)計(jì)的方案和參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，減少采礦對(duì)礦區(qū)土地的破壞和后期的復(fù)墾工作量，為礦區(qū)復(fù)墾做有利準(zhǔn)備。

(3)在采礦施工生產(chǎn)階段進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)墾推進(jìn)，尤其在采場(chǎng)采剝期間，采用噴播綠化技術(shù)和覆土播種方法對(duì)采場(chǎng)臺(tái)階進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)墾，形成了邊采礦邊復(fù)墾的作業(yè)模式，減少了礦區(qū)土地的破壞時(shí)間，使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境較早地得到改善和恢復(fù)。

(4)在采礦設(shè)計(jì)方案和參數(shù)相同的情況下，采用本文復(fù)墾模式比采后復(fù)墾模式提前8個(gè)月完成礦區(qū)復(fù)墾，且采場(chǎng)復(fù)墾效果好，建議該礦從現(xiàn)階段開(kāi)始依據(jù)本文復(fù)墾模式對(duì)礦區(qū)進(jìn)行復(fù)墾。

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(責(zé)任編輯 石海林)

Study on Dynamic Reclamation Mode of Chaoguo Open Pit Mine

Zhang Bingtao1Liu Yanzhang1Li Hailong2Zhang Qun1Lu Peipei2Liu Wei2

(1.SchoolofResourceandEnvironmentalEngineering，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China;2.ShiyanBureauofLandandResources，Shiyan442000，China)

To better improve and restore the ecological environment damaged by mining of Chaoguo open pit mine，a dynamic reclamation mode is proposed based on natural conditions，mining technique conditions and ecological damage prediction of the mining area.The dynamic reclamation mode makes the reclamation work dynamically throughout the entire process of mining project.Reclamation planning，dynamic reclamation advance and comprehensive reclamation work of stope，dump，transport roads and industrial site are respectively carried out at different stages of design，construction and production and closure of mining.Reclamation effect evaluation and supplementary reclamation will be made after the end of initial stage of reclamation.Especially during the stripping and mining in stope，spray seeding technique and the soil covering planting method are applied for dynamic reclamation of stope steps，making the stope reclamation and mining work synchronously.Aimed at the existing problems in the reclamation of mine area，the dynamic reclamation mode and the mining afterwards reclamation mode are separately used and compared in the area reclamation.The results show that the former can complete the reclamation earlier with better effect，so it′s suggested that the mining area be restored by taking the dynamic reclamation mode from now on.

Open pit mine，Dynamic reclamation mode，Spray seeding technique，Mining afterwards reclamation mode

2015-03-08

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(編號(hào)：51074115)，“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2011BAA05B03)。

張丙濤(1989—)，男，碩士研究生。通訊作者 劉艷章(1969—)，男，教授，博士。

TD88

A

1001-1250(2015)-04-061-05