礦山復(fù)綠技術(shù)方法研究

曹立雪 劉雁冰

摘要：“十三五”規(guī)劃，繼續(xù)將生態(tài)文明建設(shè)列為重點，礦山復(fù)綠作為生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分，必將迎來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，圍繞“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，通過礦山復(fù)綠技術(shù)手段使我國礦山地質(zhì)環(huán)境得到全面、有效的治理和改善，恢復(fù)青山綠化的生態(tài)環(huán)境。

Abstract： The "13th Five-Year Plan" continues to focus on the construction of ecological civilization. As an important part of ecological civilization construction， mine greening will usher in new opportunities and challenges. Focusing on? the five development concepts of "innovation， coordination， green， openness， Sharing"， through the mine greening technology， the mine geological environment in China will be comprehensively and effectively treated and improved， and the ecological environment of green hills will be restored.

關(guān)鍵詞：礦山復(fù)綠;礦山地質(zhì)環(huán)境;治理方法;生態(tài)修復(fù)

Key words： mine greening;mine geological environment;treatment method;ecological restoration

中圖分類號：P642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2018）36-0273-03

0? 引言

改革開放以來，礦山開采，特別是以建筑石材為主的露天開采礦山極其普遍，在為城市建設(shè)提供必需材料的同時，也給生態(tài)環(huán)境帶來極大的破壞，昔日郁郁蔥蔥、風(fēng)光秀美的山體被挖得千瘡百孔，破亂不堪。由于無序開采，造成原有山體破壞嚴(yán)重，破損面陡峭、凹凸不平，裸露的巖質(zhì)坡面，植物很難生長，必須通過礦山地質(zhì)環(huán)境治理，營造出適宜植物生長的條件，才能恢復(fù)山體綠化，改善其生態(tài)環(huán)境。

1? 礦山復(fù)綠的重要性

“礦山復(fù)綠”是指通過采用工程、生物等技術(shù)手段對因礦山開采引起的地質(zhì)環(huán)境問題進(jìn)行綜合治理，使礦山地質(zhì)環(huán)境達(dá)到穩(wěn)定、生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù)的過程。

近年來，隨著我國礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)制度的日益完善，礦山地質(zhì)環(huán)境治理力度的不斷加大，全國礦山地質(zhì)環(huán)境逐步改善，但隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，人們對礦產(chǎn)資源的客觀需求仍然很高，大量歷史遺留的礦山問題仍然存在，我國礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作仍在繼續(xù)。因此，研究礦山復(fù)綠技術(shù)方法，為礦山地質(zhì)環(huán)境治理項目的勘查、設(shè)計、施工提供技術(shù)指導(dǎo)，對改善礦山環(huán)境、生態(tài)環(huán)境以及提高空氣質(zhì)量具有重要意義。

2? 礦山復(fù)綠的主要技術(shù)方法

近半個世紀(jì)以來，世界發(fā)達(dá)國家對廢棄礦山的治理非常重視，據(jù)統(tǒng)計，全世界廢棄礦山面積約670萬hm2，其中露天采礦破壞和拋荒地約占50%。國外主要對廢棄礦山的生態(tài)修復(fù)理論、生態(tài)修復(fù)方法、生物措施、環(huán)保教育、資金保障、法規(guī)與政策、改造與利用、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展等進(jìn)行了研究。

我國礦山復(fù)綠工作起步于20世紀(jì)50年代末，但由于社會、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的原因，直到80年代仍處于零星、分散、小規(guī)模、低水平的狀態(tài)，90年代以后才初步形成一定規(guī)模。

現(xiàn)階段，我國礦山地質(zhì)環(huán)境治理中常采用的礦山復(fù)綠技術(shù)方法主要有覆土綠化、擋墻蓄坡綠化、開鑿平臺綠化、邊坡鉆孔綠化、魚鱗坑蓄土綠化、掛網(wǎng)噴播綠化、生態(tài)袋綠化、生態(tài)草毯綠化、飄臺綠化、植生混凝土綠化等。

2.1 覆土綠化

對礦山開采后形成的面積較大、比較平坦的礦場或其他較為平整的場地，經(jīng)地形測量后，進(jìn)行場地的挖填設(shè)計，控制土地高程，確定出土地邊界，對土地進(jìn)行平整，配土覆土，根據(jù)恢復(fù)土地利用類型確定回填土層厚度?；靥?0cm以上的種植土，種植先鋒固土的草本和灌木;回填80cm以上的種植土，種植草本、灌木、喬木。適用于穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡、卵礫石邊坡或軟巖質(zhì)邊坡，坡度范圍0°-30°。優(yōu)點：技術(shù)簡單可行，覆土后可種植農(nóng)作物、喬灌草等，能有效保持水土和地表的抗沖刷能力，有計劃地逐步改良土壤土質(zhì)，實現(xiàn)耕地、林草地指標(biāo)的占補(bǔ)平衡，具有一定的景觀價值并減少了揚塵。缺點：適用局限性大，僅可用于30°以下的緩坡。

2.2 擋墻蓄坡綠化

對高陡、坡前具有回填空間的邊坡，可在坡前修建擋土墻，墻后回填渣土蓄坡，回填坡度不大于30°，擋土墻可根據(jù)回填方量選擇磚砌擋墻、漿砌片石擋墻、毛石混凝土擋墻等。蓄坡后覆種植土，種植草本、灌木、喬木綠化。適用于巖質(zhì)邊坡（中軟巖最佳），坡度范圍50°-80°。優(yōu)點：技術(shù)簡單可行，成本較低，使用壽命長。缺點：人為痕跡重，對渣土回填壓實度要求較高。

2.3 開鑿平臺綠化

對完整性較好的巖質(zhì)邊坡，可在邊坡上開鑿不同尺寸的平臺，在平臺前緣修建擋土墻，墻后覆土，種植草本、灌木、喬木綠化。適用于穩(wěn)定性較好的巖質(zhì)邊坡。

2.4 邊坡鉆孔綠化

大孔植藤綠化，在陡坡坡面上鉆鑿直徑200mm深500mm的鉆孔，在孔中填入配制好的營養(yǎng)基后，每孔種植3-5株爬藤類植物，并人為干預(yù)爬藤覆蓋。適用于硬土質(zhì)或風(fēng)化程度較高的石質(zhì)邊坡，坡度范圍60°-80°。

小孔植種綠化，在陡坡坡面上鉆鑿直徑35mm深400mm的鉆孔，在孔中填入營養(yǎng)基，每孔種植3-5粒催芽后的藤本種子，并人為干預(yù)后期的爬藤覆蓋。適用于較為堅硬的石質(zhì)邊坡，坡度范圍70°-90°。

燕巢復(fù)綠法，在陡坡坡面上鑿出300mm×300mm，深度400mm的方形巢穴，在巢中填入營養(yǎng)基，每個燕巢中植入3-5株爬藤幼苗，后期人為干預(yù)爬藤的覆蓋方向。適用于中軟巖及風(fēng)化程度較高的邊坡，坡度范圍50°-80°。

優(yōu)點：適用范圍廣，技術(shù)簡單，成本較低。缺點：施工難度較高，綠化率較低，施工時需特別注意施工人員的安全。

2.5 魚鱗坑蓄土綠化

利用坡面凹處或有小平臺的空間，采用混凝土或石塊向上壘砌，或向下挖成坑，形成魚鱗狀的種植穴，在穴內(nèi)客土栽植喬木和藤本植物或經(jīng)濟(jì)類林木，能有效防止雨水沖刷，保持水土。適用于巖質(zhì)或土質(zhì)邊坡，坡度范圍30°-55°。優(yōu)點：在有凹處、起伏的非高陡邊坡修筑，簡單易行，具有保水抗旱的特點。缺點：在高陡坡、平滑的巖質(zhì)坡面不宜采用，綠化效果受坡面狀況影響較大。

2.6 掛網(wǎng)噴播綠化

掛網(wǎng)噴播采用“高次團(tuán)?！眹姴ゼ夹g(shù)，簡稱SF綠化法。高次團(tuán)粒系列綠化施工法，就是針對各種巖石、硬質(zhì)土、砂質(zhì)土、貧瘠地、酸性土壤、干旱地帶、河岸堤壩等植物生長困難的地方，在坡體穩(wěn)定的前提下，采用經(jīng)特殊工藝制造而成的客土材料，加入植物的種子，并添加許多必要的其他材料，采用噴播、機(jī)械或人工作業(yè)的方式制成最適于植物生長的生育基盤。這種瞬間制造的 “人工土壤”具有高次團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，既有保水性，又有透水性、透氣性，適于植物和土壤微生物生長，又能有效抵抗雨蝕和風(fēng)蝕，防止水土流失。適用于巖質(zhì)或土質(zhì)邊坡，坡度范圍30°-70°。優(yōu)點：適用范圍廣，灌草結(jié)合，可快速實現(xiàn)綠化效果。缺點：技術(shù)較復(fù)雜，成本較高，苗木成活率低，后期需大量的水和人工進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.7 生態(tài)袋綠化

生態(tài)袋綠化法是近年出現(xiàn)的一種新型生態(tài)護(hù)坡方法，該方法是用充填土的生態(tài)袋組成擋土結(jié)構(gòu)，通過錨桿固定在陡坡上，生態(tài)袋之間由抗老化的連接袋相互連接成整體柔性結(jié)構(gòu)，在生態(tài)袋內(nèi)外立面采用混播、噴播、壓播、插播進(jìn)行綠化，形成整體的生態(tài)柔性擋土結(jié)構(gòu)。植物根系通過這種新型軟體邊坡自由生長，進(jìn)入巖土基層，從而達(dá)到綠化效果。主要有兩種方法進(jìn)行施工，堆疊法和長條形法。

堆疊法，將配制好的營養(yǎng)土裝入預(yù)置草種的生態(tài)袋中，坡面修整順滑后，在底部施做穩(wěn)定基層，品字形鋪設(shè)錨固生態(tài)袋，扦插灌木，在土袋和邊坡之間填土密實，袋頂種植爬山虎，后期灑水養(yǎng)護(hù)。適用于各種穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡或巖質(zhì)邊坡，坡度范圍45°-80°。

長條形法，長條型袋填充植生土后掛靠邊坡，沿坡面自然垂下，用錨桿固定。適用于各種穩(wěn)定的土質(zhì)邊坡或巖質(zhì)邊坡，坡度范圍45°-90°。

優(yōu)點：適用范圍廣，施工技術(shù)簡單，成本較低，可快速實現(xiàn)綠化效果。缺點：后期需大量的水和人工進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.8 生態(tài)草毯綠化

將邊坡上的石塊等清除后，在坡面上覆土并人工進(jìn)行再平整。按照比例配制灌木種子和草種，摻砂后均勻撒播。覆蓋草毯，修筑橫向和縱向的排水系統(tǒng)后，加強(qiáng)后期灑水養(yǎng)護(hù)。適用于穩(wěn)定的土質(zhì)、卵礫石或軟巖質(zhì)邊坡，坡度范圍小于35°。

優(yōu)點：技術(shù)簡單可行，成本較低，可快速實現(xiàn)綠化效果，后期草毯分解后自動成為有機(jī)肥料。缺點：適用局限性大，僅可用于35°以下的緩坡。

2.9 飄臺綠化

通過在巖質(zhì)坡面上鉆孔，將錨桿與坡面呈一夾角錨入巖體中，上部澆筑成鋼筋混凝土板，使之與巖質(zhì)坡面呈“U”或“V”型，然后在里面覆種植土，種植灌木或藤蔓植物等，使坡面達(dá)到綠化效果。優(yōu)點：對硬度大、表面平滑、高陡、不利于植物根系生長的巖質(zhì)坡面進(jìn)行復(fù)綠，保水保肥性能好。缺點：施工難度和安全風(fēng)險較大，遇坡面風(fēng)化、鋼筋腐蝕等情況可能造成局部坍塌，存在安全隱患，不宜用于人類活動頻繁的地方，如道路、房屋等建筑周邊。

2.10 植生混凝土綠化

植生混凝土綠化是指采用特定混凝土和混合植物種子配方，對巖質(zhì)邊坡進(jìn)行防護(hù)和綠化的一種新型技術(shù)。針對大于60°的高陡巖質(zhì)邊坡防護(hù)和綠化，以水泥為粘結(jié)劑、加上植被混凝土綠化添加劑、沙壤土、植物種子、肥料和水等組成噴射混合料進(jìn)行護(hù)坡綠化。

此技術(shù)的優(yōu)點是采用水泥，增強(qiáng)護(hù)坡強(qiáng)度和抗沖刷能力，能快速營造出適宜植物生長的環(huán)境，較好地解決了巖質(zhì)邊坡防護(hù)和快速綠化問題，并且在混凝土、植被與基材的共同作用下，增強(qiáng)了基材的抗侵蝕性，能有效保障植被快速成型及生態(tài)穩(wěn)定性。且該技術(shù)機(jī)械化程度高，生產(chǎn)能力大，施工采用干式噴錨機(jī)進(jìn)行噴播，噴射距離遠(yuǎn)，噴射層有一定的強(qiáng)度且不易產(chǎn)生龜裂，抗沖刷能力強(qiáng)，特別適用于陡峭巖石邊坡。

3? 結(jié)論

礦山復(fù)綠方法眾多，在實際應(yīng)用中需要根據(jù)治理礦山的具體情況選用不同的治理方法，采用多種礦山復(fù)綠方法進(jìn)行組合，以期實現(xiàn)最佳綠化效果。針對不同類型的邊坡，可選用不同的復(fù)綠方式，一般情況下可參照下表進(jìn)行選擇。

需要著重強(qiáng)調(diào)的是在復(fù)綠植被的選擇上應(yīng)盡量種植當(dāng)?shù)氐墓嗄竞筒荼?，發(fā)揮本土植物的生長優(yōu)勢，采用喬灌草結(jié)合，能有效保持水土和地表的抗沖刷能力，實現(xiàn)快速復(fù)綠，成本低、見效快，且具有一定的景觀價值，減少揚塵，提高空氣質(zhì)量。

礦山復(fù)綠作為生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分，以生態(tài)修復(fù)為核心，解決礦山地質(zhì)環(huán)境問題的同時，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，充分踐行了“綠水青山就是金山銀山”的理念，必將在治理環(huán)境的同時，帶動一方經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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