礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理及綜合利用探討

李欣遠(yuǎn)

（甘肅煤田地質(zhì)局一四九隊(duì)，甘肅 蘭州 730000）

礦山地質(zhì)環(huán)境是一個(gè)涉及眾多學(xué)科的復(fù)雜問(wèn)題，早在工業(yè)革命時(shí)期，外國(guó)一些研究人員就已經(jīng)開(kāi)始對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境相關(guān)的理論進(jìn)行了研究，并且在上個(gè)世紀(jì)三十年代美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等一些歐美國(guó)家就開(kāi)始重視對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)和治理，綜合利用礦山廢棄物及廢水，并且針對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理及綜合利用問(wèn)題形成了一套比較系統(tǒng)化的方法[1]。1985 年英國(guó)土地管理局還出臺(tái)了礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理長(zhǎng)期目標(biāo)戰(zhàn)略計(jì)劃，以及礦山地質(zhì)環(huán)境綜合利用方案，截止到目前為止，美國(guó)已經(jīng)徹底清除了將近60 個(gè)廢棄礦山，英國(guó)清除了54 個(gè)廢棄礦山，由此可見(jiàn)外國(guó)政府對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)與改造是十分重視的。而國(guó)內(nèi)對(duì)于礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理問(wèn)題比較輕視，在礦山開(kāi)采過(guò)程中不注重地質(zhì)環(huán)境保護(hù)，過(guò)度開(kāi)采礦產(chǎn)資源，導(dǎo)致礦山地質(zhì)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的破壞，引發(fā)了一些列地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，其中包括水土資源流失、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)環(huán)境遭到破壞、水資源受到嚴(yán)重的污染等，再加上國(guó)內(nèi)關(guān)于礦山地質(zhì)環(huán)境理論研究相對(duì)比較落后，導(dǎo)致我國(guó)礦山地質(zhì)環(huán)境治理恢復(fù)和綜合治理進(jìn)度長(zhǎng)期處于停滯不前的狀態(tài)[2]。直到近幾年國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題日益重視，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的理論研究也被提到日程上來(lái)，土地資源部也在積極的開(kāi)發(fā)礦山地質(zhì)環(huán)境的恢復(fù)和治理技術(shù)，并且也專(zhuān)門(mén)成立了相應(yīng)的監(jiān)管，還引進(jìn)了一些國(guó)外的先進(jìn)的礦山地質(zhì)環(huán)境理論，在礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理及綜合利用方面也取得了明顯的成果。但目前現(xiàn)有的礦山地質(zhì)環(huán)境理論多數(shù)是針對(duì)局域問(wèn)題的單因素分析，雖然目前我國(guó)的礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與治理工作已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但依然存在著嚴(yán)峻的問(wèn)題，為此提出礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理及綜合利用探討。

1 礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理措施

1.1 妥善治理礦山施工用地地質(zhì)災(zāi)害

礦山在施工過(guò)程中由于對(duì)原有地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成了破壞，會(huì)引發(fā)一些列的地質(zhì)災(zāi)害，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生不僅會(huì)給施工安全造成影響，還會(huì)擴(kuò)大礦山施工用地地質(zhì)損壞范圍，所以若要恢復(fù)礦山地質(zhì)環(huán)境，首要任務(wù)就是要對(duì)礦山施工用地地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行妥善處理。礦山施工用地地質(zhì)災(zāi)害主要有泥石流及地面坍塌，泥石流形成的基本條件主要包括地質(zhì)條件、水源條件以及地形條件三個(gè)因素。其中地質(zhì)條件主要表現(xiàn)在泥石流形成的松散碎屑物質(zhì)上，當(dāng)?shù)V山開(kāi)采完畢后會(huì)產(chǎn)生了大量礦產(chǎn)廢渣、廢石和廢土，而這些廢棄物是形成泥石流地質(zhì)災(zāi)害的主要物質(zhì)來(lái)源；由于礦山溝谷之間的發(fā)育、山坡的坡度較大、相對(duì)高度較高等地形時(shí)形成泥石流地質(zhì)災(zāi)害的主要地形條件；充足的水資源是形成泥石流地質(zhì)災(zāi)害的必要條件，對(duì)于部分地區(qū)而言，強(qiáng)降水季節(jié)已經(jīng)成為了泥石流地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的高發(fā)季節(jié)。根據(jù)礦山施工用地泥石流形成條件，本文提出以下具有針對(duì)性的治理恢復(fù)措施：①清理水源條件。在礦山開(kāi)采階段立即實(shí)施排水及排導(dǎo)工程，例如截排水溝、埋設(shè)排水管管道等工程，防止礦區(qū)表面的水源匯入到礦區(qū)中的廢渣場(chǎng)、廢石場(chǎng)當(dāng)中；②建立支擋工程。當(dāng)對(duì)礦山開(kāi)采后的物源清理時(shí)出現(xiàn)成本較高或沒(méi)有合理的石、廢渣、廢土堆積場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用修筑攔渣墻、攔砂壩以及格柵壩等永久性建設(shè)工程，從而防止物源向礦山下游地區(qū)的轉(zhuǎn)移；③實(shí)施植被恢復(fù)工程。通過(guò)栽種樹(shù)木、覆土種草的形式，恢復(fù)礦區(qū)施工用地的植被，利用植被防止雨水對(duì)廢渣、廢石和廢土堆的濺蝕，進(jìn)一步縮小地面水資源的徑流，并起到對(duì)礦區(qū)土質(zhì)加筋的作用，同時(shí)植被恢復(fù)還可促進(jìn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

礦企在進(jìn)行施工建設(shè)期間，由于需要對(duì)地下水進(jìn)行抽采，會(huì)增加采空區(qū)面積，礦山地表易出現(xiàn)裂縫、下沉、塌陷等災(zāi)害[3]。對(duì)礦山水文地質(zhì)條件進(jìn)行有效勘查，再加上防滲帷幕治理措施，有助于控制礦山施工區(qū)域塌陷位置水位變化。對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重區(qū)域可以用材料進(jìn)行回填，回填后平整處理，防止災(zāi)害進(jìn)一步惡化；對(duì)于采空區(qū)中存在的地裂縫問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)采用注漿加固、土地平整等施工進(jìn)行治理。通過(guò)實(shí)施以上提出的治理措施，恢復(fù)礦山施工用地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

1.2 擴(kuò)大礦業(yè)用地復(fù)耕還田規(guī)模

大多數(shù)礦山開(kāi)采過(guò)程中都是采用平面拓展型露天開(kāi)采，這種開(kāi)采方法主要特點(diǎn)就是施工占地面積比較大、占地速率比較快，如果利用傳統(tǒng)的復(fù)墾方法來(lái)恢復(fù)該區(qū)域地質(zhì)環(huán)境具有較大的難度，且施工量比較大。針對(duì)這一問(wèn)題，最有效的治理恢復(fù)方法就是擴(kuò)大礦業(yè)用地復(fù)耕還田規(guī)模。礦業(yè)用地是由礦坑和四周邊坡組成，由于四周具有一定的坡度，若要實(shí)現(xiàn)復(fù)耕還田首先需要在四周邊坡種植植被，防止邊坡水土流失覆蓋農(nóng)作物，種植的植被品種要與種植環(huán)境相符，否則邊坡治理不會(huì)達(dá)到預(yù)期效果[4]。邊坡距離施工點(diǎn)比較近，土壤中可能會(huì)含有大量的重金屬，并且土壤中的養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量比較少，在加上邊坡土壤比較貧瘠，所以可以選擇一些比較耐活、抗旱的植被物種。由于邊坡各幫坡度不同，且受陽(yáng)光照射情況也存在較大差異，考慮到各個(gè)區(qū)域植被生長(zhǎng)環(huán)境，分別對(duì)邊坡各幫植被種植選取了相應(yīng)的植被物種，具體如下表所示。

表1 礦業(yè)用地邊坡植被種植

對(duì)于礦山礦坑的復(fù)耕還田采用填充方法對(duì)礦坑進(jìn)行填充。首先在礦坑最底部填充一部分礦山施工廢料，厚度大約在3.5m ～4.5m 之間；再在該基礎(chǔ)上覆蓋一層紅土，紅土具有隔離的作用，可以有效阻擋廢棄物中有毒有害物質(zhì)，覆蓋厚度大約在0.5m 左右；在黃土表層覆蓋一層紅土、黃土混合土，混合土的配比：紅土：黃土=7 ：3，覆蓋厚度為1m ～2m。如果覆土造田之后想要在該區(qū)域種植當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物，還需要再在混合土表面覆蓋一層當(dāng)?shù)氐母餐粒穸葹?.5m 左右即可，耕植土可以選取礦山附近的農(nóng)田土壤，覆土造田之后就可以在原本礦坑的表面上種植農(nóng)作物。通過(guò)以上措施可以有效擴(kuò)大礦業(yè)用地復(fù)耕還田規(guī)模，還可以提高礦業(yè)用地綜合利用效率。

1.3 加強(qiáng)對(duì)礦山水資源恢復(fù)治理

礦山水資源是礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作中的一個(gè)重要部分，此次對(duì)于礦山水資源恢復(fù)治理分為地表水資源與地下水資源兩部分。礦山地表水資源恢復(fù)治理：①在礦山廢棄物堆放點(diǎn)周?chē)鰤χ危乐褂晁疀_刷廢棄物，起到攔截的作用。②增加植被覆蓋率，防止水資源流失。③在施工點(diǎn)周?chē)藿ㄅ藕榍?，將地下水與自然降水引入到附近河流中。④對(duì)于施工過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水進(jìn)行集中收集，防止水污染。礦山地下水資源恢復(fù)治理：①加強(qiáng)對(duì)礦山地下水的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制礦山地下水下降漏斗，以防止礦山地下水遭到污染。②合理開(kāi)發(fā)礦山地下水資源，增加對(duì)礦山地表水用量。③注重礦山水工環(huán)地質(zhì)環(huán)境勘查工作，根據(jù)勘查結(jié)果制定礦山開(kāi)采方案，對(duì)開(kāi)采層位和開(kāi)采井位進(jìn)行合理布局，將礦山施工活動(dòng)對(duì)地下水水量減少的影響降到最小。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境綜合利用

礦山開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水和廢棄物，減小廢水和廢棄物對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的影響，以下針對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境綜合利用需求，對(duì)礦山廢水和廢棄物綜合利用提出了相應(yīng)意見(jiàn)和建議。

2.1 礦山廢水綜合利用

礦山廢水主要有采礦廢水、選礦廢水以及礦資源林濾廢水三種，其中采礦廢水是指礦山在露天開(kāi)采過(guò)程中因自然降雨產(chǎn)生的一些礦坑積水，由于這些廢水接觸不到礦山廢棄物，所以選礦廢水受污染的程度不是特別大，可以將該部分廢水從礦坑中抽取出來(lái)，將其作為農(nóng)業(yè)灌溉水對(duì)礦山農(nóng)田進(jìn)行灌溉；選礦廢水是指在對(duì)礦石選取過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，這部分廢水中會(huì)摻雜大量的礦體懸浮物，且與礦石接觸時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致選礦廢水中重金屬濃度嚴(yán)重超標(biāo)，從目前現(xiàn)有對(duì)選礦廢水處理技術(shù)來(lái)看，如果單純對(duì)該部分廢水利用處理技術(shù)進(jìn)行處理使其符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，不僅處理過(guò)程比較復(fù)雜，而且處理過(guò)程需要經(jīng)歷較長(zhǎng)的時(shí)間。因此對(duì)于選礦廢水的利用可以根據(jù)該部分廢水的具體水質(zhì)情況，再確定選礦廢水的用途。將水質(zhì)比較好的選礦廢水利用處理技術(shù)進(jìn)行處理，處理過(guò)后可以將其用作礦山周?chē)r(nóng)田灌溉，將水質(zhì)較差的選礦廢水回用到選礦工藝中，對(duì)其進(jìn)行循環(huán)利用，這樣不僅可以節(jié)約水資源，還能降低廢水處理成本；林濾廢水是礦山廢棄物與雨水接觸后形成的廢水，該部分廢水中含有可溶性的金屬離子，如果不對(duì)其進(jìn)行處理就將其排放，會(huì)對(duì)礦山附近河流以及礦山淺層地下水造成嚴(yán)重污染，同時(shí)還會(huì)影響到河流下游的農(nóng)田。由于該部分廢水比較少，容易收集，可以將其收集后進(jìn)行統(tǒng)一處理，將廢水中的可溶性金屬離子去除后，可以利用其對(duì)礦山附近農(nóng)田進(jìn)行灌溉，或者將其用到礦山選礦工藝中，節(jié)約選礦工藝對(duì)新水的用量。

2.2 礦山廢渣綜合利用

礦山工程施工中所產(chǎn)生的廢渣、廢土、廢石被隨意放置，侵占了礦山一部分可利用的地質(zhì)資源，長(zhǎng)期堆放會(huì)造成水體污染、土壤污染。一般情況下，廢棄礦物總含量占礦物總量的四分之一，為了防止礦山廢渣未進(jìn)行正確處理而引發(fā)化學(xué)污染問(wèn)題，要做到對(duì)開(kāi)采出的礦產(chǎn)資源進(jìn)行合理利用，對(duì)廢棄礦石進(jìn)行二次加工，為建筑施工提供原材料。在廢棄物加工過(guò)程中對(duì)礦物化學(xué)成分進(jìn)行分析，檢驗(yàn)加工后的原材料是否含有有害物質(zhì)。若所加工出的原材料不含有害物質(zhì)可作為井下施工的填充材料，提高礦山廢渣、廢石的利用率，減少?gòu)U棄物的堆積。

3 結(jié)語(yǔ)

此次結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理及綜合利用進(jìn)行了研究，有利于促進(jìn)礦產(chǎn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，此次研究具有一定的社會(huì)意義，對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工作的開(kāi)展具有一定的參考價(jià)值，同時(shí)也為礦山地質(zhì)環(huán)境綜合利用方案的制定提供了基礎(chǔ)依據(jù)。由于此次研究時(shí)間有限，以及查閱的文獻(xiàn)資料有限，雖然取得了一定的研究成果，但在研究?jī)?nèi)容上還存在一些不足之處，今后會(huì)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理及綜合利用進(jìn)行深一步的探討。