山西省陽泉市黃河流域歷史遺留礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)分析

曲彥明

摘要：開采礦山獲得經(jīng)濟(jì)利益的同時，給原有的生態(tài)環(huán)境也帶來了破壞和影響。針對山西省陽泉市黃河流域歷史遺留礦山，本文剖析了當(dāng)?shù)氐V山開采引起的地形地貌、土地占用、土壤侵蝕、地表水水質(zhì)、景觀格局等方面對環(huán)境的影響，研究了礦山生態(tài)修復(fù)治理的技術(shù)，包括露采場邊坡的治理技術(shù)和采空區(qū)的生態(tài)重建工藝等。

關(guān)鍵詞：廢棄礦山；露天開采；生態(tài)修復(fù)

20世紀(jì)80年代以來，隨著國家對礦產(chǎn)資源需求的增加，山西省陽泉市礦業(yè)經(jīng)濟(jì)獲得了迅猛發(fā)展，但是在礦山開采過后形成了大量的遺留礦山，造成了山西省陽泉市黃河流域生態(tài)環(huán)境破壞問題。特別是露天開采遺留礦山，不但影響自然景觀、造成環(huán)境污染，而且還會誘發(fā)山體滑坡，造成水土流失等地質(zhì)災(zāi)害。因此，如何恢復(fù)和重建山西省陽泉市黃河流域歷史遺留礦山已退化的生態(tài)系統(tǒng)成為當(dāng)前的重要課題。礦山生態(tài)恢復(fù)是以生態(tài)環(huán)境恢復(fù)為核心，研究如何根據(jù)實際情況，因地制宜、因礦施治，落實礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)工作，從而取得生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會的最佳綜合效益。通過生態(tài)恢復(fù)促進(jìn)山西省陽泉市黃河流域歷史遺留礦山的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價值再生。

1.礦山生態(tài)環(huán)境破壞問題

隨著礦山開采活動的加劇，環(huán)境問題變得日益突出，特別是露天礦山開采造成的生態(tài)環(huán)境問題越發(fā)嚴(yán)重（圖1），這主要體現(xiàn)在下面幾點：

1.1對土地資源造成大量消耗；

1.2對土地資源造成大量消耗，無法應(yīng)用，不僅對生態(tài)系統(tǒng)造成巨大破壞，又影響土地資源與社會效益的發(fā)揮；

1.3礦山開采形成大量邊坡，邊坡失穩(wěn)之后加劇地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生；

1.4被礦山開采廢棄物堆置，造成環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重；

1.5礦山距離交通干線、河流、保護(hù)區(qū)或者城市相對較近的，在礦山開采過程當(dāng)中，又會對這些區(qū)域造成巨大破壞，嚴(yán)重影響這些區(qū)域進(jìn)行經(jīng)濟(jì)規(guī)劃與建設(shè)，阻礙當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展。

2.治理礦山生態(tài)環(huán)境的技術(shù)分析

治理礦山生態(tài)環(huán)境，主要涉及恢復(fù)與重建采礦場生態(tài)，如恢復(fù)重建礦山開采形成的邊坡以及恢復(fù)重建礦區(qū)開采形成的大量采空區(qū)。

2.1恢復(fù)重建采場邊坡

治理礦山邊坡生態(tài)環(huán)境過程當(dāng)中，主要涉及的內(nèi)容包括兩個方面：首先排除邊坡的危險性，對于崩塌落實隱患予以消除，提高治理成效，同時恢復(fù)植被，將植被涵水、固土以及滯塵、同化，改善惡劣氣候的生態(tài)功能充分發(fā)揮出來，這是礦山治理的根本目的。

2.1.1治理邊坡穩(wěn)定性

在治理邊坡過程當(dāng)中主要采用以下方式：

2.1.1.1針對一些和相關(guān)要求不符合的邊坡，削坡減載已超過山頂開采面的邊坡，如果邊坡高度不大，可以運用坡腳填方方式進(jìn)行治理；

2.1.1.2邊坡區(qū)域富水的應(yīng)當(dāng)進(jìn)行疏干排水，必要時可以利用鉆孔排水進(jìn)行治理；

2.1.1.3地質(zhì)條件復(fù)雜易引發(fā)巖層滑動或者滑坡的，在治理過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)設(shè)置擋石壩與抗滑樁；

2.1.1.4地質(zhì)破碎帶對局部造成影響的，通過錨桿、鋼筋網(wǎng)噴砼護(hù)面進(jìn)行防治；

2.1.1.5危巖體積較大，深部出現(xiàn)裂縫，可以運用長錨桿或者深孔預(yù)應(yīng)力錨索加固處理；

2.1.1.6軟質(zhì)石邊坡存在嚴(yán)重的巖石風(fēng)化問題，容易引發(fā)塌方問題在削坡之后，通過擋土墻予以支撐，并運用框格式拱墻對高處進(jìn)行護(hù)坡；

2.1.1.7為了避免滾石傷及人體，對撬毛工作嚴(yán)格檢查，并實施工程綠化，將金屬網(wǎng)或者塑料格柵網(wǎng)鋪設(shè)山坡上進(jìn)行治理；

2.1.1.8礦山地勢較高的，認(rèn)真檢查堆砌的廢碴場是否會引發(fā)坍塌、泥石流等災(zāi)害，與要求不相符合的，及時進(jìn)行清理，或者建設(shè)攔碴壩進(jìn)行攔擋。

2.1.2植被恢復(fù)

2.1.2.1創(chuàng)造生態(tài)復(fù)綠工程良好的基質(zhì)條件

土壤、有機質(zhì)、穩(wěn)定劑、保水劑以及肥料和酸度調(diào)節(jié)劑與消毒劑、團(tuán)粒劑在相應(yīng)比例要求下合理配比，創(chuàng)建生態(tài)基質(zhì)。通過生態(tài)基質(zhì)的創(chuàng)建，其作用是：①為植物生長創(chuàng)造合理的物理結(jié)構(gòu)；②確?；幕旌衔镌谄旅娴姆€(wěn)定性，減少雨水造成的侵蝕現(xiàn)象；③為植物生長創(chuàng)造有利的養(yǎng)分供應(yīng)；④確保植物生長過程當(dāng)中有著良好的水分平衡；⑤與植物產(chǎn)生共同作用，對坡面封閉，減少風(fēng)化因素影響，導(dǎo)致坡面剝落。

2.1.2.2如何選取修復(fù)礦山生態(tài)的植物

關(guān)停之后的露天開采礦山很多環(huán)境條件都十分惡劣，山體上裸露若大面積的巖石，有很多開采廢渣堆積在地面上，缺水干旱，土壤非常貧瘠，自然綠化難度非常大，應(yīng)當(dāng)對合適的綠化植物進(jìn)行選擇。

（1）選取植物原則

與當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c充分結(jié)合，考慮地理位置以及成土母質(zhì)特性科學(xué)合理的選取植物：

抗性：基于生態(tài)因子下，植物在不斷演化與適應(yīng)過程中，產(chǎn)生一些特殊習(xí)性，能夠在礦山環(huán)境下生存發(fā)展，如具有較好的耐熱性，耐旱性，耐貧瘠性，抗污染性等；

區(qū)域性：選擇適宜當(dāng)?shù)丨h(huán)境生長的鄉(xiāng)土植物品種；

美化：礦山復(fù)綠過程當(dāng)中，利用園林植物在局部地段進(jìn)行造景，增加美化效果；

易采集：選擇當(dāng)?shù)赜兄S富資源，投入商業(yè)化運行的植物品種，或者是已經(jīng)引入的外來植物品種與通過國內(nèi)試驗性能優(yōu)越的植物品種；

長短結(jié)合：選擇能夠短期實現(xiàn)復(fù)綠效果，同時又能達(dá)到長期生物演替的植物品種，栽植方式可以運用分期栽植或者混種、混播。

在礦山生態(tài)修復(fù)過程當(dāng)中，植物選擇要充分考慮礦山未來發(fā)展過程當(dāng)中土地的運用，和當(dāng)?shù)貧夂驐l件以及土壤條件，倘若是以自然生態(tài)恢復(fù)為目的植被，必須要對植物種類事先確定。

（2）配置植物

選擇好植物種植類型之后，科學(xué)的配置，促進(jìn)礦山生態(tài)修復(fù)植物健康生長，合理縮短植物演替周期，提高礦山修復(fù)效果。要做到：①結(jié)合暖季型和冷季型草進(jìn)行種植，使其適宜礦山區(qū)域冬夏季節(jié)氣候；②結(jié)合豆科植物與非豆科植物進(jìn)行栽植，豆科植物根部有著很多根瘤菌具有很好的固氮作用，可以使基質(zhì)營養(yǎng)得到有效改善；③木本植物和草本植物有效結(jié)合，提高固土抗寒性能；④常綠植物配合落葉植物，增加冬季綠化效果；⑤有效結(jié)合喬灌草花，增加綠化的立體多層性；⑥植物與深根植物有效結(jié)合；⑦多樣性選擇植物科學(xué)搭配；⑧搭配普通樹種以及產(chǎn)業(yè)樹種；⑨合理組合鄉(xiāng)土品種與外來品種；⑩搭配植物過程當(dāng)中還要充分考慮有無化感現(xiàn)象。

2.1.2.3治理礦山生態(tài)環(huán)境的工程綠化工藝

（1）噴混播型

針對礦山巖面坡度較大的設(shè)置平面鐵絲、錨固以及塑料網(wǎng)，通過力噴混機，逐層的對土壤、有機質(zhì)、肥料、粘合劑、保水劑以及疏松材料等進(jìn)行噴涂，在巖面網(wǎng)架中進(jìn)行噴射，下層固化之后，在進(jìn)行相應(yīng)的噴灌，達(dá)到相關(guān)厚度要求，之后將進(jìn)行草籽噴播。也可把灌木以及草種在木屑、泥炭以及水、粘合劑、保水劑、土壤、化肥等混合料裝入到相應(yīng)容器當(dāng)中，通過離心泵在坪床上利用軟管輸送進(jìn)行噴播，使覆蓋物保持均勻性，有效保護(hù)草種層，并在土中滲入多余水分。

（2）放緩邊坡復(fù)土型

高度不高，且較大坡度的，通過將其境界擴(kuò)大，邊坡放緩，開展覆土綠化，將泥土堆積層向上、向后扒開，暫時進(jìn)行存放，接著將邊坡放緩，將堆積保存的泥土回覆到坡面上。

（3）營造臺階型

較大坡度的礦山，有著穩(wěn)定致密的坡面，很難進(jìn)行邊坡放緩，可以創(chuàng)建臺階，臺階通?？刂圃?0m以下，寬度控制在1m～2m，將種植槽設(shè)置在臺階上，按照60cm高度進(jìn)行設(shè)計，在槽底5cm部位，合理設(shè)排水溝，將種植土回填其中。

（4）魚鱗坑型

對于60°以下的坡度，坡面在60m高度以下的，具有較好穩(wěn)定性，底質(zhì)存在相應(yīng)的風(fēng)化，將浮石清除之后，交錯的進(jìn)行炸坑，也可以設(shè)置魚鱗坑，控制坑的大小，將水泥石塊圍巖設(shè)置在坑底邊，相聚坑底5cm部位設(shè)置排水溝，將具有保水劑的有機質(zhì)營養(yǎng)土填入坑內(nèi)，深度控制在50cm。

（5）框架復(fù)土型

含土非常少或者是沒有土，存在較大坡度坡面，主要運用削坡處理，也可在坡面通過水泥進(jìn)行框架構(gòu)筑，磚砌面選擇空心水泥磚，之后在其中填入土，再進(jìn)行植物種植。

（6）暗臺階復(fù)土型

這一方式和框架復(fù)土型非常類似，主要應(yīng)用于陡坡，在坡面上設(shè)置多個錨網(wǎng)臺階，通過水泥固化之后，將具有粘合劑的土壤復(fù)在暗臺階上，在進(jìn)行植綠，前期階段還應(yīng)當(dāng)將無紡布覆蓋其上，避免雨水形成沖刷。

（7）植生袋法

將有機基質(zhì)以及土和肥料、種子混合裝入乙烯網(wǎng)袋當(dāng)中，其大小應(yīng)當(dāng)依照實際情況進(jìn)行確定，通常設(shè)置為33cm×16cm×4cm，也可有效放大，主要應(yīng)用在坡面存在一些渣土的區(qū)域，種子袋擺放過程當(dāng)中，不能和地面留有縫隙，合理壓實，運用U形鋼筋式帶鉤竹扦在坡面上合理固定種子袋，七天之后便可發(fā)芽，這段時間應(yīng)當(dāng)合理地進(jìn)行澆水。

（8）堆土袋法

根據(jù)坡面向上堆置草袋子，其中裝滿土，并將灌木種子或者草籽加入其中，覆土綠化。

（9）藤蔓植物攀爬法

裸露的巖石陡坡在礦山中常見，復(fù)土植綠存在很大的難度，此時可以將藤蔓作物具有的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，對裸露的巖石陡坡進(jìn)行綠化，如利用爬山虎藤蔓植物綠化巖石陡坡，還可以選擇蔓常春藤、忍冬等藤蔓植物對裸露巖石陡坡起到綠化遮蓋作用。

（10）高大喬木遮擋法

將大樹或者高大喬木移栽到礦山坡腳部位，覆土栽植，喬木高大，樹冠濃密，能夠?qū)β懵兜纳狡缕鸬秸诒巫饔?，不僅具有良好的觀賞性，而且還能為其他爬藤植物創(chuàng)造有利的生長環(huán)境，這一綠化方式工程量投入相對較少，操作起來也較為簡單，能夠大幅減少綠化成本。然而利用大樹和高大喬木進(jìn)行綠化，通常2年～5年才能形成綠化效果，綠化周期相對較長，同時，高大喬木種植過程當(dāng)中需要種植基質(zhì)符合相關(guān)要求，確保水肥科學(xué)供給。

2.2生態(tài)恢復(fù)與重建礦山采空區(qū)

礦山開采過程當(dāng)中形成很多采空區(qū)，這些是由于采礦過程當(dāng)中露天剝離以及回采之后引發(fā)的空場，這些區(qū)域地表植被和生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞，很難快速地進(jìn)行自然恢復(fù)，需要開展生態(tài)重建工作，在恢復(fù)治理采空區(qū)過程當(dāng)中采用的模式主要有三種，下面細(xì)分如下：

2.2.1利用農(nóng)林重建采空區(qū)生態(tài)模式

礦山露天采工區(qū)如果較為平緩或者沒有積水的，可以利用農(nóng)林進(jìn)行生態(tài)重建，通過相應(yīng)的工程措施，整平、覆土、充填露天采空區(qū)，之后種植農(nóng)林，依照不同的充填物質(zhì)合理充填，主要包括充填人造土層或者泥漿運輸充填以及剝離物充填等。

2.2.2運用蓄水進(jìn)行生態(tài)重建

如一些礦坑常年積水，或者是傾斜礦床開采過程當(dāng)中產(chǎn)生的礦坑，可以發(fā)揮蓄水體的作用，將其作為水源池、發(fā)展?jié)O業(yè)或者污水處理池等。

2.2.3挖深墊淺綜合利用采空區(qū)生態(tài)重建模式

對于一些挖損坑有季節(jié)性積水或者不積水的，運用挖深墊淺方式進(jìn)行處理，可以合理開挖設(shè)置成水體，用作水源或者進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖，還可以發(fā)展種植業(yè)。

3.結(jié)語

總之，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，社會建設(shè)過程當(dāng)中，對于能源的需求越來越大，礦山資源開采在滿足社會各個方面能源需求的同時，極大地推動了經(jīng)濟(jì)社會的持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展。但是也必須要看到礦山采礦工作結(jié)束之后，產(chǎn)生的很多歷史遺留礦山給生態(tài)環(huán)境造成了破壞性也相當(dāng)?shù)膰?yán)重，嚴(yán)重阻礙生態(tài)環(huán)境持續(xù)發(fā)展。對于山西陽泉市黃河流域歷史遺留礦山必須要盡快采取有效的措施進(jìn)行修復(fù)，將破壞的礦山環(huán)境面貌及時修復(fù)與恢復(fù)。在此過程當(dāng)中可以將生態(tài)修復(fù)技術(shù)充分利用，恢復(fù)治理礦山生態(tài)環(huán)境問題。并且在工作實際還應(yīng)當(dāng)對國外在礦山修復(fù)治理過程當(dāng)中的立法經(jīng)驗，于保護(hù)環(huán)境管理制度科學(xué)借鑒，運用到當(dāng)?shù)剡z留礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)工作當(dāng)中，提高科技利用率，強化管理，將生態(tài)修復(fù)技術(shù)具有的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，提高礦山修復(fù)成效，實現(xiàn)環(huán)境更好保護(hù)，推動可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉少君，劉博，等；礦山生態(tài)修復(fù)研究綜述[J].世界有色金屬， 2019（10）： 170-171.

[2]楊輝.礦山生態(tài)修復(fù)與景觀再造理論初探[J].國土資源， 2019（1）： 46-47.

[3]陳亮.基于安陽市礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究[J].低碳世界， 2019， 9（7）： 99-100.

[4]馮旭東.基于采煤塌陷區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境治理模式的分析[J].能源與節(jié)能， 2018（07）： 90-91.

[5]郝曉安.采煤塌陷區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境治理模式分析[J].能源與節(jié)能， 2017（06）： 111-112+125.

[6]唐艷，錢衛(wèi)明，等；探析采煤塌陷區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境治理模式[J].世界有色金屬， 2016（05）： 121-122.