廢棄露天礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)研究

尹 力

（甘肅煤田地質(zhì)局一四九隊(duì)，甘肅 蘭州 730000）

由于國(guó)家對(duì)礦山資源的重視，對(duì)礦山的管理越來(lái)越嚴(yán)格，相關(guān)的管理政策也一直在調(diào)整。在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度下降后，開(kāi)始實(shí)施有效的政策。礦山資源由于胡亂開(kāi)采以及開(kāi)采后保護(hù)程序不當(dāng)變得逐漸枯竭，保護(hù)礦山資源刻不容緩。一些廢棄的礦山資源在開(kāi)采后被隨意處理，占用農(nóng)用土地的同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)氐闹脖毁Y源和生態(tài)結(jié)構(gòu)造成很大的威脅。這些生態(tài)的威脅也間接地影響了這些地方的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)境得不到可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)自然也得不到可持續(xù)發(fā)展。廢棄礦山對(duì)環(huán)境的破壞方面主要體現(xiàn)在兩方面，一是廢棄礦山中的污染氣體不經(jīng)處理釋放出來(lái)，嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)氐目諝猓诙褪菑U棄礦山中的液體不經(jīng)處理直接排放到礦山的河湖中，嚴(yán)重污染當(dāng)?shù)氐乃?，甚至造成植被枯竭。更甚者兩方面全部污染，所廢棄的礦山生態(tài)系統(tǒng)全面崩潰。

廢棄的礦山在破壞水源的同時(shí)也對(duì)土地面積以及自然風(fēng)景現(xiàn)狀造成很大的威脅，經(jīng)過(guò)調(diào)查顯示，每年經(jīng)過(guò)開(kāi)采后得不到有效處理的礦山達(dá)到了百分之七十，這是多么恐怖的數(shù)字，也就是說(shuō)，大量被開(kāi)采后的廢棄礦山正在經(jīng)受著環(huán)境的全方面污染。廢棄礦山將原有的草原，農(nóng)田，森林，湖泊全部污染占領(lǐng)，讓所在地區(qū)的土地資源近乎枯竭[1]，由于礦山污染，造成的問(wèn)題十分嚴(yán)重。裸露的污染土地一旦接觸到植被就會(huì)吞噬他們，將原本生機(jī)盎然的植被全部掠奪，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中廢物堆積，降雨后土地缺少植被，對(duì)雨水的吸收能力差，因此生態(tài)環(huán)境更差，變成了惡性循環(huán)，這種惡性循環(huán)帶來(lái)的后果是致命的，因?yàn)閻盒匝h(huán)往往會(huì)引發(fā)災(zāi)難，一旦災(zāi)難襲來(lái)，經(jīng)濟(jì)損失都是次要的，甚至還會(huì)帶來(lái)生命的威脅。

因此，目前急需明確廢棄礦山治理以及后期保護(hù)目標(biāo)。廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)管理的目標(biāo)是首先就是必須要恢復(fù)受損的植被，并最大程度地減少水源損害以及裸露的巖石層，具體的措施就是要進(jìn)行植樹(shù)造林，以此減少水土流失。根據(jù)森林治理原則，將地質(zhì)環(huán)境的恢復(fù)轉(zhuǎn)化到管理層面，即基于生產(chǎn)礦山和廢棄礦山的綜合調(diào)查，來(lái)保持當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，保護(hù)土地的植被覆蓋率，以最少的投資實(shí)現(xiàn)最大程度的環(huán)境治理，從而達(dá)成環(huán)境和經(jīng)濟(jì)利益雙贏的目標(biāo)。廢棄礦山地質(zhì)管理還要處理礦山生產(chǎn)的廢物，將占用和受損的土地進(jìn)行綠化，將廢棄礦山生態(tài)系統(tǒng)的水源各項(xiàng)指標(biāo)都改善到正常水平。

1 廢棄露天礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 遙感影像分析礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境

在廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的過(guò)程中，利用遙感技術(shù)對(duì)范圍內(nèi)疑似廢棄礦山進(jìn)行解譯，然后進(jìn)行實(shí)地調(diào)查驗(yàn)證;在單個(gè)廢棄礦山評(píng)價(jià)區(qū)域劃分的過(guò)程中，根據(jù)實(shí)地調(diào)查過(guò)程中測(cè)量的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在衛(wèi)星影像中識(shí)別和標(biāo)定廢棄礦山不同的評(píng)價(jià)區(qū)域;在單個(gè)廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境分區(qū)評(píng)價(jià)的過(guò)程中，利用遙感技術(shù)對(duì)廢棄礦山的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲取最原始的影像和面積數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了調(diào)查工作的效率而且提高對(duì)研究結(jié)果的可讀性。

采用地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析、處理、和應(yīng)用，用全新的方法解決各種各樣的地理空間信息問(wèn)題。由于計(jì)算機(jī)硬件和軟件不斷完善，地理信息系統(tǒng)也得到了快速發(fā)展，己被廣泛的應(yīng)用到防汛抗洪、土地管理、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)中，取得了較好的效果[2]。

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用是通過(guò)選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，在系統(tǒng)中構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)模型實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)的空間分析功能相對(duì)于定性分析而言，更有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害范圍的合理劃分，并根據(jù)收集的資料和調(diào)查獲取的數(shù)據(jù)，選取合適的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，再對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)，在軟件中制作評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)圖。根據(jù)統(tǒng)計(jì)指數(shù)方法計(jì)算得到的每個(gè)影響指標(biāo)的權(quán)重，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)圖進(jìn)行疊加，得到最后的地質(zhì)環(huán)境背景的評(píng)價(jià)結(jié)果。

1.2 進(jìn)行坡面調(diào)整

坡面的整理即利用機(jī)械和人工的方法，達(dá)到清除斜坡上的碎屑，危險(xiǎn)巖石，不規(guī)則松石，以及半污染砂石的目的。在清理各種砂石的同時(shí)，還要對(duì)植物上的漂浮根，雜草和雜物進(jìn)行處理，以防止人造土壤粘在斜坡上。在坡面調(diào)整時(shí)，需盡可能保持坡度的原始形狀，并將坡度的起伏調(diào)整到一定范圍內(nèi)。相反或垂直的坡度不被允許在升高的基巖和基巖表面上。如果坡度相對(duì)較大或者遇到軟巖時(shí)，金屬網(wǎng)就必須靠近設(shè)定好的坡度。斜坡的光滑部分應(yīng)該用金屬網(wǎng)緩沖，并且墊子的厚度應(yīng)該大于所設(shè)計(jì)的噴種量。

1.3 布置金屬網(wǎng)

選擇用于包裝的金屬網(wǎng)規(guī)格必須提前進(jìn)行設(shè)定，材料為塑料鍍鋅菱形鐵絲網(wǎng)，在使用前必須確定所需要的長(zhǎng)度。將金屬網(wǎng)從頂部下方到底部時(shí)，斜坡的頂部必須延伸出一定的距離，斜坡的頂部需要用主錨釘固定，固定后需要用混凝土來(lái)壓制頂部，頂部和底部采用平行對(duì)接的方式，對(duì)接口需要用鐵絲緊緊綁住，兩個(gè)網(wǎng)之間的重疊寬度至少要達(dá)到十五厘米，即間隔兩個(gè)網(wǎng)孔的距離。錨固件和金屬網(wǎng)也必須用鐵絲緊緊綁住。在鋪網(wǎng)過(guò)程中，需要保持網(wǎng)格與斜坡的距離大于五個(gè)單位，且使用時(shí)需要用墊塊支撐。在斜坡上使用釘網(wǎng)主要是因?yàn)樾逼潞芷秸?，并且釘網(wǎng)的錨釘木樁非常的長(zhǎng)，在斜坡上每平方米安裝設(shè)定量木樁。對(duì)于裸露的巖石斜坡，需要采用錨桿來(lái)進(jìn)行固定，錨桿分為主要錨桿和次要錨桿。錨是一種鋼筋材料組成的長(zhǎng)度約為16的桿子。釘入后需要進(jìn)行防銹處理，水泥漿錨固處理坡度的深度取決于側(cè)坡的地質(zhì)條件，有必要確保錨固安裝的是否穩(wěn)定，且局部網(wǎng)格適合噴種設(shè)計(jì)的種子。

主副瞄釘?shù)拈L(zhǎng)度根據(jù)所實(shí)施的場(chǎng)地變化，但是必須留出外露的單位，一般每個(gè)單位設(shè)置五個(gè)左右，主瞄釘布設(shè)的同時(shí)將副瞄釘也間隔布設(shè)，圖1為布設(shè)簡(jiǎn)圖，在布設(shè)瞄釘時(shí)需要保證坡頂穩(wěn)定。

圖1 主、次錨釘布設(shè)示意圖

1.4 噴射種子

初步準(zhǔn)備過(guò)程完成后即可進(jìn)行種子的播種。環(huán)境恢復(fù)處理技術(shù)首先對(duì)原材料進(jìn)行篩選，然后將這些選定材料混合，選定的材料有很多種，例如播種時(shí)的粘土，添加的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)劑，覆蓋用的保暖材料，控制土壤指標(biāo)的穩(wěn)定劑，集料[3]，選定的植物種子等，然后將其手動(dòng)轉(zhuǎn)移到較高級(jí)的集料噴霧機(jī)中并對(duì)噴霧加壓。將種子噴在選定廢棄礦山的山坡上。總共進(jìn)行兩次種子噴灑，噴灑種子時(shí)務(wù)必要保證噴灑的寬度和高度，一般采用干噴法噴灑種子。

2 實(shí)例分析

2.1 X地自然地理?xiàng)l件

X地自然地理項(xiàng)目區(qū)位于某亞熱帶氣候區(qū)域，離黃河很近，四季均有降雨，且降雨量比較充沛，地勢(shì)差相對(duì)較高，呈現(xiàn)南高北低的狀態(tài)。兩級(jí)均有較緩的平臺(tái)，巖體為灰狀巖，有部分裂隙。

2.2 進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理

對(duì)X地進(jìn)行環(huán)境恢復(fù)治理，選取治理前后的地質(zhì)環(huán)境作為對(duì)比，治理的流程圖如圖2所示。

圖2 環(huán)境治理流程圖

噴播植物的種子需要選擇符合當(dāng)?shù)靥厣珰夂颍以诃h(huán)境惡劣條件下依然具有較強(qiáng)生命力的抗旱種子。

2.3 治理后地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)狀況

根據(jù)治理流程，采集治理一年后的植被覆蓋數(shù)據(jù)和環(huán)境污染狀況，調(diào)查整合的表格如表1所示。

表1 治理前后植被覆蓋及污染狀況對(duì)比表

由表1可知，治理后X地的礦污染指數(shù)，金屬殘留指數(shù)，災(zāi)害指數(shù)，坡度比率，地凹陷指數(shù)均大大降低，而草本植物和木本植物的覆蓋率，空氣清新指數(shù)，每小時(shí)制氧率降雨吸收率以及氧氣利用率均增高，充分地證明了本次設(shè)計(jì)的地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)非常有效，可以實(shí)施并應(yīng)用于目前的地質(zhì)恢復(fù)中。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述。所設(shè)計(jì)的廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理技術(shù)在X地的實(shí)例中取得優(yōu)秀的結(jié)果，證明了廢棄礦山經(jīng)過(guò)該治理技術(shù)后環(huán)境確實(shí)有很大的改善，因此，可以應(yīng)用于其他廢棄礦山環(huán)境處理改善中去，為改善地質(zhì)條件，實(shí)施環(huán)境可持續(xù)發(fā)展作出了一定的貢獻(xiàn)，有實(shí)際意義。