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废弃矿山生态修复对土地整治工程的新要求及相关建议

王皓

陕西省土地工程建设集团有限责任公司铜川分公司,陕西西安,710075

摘要: 在废弃矿山综合治理工程中,生态修复技术的应用具有一定的必要性,能够凸显矿山治理和环境保护的协同作用,显著改善矿山地质环境,实现可持续发展目标。具体项目实施阶段,要求提前收集完整的数据信息并进行深入分析,根据采坑开采现状及周边地质环境特点,对废弃矿山及周边环境进行统筹考虑,综合利用多样化的生态修复技术,整理土地,覆土种植,合理选择植物品种,提高植物成活率,扩大绿化面积,改善生态环境,促进人与自然和谐共生。
关键词: 废弃矿山;生态修复;土地整治;新要求;建议
DOI:10.12721/ccn.2024.157407
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1矿山废弃地主要特征

区内历史遗留废弃矿山包括煤矿、砂石矿、铝土矿以及铁矿等矿山。矿山开采形成高陡边坡,基岩裸露,造成地形地貌景观破坏; 也对土地资源挖损较严重,导致植被覆盖率过低,土地资源损毁主要表现为矿山开采造成的挖损、工业广场废弃建筑设施、废弃矿石及煤矸石等压占、损毁严重。

1.1破坏生态系统稳定性

矿产资源的开采对自然植被和生态环境造成了深远的影响。露天开采完全清除了地表植被,地下开采破坏了植物根系,使其难以恢复生长。土地资源的破坏削弱了当地生态环境和生态系统对突如其来变化的适应能力,自我修复能力减弱。也影响了地表植被,而植被作为生态系统重要组成部分,其减少大大降低了原生态系统的生产力,可能导致区域生物多样性的减少甚至丧失,土壤养分流失加剧,原有生态系统的物质循环能力也受到削弱。

1.2生态环境遭受污染

矿山开采方式分非露天采矿与露天采矿。废石堆及尾矿就地堆砌,压覆地表土,对地表土造成一定程度的毁坏,地表景观破损明显,严重破坏地表自然生态景观。

1.3区域生物多样性减少

露天采矿对地表的自然植被清理,地表土被挖掘,原生生物的生存环境遭到破坏,形成干扰斑块,使原本整体的原始生态斑块被分裂成破碎的小型残遗斑块,不仅生物的生存范围减小,且本应作为区域生物跳板的林地斑块失去作用,阻隔了生物的迁徙路径。

2废弃矿山生态修复关键技术

2.1地形重塑

地形重塑是指将开采后形成的废弃矿坑或采坑进行修整,消除地质灾害隐患,提高土地利用率,为后续的开发利用提供良好的基础。在进行地形重塑时,要根据当地的水文地质和气候环境,以及边坡的地形特征,设置排水沟,然后开始整地。在保证施工安全的情况下,尽量少挖土,并根据建设公路和场地排水系统的要求,对场地进行合理的地形修整。对斜坡采取坡降措施,建立缓冲平台。边坡修整应以“之”字形道路和辐射式条沟为主,以满足人工栽植作业要求为前提,最大限度地减轻机械施工对斜坡的负担[1]

2.2植被重建

植被重建是矿山生态修复的主要内容,包括对被损毁的土地进行植被重建、土壤改良和土壤培肥等,其主要目的是恢复原有的生态系统。通过选择植物品种、配置方式等,将生态系统原有的生物群落进行重组或重建,建立新的具有较强适应性和较高生产力的生物群落结构。废弃矿山植被重建应根据不同的自然条件采用相应的技术方法,在选择植被种类时要注意当地的气候、土壤、水文等环境,选择适合当地生长,且具有一定经济价值的植物种类,利用多种修复技术,如客土喷播、客土植被覆盖等,恢复和重建矿山生态系统[2]

2.3边坡生态袋

生态袋是一种由聚丙烯材料制成的包装产品,被广泛应用于生态环境的恢复与保护工作中。在铺设生态袋前,首先对破裂的斜坡进行加固,确保坡面清洁,将松动的岩石和不稳固的土壤进行固定或移除。锐角岩石要适当研磨,避免划伤生态袋的表面。为防止出现涌水或突水,应设置导水盲沟。坡面植物保留所需的,其余的植物都要清除。在坡的顶部应设置截水沟,平台的中部、坡角设置排水沟。铺设过程中,首先将废土和改良基质、保水剂、生长剂等多种微生物剂混合在一起,将谷壳锯末及其他植物纤维物料掺入坡顶台上进行堆沤,形成植肥土。在安装生态袋时,先将钢丝悬挂在地面上,在垂直和水平方向上悬挂直线,设计间距为 0.8 m,垂直和水平两条直线的交叉点就是生态袋的钻孔位置。将生态袋顺斜坡放入,再在坡顶处回填植土,待回填土到错孔附近后,在错孔部位进行锚固,在边坡外侧留有一段距离,并继续回填植物土,填满生态袋后,将锚杆打入预定深度[3]

3生态修复技术在废弃矿山治理中的应用要点

3.1复垦工程技术措施

(1)露天采场复垦工程技术措施。通过对露天采场进行全面适宜的评价,确定露天采场复垦工程范围涵盖平台、边坡、坑底,先要对土地进行整理,然后依次在平台边缘修筑挡土墙、挖穴、覆土种树,复垦为林地;清理边坡浮石,在边坡底部种植蔓藤植物,如爬山虎等,复垦为其他草地;坑底覆土后复垦为旱地或水渠。

(2)运输道路复垦工程技术措施。待矿山开采结束后,经过对矿区道路修理后加以利用,可作为农村道路服务于当地群众。确定将其保留作为农村道路使用后,需要在道路两侧可绿化的地段植树,如抗风沙、抗寒抗旱的侧柏比较适宜。

(3)破碎加工场地复垦工程技术措施。破碎加工场地经过垃圾外运、砾石清理、土地平整、回填覆土后复垦为旱地,种植如大豆等喜光、喜温、对土壤适应能力较强的植物,还能为当地创造更多经济效益。

3.2施工工艺及技术要求

(1)表土剥离。采用推土机、挖掘机先将土层进行剥离,单独堆放在不影响施工的其他治理区,风化层原岩矿物多已风化变质形成次生矿物,剥离表土(含风化层)留作后期回填覆土使用。

(2)危岩体清除。采用静力爆破配合机械清理危岩体,必须保证将边坡坡面松动的岩土体清除干净,加强施工过程中的监测,以便根据施工情况及时作出调整,降低质量安全事故风险。

(3)石方开挖、台阶式削坡。采用爆破 + 机械相结合的方式,注意爆破安全距离内,必须采用破碎锤等机械破碎。钻孔工作由孔山重工 KS-368 潜孔钻机完成,钻孔直径90mm。结合安全生产要求,加强警戒,严格控制穿孔爆破作业成本和施工安全。

(4)修建蓄水池、挡土墙、截水沟。①将工程划分为多个施工段,按照施工顺序开展放样工作,经过施工人员、质检人员、监理人员检查,确定水平、垂直方向构建的施工控制网络完全符合施工要求。②用白灰在地上画出沟槽,采用人工开挖方式,需要注意挖到规定标高为止,要对开挖高度进行复核,以免发生挖掘深度不够或超出的问题。③用木桩每间隔 10m 钉入沟体断面模型架,挂好横断面线及纵断面线,采用分层砌筑的方式,选择体积大、较为平整的石料放置在外露面、坡顶和边口,石料间的缝隙用砂浆和碎石填充,预留工作缝且保证各工作缝相互错开。④每隔 10m 左右设置沉降缝,勾缝深度超过 20mm。当浆液初凝后,覆盖湿草帘,洒水养护,养护时间要超过 7d。

(5)种植土回填。在渣石清理后的表面首先将风化层渣土回填,然后将剥离的种植土回填平整,回填厚度不得小于80cm。回填土前检测土壤的 pH 值和密度,确定种植土满足植物生长所需,将其中的石块、垃圾、杂物予以清除。运用机械和人工相结合的方式回填土,并在种植土回填后碾压平整。

3.3环境监测技术的应用

加强对矿山生态环境的监测,研究地质、水环境的发展趋势,为废弃矿山综合治理工程生态修复技术的应用提供依据。

矿山废弃地将对该区域造成较为重大的影响,首先对矿山生态环境毁坏; 其次对矿山周边景观环境损坏,第三就是对土地资源损耗,矿山废弃地自身是大自然的一部分。矿山废弃地具备一定的自我修复功用,但这种修复是微弱的,且需要经过生物学中所提到的次生演替。完全通过次生演替来恢复消退的植物群落往往需要相当长的时间。通过采用专业的技术手段和相关的处理方法,对矿山废弃地适当实行人为干涉的生态修复十分必须。因此,矿山废弃地的生态修复与运用现代造景对矿山废弃地的景观设计是解决这三大难题的重要手段。矿山废弃地的生成,将产生矿山生态空间地破坏、矿山附近环境空间破坏、土地物资消耗三大重要影响。矿山废弃地本身为大自然的一种,矿山废弃地具有一定的自我痊愈功能,但功能不强,修复微弱,需通过生物学中出现的次生演替,换得消失的植被种群通常须要相对长的空间。
结语

矿山生态修复是一项系统性、综合性的工作,考虑生态系统的完整性、整体性和持续性,采取工程措施、生物措施相结合的方法,恢复了被破坏的土地资源,提高了土地利用率和矿山经济效益。在开展矿山生态修复工作时,应结合当地的实际情况,选择合适的修复技术和措施,并在实际操作过程中加以完善,以保障矿山生态修复效果,提高废弃矿山的利用价值。

参考文献

[1] 彭凤,赵毕逸,余波.湖北省废弃矿山生态环境自然恢复适宜性研究[J].科技创新与应用,2023,13(34):95-99.

[2] 杨川枫,李凤洋,程国强,等.废弃矿山地质环境恢复治理实践研究:以同心县某煤矿恢复治理工程为例[J].中国资源综合利用,2023,41(11):127-129.

[3] 周盼,王佩,武荣华,等.四川雅安生态敏感区废弃矿山生态修复模式研究[J].现代矿业,2023,39(11):226-230.