废弃露采矿山环境治理方案探讨

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摘要：本文通过对江苏省淮安市盱眙县露采矿山资源开发利用现状的调查，探讨废弃露采矿山环境治理原则和边坡绿化技术，为矿山环境恢复治理提供参考。 

关键词：废弃露采矿山；边坡绿化 ；生态环境；植被  abstract: this article through the investigation of the jiangsu province huaian city xuyi opencast mining resources development use present situation, discussed the abandoned opencast mining environmental management principles and slope greening technology, provides the reference for restoration and treatment of mine environment.  key words: abandoned opencast mine; slope greening; ecological environment; vegetation  1露采矿山资源开发利用现状  盱眙县位于江苏省西部，淮安市南端，隶属淮安市。盱眙县是一个露采矿产资源丰富、区位优势好、开采量大、矿业加工相对集中的地区，淮安市几乎所有的露采矿山都集中在盱眙县，主要开采矿种为水泥用灰岩、建筑石料用灰岩、凹凸棒石粘土和建筑用玄武岩。  近年来，随着露采矿山暴露出来的环境问题日益突出，淮安市国土资源局加强对露采矿山的整治力度，严格执行《江苏省人大关于限制开山采石的决定》，严格把关矿产资源开发利用方案的审批制度，规范矿山生产操作，对小型矿山企业进行整合，关闭资源利用率低、资源浪费严重的矿山企业，提高管理效率，达到提高矿政管理水平的目的。此外，在矿山闭坑、关停过程中，严格按照《江苏省矿山环境恢复治理保证金收缴及使用管理暂行办法》的有关要求，切实贯彻“在保护中开发，在开发中保护”的总原则，依照“谁破坏谁治理，谁投资谁受益”的政策，积极做好矿山环境保护与恢复治理工作。  从2005～2011年统计数据（见下表和图1）可以看出，露采矿山企业总数在逐年减少，从2005年的80家逐步降至2011年的15家。    表 2005～2011年盱眙露采矿山企业数统计    截至2011年，全市露采矿山企业有15家，其中水泥用灰岩1家，建筑石料用灰岩2家，凹凸棒石粘土7家，建筑用玄武岩5家；年产矿石量为134.84万吨（其中水泥用灰岩25.8万吨，建筑石料用灰岩38.63万吨，凹凸棒石粘土13.55万吨，建筑用玄武岩56.85万吨），工业总产值9738万元，利税1384.13万元。  全市露采矿产资源开发利用现状为：采富弃贫、优矿劣用、资源浪费的现象时有发生，露采矿山对景观、生态的破坏较严重；开采过程中粉尘、噪音对周边环境污染也很严重；矿石运输车辆严重超载，对道路的破坏和沿途跑冒滴漏造成污染；以及矿产加工企业引起的矿业二次污染等问题；不规范的开采方式还出现了陡坡悬崖等地质灾害隐患，其状况也令人担忧。  2废弃矿山可能引发的生态环境问题  2.1废弃露采矿山特征  露采矿山不仅占用和破坏大量土地资源，而且采掘剥离过程中对生态景观蚕食相当严重。采矿使得原来绿树成荫的“青山”变成了千疮百孔的“白山”。  废弃后的露采矿山，根据地质结构和外貌特征大致可分为如下几种：  ①由采矿剥离表土及开采的岩石碎块堆积形成的废石堆废弃地，结构松散、雨季泥水泛滥，坡面水土流失严重，大规模堆放易发生泥石流灾害；  ②凹陷式开采形成的废弃采坑，由于地下水的涌出和雨量的补给，这些废弃采坑大多都积水成潭；  ③采矿留下的深石壁，落差从几米到几十米不等，其坡度呈60o～80o，少数呈倒鹰嘴状，危岩耸立，极易发生滑坡、坍塌等地质灾害隐患。  ④闭矿后遗留下的建筑废弃地、矿山辅助建筑物、临时道路交通等先占用而后废弃的土地。  2.2废弃露采矿山可能引发的生态环境问题  2.2.1对自然景观的破坏  从环境生态学的角度讲，采矿破坏原有的生态平衡系统，使青山绿水变得千疮百孔，采矿形成陡峭的石壁，周围几乎寸草不生。一些露采矿山采用凹陷式开采，开采后形成巨大的深坑，严重破坏周围自然景观，与周围环境非常不协调。  2.2.2破坏土地资源  采矿不仅破坏周围的自然景观，还严重破坏土地资源，使土地没能得到充分利用。采矿剥离出大量的表土和碎石，这些因得不到利用往往都堆积如山，直接破坏和占用土地资源。  2.2.3对植被的破坏  矿石往往埋藏在表土层以下，需要先行剥离表土层，这就造成对植被的毁灭性的破坏，并影响周围植被的生长，一些固体废弃物的堆放也严重破坏了植被的生长，植被的破坏极易造成水土流失。  2.2.4地质灾害的发生  一些矿山开采后遗留下高而陡的边坡，裸露的岩石经风化作用，边坡失稳，极易诱发滑坡、坍塌地质灾害，在雨水季节也很容易引发泥石流。  3废弃露采矿山治理方案探讨  由于废弃露采矿山对自然生态环境的恶劣影响，并在一定程度上形成诸多地质灾害安全隐患，因此我们对废弃露采矿山的治理刻不容缓。  3.1治理原则  废弃露采矿山环境治理应遵循：①自然—社会—经济系统效益最大化原则；②因地制宜原则；③安全原则；④突出重点，逐步推进原则；⑤治理后环境与周围协调一致原则；⑥谁破坏谁治理、谁投资谁受益原则。  3.2废弃露采矿山治理步骤  3.2.1废弃地的边坡治理  露采矿山一般位于城镇周边，交通道路附近，属于人口活动频繁区域，因此在治理前应对边坡进行安全评估。对边坡的治理主要有以下措施：  ①对一些坡度较大的边坡，可以进行台阶式降坡卸荷处理，以达到放缓边坡的目的，一般将边坡降至45o左右，条件不充分最大也不能超过60o  ②对于高度不大的边坡，充分利用矿区的废渣（土）堆，采用填方压坡角处理。  ③对于易造成滑坡不稳定的边坡岩体，可以采用支挡结构，如设立挡墙、抗滑桩等，从根本上解决边坡稳定性的问题。  ④对局部地质构造破碎带，可以采用打锚杆、钢筋网喷射混凝土支护坡面。  ⑤少数矿区水文地质条件复杂，可以修建排水沟的方法以疏干矿区内积水。  ⑥为防止滚石伤人，应进行撬毛工作。  3.2.2植被绿化  植被绿化是还原生态系统、美化环境的关键。通过人工改良其生存条件，促进植被在短时间内生长繁殖，尽可能使废弃露采矿山恢复到破坏前的面貌，从而达到治理的目的。  植被绿化技术由来已久，早在20世纪30年代，美、英、日、法等国相继开展压喷播植草技术的研究，并在农业、道路边坡工程中得到应用；70年代东南亚国家的液压喷播技术也蓬勃发展；80年代起，日本开始对岩质边坡技术进行研究；近年来我国开始借鉴和引用国外先进技术和成功经验，逐步从传统的边坡防护向边坡绿化防护转变。  3.2.2.1营造土壤条件  植被绿化最关键的环节是营造土壤条件。植被原有赖以生长的土壤条件因采矿被剥离破坏，要恢复植被必须重新营造适宜植被生长的土壤。基于采矿后形成的特殊地貌特征，营造土壤条件主要有以下几种方法：    ①喷浆法。适合大坡度岩面且岩体稳定性好，成本高，其方法是在岩体上架设立体铁丝网或塑料网，锚固，再用压力喷混机逐层喷涂已调制好的混合料，混合料成分主要是土壤、肥料、有机质、疏松材料、保水剂、粘合剂等，加水成浆，将其喷射到岩面网架上，达到一定厚度后再喷播含植被种子的混合料。  ②台阶法。适合坡度大、坡面坚密稳定，对放缓边坡困难或者投入大的，可以采用此法。要求：台阶高度10m左右，宽1～2m，台阶上设种植槽，槽高50cm以上，槽中回填种植土，适当添加有机肥以便种植物快速成活。  ③鱼鳞坑法。坡度在45o以下，高度不超过50m，坡面稳定，岩体具有一定程度的风化。要求：横向水平距离（即坑距）一般为1.5～3.0m，上下间距（纵向）3.5～5.0m,坑深50cm左右，如下图所示 。    图2 鱼鳞坑 图3 恢复植被后  ④废渣（土）回填复土法。针对一些高度较低，坡度大的，可以采用此法。先进行削坡处理，然后回填废渣（土），一般废渣含有一定的泥土成分，所以整平后再覆盖5～15cm厚的有机土即可实现植被复绿的效果，若是本着植树成林的目的，则覆土厚度不低于50cm。  ⑤框架复土法。含土很少或者完全没有，而坡度又偏大的坡面，一般需要削坡处理后进行，也可用水泥在坡面上先构筑框架（或用其他材料做成）或用空心水泥砖砌面，然后将土填入其中，再播植物。  ⑥暗台阶复土法。原理同框架复土法，适宜陡坡类型。该法就是利用锚网在坡面上搭建多级台阶，水泥固化，暗台阶上复又一定粘合剂的土壤，再喷播植绿，前期还要覆无纺布防止雨水冲刷。  3.2.2.2植被绿化技术  具备土壤条件，并不是说大功告成了，土壤条件是前提，但要使种下去的植被能存活下来还得注意方法和细节。接下来探讨下植被绿化主要技术。  ①客土喷播法。90年代末从日本引进的绿化技术，它是将草种肥料、保水剂、土壤、有机物、稳定剂等混合物充分混合后，通过喷射机按设计厚度均匀喷到需防护的工程坡面，以达到景观近似于自然绿化目的。应根据不同工期的气候特点，选择不同的种子配合比和施工方法，以保证绿化效果，一般最佳施工期为3～6月份。  ②原生植物移植法。通过移植已成活的植物，达到绿化的目的。此法具有成活率高的优点，可以短时间实现绿化。  ③植生袋法。用乙烯网袋等将预先配好土、有机基质、种子、肥料等装入袋中，袋的大小厚度随具体情况而定。一般33cm×16cm×4cm，也可放大。一般在有一定碴土的坡面使用。使用时沿坡面水平方向开沟，将植生袋吸足水后摆在沟内。摆放时种子袋与地面之间不留空隙，压实后用u型钢筋式带钩竹扦将种子袋固定在坡面上。一周后种子发芽，初期应适时浇水。  ④堆土袋法。该法是装土的草袋子沿坡面向上堆置，草袋子间撒入草籽及灌木种子，然后覆土并依靠自然飘落的草本类种子繁殖野生植物。  ⑤野生土种栽植法。从矿区周边采集种子和种苗进行播种与栽植。  ⑥外来品种引入法。把域外（在本区域）成功的护坡植物，特别是观赏性花卉灌木，移植到矿山中，使其成为景观效应。  ⑦藤蔓植物攀爬法。矿山中常出现岩石裸露的陡坡，不便复土植绿。我们常利用藤蔓植物攀爬、匍匐、垂吊的特性，对山坡、墙面、岩石、坡面绿化或垂直绿化，如爬山虎最初以茎卷须产生吸盘吸附岩体后又产生气生根扎入岩隙附着，向上攀爬，最后以浓密的枝叶覆盖坡面从而达到绿化的目的；忍冬、蔓常春藤、云南黄素馨等使其枝叶从上披垂或悬挂而下，达到遮盖坡面的效果。选择藤蔓植物必须注意植物形状（如阳性、阴性、耐阴性，不同坡面朝向选择不同光耐性植物）及攀爬方式，适宜的高度，如使用美国爬山虎及一些缠绕类大藤木需架网式绳子以便攀援物沿着绳子生长。  ⑧高大乔木遮挡法。在矿山远处及坡脚复土，栽植速生高大乔木或大树移栽。利用大树树体高大浓荫遮挡裸露坡面，不仅具有较好的视觉效果，同时为耐荫等爬藤植物提供良好的生态环境。  另外边坡绿化技术还有许多其他方法，诸如铺草皮法、绿篱法  、插穗法、埋干法等。  3.2.3后期养护  俗话说：“三分种，七分养”。后期养护是废弃露采矿山环境治理的最后一步，也是必不可少的步骤，一旦做的不好就可能前功尽弃。植物栽种成型后必须适时进行基材修补、追肥、浇水、防冻、植物补种和病虫害防治等。  3.3值得注意的事项  ①植被绿化过程中应注意不同植被的搭配合理性，以便减少生存竞争的矛盾，使各种植被能够相存相依，促进生长繁殖。如浅根与深根的搭配，根基型与丛生型的搭配等；植物发芽期尽可能相近，否则发芽缓慢的植物很快被淘汰。  ②对一些地处城市近郊或邻近交通干线、居民集中区的矿山，可以组织专家进行调研，研究其经济价值，探讨开发建立旅游景区或其他生活休闲区的可行性。这样不仅使废弃矿山间接得到治理，而且因地制宜充分利用其经济价值，造福一方，实现变废为宝的效果，如盱眙象山国家矿山公园就是最好的例子。  4结束语  矿山环境恢复治理是关系到国民经济发展的大事，是一项长期而艰巨的任务，也是可持续发展战略是否贯彻落实的重要体现。在治理过程中依照“谁破坏谁治理，谁投资谁受益”的治理原则，将保护和治理的责任与经济利益结合起来，造福子孙万代。  参考文献：  [1]黄敬军、陈子玉、蒋波，《废弃露采矿山环境治理工程规划投资估算研究》，水文地质工程地质，2007，34（2）:109-112[2]王永生，《我国矿山地质环境治理现状及其对策》，国土资源，2007（9）：46-47  [3]陈奇，《矿山环境治理技术与治理模式研究》，北京：中国矿业大学（北京），2009:90-102  注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。