矿山生态修复技术范文

时间:2023-12-27 17:43:17

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矿山生态修复技术

篇1

关键词:矿山生态修复技术;方法;理论

矿产作为我国重要的资源其开采程度越来越高,在矿产资源被高度开采的情况下是矿山生态环境的严重破坏,这种对生态环境的损害是在矿产开采中不可避免的。目前由于矿山生态遭到破坏所产生的环境问题主要有土壤结构损坏、森林植被遭到破坏、地质灾害频发、水资源受到污染、气候环境变化、土地生态退化、生物减少等情况,而这些因素造成了严重的生态失衡问题,长时间作用下会致使矿上生态功能结构的衰退,严重时还会致使矿山变为荒山。因此必须要通过修复、重建、复垦等方式来改善矿山生态环境,避免因矿山环境受到破坏而造成严重生态问题。

1 矿山生态修复工程的发展

1.1 矿山生态修复的概念

在矿山因过度开发或是过度损坏后其生态结构及功能出现衰退及消失等情况就需要进行生态修复来对矿山生态进行改善,以此来避免矿山因生态功能完全消失而变为荒山。目前在我国的矿山生态修复中将因生产建设或是自然灾害损毁的矿山归类为需要进行整治修复的区域,采用适当的治理措施来帮助矿山重新恢复为可进行活动及具备基本生态功能的状态。对于矿山生态的修复其并不是要求使矿山生态环境完全恢复成受到破坏之前的生态原貌,其主要是根据矿上生态系统的结构功能来恢复其所必须的部分,以此来保证矿山可以回归为可利用的状态。

1.2 矿山生态修复的理论

目前在矿山生态修复工程中主要应用的是生态演替理论,此理论主要是指在生态恢复中通过矿山中各类植物的演替及发展来形成一个完整且稳定的生态部落,此种理论的应用决定了在矿山生态修复中的整体性原则、稳定性原则、协调性原则,以此来保证矿山可以形成一个完整的生态循环系统。由于在生态演替的过程中其需要经过一个较为漫长的阶段,为此在矿山生态修复的过程中需要有人工的参与,这样才能有效减少生态演替的时间。同时在矿山生态修复工程中其包含了生态原理、植物原理、生物原理及控制原理等,可以说其属于一种综合性多层次工程。为此必须要以科学的角度矿山生态进行理解,并选用适当的恢复方案来对生态结构进行改善,从而使矿山可以具备生物多样性等生态特点。

2 矿山生态修复的处理方法

2.1 对矿山生态结构进行稳定

根据矿山的生态结构及地质环境,其在实际中可以采用物理及化学两种方式来对矿山生态进行稳定,具体实用措施有以下内容。

物理处理主要是对矿山生态进行前期的生态修复,由于在排矸场就采矿区都经过了长期的开采及生产活动,因此其地质存在不稳定的情况。在排矸场主要应用熟土进行掩埋工作,而在采矿区则是进行填充工作,这样可以有效提高矿山地表景观区的稳定性。

化学处理则是利用稳定剂来处理尾矿,在应用稳定剂后尾矿会经由化学反应出现一层保护膜,利用这层保护膜可以有效的提高尾矿的稳定性,避免出现侵蚀的情况。但是此种方法在使用中具有一定的缺陷,其因化学药剂而极易造成生态污染,并且整体成本略高,不适宜大规模使用。

2.2 进行矿山植被修复的方法

进行植被修复是最有效的矿山生态修复方法,根据矿山生态修复的需要其在实际中可以采用直接种植及覆土种植两种措施,在实际中对植被修复方法的选用需要根据矿山土壤情况及土壤肥力等进行合理选择。

直接种植在应用中具有成本低、操作简单等优点,但是在实际中其要求矿山地质需要具备一定的营养条件,且土壤结构可以满足植物生长的基本条件,但是在许多废弃矿山中其土地多为裸地,地表无植物存活或是存活量较少,其土壤内部微生物及其它有益生物存活率量较少,不适宜直接种植。因此直接种植的方式仅适用于矿山土壤生态损坏程度较低的区域。

覆土种植在实际中需要对地表生态修复区域进行覆土工作,并且要保证覆土的厚度满足植物生长需要,为此其成本较高,覆土厚度需要达到5cm-10cm。在进行植被修复时可以采用种植豆科植物来降低成本,或是选用适地性良好的植被种子。

2.3 进行矿山土壤生物修复的方法

在土壤生态结构中其内部生物起到了非常重要的作用,其可以有效的提高土壤肥力,改善土壤结构,为此对于土壤生物的修复需要从微生物及土壤动物两个部分来开展。

土壤中微生物不仅可以有效调动土壤活性,还可以促使土壤养分快速分解,提高土壤有机物含量,同时一些微生物还可以分解污染物及垃圾,有效的减少污染问题,并且对微生物进行修复还可以提高矿山生态修复水平,使整个生态系统更加完整。同时对于微生物的修复需要根据矿山原有生态中微生物的种类进行恢复,避免引进不同的微生物造成生态结构受到破坏,影响植物生长。

土壤动物可以有效的疏松土壤结构,并且多数土壤动物会对落叶及枯枝进行分解,通过分解这些残枝,使土壤肥力得到提高,进而使植被土壤可以形成完整的营养循环。因此在矿山生态修复中对土壤动物的修复也是其在实际中需要重点控制的部分。

3 进行矿山生态修复的技术措施

对于矿山生态修复工程需要依据科学的修复理念及发展观开展相应的工作,本着可持续发展的观念并结合与自然和C共处的观念来制定相应的规划,在考虑生态环境本身所具有的自愈能力来选用适当的技术措施对生态环境修复进行科学、合理的布局,并且对于技术的使用需要对其经济性及适用性进行考虑,从而保证在矿山生态修复中可以满足其多方面的实际需求。

3.1 采矿区生态修复

坑下开采矿山应采用减轻地表沉陷的开采技术,并推广使用充填采矿工艺。尽量减少地表沉陷面积,对已造成地面裂缝的地方,应采取废石充填和表土覆盖,最后恢复植被。露天矿开采后,多形成坡度陡的岩石边坡,以及宽度不大的台阶,因此,在对露天采矿区进行生态修复时,要对其形成的坡面进行不同程度处理,对边坡坡度大于75°的,在保证边坡稳定的前提下,进行生态环境修复措施。

3.2 排土场复垦

排土场生态环境修复,首先要保证边坡稳定,其次采取工程措施与植物措施相结合,主要是植树种草。对存在安全隐患的边坡要进行工程措施处理,其主要包括修建拦河坝、削坡开级、修建抗滑桩、深空预应力锚、长锚杆加固等工程措施。排土场植物措施所选择的植物树种要抗性强、品质好,栽植树木的方法主要包括堆土袋、挂网绿化、植生袋、植生盘等。排土场修复为林地时,应在其表层覆土,厚度应大于30cm;若采用坑栽,可在坑内填入少量的客土;在边坡小于35°的人工挖土缓边坡地带可种植一般的林木。

3.3 尾矿库复垦

在进行尾矿库复垦工作时需要在保证其完全闭库后且整个工程设施都稳定后进行相应的处理工作,根据其实际的性质对复垦工作进行调整。无论尾矿为酸性还是碱性,要根据场地的利用方向对其进行深度处理;尾矿中含有放射性、有毒物质时,应根据其含量水平确定是否有必要设置隔离层,并尽可能深度覆盖;尾矿所含盐分较大时,应对其进行除盐处理,或者深度覆盖处理。同时,要在尾矿库周围设置排水设施,排水设施必须满足一定防洪标准。根据国内外的生态修复成果,对尾矿库进行生态修复时需要在其表层覆盖厚度大于5cm的土壤,并设置各项防止水土流失的措施。

3.4 排矸场生态修复

排矸场生态修复首要工作是对以坡地和丘陵为主的排矸场进行边坡稳定,主要措施包括水平阶整地,稳定坡面,降低矸石山的相对高度。在矸石堆放前,必须对沟底进行推平、夯实处理,堆放矸石以3m为一层进行分层堆放,且台阶的宽度要大于3m。堆放顺序为从沟里向沟口进行,层层压实,同时在沟口设置拦渣坝和浆砌石排水沟。在边坡地带以15m为间隔设置导流渠,且层与层之间错落布设排列呈“品”字状;其次在排矸场上进行表土覆盖;最后根据土壤的性质和当地气候条件选择适宜的植被栽植。

4 结束语

对废弃矿山进行生态修复需要经历一个长期的过程,为此必须要根据矿山生B修复工程的实际需求制定出完善的处理规划。在进行矿山生态修复之前需要对矿山生态受到破坏的程度、矿山类型、生态特点等进行全面的调查,根据调查的结果进行全面的综合性规划。对于矿山生态修复必须要遵循其生态修复原理从土壤、植被、生物等多方面进行改善,采用适当的技术措施对矿山生态进行修复,以此来保证矿山生态修复工程进展的顺利性。以上根据矿上废弃后的特点从多角度提出了在实际中对不同区域采用的不同生态修复方法,以此来保证生态修复的有效性,使矿山生态结构可以满足持续、平衡发展的需求,并具备应有的生态功能。

参考文献

[1]金一鸣.矿山废弃地工程绿化技术模式生态修复效益研究[D].北京林业大学,2015.

[2]冯少华,陈炜,祁冉,等.矿山生态修复方法及工程措施研究[J].科技创新导报,2016,13(23):26.

篇2

关键词:地质环境治理;生态修复;岩质采面

引言

20世纪80年代以来,随着国家对矿产资源需求的迅速增加及矿业经济的迅猛发展,矿山开采造成大规模的土地和植被破坏,在中国乃至世界,都是一个十分严重且日益受到高度重视的问题。近年来,随着我国社会民众环境保护意识的觉醒以及国家对于环境保护工作的重视,对废弃矿山进行地质环境恢复治理的研究已成为一项紧迫而重要的研究课题[1]。

1 矿山地质环境治理的基本概念

矿山地质环境问题是指矿业活动与环境之间相互作用和影响产生的环境演变、破坏和环境污染等问题,主要包括矿山地质灾害(滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷等)、对土地资源的破坏、对植被及耕地的破坏、对地下水系统的影响与破坏、矿山废渣、废水对环境的影响等。通过人类工程措施来解决矿山地质环境问题的活动即为矿山地质环境治理,包括对矿山地质灾害(包括潜在地质灾害)的治理;通过土地复垦恢复土地资源;通过生态植被恢复技术恢复被占用或被破坏的林地或耕地;通过对矿山废渣、废水的处理实现对环境的无害化排放等[2]。

2 三明永安市某废弃矿山概况

2.1 矿山概况

福建省盛产各种建筑石料(尤以花岗岩、凝灰岩为主),拥有众多建筑石料矿山,由于早期矿山并未按照开采设计进行开采,亦未采取地质环境保护措施和及时实施矿山地质环境治理,经过多年的连续开采,责任主体灭失,遗留下了严重的地质环境问题。三明永安市麻岭某废弃的凝灰岩矿(以下简称麻岭废弃矿山)即福建省典型的废弃建筑石料矿山之一。

2.2 区域地形地貌

麻岭废弃矿山位于永安市,区域地形地貌上属低山丘陵地形,侵蚀剥蚀地貌,地形起伏大,沟谷纵横,切割强烈。区内最高点位于其东部山顶上,标高290m,最低点位于其北西部小溪沟,标高198m,相对高差92m。由于矿产开采,原有地形已被开挖成高陡断面及坡前平地,开采断面平面形态表现为单面弧形,呈圈椅状,最大高差可达71m;开采断面坡度呈上陡下缓,坡脚堆积体坡度一般20~30°,局部达50°,采面上部坡度一般50~60°,局部达75°。坡前平地南西部较低,有利于大气降水的自然排泄。

2.3 地层及构造

矿区内出露的地层均为上侏罗统坂头组(J3b),矿区南东侧出露上侏罗统长林组(J3c)和第四系(Q)。矿区地质构造为一北西向倾斜的单斜构造,矿区内没有发现大断层,矿区东南侧有一北东向性质不明断层,对区内矿体影响不大。

2.4 工程地质条件

根据矿区内地质岩性、坚硬程度、结构等特征,矿区工程地质岩组分为:碎石土(弃渣堆积体)、坡残积粘性土、层状较硬岩组(由坂头组(J3b)凝灰质粗砂岩、粉砂岩组成,岩体质量较好)。

2.5 周边植被情况

矿区所占土地主要为林地,植被较发育,植被类型以杉木、马尾松,以及上地自生的五节芒、芒萁等为主,植被覆盖度95%。矿山开采以来,矿区现破坏林地植被资源5.945hm2,其中采场3.27hm2,工业场地(含生活区)0.20hm2,矿山公路0.975hm2,弃渣场1.50hm2。开采区影响范围内未发现有受各级保护的植物、野生动物物种。

2.6 开采断面水文特征

开采边坡的坡顶已接近自然山坡坡顶,山脊线与断面走向接近垂直,治理区的汇水面积较小,约0.036km2。开采断面未发现泉水点,仅在雨后局部存在基岩裂隙水出水口。

3 开采边坡稳定性分析

开采边坡为岩质采面,西北侧`坡面岩体较为破碎,东侧岩体较为完整。通过对现场强~中风化出露地段进行裂隙调查,量测西侧边坡产状为NE140°、倾角52°,主要裂隙产状有227°∠32°、108°∠15°,裂隙主要为反坡向,多呈闭合型,无渗水现象。详见图3。

东侧边坡岩体较为完整,边坡产状为NE105°、倾角60°,主要裂隙产状有145°∠30°、110°∠10°,103°∠13°,裂隙主要为反坡向,多为呈闭合型,无渗水现象。详见图4、图5。

分析结论:坡面表层节理裂隙较发育,完整性较差,局部存在因爆破开采时,对岩体产生的扰动而形成的易掉落岩块和松散岩体。

4 地质环境问题整治方案

4.1 清除松散岩体

根据现场调查及访问情况,并综合以上稳定性分析,未发现开采面沿原有坡面发生整体下滑的迹象,因此开采边坡在整体上是处于稳定状态。但由于开采边坡高度较大,总体坡度较陡,局部存在因爆破开采时,对岩体产生的扰动而形成的易掉落岩块和松散岩体,对坡面的整理主要是对这些易掉落的岩块和松散岩体进行清除。

4.2 修整弃渣堆

堆积在坡脚的碎石土,坡度及厚度都较小,目前不存在整体下滑的迹象,且坡脚与小溪之间有充裕的缓冲空间,因此未对坡脚堆积体进行整体稳定性验算。建议只对局部坡率大于1:1.5,且有修坡条件的弃渣堆进行修坡,高度大于15m的分阶修坡。

4.3 生态植被修复措施

4.3.1 弃渣堆生态植被修复。对于坡度小于35°的坡面,采用鱼鳞坑+普通喷播的绿化方式。表层挖鱼鳞坑客土种植,穴深30cm,坑内套种马尾松、柳杉;坑间坡面运用喷射机将搅拌均匀的混合材料自上而下喷射,普通喷播的土层厚度为60~80mm。对于坡度大于35°的坡面,采用挂网喷播的绿化方式。以稳定坡面挂网为基础,利用喷播机将搅拌均匀的基质加水后自上而下均匀地喷射到岩面,平均厚度应不小于100mm,寒冷及干旱地区可适当加厚。一般应分两次进行。首先喷射不含种子的混合料,喷射厚度80~100mm,接着喷射含有种子的混合料,厚度20~30mm。

4.3.2 坡前空地生态植被修复。对坡前空地,应回填覆土,厚度约0.5m,套种马尾松、柳杉等经济林,林间采用草种撒播。

4.3.3 开采边坡(岩质采面)生态植被修复。对于陡峭的开采岩质边坡,可采用的生态植被修复措施相对来说较为有限,坡度越陡,生态修复难度越大。一般岩质开采边坡的生态植被修复技术有:挂网客土喷播植被恢复技术、刻槽复绿技术、打孔植生复绿技术、轮胎固土护坡与绿化技术以及燕槽(飘板)客土复绿技术等。

如前述情况,本例中的开采边坡由于开采边坡高度大,坡度陡,在清除坡面松散岩体后,结合安全性、可行性、经济性以及实施效果等因素,麻岭废弃矿山开采边坡采用在坡面设置燕槽的方案(见图6),槽内客土,将爬山虎、葛藤、络石、旱金莲、鸡矢藤、狗牙根等草灌类及攀藤类植物混播,培育草灌结合的生态系统。

5 结束语

废弃矿山地质环境治理已成为我国生态环境建设的主要组成部分,通过对废弃矿区生态修复,能够有效改善生态环境;同时结合土地整治,对土地资源进行综合利用。废弃矿山地质环境治理包含地质环境、岩土工程、水力学、生态学等跨专业的综合基础理论,开展对废弃矿山地质环境治理方面的课题研究对于国土资源的合理利用及生态环境的保护均有重要的意义。

参考文献

篇3

矿业经济作为国民经济的基础产业,其在广东省的经济发展中也占有一定的地位,广东省矿产资源总量丰富、种类较多,但是多年来的矿产开采都存在着耗能多、污染严重、资源回收利用难等问题。而且不正规的开采经常引发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。日渐突出的环境问题影响带当地人们的生活和生命安全影响国民经济的发展。以下主要分析广东省矿产资源开采中的问题以及恢复措施。

1. 广东省矿山地质环境现状

1.1 矿产开采环境破坏严重

广东矿山开发引发的环境问题主要是开采矿山对矿产区土地的破坏,土壤和植被的破坏;矿山废弃物中含有大量重金属成分以及酸性和有毒物质,这些成分通过大气飘流和径流破坏临近地区的土地、水域和大气。水土受到重金属污染、酸性程度高,植被破坏严重。矿山排放的废水多金属硫化物排放物,矿山酸性废水的排放和金属硫化物酸滤作用造成了该地区的水土酸化程度高。另一方面,矿产开采所产生的大量固体废弃物由于占用了大量的土地,这些废矿、尾矿将硫化矿物带入到地下,硫化物经过化学反应向周围的水土生态释放有害离子,从而造成了生态环境的破坏。酸性物质又通过矿山排放向下游移动,使其污染扩散到矿区周边及下游地区,使得下游水系的植物受到显著影响。

1.2 矿产开采引发一系列的地质灾害

从采矿工程活动方面来说,会诱发滑坡、崩塌等地质灾害。首先是矿山地下采空形成地面塌陷从而诱发滑坡、崩塌,其次是露天采矿对斜坡的开挖形成滑坡、崩塌,再次是由于废矿物的不合理堆放导致这些地质灾害的发生,最后是在采矿活动时由放炮震动及诱发的滑坡、崩塌等。除此之外,矿区还会因为大面积露天剥离,乱采滥挖等不合理开采而导致水土流失,这会诱发泥石流灾害,而且大量的采矿弃渣物在坡面及沟道内随意堆放也会直接诱发或加剧泥石流灾害。

2. 广东省矿山环境问题恢复治理措施

2.1 生态环境恢复治理

矿山生态恢复的主要技术手段是以植被的恢复为基础。由于受重金属污染地区的土壤也受到严重破坏,植被在这样的土壤环境里恢复是极其困难的。生态恢复的首要工作是要鉴定限制生态环境恢复的因子和有毒物质,并清除这些不利因素。具体的修复手段有:

(1)生物修复技术。微生物修复是指利用微生物的生命代谢活动来减少土壤环境中有毒有害物的浓度,以恢复受污染生态系统的正常功能。由于土壤中的微生物的代谢活性范围很宽,可以在受污染的土壤中人为地增加微生物量来加速土壤中污染物的降解过程。微生物修复在水污染治理方面的应用已经有一段的历史了,而用于土壤污染的治理的时间还不长,修复技术包括:添加营养、生物通气、土地处理、接种外源降解菌、堆肥式处理等。

(2)植物修复技术。金属矿山开采产生的生态环境的根源就在于废尾矿堆以及其氧化产生的酸性(下转140页)(上接132页)矿山排水。因此,首先应加强废尾矿堆的治理。由于植物对土壤中的污染物具有某种特殊的吸收富集能力,该种能力可以将某种有害的重金属元素移出土壤,因此,我们可以将该种植物种植在有害土壤上来达到治理污染和生态修复的目的。植物修复具体有以下三种方法:一是通过植物吸收积累污染物,植物收获后可以进行热处理、微生物处理和化学处理。第二是植物降解,即将污染物转化为无毒物质。第三是植物稳定化,植物在和土壤的作用下,通过固定污染物来减少其对生物与环境的危害。当然,要注意的是,植物修复技术的前提是找到有特殊吸收富集能力的植物种,特别是耐性先锋植物和超富集植物。

除了上述两种方法外,土壤改良还可以施用改良剂,可以添加营养物质来提高土壤肥力,还可以施加含Ca2+化合物缓解重金属毒性以及施用石灰等物质调节土壤pH值,这些都可以改良土壤从而恢复地表植被。

2.2 地质灾害处理措施

针对矿产开采引发的地质灾害,治理措施可以从政策落实、工程防治几方面来进行。首先,在政策上要贯彻落实国家有关的矿产资源法和环境保护法等,坚持矿产资源开发与生态环境保护并重的原则。严把矿山地质环境准入关,最大限度地避免和减轻由矿山环境问题和矿山地质灾害的发生,省级国土资源部门要严格执行矿山地质环境评价制度和地质保证金制度。其次是在工程防治方面,对于崩塌、滑坡等地质灾害,一般是加强监测,采取地表排水、地下排水、植树种草固坡等措施。对于泥石流灾害就要采取减少物源、排倒以及生物工程等措施。而对于那些地质灾害较为严重、治理难度又比较大并且治理投入效益不大的地区,一般是采取搬迁、避让的措施。

2.3 矿山恢复分区治理

对于生态修复,分区原则应该采取综合治理、标本兼治的原则,修复是要考虑到矿山地形地貌、气候条件及植被发育等自然因素进行分区。对于地质环境的恢复治理,分区原则是以矿山地质环境影响程度和需要重点治理的地区为依据来划分恢复治理区的,其中在区内又要根据地质环境特征、地理位置以及治理方案的不同来划分亚区。

篇4

关键词:城市污泥;矿山;复垦

中图分类号:TU984文献标识码: A

矿山废弃地是指采矿剥离土、废矿坑、尾矿、矸石和洗矿废水沉淀物等占用的土地,还包括采矿作业面、机械设施、矿山辅助建筑物和矿山道路等先占用后废弃的土地。矿山废弃地往往含有多种污染物。这些污染物通过大气和水体等途径广为扩散,污染矿山及周边地区,导致生态系统受到破坏;未经处理的废石和尾矿堆,因其结构不稳定,还会导致严重的水土流失,并可能引发地质灾害等。我国是矿产资源大国,随着国民经济的快速发展,矿产资源开发的速度越来越快,矿山废弃地的数量也越来越多。尽管我国自20世纪80年代初期开始进行了矿山土地复垦方面的工作,可是在经济、技术、政策上明显落后于欧、美等发达国家,因此矿山废弃地的生态恢复作为保护耕地资源的重要手段之一,应在我国可持续发展战略中占有一席之地。

一、国内外对矿山废弃地复垦的研究现状

矿区废弃地的复垦措施主要是利用废弃的有机质,主要有物理措施、化学措施、生物措施等。欧美等国家对土地复垦技术的基础研究开展较早,普遍采用的技术方案可归纳为直接恢复法和快速转换法,或是两者的结合。我国矿山废弃地生态恢复工作从改革开放20多年以来,复垦方法从“一挖二平三改造”的简单工程处理发展到多种形式、多种途径、多种方法相结合的复垦技术体系。近几年,我国对于废弃地的复垦技术不仅逐渐向生态恢复转变。

进入“十一五”以来,我国污水处理厂所产生的污泥,有80%没有得到妥善处理,污泥随意堆放及所造成的污染与再污染问题已经凸显出来,并且引起了社会的关注。

2010年初,住建部副部长仇保兴称,“十二五”期间鼓励污泥无害化后进行土地综合利用。污泥的诸多特性决定了其具备土地利用的价值。其特性包括:(1)污泥中含有的氮磷钾等养分和微量元素可提高土壤肥力,促进植物生长;(2)污泥所含基本矿物质组成类似于土壤腐殖质;(3)土壤生态系统的自净作用抑制部分污泥中致病生物的生长并使其失活,同时还可以限制重金属的迁移、扩散与生物可利用特性等。污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低,把污泥应用于严重扰动的土地修复与重建,可减少污泥带来的负面效应。

剩余污泥的处置以及减量化是当前污水处理厂急需解决的一个难点,矿业废弃地复垦是21世纪经济可持续发展的需要,将剩余污泥应用于矿业废弃地复垦,工艺简单、成本低廉、原材料来源广,充分达到了废弃资源再利用的目的,必将深受矿山企业和城市污水处理厂的欢迎。但值得注意的是,不同城市和不同污水处理生产条件,其剩余污泥的性质有所差别;不同矿业废弃地的土壤特性也不尽相同,在这一领域还有许多问题有待进一步的研究和解决,探索剩余污泥在矿业废弃地复垦中的应用及效果,是本文研究的目的。

二、驻马店矿山开发

驻马店市位于河南省南部。面积15083平方公里,京广铁路和106、107国道及京珠高速、京广高铁纵贯南北。市域地貌类型多样,有山地、丘陵、又有平原和水域。驻马店市矿产资源集中分布在西部及西南部山区,其中煤、石油、天然气、铁矿等,特别是建材矿产资源较为优势。驻马店市矿产资源主要分布在西部、西南部山区。目前发现各类矿产52种,主要有石油、天然气、铁矿、金矿、脉石英、萤石、水泥用灰岩、白云岩、钾长石、花岗岩、大理岩、建筑用砂、粘土等,优势矿主要为建材类非金属矿产。

驻马店境内矿山多数为上世纪开采至今的矿山,多数矿山开采不规范。经过30多年的开采,造成了对地貌、植被、岩土,水域及大气等自然资源的影响和破坏。矿山开采中随意排放的废水、废石和尾矿,既占用了大量的土地,污染了水源,又严重破坏了矿区周围的生态环境。在矿山开采中违法开采,乱采滥挖,没有按台阶正规开采,形成众多高陡边坡,有的边坡高达40-50米,出现众多危岩体和不稳定斜坡。导致采区滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷等次生地质灾害时有发生,具不完全统计矿山生态环境损害面积2000公顷,见下表[1]。

驻马店市部分矿山主要地质灾害隐患点

灾害点名称 位置 威胁对象 稳定性

大寨子-大尖山山体滑坡、泥石流 泌阳县西北部低山丘陵 村庄、耕地 中等易发

山-黑石山-一条山山体滑坡、塌陷、塌岸 泌阳县南部低山丘陵 村庄、铁路 不稳定

五峰山-大顶山泥石流、滑坡 象河、下碑寺、板桥镇、沙河店镇 道路、村庄 中等易发

确山普会寺乡陡岩崩塌、泥石流 金牛山莲花山矿区 矿山车间、村庄厂房 中等易发

薄山水库下游徐庄溢洪道山体滑坡 任店镇 107国道、通信光缆、加油站及职工 不稳定

刘店镇扁担山、独山等矿区滑坡、泥石流 刘店镇 矿山车间村庄居民等 不稳定

驿城区朱古洞乡崩塌 朱古洞乡矿区 矿区厂房和职工 不稳定

矿山多采用露天开采方式,对环境的影响主要是废渣,其次为粉尘和噪声。矿区废渣主要是废石,应建立废石堆放场,修建废石堆放坝,利用废矿石和地表覆盖土进行矿山复垦治理。矿区粉尘主要是汽车运输产生,矿区运输路面应经常洒水,防止扬尘。矿区噪声主要来自机械振动和爆破等。矿区离村庄较远,矿山生产对周边环境影响不大,但矿区石子运输对周边环境影响很大。

驻马店从十一五规划中强调矿山企业必须依法履行环境保护和土地复垦等地质灾害防治等义务。加强对矿山可能遭受由采矿活动诱发的崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷等地质灾害的监测、预报与防治,避免或减少矿山次生地质灾害的发生。严格对矿山闭坑报告的审查,矿山闭坑后,对采矿形成的露天采场、废石堆放场、建筑用地等一定要进行治理恢复,包括生态恢复、土地复垦、地质灾害防治,争取十二五矿山生态环境恢复治理率达到30%以上。

三、驻马店市城市污泥处置

驻马店目前有三个污水处理厂,日处理污水10万吨,每日产生1500多立方米剩余活性污泥绝大多数未经有效利用,污泥的无害化、减量化和资源化达不到环保要求。通过试验,把脱水生化污泥堆肥后用于驻马店矿山复垦,效果明显。

剩余污泥除含有利于土壤改良作用的养分外,还含有部分病原微生物和寄生虫卵以及微量重金属元素等,它们可能通过各种传播途径,污染土壤、空气、水源,危害植物的生长。针对驻马店人口密集,土地资源缺乏,饮用水源地主要集中在驻马店市西部,同时也是矿山分布带。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地如矿场土地的修复与重建,减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥又恢复了生态环境。所以驻马店剩余污泥的土地利用主要考虑闭坑矿山的修复和边坡治理,且要考虑对饮用水源地和农业活动的影响。剩余污泥矿山复垦利用主要考虑远离饮用水源地的确山和遂平县,尽量避免在泌阳县的闭坑矿山上利用。利用方式主要是矿山剥离区的复垦绿化和高边坡治理。

(一)矿山的修复

矿山闭坑后,形成了巨大的尾矿堆,粉尘污染剧烈,且存在巨大的滑坡和泥石流风险。必须要对闭坑矿和尾矿堆进行复垦和绿化。闭坑矿山由于开采时剥离了原有的土壤,造成有机质缺失。将驻马店城市污水处理厂产生的剩余活性堆肥后运至闭坑矿山,过筛查明不同矿山尾矿的矿砂、矿泥的级配和粒径范围。将污泥与矿砂、矿泥按一定比例混合形成人工土壤并绿化,通过植物的生化作用,加快土壤腐植质层的产生和熟化,最终达到林业复垦的目的。种植绿化期间监测土壤与地下水的重金属及有毒有害物质的含量,确定剩余污泥的合理使用年份。

人工土壤覆土主要技术指标包括肥力要求、蓄水能力、孔隙容积、营养物质、渗透性能、空间稳定性,覆盖在尾矿上面,以实现永久性绿化的目的。应以植物造景为主,形成以乔木为主、草坪为辅的合理的人工林种植结构。所以人工土壤的构造分层为排水层、反滤层、栽植土壤层、植被层。由于基本不会应用到饮用水源地矿山,所以无需设置隔水层,排水层可直接排水到天然沟渠,无需专门收集并处理。在天然沟渠中修建凤眼莲塘,沿塘和沟渠人工种植芦苇,达到利用微生物生化降解人工土壤排出水中的复杂有机分子,分解为二氧化碳和水,且芦苇是非常好的重金属铁的吸收体,可大大减轻重金属污染。

为了蓄存和排出种植层中渗出的多余水分,改善土壤基质的通气状况,在地下设施防水层以上设置排(蓄)水设施。排水应集中进入绿地和建筑的排水或集水系统。排(蓄)水设施可采取铺设砾石层的方式,为了防止降水集中对排水层和产生压力且更好地排水,人工土壤顶层必须设计适当的排水坡度。

为了防止人工土壤经冲刷后细小基质颗粒随水流失且随着水流向下渗流,造成土壤中的成分和养料流失,并堵塞排水系统。应在排水层上面用级配砂石、细沙铺设反滤层。反滤层设置的厚度、孔隙率、级配要考虑驻马店本地的暴雨特点,计算短时大降雨形成的洪水对反滤层的渗透力作用,并经现场试验确定,以免反滤层遭到破坏。

为了改善植物生长条件,栽植土壤层应符合常绿和落叶乔木、灌木、草坪等不同植物生长对栽植土层厚度的要求,保证绿化的长期效果,人工土壤的覆土厚度应在90-150cm之间。

(二)边坡治理

针对驻马店闭坑矿山形成的众多高边坡对人民群众的生命和财产形成的威胁,驻马店推动了河川治理工程,主要是闭坑矿山开采形成的高边坡治理。边坡治理的方式首先要满足技术可靠、经济合理、生态环保、立足现有资源的利用。总的就是挂网喷锚和重力式挡土墙两种及其组合。

由于采矿,形成了剥离带,边坡高度多为40-50米,如果单纯采用喷锚挂网,则费用高,且不能利用尾矿堆,尾矿处理还得另寻其他办法,进一步增加了治理费用。经过计算和踏勘,采用了局部高边坡喷锚挂网,总体分阶段使用重力式挡土墙的技术措施,既考虑到了填方的安全,还节约土方资源,且资源化利用污泥来形成绿化土壤,涵养了水源。

重力式挡土墙一般不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋,因此,体积、重量都大,在软弱地基上修建往往受到承载力的限制,一般墙高在6m以下。由于重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定,如果墙太高,耗费材料多,也不经济。由于驻马店市矿山地基承载力较好,挡土墙高度不大,矿区又有大量可资利用的废弃石料,应当首先选用重力式挡土墙。

高边坡底部使用重力式挡土墙,经填方夯实后,再沿着边坡高程分段使用喷锚挂网,每10米高分层,水平面上覆盖人工土壤,再修筑马道。马道靠边坡一侧可再修筑挡土墙,或挂网喷锚,直至边坡顶。

治理的墙后填土与剥离面不能形成承载力整体,且填土量巨大,延伸到地面的水平投影长度很大。所以将堆肥后的城市污泥与尾矿的矿砂、矿泥混合,工艺同上述的矿山修复,构造措施也相同。但挡土墙设施结构必须满足相应土壤结构的荷载要求和绿化后集中荷载要求。最后在挡墙后填土段人工土壤中撒播草籽或种植灌木,喷锚挂网段人工坡面绿化,挡墙排出水的处理同上述矿山修复的技术措施。技术措施及效果见下图。

四、总结

要实现废弃矿山利用,且达到城市污泥资源化利用的目的,须要降低污染土壤中重金属淋溶到地下水中的风险性。本文的研究提出的措施可能对废弃矿山的复垦是一种有效的方法,但是由于土壤系统本身和水循环的复杂性,在研究综合复垦措施的同时,要加强修复效果的长期实验研究。

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【关键词】矿产开发;环境保护;绿色矿山;建设途径

长期以来,我国矿业行业存在重矿产资源开发利用,轻生态环境保护的问题,造成了矿区自然生态环境的破坏,有的甚至造成了严重的后果。把矿产开发对自然生产环境的破坏减少到最低程度,全面改善矿山自然生态环境的现状,实现矿山与自然生态环境相和谐,创建绿色矿山已成为当前矿业发展的要务。

1.绿色矿山的内涵

绿色矿山,是以保护自然生态环境、降低资源及能源消耗、追求可循环经济为目标,将绿色生态的理念与实践贯穿于勘探、设计、开采及闭坑等矿产资源开发利用的全过程。它着力于科学、低耗和高效合理地开发利用矿产资源,实现矿产资源利用集约化、开采方式科学化、生产工艺环保化、企业管理规范化、矿山环境生态化。根据,国土资源部制定的《国家级绿色矿山基本条件》,绿色矿山具体包含了依法办矿、规范管理、综合利用、技术创新、节能减排、环境保护、土地复垦、社区和谐、企业文化等九个方面。

绿色矿山建设是一项复杂的系统工程,代表着矿业开发利用的总体水平和可持续发展的潜力,以及维护生态环境平衡的能力。建设绿色矿山,要求在开发利用矿产资源的过程中,对其产生的环境污染、地质灾害、生态破坏失衡等问题,应最大程度地以予解决。

2.建设绿色矿山的途径

2.1创新技术

(1)科学规划。以严密的规划、计划体系指导生产,实现矿产资源有序开采。根据不同区域资源的工艺技术指标的变化情况,在开采中以严密的规划作支撑,进行多方案、多因素组合比较,寻找出最佳的开采方案,以取得最佳的经济、社会效益。

(2)采用先进适用的采选矿石工艺,提高矿石、金属回收率;着眼长远,综合利用低品位矿石并进行伴生矿的回收利用,充分实现矿产资源利用最大化。

(3)淘汰落后的生产工艺设备,采用大型、先进、高效的现代采矿设备,逐步向数字化管理矿山迈进,实现矿山高效管理,提高生产效率。

(4)进行现场采选工艺研究与公关,促进采选开采技术进步与成熟。

2.2提高管理水平

(1)强化基础管理,实现矿产资源利用集约化。要在贫矿资源上加大开发利用力度,提高矿山生产规模;同时,还要加强矿山找矿工作,促进矿山持续发展。

(2)提升资源管理水平,注重资源高效利用。矿山生产中采掘、地测、勘探等各项工作要统一规划、统一设计、统一工程布置、统一技术指导、统一验收;实行采掘并举、掘进先行和贫富矿合理配矿的正规化作业模式;贫富矿兼采,防止采富弃贫、采大弃小、采易弃难及滥采滥挖等现象。

(3)规范开采。建立有关矿山的矿产资源开发利用、环境保护、生态重建、安全生产等一系列管理制度及保障措施,做到科学、合理、规范开发矿产资源。

(4)加强现场技术管理,及时消化、解决在生产现场遇到的技术问题,不断优化生产现场的工艺条件。

2.3实行清洁生产 ,注重环境保护

(1)推广应用先进、适用的节能技术、节能材料和节能设备,积极开展节能降耗、节能减排工作,采用无废、少废的采选生产工艺。如循环利用井下废水和选矿工业废水,尾矿和废石回填采空区,无动力索道运矿,这些生产工艺既减少的环境污染,又降低了生产能耗。

(2)采取有效措施防止矿山地表污染。如采用微生物修复技术修复因矿石堆浸受重金属、氰化物等有毒物质污染损毁的矿山地表、土壤,最大程度恢复植被。

(3)采用环保的生产工艺,使矿山生产产生的废渣、废水、废气、粉尘、噪声等“五废”均达标排放,降低环境污染。如选矿工业废水的循环利用,能减少地表水污染,防治污染地下水;尾矿和废石充填采空区、塌陷区,能减少地表占地及环境污染,有效防治地表塌陷,保护地表生态环境。

(4)对矿山压占、损毁的土地,要因地制宜进行土地复垦。采矿生产与土地复垦要同时规划、同时实施,同时还要进行植被恢复、防治水土流失和矿山地质环境恢复治理等工作。

(5)在矿区进行植树、植草,提高矿区的绿化覆盖,建设环境园林化矿区,保护矿区环境,实现人与自然的和谐环境。

3.结束语

随着经济社会的不断发展,资源的逐渐较少,环境污染的日益严重,建设绿色矿山已成为当今国内外矿产资源开发面临的主题。只有重视环境保护,加大节能减排的力度,实行清洁生产,努力建设好绿色矿山,才能实现我国矿业的可持续发展,实现人与环境和谐的发展目标。 [科]

【参考文献】

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关键词 矿区生态系统;人为干扰;修复与重建技术

中图分类号X3文献标识码A文章编号 1674-6708(2010)18-0096-02

1 人为干扰对矿区生态系统的影响

1.1 人为干扰的概念

人为干扰是区别于自然干扰的另一种主要干扰方式,是指由于人类生产、生活和其它社会活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响。人为干扰无论从伤害强度、作用范围、持续时间还是发生频率、潜在危害、诱发性等方面,都常常高于自然干扰。

1.2 人为干扰的方式

对于中国矿区环境生态系统,人为干扰的主要方式是污染。主要包括:水资源的破坏和污染、废气污染、固体废物污染、噪声污染等污染。

煤矿开采矿区废水的排放使许多水域被污染,水质下降甚至丧失饮用水的价值,洗煤污水的污染程度较矿井水为重;煤矸石在露天堆放过程中,经雨水淋溶后部分物质形成地表径流进入土壤、地表水体或地下水体时,造成土壤、地表水或地下水的污染;煤矿开采过程中噪声污染主要是由于各种机械设备工作时所产生的,不仅直接影响的身体健康,还会影响周围居民的工作、生活和学习。

2 矿区受损生态系统的特征

根据目前的研究成果,矿区受损生态系统的主要特征可以概括为:

1)生态系统受损伤的各种变化都始于结构的改变

矿区水土资源受到污染破坏、物种资源急剧衰减、矿区植被面积下降、植物光和作用的转换效率低,能量流动效率降低、物质循环受阻等,修复矿区生态需要借助于生态系统的外部力量才能促进矿区生态功能的转变,矿区生态治理和维持成本加大。

2)生态系统过程受阻和功能衰退是受损生态系统的主要特征

矿区产业结构的演变通过对生态系统的破坏力和生态修复能力而影响矿区生态系统功能的发挥。开发初期,矿区生态恶化程度较低,生态系统维持成本较低,矿区生态自我修复的能力较强,对矿区生态长期影响较小;矿区形成期,矿区污染和生态环境破坏力加大,矿区生态的自我修复能力急剧下降,治理成本上升,但是矿区生态治理在可以接受的范围之内,需要加大矿区治理的力度或实行清洁化生产,以消除开采过程生态系统的破坏力。如果失去矿山生态治理的时期,矿区进入衰退期,整个矿区的恶化程度急剧上升,矿区生态修复的周期长、成本高、修复能力脆弱,对矿区持续发展的长期影响大,严重阻碍矿区社会的持续发展能力。

3)关键组分和过程的状态决定着生态系统的回复进程

一个具有自我维持能力的生态系统才是真正健康的生命系统,生态系统的关键物种(如建群种、优势种、关键的传粉动物、顶级食肉动物等)和关键生态过程,在受损伤的的生态系统中还是否存在,对于受损伤的生态系统的恢复进程至关重要。在矿区生态修复的过程中,要注重生物种类、数量、生物量的增加,更要注重物种间的竞争和协同关系,才能更充分地利用系统自身的潜能,促进矿区生态系统的恢复进程。

3 探索人为干扰下的生态演替规律

矿区生态系统是人类生态系统经过漫长的发展时期才产生的,在人为干扰下矿区生态系统先后存在3种不同的类型:

1)原始型矿区生态系统

人类社会早期矿区生态系统,社会生产力水平低,矿业开发利用程度很低,对自然生态系统的压力不大,生态与矿业开发的矛盾没有显现。

2)掠夺型矿区生态系统

19 世纪开始社会生产力有了飞速提高,对矿产的需求量不断扩大。人们仅仅为了追求经济发展而进行掠夺式的开发,环境污染严重,矿区环境生态系统严重破坏。

3)协调型矿区生态系统

这种矿区生态系统类型以生态与经济协调和可持续发展的理论作指导,必将成为普通存在的先进矿区生态系统类型。矿产资源的综合利用率高, 矿区灾害很少发生, 矿区生态系统处于健康状态。

4矿区生态系统修复和重建技术

矿区生态修复的综合技术主要包括监测、预测及风险评估技术,管理技术,规划设计 技术,工程修复技术,化学与生物修复技术。

4.1 监测、预测及风险评估技术

主要是对矿区生态环境损害进行动态监测与预测,揭示损害的程度、范围、机理和规律及风险,为矿区生态环境治理技术的选择和有关法规与技术标准的制定提供依据。

4.2 管理技术

主要是对受损矿山生态环境进行科学的管理、宏观过程管理以及矿山整个生命周期的环境修复管理。

4.3 规划设计技术

矿区生态环境规划设计技术包括传统规划法和计算机辅助规划法。在详尽调查、监测的基础上,运用先进的规划技术和手段对矿区生态进行详细的规划。

4.4 工程修复技术

包括回复生态系统的各种工程措施。应根据不同的破坏特征、不同的自然条件采取不同的技术措施,主要包括生态破坏的工程修复技术和环境污染的工程(物理)修复技术。

4.5 化学与生物修复技术

指提高和改善重建系统生产力和环境安全的各种化学和生物措施,其中生物工程(含植物修复)、生态工程、化学修复和土壤改良技术等是十分重要的。

4.6 采煤沉陷区生态修复技术

采煤沉陷是我国两大面广的矿区生态问题,其主要的修复技术主要包括疏排法、挖深垫浅法、充填复垦法、直接利用法、修整法、生态工程复垦法等方法。将土地复垦技术和生态工程技术结合起来,综合运用生物学、生态学、经济学、环境科学、农业科学、系统工程学的理论,运用生态系统的物种共生和物质循环再生等原理,结合系统工程方法对破坏土地所涉及的多层次利用的工艺技术。

5 结论

本文主要阐述了在人为干扰下生态系统的变化,特别是对中国矿区生态系统的研究,提出矿区生态修复和重建技术,在开发矿产能源的同时,走经济与生态环境的可持续发展之路。

参考文献

[1] 孙庆先,胡振琪主编.中国矿业的环境影响及可持续发展[J].中国矿业,2003,12 (7):23-26.

[2] 秦万德主编.煤炭工业发展中的环境问题和对策[D].中国煤炭学会,1992年年会论文集,郑州,1992-12-18.

[3] 萧笃宁主编.景观生态学.理论、方法及应用[M]. 北京:中国林业出版社,1991.

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我市的地质环境整治工作始于。几年来,在市委、市政府和省国土资源厅的正确领导下,全市国土资源系统认真贯彻落实《地质灾害防治条例》、《省人大常委会关于限制开山采石的决定》、《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》等法规政策,从加强地质灾害防治和矿山环境保护入手,创造条件逐步开展地质环境整治工作。

近期我们先后到九里区、经济开发区、贾汪区、新沂市等地质环境治理项目现场进行了实地调查,并结合原来掌握的资料和当前工作实际,形成调研报告如下:

一、我市地质环境现状

从开始,我们先后组织开展了全市露采矿山地质环境调查、城市规划区及各县(市)地质灾害调查评价,基本查清全市地质环境现状。

1、地质灾害隐患点多面广。地质灾害种类有岩溶地面塌陷、采空地面塌陷和崩塌滑坡灾害等。岩溶地面塌陷主要分布在城区地面建筑密集区,受地质构造和地下水过量开采影响;采空地面塌陷分布于煤矿、石膏矿、铁矿区,由于地下矿产资源开采引发;崩塌滑坡分布在低山丘陵区,因开山采石和道路切坡引起岩体边坡失稳。据调查,全市各类地灾隐患点、危险点129处。

在自然因素和人类工程活动的双重影响下,来我市共发生小型地质灾害23起,其中地面塌16陷起、崩塌滑坡7起,没有人员伤亡,直接经济损失约70万元。

2、矿产资源开发利用引发大量矿山环境问题。全市采煤塌陷地面积达32万亩,煤矿、铁矿开采、加工、洗选过程中形成的废水、废气、废渣(煤矸石、粉煤灰、煤尘、煤泥等)占用土地、污染环境。长期以来的有山就开,导致全市大大小小的山头上分布有939个采石宕口,山体原有地形地貌和林木植被遭到破坏。特别是在城市规划区、自然风景区、铁路、高速公路及国道两侧,实行禁采后遗留下来的废弃采石宕口,对环境景观影响较大。

二、地质环境整治工作的进展

1、完成地质环境专项规划编制。《市城市规划区地质灾害防治规划》经市政府批准实施,《市矿山环境保护与治理规划》经省国土资源厅批准实施,以此指导地质环境整治工作。

2、基本建立矿山环境恢复治理制度。一是《关于进一步规范矿山环境恢复治理保证金收缴及使用管理的通知》,明确保证金收缴范围、标准、程序和时限要求,将缴纳保证金作为办理采矿许可证的前置条件,规定了新办矿山企业不缴纳保证金的不予办理采矿登记手续、已取得采矿权的矿山企业未缴或拖欠缴纳保证金的不予年检等管理措施。截至底全市累计收缴保证金1055万元。二是制定《市矿山地质环境治理专项资金使用管理办法》,明确了部、省财政补助经费项目的支持重点、申报程序、项目监督和资金管理等要求,为废弃矿山治理提供制度保障。三是发出“关于加强露采矿山环境保护工作的通知”,强化矿山环境管理。实行新设开山采石采矿权的矿山环境保护审查,按照“矿产资源开发利用与生态环境保护并重、预防为主、防治结合”的原则,禁止在完整山体和林木植被覆盖较好的山体新设采矿权,避免产生新的矿山环境问题。督促在采矿山增强矿山环境保护意识、自觉履行矿山环境保护承诺和恢复治理义务,落实边开采、边治理措施,最大限度地减轻矿业活动对生态环境的影响与破坏。

3、废弃露采矿山环境整治工作取得进展。几年来我市共争取国家和省级财政补助项目9个、经费2150万元。其中:新沂市马陵山关闭矿山治理项目已经完成,并通过省国土资源厅组织的竣工验收;铜山县皇姑窝、新沂市陆庄一期废弃矿山治理已经完成,等待验收;铁矿集团西马山采区地质环境治理项目已完成工程量的90%;九里山襄王路口、贾汪大吴虎山口治理项目正在施工;新沂陆庄二期、铜山大刀山、九里区大孤山治理项目即将启动。

在国家和省级财政补助项目带动下,地方财政和社会资金也开始投资废弃矿山治理。两山口废弃矿山治理被列为48项城建重点工程之一,亚美房地产公司投资200多万元进行边坡治理和场地平整绿化,由于治理效果不明显,市财政又投资850万元对两山口废弃矿山进行治理,采用台阶式挂网喷播技术,治理岩石边坡约1.7万平方米,有效地改善了新老城区结合部的山体景观。有关县(市、区)国土资源局也积极争取地方财政资金投入,开展了铜山县三堡洞山、睢宁乔山和汉画像石馆新馆后侧边坡治理等废弃矿山整治试点。“陡峭悬崖下建起小学校”经媒体报道后,日成房地产开发有限公司投资205万元,委托香港东阳绿化有限公司采用台阶式挂网植生技术、鱼鳞坑植生技术,对铁刹山4200㎡的岩石边坡进行 综合整治,有效地消除安全隐患、美化小区环境。

4、地质灾害隐患得到治理。贾汪区东大洼耐火粘土坑塘渗水危及韩桥煤矿井下安全,为此贾汪区会同矿务集团投资113万元进行防渗治理。幼儿高等师范专科学校投资400多万元对办公教学楼后侧的洞山西坡进行爆破削坡,清理危岩5600m2;利用山势建成攀岩场地。鼓楼区实施天齐南路拓宽改造工程,有效消除山体崩塌隐患。

5、采煤塌陷地生态修复开始启动。九里湖生态湿地公园建设全面推进,九里区完成投资1.4亿元,建成了800亩东南湖和1700亩西湖,水景景观区初见规模。贾汪区投资5100万元实施小南湖扩建工程,因地制宜地整治采煤塌陷地,建设生态景观公园。社会资金投入近万元,对市区三环西路西侧、废黄侧的亩采煤塌陷地进行综合治理,初步建成桃花源休闲旅游度假村。

三、存在问题

1、历史欠帐多,整治任务重。一是全市禁采区(带)内有废弃采石宕口464个,岩石面积约200万m2、废弃地面积约670万m2。二是据初步调查,常年积水、不适宜复垦的采煤塌陷地约5.6万亩需要进行生态修复。

2、治理资金需求量大,经费筹措难,多元化投资机制尚未形成。初步估算,464个废弃采石宕口治理约需经费8亿元;常年积水的5.6万亩采煤塌陷地生态修复整治约需经费20亿元。

地质环境治理注重的是社会效益和环境效益,投入大,见效慢或经济效益不明显,因而社会公众参与度低,投资地质环境治理工程的积极性不高。仅仅依靠争取国家和省级财政补助经费,远远解决不了我市的地质环境历史欠帐。作为振兴老工业基地的一项特殊政策,对煤炭企业税前按吨煤20元提取可持续发展准备金用于采煤塌陷地生态修复整治,迟迟不能落到实处。

3、露采宕口整治技术难度大,地方承诺的配套资金不到位。我市城市周边山体主要由石灰岩、白云岩等岩石组成,由于上覆土层较薄或岩石直接,在山体上植树绿化本身就较为困难,而在高差大、坡度陡的废弃露采宕口边坡进行生态环境恢复治理,其难度更大。南方大多采用的喷播复绿技术,在我市的气候条件下很难全面推广;九里山襄王路项目和铜山县皇姑窝项目,虽然设计为刻槽台阶式复绿,但在实际施工过程中难度大、成本高。由于各县(市、区)地方财力有限,近几年争取的部、省补助项目,申报立项时承诺的地方配套资金基本没有落实到位,因而就只有按照上级下达的项目补助经费进行招标和施工,造成了工程施工进度慢、效果差。

4、治理责任制度和补偿机制尚未真正形成。在矿山开采过程中,采矿权人不惜以浪费资源、破坏环境为代价获取经济利益,重开采、轻保护、不治理的现象还是大量存在。开山采石企业以采矿权有偿取得、负担过重等种种理由为借口,想方设法不缴或少缴矿山环境恢复治理保护金,即使足额缴纳了保证金,也不愿意履行恢复治理的义务,因为治理的投资额远远大于所缴的保证金数额。而对于煤矿、铁矿、石膏矿等地下开采的矿山而言,尚未落实矿山环境恢复治理保证金制度。

四、建议

1、进一步加强露采矿山采矿权设置管理。一是按照《江苏省地质环境保护条例》要求,加强山体资源保护,划定山体资源特殊保护区。在山体资源特殊保护区内禁止开山采石;在山体资源特殊保护区外要实行限制性开采。二是对允许开采的山体,要集中设置采矿权,直至这一山体全部开采完毕,不得开采地面标高以下部分。三是采矿权要设置到山体顶部,推动自上而下的分水平台阶式开采;不要设置到山体一侧,禁止斜坡式、一墙式开采。四是在现有基础上,继续促进开山采石企业规模化经营,发展大企业,既可实行类似于中联的台阶开采,又可保证经济建设的资源需求,同时还可避免产生新的矿山地质环境问题。

2、严格执行矿产资源开发利用方案。对于历史遗留的矿山环境欠帐,各级政府将付出巨大的代价来进行整治,而目前在建和生产的矿山企业能否规范作业,成为是否会产生新帐的问题关键。而当前,大多采石矿山不按照已批准的开发利用方案,仍是斜坡式、一墙式开采,在采矿许可证到期后,留下新的采石宕口和高陡边坡,或存在隐患,或影响景观。在石膏矿山,也不同程度的地存在违反开发利用方案现象,有的甚至引发地面塌陷。

因此,要切实加强对采石矿山的监督管理,督促矿山企业严格执行矿产资源开发利用方案,不留新的环境欠账。

3、建立矿山环境保护诚信准入制度。对没有履行矿山环境保护与恢复治理义务或不缴、少缴、拒缴保证金的矿山企业,列入矿山环境保护诚信档案黑名单,采取不予其办理采矿许可证延续或变更登记、不受理其新的采矿权申请等管理措施;对黑名单矿山的开办、投资、入股、出资、控股单位和个人,限制其进入采矿权市场参加竞买的资格。

4、开展“绿色矿山”创建试点。督促矿山企业落实边开采、边治理措施,推广台阶式、机械化开采,推广无尾矿、清洁生产,减少废弃物排放量,实现矿山环境保护与矿产资源合理开发利用的相协调,最大限度地减轻矿业活动对生态环境的影响与破坏。建立“绿色矿山”激励机制,对列为“绿色矿山”创建的在采矿山,可由企业提出整治方案,由收取保证金的国土资源主管部门批准后实施,项目竣工经验收合格后,其整治经费可从该矿山上缴的保证金中按整治面积比例进行返还。矿山最终闭坑时必须完成矿山环境治理。

5、进一步落实矿山环境恢复治理保证金制度。加大矿山环境恢复治理保证金收缴力度,严格按照规定标准,足额收缴保证金。开展保证金收缴情况清查,依法限期追缴。拒绝缴纳保证金的,不予办理采矿许可证年检、注销采矿许可证。

6、地质环境治理资金筹集。在加大政府投入基础上,完善市场化运作、多渠道筹集,广泛吸纳包括外资在内的商业投资。一是对于历史遗留的矿山地质环境问题,尤其是老矿山的生态环境问题,考虑其为地方经济建设做出了巨大的贡献,矿山企业所获得的利润绝大部分都已上缴国家,因此,其治理应以国家投资为主;同样,生态环境破坏严重且责任主体缺失的废弃矿山,其环境治理也只能以国家投资为主。治理资金可采取市、县(市、区)财政共同出资,并积极争取中央财政和省财政的补助经费支持。二是矿山治理后可作为建设用地的国有矿山废弃地,纳入政府土地储备,土地使用权有偿出让,其土地出让后的净收益可部分或全部用于其它矿山的治理;整治后转为农用地的,经验收合格,可以进行建设用地指标置换,并从土地复垦资金中安排一定费用作为治理专项资金。三是根据治理规划,对残留山丘和高陡岩质边坡可实施修复式整治,在消除安全隐患的同时,取得余量资源收益可作为矿山环境综合整治资金。四是按照“谁投资、谁治理、谁收益”的原则,制定优惠政策,鼓励社会各界投资废弃矿山环境治理,凡经政府批准治理立项的单位或个人,优先享有土地使用权,并减免与治理工程相关的税费。五是按照《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》,足额收取保证金、专门用于矿山环境的整治,不列入地方财政预算,不得挪作他用。对不予返还的保证金,统筹用于急需治理的矿山。

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1矿产开发存在问题

新近开发的矿山(或气田)已开始充分重视环境保护,如元坝气田将建设污水处理站2座,“三废”排放将达到国家和地方环保标准。元坝天然气净化厂将设污水处理站1座,采用“超重力脱硫技术、新型复合溶剂”等先进的工艺技术,先进的管理控制系统,对全厂工艺生产装置和辅助生产装置进行集中控制和管理,实现安全环保生产[7]。但由于市域范围早期对矿产开发缺乏统一规划,受经济利益驱动,矿产开采规模普遍偏小,技术不够先进,设备总体上陈旧落后,选矿工艺粗放,监管措施不力,因此造成资源利用率低,局部的乱采乱挖采富弃贫盛行,使矿产资源遭到严重破坏和浪费。土地资源损毁较严重,生态环境遭到破坏或者改变,部分矿区造成地下水水位下降、地表泉水干涸、农田渗漏,有的矿床产生地下水和地表水以及土壤污染,部分煤矿采空区产生塌陷、地裂缝、地面沉降。据调查,仅广旺煤矿区采空区就达33.68km2,该矿区共有陈家岭、白水、宝轮院等9个沉陷区,沉陷区面积达54.91km2(表1),是采空区的1.68倍,地表最大下沉深度达2.8m,最大水平位移0.9m。部分区域路基下沉,房屋毁损[8]。广旺煤矿区生态破坏面积达66.6km2,嘉陵江中游砂金矿区生态破坏面积达30.9km2。据对全市307处矿山调查,采矿引起矿井突水的1处,引发滑坡12处,崩塌6处,泥石流5处,地面塌陷3处,地裂缝5处,地表水水位下降21处,污染地表水61条(溪、河)[9]。矿山尾矿堆放不仅压占耕地林地,污染水源,部分尾矿(弃渣)形成滑坡、泥石流隐患甚至诱发矿渣泥石流,煤矿矸石山还存在自燃风险(表2)。采矿(砂)造成河道破坏,影响通航和行洪。

2对策

鉴于广元市矿产资源开发利用现状,本着合理开发利用矿产资源,实现可持续发展,和谐发展,切实保护环境的原则,建议采取以下措施:(1)加强矿产资源开发利用的总体规划,选择优势矿种,优先选择成熟先进的采选冶技术和加工技术,实现矿产资源的充分合理开发利用。减小环境压力,保护自然资源(包括矿产资源、土地资源、森林资源等)。(2)对拟建矿山加强对地质环境保护的前期论证,优化设计提高资源利用效率,减低环境风险。(3)禁止在地质灾害危险区、地质灾害隐患区和生态脆弱区采选矿。(4)对在建和正在开采的矿山要加强监管,强化地质环境的适时监测,防止产生新的环境问题和地质灾害隐患。(5)对正在开发利用的矿山要加强管理,采取行政、经济、税收等综合政策,鼓励业主选择新方法新工艺提高采矿回采率和选矿回收率,积极更新落后设备,逐步淘汰高资源消耗、高污染产能;增加科研投入,开展技术攻关,提高资源综合利用率,切实保护好环境。特别要:加强尾矿库和采空区管理,避免产生环境破坏和诱发地质灾害。(6)对天然沥青矿和天然气的开发要强化环境影响评价,突出监管责任,预防环境风险,编制完备应急预案,增强应对突发风险的处置能力。(7)对已开采结束的矿山,进行系统调查,梳理存在问题,全面规划,充分论证,分别对不同矿种和不同区位有针对性采取综合治理措施,实现环境修复和生态恢复,对宜农区域实施矿山土地复垦,实现合理利用土地,切实保护耕地的目标。煤矿:市域内主要分布在青川、剑阁、朝天、利州、昭化及旺苍等县(区),含煤岩系共有15层煤层,一般可采1~3层,最多达5~7层,厚度变化小,稳定性好,煤层厚0.4~2.8m。煤矿多采用地下开采,开采方法均为前进式走向长壁采煤法,全部陷落法管理顶板。矿山生产规模多为(10~30)×104t/a[11]。存在主要问题是采空塌陷、地裂缝、地面沉降、地下水疏干,以及矸石山自燃或矿渣泥石流问题。旺苍、利州等县(区)部分地方造成建(构)筑物破坏,局部生产和生活用水受到影响。因此煤矿采空区可采用矿井(坑)回填以及相应工程措施治理采空塌陷和地裂缝,矸石山要采取粘土覆盖结合地面植被绿化等措施防治矸石山自燃。为防治矿渣泥石流,应检查加固加高或新建拦渣坝,增加或修复截排水设施,确保坝体稳定和排水通畅,防治尾矿库(矸石山)溃坝和矿渣泥石流。同时加强尾矿库的防渗措施,防治地表(下)水和土壤污染。金矿:砂金主要分布在青川、剑阁、朝天、利州、昭化及苍溪等县区的河谷地区,砂金矿具有埋藏浅、含矿砂层厚、砂金品位较高、金成色高、易采易选的特点。砂金矿开采有民采和船采之分,船采区域要督促业主根据采矿设计及时采取剥土收集、尾矿回填、采后复垦等综合措施,竭力保护和恢复生态环境,避免河道堵塞。民采砂金分为洞采和露采,洞采区应及时回填采洞,尽力避免塌陷。露采区域应采取类似船采的恢复措施。对已开采闭坑的砂金矿及时进行河道疏浚、尾矿回填以及土地复垦。岩金矿开采主要集中在朝天马房窝区域,该区域存在许多老硐以及采坑,加之当年群采后在现场进行破碎及野蛮选矿,不仅使该区域生态环境受到破坏,而且对土壤和水体造成了污染。该区域应在全面调查的基础上,选择有技术支撑的相关机构,对区域生态恢复及环境治理制订综合方案,分期分批实施。铜铅锌等有色金属矿采区分布在青川、朝天等区县,应委托专业机构详细调查和系统设计,发现存在问题,并针对问题选择经济可行且有效的治理措施。

3结论

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关键词 废弃煤矿区;林业生态;修复;问题;对策;长江中下游;江西萍乡

中图分类号 F326.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)19-0160-02

Abstract Forestry ecological restoration work in the middle and lower reaches of the Yangtze River abandoned coal mine area has attracted people′s attentions.Taking the Pingxiang forestry and ecological construction for example,the problems of forestry ecological construction in abandoned coal mine area were analyzed,and some countermeasures were put forward combining with the practice experience of forestry ecological restoration in Pingxiang abandoned coal mining area.

Key words abandoned coal mine area;forestry ecology;restoration;problem;countermeasure;middle and lower reaches of the Yangtze River;Pingxiang Jiangxi

长江中下游流域地域辽阔,自然条件优越,随着改革开放的推进,煤矿生产得到了高速发展,但近几十年来,由于忽视了煤矿开采过程中的生态保护和治理,长江中下游废弃煤矿区出现了植被稀少、岩石、水土流失、地力下降以及环境污染等问题,致使当地生态环境不堪重负,也制约了废弃煤矿区经济社会的进一步发展。如萍乡地处湘赣结合部,矿产资源分布广泛,近40%的土地面积有煤炭资源的蕴藏。经过近百多年地下大规模开采,地下煤炭资源开采日趋困难,现矿区工业保有储量约2.215亿t,占累计探明储量的29.5%,剩余可开采储量只有1.2亿t,且近4成为劣质煤,基本处于地层深部,开采难度越来越大,开采过程中通风、提升运输、抽水等方面消耗成倍增长[1]。虽然萍乡市在2010年开展了废弃煤炭植被快速恢复技术研究,并于2012―2015年,在安源区安源镇、湘东区下埠镇完成矿山植被恢复示范面积逾84 hm2,在取得了较好的恢复效果的同时,将治理恢复技术模式在萍乡市几个主要矿区进行了推广应用。但随着煤炭市场价格下跌、产业转型,采矿废弃区增加,萍乡累计堆存量近亿吨,占用土地面积超过500 hm2,采矿废弃区影响周边林地近4 500 hm2,加剧了萍乡林业生态建设任务[2]。

1 存在的问题

1.1 生态环境破坏严重

在长江中下游流域煤碳主产区,由于过度开采和忽视了煤炭开采过程中的生态保护,致使相当一部分矿区生态系统受到毁灭性破坏,仅江西省萍乡市采矿废弃区影响周边林地近4 500 hm2,在废弃煤矿区,荒山裸土、露天煤矿、矿渣堆随处可见,森林固有的调节气候、涵养水源、保持水土、防风固沙、改良土壤、减少污染、美化环境、保持生物多样性等多种生态功能大大降低甚至完全损失。

1.2 林业生态修复意识淡薄

开展废弃煤矿区林业生态修复是党的十提出的实施重大生态修复工程的重要组成部分,但是有些地区对废弃煤矿区林业生态修复工作的重要性认识不足,存在对煤矿开采企业审批不严、监管不到位、生态修复资金严重不足、打击非法开采力度不大等问题。另外,煤矿开采企业往往也只注重经济效益而忽视了矿区生态保护和环境治理,加剧和放任了矿区生态环境恶化。

1.3 林业生态修复科技水平有待提高

长江中下游流域从事林业生态修复的专业技术人员严重不足,根据有关部门统计,大约只有26%的职工具备相关专业素质和合理的知识构成,大部分从业人员只具备极其简单的操作技能。同时,先进适用的科学技术在废弃煤矿区林业生态修复中引进和应用得极少,而且转化为生态效益的过程缓慢。另外,相关现代化先进设备的利用率也极低。

1.4 信息化管理平台不完善

近年来,长江中下游流域废弃煤矿区信息化管理平台建设虽已取得了初步成效,但仍然存在一些问题。主要表现为:一是未建成完整的废弃煤矿区基本信息网络;二是未建立健全监测预警、技术推广、成果共享的信息服务机制;三是信息化管理网络覆盖面不广,对偏远地区废弃煤矿区信息采集不畅,信息更新不及时。

2 修复对策

2.1 坚持创新原则,加快废弃矿区生态植被修复治理步伐

通过观念理念的创新,带动体制创新、机制创新和科技创新,在采矿废弃区生态植被修复治理中坚持创新,认识到采矿废弃区生态植被修复治理的重要性,高度重视采矿废弃区生态植被修复治理工作,增强采矿废弃区生态植被修复治理的责任感、紧迫感和使命感,做到认识到位、精力到位、责任到位、政策到位、工作到位[3]。

2.2 加大宣传力度,大力引进和推广先进适用的林业生态修复技术

开展废弃煤矿区林业生态修复,必须依靠科技,以科技为支撑,通过科技进步提高废弃煤矿区林业生态修复成效。一是充分利用信息网络管理平台,大力引进和推广先进适用的林业生态修复技术;二是强化林业生态修复科技人员的引进和培训;三是抓好林业生态修复科技示范基地建设,做到依托示范、以点带面、全面推进。

2.3 改变整地方式,切实改善林业生态修复立地条件

长江中下游废弃煤矿区山岭以岩石、煤渣、砂土为主,水土破坏损失严重,立地条件极差,普通苗木很难在废弃矿区扎根生长,因此必须区分不同的立地条件,采取差异化的施工措施,切实改善废弃煤矿区立地条件。对表层土壤瘠薄、岩石严重、土层基本被破坏的造林地,要采取客土结合降坡、平整土地、施肥等措施改善立地条件。对表层碎土、矿石及煤渣混杂的造林地,要采取降坡、平整土地、砌挡土墙、完善排灌设施等措施改善立地条件。

2.4 科学选择树种,严把废弃煤矿区林业生态修复施工技术关

根据对土壤成分的综合分析,选择适宜其生长的乔、灌、草、藤本等植物进行矿山植被恢复。治理萍乡地区采矿废弃区退化森林的目的树种可选用香樟、泡桐、胡枝子、刺槐、构树、盐肤木、紫穗槐、翅荚木、枸骨、夹竹桃、多花玉兰、栾树、常青藤、商陆、搏落回等[4]。栽植方式可分为植苗造林和播种造林,植苗造林主要是挖穴,栽植穴的大小和深度应略大于苗木根系。栽植时间宜选择在雨后阴天,以12月初至次年3月为宜。栽植时必须做好“栽正、舒根、踩紧、适当深栽”,栽植深度一般比原土痕深2~3 cm,做到“三填两踩一提苗”。播种造林一般要先整地,坡地较缓时采用穴播或条播,在操作困难的地段,可在雨季采用喷播的造林方法。播种量应根据种子质量、立地条件和造林密度确定。穴播、条播的覆土厚度一般为种子直径的3~5倍,土壤黏重的可适当薄些,砂性土壤可适当厚些。

3 结语

开展长江中下游废弃煤矿区林业生态修复工作,不仅可以提高废弃煤矿区森林覆盖率,迅速恢复和改善废弃煤矿区生态环境的需要,也是认真贯彻落实党的十关于大力实施重大生态修复工程、推进生态文明、建设美丽中国战略部署的具体举措,任务艰巨,责任重大。必须科学务实地抓紧抓好长江中下游废弃煤矿区林业生态修复工作,使长江中下游的废弃煤矿重新披上绿装,矿区森林资源得到健康发展和可持续利用。

4 参考文献

[1] 江西省萍乡市人民政府.萍乡市资源枯竭型城市经济转型规划方案(2008―2015年)[R].江西萍乡,2008.

[2] 国家林业局调查规划设计院.萍乡市国家森林城市建设总体规划(2016―2025年)[R].北京,2016.

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(一)危机地面建筑物的安全。当地下采空区面积不断增大时,应力变化超时过值,岩层就会产生塌陷,从而在采矿区上方形成塌陷区。而地表塌陷最直接、最明显的影响是使塌陷区上的建筑物(房屋、管道、公路、桥梁等)变形乃至破坏。

(二)引起生态条件突变,从而导致生态系统突变。当塌陷深度超过地下水位时,塌陷区被地下水侵满,陆地变为沼泽、湖泊,原有的陆地植物被水生植物取代。

(三)对周围小气候产生一定的影响。因为大面积塌陷区积水蒸发和热容作用使空气湿度增加、气温变化幅度减缓。

(四)水土流失加剧。矿山开采直接破坏地表植被,露天矿坑和井工矿抽排地下水使矿区地下水位大幅度下降,造成土地贫瘠,植被退化,最终导致矿区大面积人工裸地的形成,极易被雨水冲刷;由于排土场和尾矿占地,形成地面的起伏及沟槽的分布,增加了地表水的流速,使水土更易移动,冲刷加剧。

(五)对森林、草地资源的破坏。矿产资源的开发会造成生物多样性损失,植被清除,土壤退化,水土流失,对矿区生物多样性的维持都是致命打击,严重威胁了动植物生存。据调查,全国因采矿而破坏的森林面积已达106万公顷。矿山开发占用林地面积最多的四省区依次为黑龙江、四川、山西和江西。我国现有森林面积1.34亿公顷,森林覆盖率仅为13.9%,在200多个国家中,人均占有森林面积居136位。矿山开发占用、破坏林地不容忽视。

二、环境保护的对策和建议

(一)矿山固体废弃物的处理

矿山固体废弃物可采用堆置处理,堆置就是将固体废弃物直接堆放到预先划定并作好准备的场地上。选择场地应遵循:①保护地下水质,防止地下水因受废石堆排放的浸滤水的影响而变质。②保护地表水,防止地表水因废石堆风化淋蚀而增加泥沙负荷和溶解固体负荷。③防止风蚀。④保证人类安全,防止洪水或地震造成灾害。因此选择场地必需对地形、水文地质情况、地震情况、水文情况、大气情况等进行综合考虑。

尾矿堆存要求更特殊,尾矿坝基础材料要有足够的强度,还应具有良好的不透水性。目前尾矿坝堆放有两种较好的方法:①尾矿半干堆垛。②粗细残渣的共处置。把固体废物堆放在堆放场后,可向固体废物堆表层覆盖石块、泥土,种植植物或对其表层进行化学处理,以使固体废物堆稳定,减少二次污染。

矿区土壤重金属污染的治理。国内外矿区土壤重金属污染治理主要包括物理、化学和生物治理技术三类。其中,生物治理技术包括微生物修复技术、动物修复技术与植物修复技术。设施简便,投资少,对环境扰动也少,被认为是最有生命力的。

(二)复垦处理

我国矿区土地复垦工作起步较晚,土地复垦率较低,迫切要求探索适合我国国情的土地复垦技术,提高土地复垦率和生产潜力。

1 复垦处理。一般步骤如下:表土采掘-表土储存-回填整平-铺垫表土一复垦种植。固体废弃物现在较为先进的复垦技术是开采与复垦紧密结合。如德国弗兰格尼亚石膏矿床开采过程中就采用大型轮胎式装岩机处理粘土质覆盖物,其运距较短,并能将剥离物及母土就近回填。复垦后的土地可用于农、林、牧、渔及修建公共设施等。

2 矿区土壤培肥改良技术。土壤培肥改良技术就是对土壤团粒结构、DH值等理化性质的改良及土壤养分、有机质等营养状况的改善,这是矿区生态恢复的最终目标之一,具体包括:(1)表土转换。在采矿前先把表层及亚表层土壤取走并加以保存,待工程结束后再放回原处,这样虽破坏了植被,但土壤的物理性质、营养条件与种子库基本保持原样,本土植物能迅速定居。(2)客土覆盖。废弃地土层较薄时,可采用异地熟土覆盖,直接固定地表土层,并对土壤理化特性进行改良,特别是引进氮素、微生物和植物种子,为矿区重建植被提供了有利条件。(3)土壤物理性状改良。土壤物理性状改良的目标是提高土壤孔隙度,降低土壤容重,改善土壤结构,短期内可采用犁地和施用农家肥等方法。(4)土壤pH值改良。对于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氢盐或石灰来调节酸性,增加土壤中的钙含量,改善土壤结构。(5)土壤营养状况改良。主要包括化学肥料、有机废弃物、固氮植物、绿肥、微生物等。

3 矿区植被的恢复。根据矿区的气候和土壤条件,植被筛选应着眼于植被品种的近期表现,兼顾其长期优势。植物品种的选择首先要根据生物学特,性,考虑适地适树原则,尤以选择根系发达、固土固坡效果好、成活率高、速生的乡土植物。在配置植物时要考虑边坡结构、种植后的管护要求、自然条件等,以决定种植的形式和品种。同时要考虑与设计目的相适应:与附近的植被和风景等条件相适应。

(三)填埋处理

1 从源头上解决矿山废弃物问题。应该提到矿产资源勘查、矿山设计和矿产开发规划等先期工作中。而将矿山固体废弃物作为“二次资源”加以利用,实现从摇篮到摇篮的最佳资源利用。则是矿山废物产生后处理的最佳途径。(1)从废物中进一步回收有价元素;主要有从铜尾矿中回收石精矿、硫铁矿精矿;从铅锌尾矿中回收铅、锌、钨、银等;从锡尾矿中回收锡和铜以及一些伴生元素。近年来随着微生物浸出技术的应用和发展,微生物浸出法已成为处理固体废物的又一重要方法。(2)制作建材。硅酸盐尾矿砖瓦、水泥:大多数矿山有大量含硅含铝的原料,具有制作硅酸盐建材的基本条件。玻璃原料或配料:富含石英的石英脉型金矿、钨矿,富含方解石、白云石或萤石的碳酸岩矿,花岗岩型矿等矿山尾矿都可制作玻璃原料或配料。铸石:铸石是一种新型工业材料,在一定条件下是钢铁、有色金属、合金材料等较为理想的代用材料。若固体废物中含有辉绿岩、玄武岩、角闪岩、花岗岩、石灰石、白云石、蛇纹石、辉石、萤石和菱镁矿、铬铁矿等组合都可考虑用作铸石原料。建筑微晶玻璃:微晶玻璃是由基础玻璃经控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料,又称玻璃陶瓷。微晶玻璃可以大量利用金属尾矿制成空气或泡沫制品,用作建筑隔墙、砌块或填充材料及结构材料,制品具有高强、轻质、节能、耐热等特性。

(四)水土流失的综合治理

1 固体废弃物拦挡工程。在堆弃场地建设挡渣墙、拦渣坝和排水工程等,进行拦挡与防漏处理。

2 坡面排水工程。对影响矿山安全的坡面,根据坡长分段布设截流沟、排洪渠等工程,并配以防护林草带,增加植被覆盖,减少坡面径流对地表的冲刷,保证矿业生产安全运行。

3 边坡防护工程。矿山开采形成的各类边坡,除尽可能采取措施恢复植被外,根据边坡稳定程度及对周围的影响,采取相应的工程措施进行防护。坡面防护根据坡度不同而采用石砌护坡或植被护坡。

4 土地整治工程。对矿山生产过程中产生的大量废石堆、废弃工业场地及尾矿库,采取排蓄结合的办法,排水拦渣,有效解决“三废”污染。同时对服务期满的弃渣场、尾矿库采取复垦措施,提高土地利用率。

5 植被恢复工程。对各类面,采取不同的措施,加速植被恢复。

(五)引进市场机制,摆正治污主体,构建环保治理公司

引进市场机制,是实现矿山环境保护与治理良性循环的正确之路。我国环保工作存有明显的“主体错位”现象。虽然说环境成本理应内部化,本着“谁破坏谁恢复,谁开发谁保护,谁受益谁补偿”原则,理解为企业是环保主体就等同于治理主体,这样理解就有失偏颇。“环保”对企业来讲不是主业,先天性缺乏主动性和内在动因。而对于中小企业,更由于资金、技术上相对较弱,经营灵活性大,约束性差,复垦、生态环境的恢复等由其执行几乎成为不可能。在市场经济条件下,“致污主体”与“治污主体”应该分离,这才更符合市场经济运行机制。矿产资源的开发者承担生态环境恢复与重建的责任,作为恢复与治理的致污投资者应与治理者分权经营。建立具有独立的法人地位的环保公司,独立职能。在生产企业与环境治理公司间建立起市场供需关系,这样更符合社会分工的要求,也有利于专业化经营。通过致污主体与治理主体的分离,达到治污主体与收益主体的统一;同时又推动了环保市场机制的动作,从根本上校正环保“市场失灵”现象。

(六)增强环保意识,提高法制观念

我国《宪法》明确提出“国家保障自然资源的合理利用”、“禁止任何组织或个人用任何手段侵占或者破坏自然资源”。《矿产资源法》也有明确的规定,“保障矿产资源的合理开发利用,禁止任何组织或个人用任何手段侵占或者破坏矿产资源。”使用人有管理、保护、合理利用的义务。矿产资源开发和利用,必须全面深入贯彻落实科学发展观,遵循以人为本、人与自然和谐相处的原则,树立矿产资源保护与节约集约利用意识,理顺和建立健全资源开发与环境保护相互制约的有效机制,采用行政首长问责制的行政制度来保障自然资源的合理利用与开发,各级政府及其有关部门在环境与资源保护方面最大限度地履行其职权和责任,依法行政,对矿产资源的开发和环境保护进行严格的管理和监督,进一步推动我国可持续发展战略的实施。建立环保法制宣传机制,利用报纸、广播、电视等多种新闻媒体,广泛深入地开展环保宣传教育工作,全面提高全民的环境保护意识和法制观念,促进我国环境法制建设和环保事业发展。

三、结束语

矿山开采极大地改变了原生景观生态系统,导致矿区生态退化与环境污染。针对矿区生态环境特点。我国当前矿区生态恢复的典型技术体系主要包括矿区土壤污染的治理及土壤环境质量的改善,矿区植被的恢复,水土流失的综合治理等。