矿山生态植被恢复技术范文

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关键词：废弃矿山植被；治理；对策

1 治理原则

1.1 坚持生态优先，综合治理原则

废弃矿山植被恢复的目的是通过人为干预重建被破坏的植被，在较短时间内恢复被破坏的生态环境，最终形成一个能适应自然环境、自我维持稳定植物群落。因此，在恢复治理过程中必须突出以稳定山体、消除安全隐患、保持水土、快速绿化为目的的生态建设，把恢复矿区自然植被作为树种选择的首要依据。

1.2 坚持先进技术与实用技术相结合的原则

废弃矿区局部地形变化剧烈，生态环境恶劣，缺土少水成为限制植物生长的主要因素，因此人工恢复植被难度大、技术要求高。为确保治理效果，应充分发挥科学技术在工程建设中的作用。

1.3 坚持项目建设与后期管理并重的原则

废弃矿山植被恢复是造福于民的长期工程，不仅在项目建设中要着重抓好工程建设管理，确保工程质量，而且要建立完善的管理制度，认真抓好项目建成以后的养护管理，确保工程长期、稳定地发挥其生态、社会和经济效益。

2 矿山植被恢复治理中存在的问题

2.1 缺乏统筹规划

矿山植被恢复工程是一项复杂的系统工程，涉及国土、安监、水利、林业生态等行业，涉及国家、集体、矿山、个人4个方面的利益，因此实施矿山植被恢复工程之前，必须以一个行政区域或一个大中型矿山企业为中心，进行统筹规划，聘请相关行业的专家起草矿山植被恢复工程实施方案与技术标准，并在实施过程中严格执行 矿山植被恢复工程结束后，还要进行检查和验收，只有这样才能保证矿山植被恢复工程走上科学化、规范化的轨道，发挥出矿山植被恢复工程应有的功能与效益。

2.2 缺乏主动性

有的企业为了降低矿山植被恢复工程费用，不是积极主动的搞好矿山植被恢复工作，只是在应该绿化的地块零星栽植了部分苗木，以应对检查；有的甚至拖延，导致矿山植被恢复工程进展缓慢。

2.3 方法单一

矿山植被恢复工程主要采用了剥岩废料异地填埋造田绿化法和尾矿库直接绿化法两种方法，由于废料台太高 太陡且多为石块，缺乏适宜林木生长的土壤，缺乏与之相配套的植被恢复技术，因此废料台的植被恢复工作处于起步和探索阶段，未能大范围实施，成为矿山植被恢复工程的难点，同时也缺少科技含量高的植被恢复方法。

2.4 植被恢复应用的树种不够丰富

就麦格乡现有矿山植被恢复应用的绿化树种看，主要有刺槐、柳杉、冻青树、颠杨、柏木等，多数属于本地乡土树种，适宜麦格乡立地条件的外地树种应用很少，绿化树种不够丰富，不符合物种多样性的要求，同时也缺乏景观效应。

3 解决的对策

3.1 统筹规划

矿山植被恢复工程工作范围广、难度大、技术要求高，建议以乡镇政府或大中型矿山企业为牵头单位，聘请矿山、国土、林业等行业专家进行统筹规划，编制矿山植被恢复工程实施方案，做到因地制宜、分类指导、宜林则林、宜果则果、宜草则草、实施过程中，各村企要切实遵照执行，职能部门要同步做好跟踪管理及监督检查工作，矿山植被恢复工程实施企业切忌各自为政、凌乱分散。

3.2 行政干预做好服务

本着“谁开发，谁受益”的原则，由国土部门按照矿山企业的生产能力，收取矿山植被恢复工程保证金，以提高企业搞好矿山植被恢复工程的积极性，企业按照规划设计完成植被恢复任务且通过验收合格后如数退还，否则由国土部门负责组织招标，由专业园林施工单位完成应由企业完成的矿山植被恢复任务，所需费用从企业缴纳的矿山植被恢复工程保证金中列支。在矿山植被恢复工程过程中，国土、工业、农业、林业等职能部门要及时做好服务工作，解除企业的后顾之忧。

3.3 突出物种的多样性

实践证明，把乡土树种用于矿山植被恢复工程，效果良好，如果能够再引进如金银草之类的外地品种并且适宜本地立地条件的树种，将极大地丰富物种的多样性，并且增加景观效应。

3.4 造林与管护并重

一是各矿山企业必须统筹规划，严格区分排放区和治理区，严禁在已造林绿化的治理区排沙、排岩、排土，防止二次破坏；二是要设专人进行封闭式管护，防止人畜危害，要加强林木的抚育工作，对新栽苗木及未成林，要及时做好补栽和病虫害防治等工作，并视旱情及时浇水保墒，促进苗木的正常生长。

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关键词：生态重建；复恳技术；造林方法

我国现在处于社会主义初级阶段，生产方式落后，开山取石的现象十分普遍。尤其是在扩建城市规模的地区，在经济与生态的对立中，生态环境的保护远远比不上人们对物质的需求。据统计：我国共有大中型矿山9000多座，小型矿山26万多座，采矿侵占土地面积已接近40000 km2，由此而废弃土地面积达330km2/a。矿山废弃地如得不到及时的重建，将可能引发一系列的环境问题，造成水土流失、水资源污染、水量减少、矿区固体废弃物污染等，将直接影响社会、经济与生态环境的可持续发展。

矿山废弃地生态重建所面临的问题：（1）表土层破坏导致缺乏植物能够自然生根和伸展的介质、水分缺乏、营养物质不足、毒性物质含量过高。（2）存在限制植物生长的物质如重金属含量过高、pH值太低或盐碱化等。（3）缺乏必要的营养元素如有效磷浓度低、含氮量极低。（4）生物因素除了上述土壤条件变劣外，生物种类的减少或丧失给矿区废弃地恢复带来了更加不利的影响。

解决方法：（1）覆盖土壤，这种办法能够解决上述所面临的各种问题。但覆盖土壤的费用很高。（2）挖松紧实的土壤、整理土壤表面的措施是较为有效的措施。向土壤中添加碱性物质以调整土壤的pH值也是非常有效的。（3）添加营养物质大部分矿山废弃物和类土壤物质缺乏氮、磷等营养物质，是植物生长的限制因子之一，解决这类问题的办法是添加肥料或利用豆科植物的固氮能力。（4）去除有害物质在废弃地恢复过程中。（5）添加物种在矿山废弃地恢复过程中，通过人工选择物种，使土壤的物理化学性质得到改良，从而缩短植被演替的进程，加快矿山废弃地的生态重建进程[1]。

以上方法可归结为3种，以覆土和夯土为主的工程措施，以植物重建逐渐改善土壤理化性质的生物措施，覆土后在种树的工程生物想结合的措施。而在实际恢复中，往往不可能只使用一种方法，通常是二者的结合：

1、以工程措施为主的重建方式（以农田恢复为例）[2]

矿山开采过程中所丢弃的废渣，堆放到农地里，对土地（土壤）造成了严重破坏，使原先的良田变成半绝产或绝产的废弃地，修复工程就是使这些废弃地重新变成可耕地。

（1）表土转换技术：在堆放煤矸石（或其他矿渣）之前，先把堆放地的表土（耕植土）层取走，并保护好，然后在堆放地铺上50 cm厚的粘土并压实，以防煤矸石或矿渣向下渗透而污染地下水及地面水。同样，在煤矸石或矿渣堆放完并展平压实之后，也需再铺上一层50 cm厚的粘土并压实，造成一个人工的粘土封闭层。然后再垫上1 m厚的生土，最后把表土搬回铺上，马上就可以在上面种植作物了。这种方法可以基本上保持原表土层的肥力，达到立即复耕的效果。

（2）表造技术：在进行表造之前，应设法灌注粘土泥浆，以便让泥浆包裹煤矸石表面，减缓煤矸石淋溶速度，降低其淋溶水中有毒元素的含量，然后再上50 cm厚的粘土并压实。这样做的目的是造成一个人工隔水层，尽量减少地面水下渗，减缓煤矸石淋溶速度，降低其淋溶水中有毒元素的含量，以求达到国家标准，保障生物和人群的健康。最后覆盖表土，覆盖的表土层的厚度不能少于1 m。由于覆盖的生土层过于贫瘠，所以表面30cm这一层必须混入足够量的有机肥或淡水水域中的淤泥以增加土层中的含氮量。同时还要每年施入足量的氮、磷、钾肥，复垦后的最初几年应大量种植豆科植物，这是增加土壤中含氮量的最好办法。

2、以生物措施为主的重建方式（以矿山森林恢复为例）[3]

生态恢复指恢复被损害生态系统到接近于它受干扰前的自然状况的管理与操作过程，即重建该系统干扰前的结构与功能及有关物理、化学和生物学特征。矿山植被森林化恢复的方法，主要包括物种如何选择、种群怎样配置和采取怎样的技术进行栽植 3 个方面。

A、 物种选择

森林化发展的趋势是趋近于自然森林植被的种群结构，所以可利用周边自然森林植被的种群结构作为参照物来确定矿山植被恢复的主要物种。由于比较逼近于自然植被某个演替阶段的种群结构，其森林化程度就相对较高。因此，矿山边坡森林化植被构建的物种选择宜预先对周边山体植被的物种组成与结构进行比较仔细的调查，尽量选择周边山体的乡土物种，这是矿山边坡森林化构建的重要基础，也是边坡人工植被趋近于自然、免养护或少养护和相对稳定性的根本保证。

B、 种群配置

植物群落的组成并不是一组杂乱无章的堆积，在特定地段的自然条件下，总是由一定的植物种类结合在一起，成为一个有规律的组合。物种的更新也有其自身的生长对策，树木在长期的生态适应过程中形成两大生长对策类型，一类是在整个生长过程中都需要充足的光照，这一类型树种的生长尽管处在生长前期或幼树期，也有较高的生长速率，另一类型是在整个生长过程中，生长前期，特别是幼苗和幼树期，需要适当的庇荫，前期生长很慢，以大量发育根系为主，后期生长较快并需要较充足的光照。

因此，在矿山植被森林化构建的同时，还要考虑种群的合理配置问题。在矿山边坡缺水、缺肥和缺土的恶劣环境条件下，由于光照充足，可结合植生基质喷附，利用美丽胡枝子乡土树种作为边坡植被森林化构建的先锋树种是比较理想的。

C、造林方法

喷播：喷播是生产上最经济的造林方法，在喷播草种的同时，夹杂木本种子一起喷播在具有植生基质附着的边坡上。由于木本种子发芽迟缓，草本种子发芽迅速，如果木本种子不进行预先的发芽处理，通常不能保证草种与木本植物种子的同步发芽。同时还要考虑这些草种的生长是否会对目的树种的种子萌发和幼苗生长具有相克作用或生化他感作用。混喷的植物种子还要注意物种的生化他感效应，因此木本植物种子喷播，除要预先进行催芽处理外，还要注意草种对木本植物种子的生化他感作用。

容器苗种植： 在种子由于发芽迟缓或生化他感影响而不适宜直播的情况下，可利用容器苗种植。试验证明，采用容器苗造林，具有缓苗快、成活率高的显著特点。研究生产适合矿山边坡专用的容器苗是今后矿山边坡植被森林化构建的一种行之有效的方法，可以弥补喷播的不足。

鱼鳞坑、围堰种植：利用边坡特殊的有利微地形特点，采用挖鱼鳞坑或围堰砌筑或用植生袋叠置燕窝状种植槽，然后在坑内或槽内种植目的树种进行矿山边坡森林化构建的点缀式营造。采用的苗木宜经过圃地驯化和修剪整形，或采用大型的容器苗，以适应矿山边坡的立地环境。

矿山生态环境重建理是一项重大而艰巨的历史任务。由于边坡缺水、缺土、缺肥，修复的难度较大是事实，投入的资金也相对较多，如果没有正确把握恢复方法，就很难把握修复的效果，难免会出现新的退化问题。要因地制宜，在对自然生镜全面调查的基础上，做出相应的方案选择，才能到达生态恢复的目的。

参考文献

[1] 李永庚，蒋高明.矿山废弃地生态重建研究进展[J].生态学报，2004，1：95―99.

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关键词:废弃矿山；治理；技术措施；延庆县

Discussion on technologies and measures for administer of abandoned mines in Yanqing country

Ding Jimei

(Yanqing country Bureau of Landscaping of Beijing, Beijing 102100)

Abstract：Based on the environment problem of abandoned mines in Yanqing country, some suitable key technologies and measures for the eco-restoration of the abandoned mines are put forward and described in detail herein in combination with the practice of the eco-restoration projects in the recent years.

Keyword：abandoned mines; administer; technologies and measures; Yanqing country

中图分类号： TD2 文献标识码： A 文章编号：

前言

矿产资源是人类赖以存活的物质基础，是社会发展的重要资源[1]。大规模的矿山开采为人类经济的发展做出了巨大的贡献，同时也破坏着人类赖以生存的自然环境[2-4]，而人类的生存和社会的发展又离不开良好的自然环境系统的支持，因而我们必须走人与自然和谐发展的道路才能保障社会的可持续发展。在矿产资源开发、利用的过程中,人类活动导致地质条件的变化。历史上大规模无序开采，使生态系统遭到严重破坏,地质环境问题日益突出，从而对人民生命和财产安全造成危害的实例屡见不鲜，因此必须引起我们的重视。

1 研究区概况

延庆县矿产开发利用和采冶活动历史悠久，矿藏资源主要有石英岩、花岗岩、铁矿、铁锌矿等，散布于全县各地，矿产资源的开发利用对区域经济发展起到了促进作用，并一度成为本区的经济支柱，但矿产资源的大量开采不仅造成植被破坏、山体创伤、形成采空区、破坏了地下水系，造成安全隐患，同时大量的废石、尾矿等固体废弃物占压大量土地，也破坏了自然景观，导致矿区生态退化与环境污染，严重制约了矿区社会经济的可持续发展。同时由于其分布分散，储量较小，近几年来开采活动日益减少，各类矿山逐渐废弃。废弃矿山的存在，不仅影响了山区的自然景观，不利于生态旅游业的开展，制约了地区经济的发展，而且水土流失严重，一些金属矿山的尾矿或残渣甚至会造成水体污染，威胁全县人民的饮用水安全。北京市山区关停废弃矿山植被恢复工程是我市生态环境建设的重点工程。据统计延庆县关停废弃矿山共计5300多亩。大多分布在干道、旅游景点周边，严重影响了该地区的发展。2007年、2008年已经治理1118亩。治理废弃矿山的工程是进一步改善生态环境的工程，担负着防风源、堵沙源、保水源、增景观的重任，是首都的北部生态屏障，是北京市可持续发展战略的重要环节。因此如何因地制宜的采取合理的治理措施，整治废弃矿山是我们研究的重点。

2 研究区的环境现状

2.1 地质灾害

研究区内几乎所有矿山都受到滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害不同程度地危害，主要表现在：（1）开采使边坡转变原有的平衡状态，地面及边坡开挖影响山体、斜坡稳定，导致岩(土)体变形，诱发崩塌和滑坡等地质灾害；（2）矿渣随意堆放,造成超负荷堆放，引起滑坡；（3）部分矿山矿渣顺沟堆放,遭遇下雨，沟内汇水携带大量矿渣形成泥石流。

2.2石漠化

开采现场遗留下来的开采面绝壁林立，采石坑中到处是残留的矿体、矿柱和任意堆放的废石堆和的采矿地板，破坏了生态环境，整个研究区内，石漠化严重。

2.3 植被荒芜

采场内石漠化，没有可供植物生长的土壤，只有星星点点的顽强的生命。采场周围植被也惨遭破坏，许多地方都被碎石、废矿渣掩埋着，生态环境恶劣。

2.4大量占用土地

采矿生产过程中产生大量的矿渣堆放，占用了大量土地。

5、水土流失

采矿往往把矿场周围的植被砍伐殆尽，地表丧失或部分丧失了生态功能，造成水土流失、岩石、导致石漠化。

6、直接或间接污染水源

矿山生产排出大量废水，如矿坑水、洗矿选矿水、矿渣矸石堆受雨水淋漓后溶解了矿物质的污水以及矿区其他工业废水、生活废水等，大部分未经处理，排放后直接或间接污染地表水、地下水和周围农田、土地，污染农作物，恶化生态环境。

7、大气污染

开采中矿粉纷飞，浊气飘散，停采后的采石场中，废石堆到处都是，粉岩粉、小碎石，经风吹，飘入空中，随风飘荡，弥漫空中， 轻则天空混沌，重则遮天闭日，严重影响了空气质量。

3 废弃矿山的治理原则

(1)坚持生态优先，综合治理的原则

废弃矿山植被恢复的目的是通过人为干预重建被破坏的植被，在较短的时间内恢复被破坏的生态环境，最终形成一个能适应自然环境、自我维持的稳定植物群落。因此项目建设中必须突出以稳定山体、消除安全隐患、保持水土、快速绿化为目的的生态建设，把恢复矿区自然植被作为树种选择的首要依据。同时为最大限度发挥工程建设的生态效益，避免今后的重复建设，应综合考虑项目区土地的长远规划，可以结合植被恢复，按照适地适树的原则，在立地条件较好或周边景观要求较高的地段合理发展景观林，为当地经济结构的调整创造条件。

(2)坚持安全稳定，防灾避险的原则

废弃矿山的边坡存在浮石，坡度较大，山体较陡。因此必须采取有效措施，确保施工人员的人身安全，避免造成伤亡。对60°以上的山体和垂直立面在清除浮石后一般不进行工程措施，以保持山体的稳定性。同时采取安全可靠的技术措施，建立长久的稳定的能够自我维持的植物群落，避免造成新的生态问题或形成二次污染。

(3)坚持生物措施，工程措施相结合的原则

恢复废弃矿山植被是以恢复矿山植被、改善矿山环境为主要目的，因此项目建设中应坚持以生物措施为主，通过合理选择植物种类、采取有效的基质改良和先进的抗旱造林技术实现矿区的快速绿化，提高矿区的保水保土能力，但废弃矿山的立地条件与普通造林地有很大差别，地形破碎、弃渣多，必须采取合理的工程措施，为植物生长和后期养护创造条件，因此在项目建设中必须坚持以生物措施为主，生物措施与工程措施相结合的原则，提高废弃矿山植被恢复的综合效益。

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（一）诱发地质灾害。由于地下采空，地面及边坡开挖影响了山体、斜坡的稳定，往往导致地面塌陷、开裂、崩塌和滑坡等频繁发生。而矿山排放的废渣堆积在山坡或沟谷，废石与泥土混合堆放，使废石的摩擦力减小，透水性变小而出现渍水，在暴雨下也极易诱发泥石流。

（二）水文地质条件发生变化与水质污染。矿区塌陷、裂缝与矿井疏干排水，使矿山开采地段的储水构造发生变化，造成地下水位下降，井泉干涸，形成大面积的疏干漏斗；地表径流的变更，使水源枯竭，水利设施丧失原有功能，直接影响农作物耕种。同时，矿山开采过程中产生的矿坑水、废石淋滤水等，一般较少达到工业废水排放标准，严重影响水生生物的生存繁衍与人畜生活饮用。

（三）土壤退化与污染由于表土被清除采矿后留下的通常是新土或矿渣，加上大型采矿设备的重压，往往使土壤坚硬、板结，有机质、养分与水分缺乏。而地面塌陷导致地下水位下降、土壤裂隙产生。土壤中的营养元素也随着裂隙、地表径流流入采空区或洼地，造成许多地方土壤养分短缺，土壤承载力下降。

矿山固体废渣（煤矸石等）经雨水冲刷、淋溶，极易将其中的有毒有害成分渗入土壤中，造成土壤的酸碱污染（主要是强酸性污染）、有机毒物污染与重金属污染。而土壤的纳污和自净能力有限，当污染物超过其临界值时，将向外界环境输出污染物，其自身的组成结构与功能也会发生变化，最终导致土壤资源的枯竭。并且，土壤污染在地表径流和生物地球化学作用下还会发生迁移，危害毗邻地区的环境质量，受污染的农产品则会通过食物链危害人体健康。

（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）生物多样性损失。植被清除、土壤退化与污染、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。

二、矿区生态恢复的典型技术

（一）矿区土壤污染的治理

1.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。

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、pH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。

（二）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）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,分别采取不同的措施,加速植被恢复。

三、结语

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。

必须强调的是，矿区生态恢复不仅仅是一个技术工程层面的问题，而且与矿区的社会经济发展密不可分，是一项耦合了社会、经济、资源与环境的系统工程。因此，矿区土地复垦是以人类发展为核心，对土地自然、经济与社会属性的综合整治，在消除环境危害的同时重建生态平衡。

参考文献：

[1]夏星辉，陈静生．土壤重金属污染治理方法研究进展．环境科学，1997，18（3）：72～76．

[2]彭建，蒋一军，吴健生，刘松．我国矿山开采的生态环境效应及土地复垦典型技术．地理科学进展，2005，24（2）：38～42.

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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。

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[关键词]矿山生态环境影响特点对策

[Abstract] cement limestone mine environmental impact caused by many aspects, mainly caused by blasting dust, waste gas, noise, vibration and so. Influence from the mining damage, its greatest impact to ecological environment. So whether the construction period and operation period, the mine should be in accordance with the approved "development and Utilization Scheme" and "mine environmental protection and governance program" requirements, to carry out restoration work, and make the mining side edge treatment measures.

[keyword] mine ecological environmental impact characteristics Countermeasures

TD8

随着我国经济的不断发展，水泥需求量越来越大，市场需求刺激了各水泥企业不断扩大生产规模。水泥行业竞争，归根结底是资源的竞争，即其生产所需的主要原料——石灰石的开采。由于水泥生产所需石灰石量最大，占其原料的80%左右，而石灰石又是天然资源，具有不可再生性，因此在水泥生产中石灰石开采尤其重要。石灰石矿山的开采尽管国家连续出台相关法律法规尽可能使其规范，但是由于其开采毕竟对山体属于破坏性进程，因此对生态影响非常大。本文根据多年对水泥行业环境影响评价案例经验，主要分析石灰石矿山开采中生态环境影响的特点及对策。

1、石灰石矿山开采的特点和生态影响因素

1.1 开采工艺

石灰石矿山开采均采用多台段自上而下水平分层开采，即在首采区剥离出开采面后，按照岩石走向逐层采剥，每个平台高度为15米；岩石分离首先采取炸药爆破方式，用潜孔钻机等设备钻炸药放置孔，采用微差爆破工艺进行爆破，爆破后的大块石灰石用装载机装入自卸车车斗，然后运输至矿区石灰石下料口，进入下一步石灰石破碎环节。

从以上工艺可以看出，石灰石开采对生态环境破坏极大。由于石灰岩地区特殊岩溶地质构造，地表水渗透性强，地表植被发育不良，而且采石场几乎没有挡土墙等防止水土流失的措施, 大多也未进行复垦绿化, 因此会造成水土流失、泥石流、滑坡、河道堵塞等生态问题。又由于在开发过程中受开采工艺限制，尽管国家规定边开采边恢复的生态保护措施，但是由于土方工作量太大, 耗资也大, 使生态恢复工作难以开展。有专家估算, 被破坏的植被靠天然恢复至少要一百年时间。

目前大多石灰石采石场正面临着十分严重的生态环境退化问题，环境恶化、水土流失、生物多样性锐减等向生态恢复的理论与技术提出了严峻挑战。

1.2 生态影响因素分析

矿山开采引起的环境影响是多方面的，主要有爆破产生的废气、粉尘、噪声、震动等。其对生态影响因子见表1。

表1环境生态影响识别与因子筛选

根据以上分析，主要评价内容主要是：土地利用、植被分布、生物量和物种多样性、景观及水土流失等。较大影响来自开采所带来的破坏，开采前，要将欲开挖石方上的植被、软土进行处理，砍伐树木，焚烧没有用途的草木，去除石方上的软土、松土，这些都会使得植被大量减少，使得土壤的水土保持能力降低。

开采过程中，会剥离部分表土，从而对原有植被造成一定的影响。同时，主要矿层被采空，会造成严重漏水和上覆岩土层结构破坏，使植物失去生存条件；大量开采石料，破坏了山体及地表植被，加速了水土流失的发展。开挖坡脚、切削边坡，造成山体失衡。随着开采的逐步扩展，面将进一步扩大，同时临时弃土堆表面的扩大亦将增加面，这一切都将加剧水土流失的发生。开采过后，在山坡大量堆积固体废弃物，加重了负荷，导致滑坡不断发生。这些废土被冲走，在一定程度上也造成了严重的水土流失。加上人们对植被等情况不重视，被破坏的植被无法得到恢复，一定程度上使得水土流失加剧、生态环境恶化、自然景观受到破坏。

在开采过程中，由于降雨，会使得失去植被保护、水土保持能力下降的土壤进一步被雨水侵蚀，造成水土流失。如果遇到暴雨等恶劣的天气状况，极有可能造成泥石流，导致严重的水土流失、生态环境恶化。

2、石灰石开采的生态影响及其特点

2.1、确定评价等级

根据《环境影响评价技术导则——生态影响》（HJ19-2011）中对评价工作分级的规定确定评价工作等级，随之也确定了将要工作的内容和深度。

2.2、生态影响环节分析

无论其评价等级如何确定，一般影响主要有以下几方面。

2.1、植被破坏

植被破坏也是生态影响最主要方面。由于石料的开采，可能会使矿区部分树木、草地被砍伐，破坏了大面积的植被和地貌景观。采完之后如不采取有效措施加以恢复，将造成严重的土地砂化和水土流失以及塌陷和地表裂缝等严重者在雨后导致泥石流和山洪暴发。

开采区的植被如果遭到破坏，其后果将是很严重的，由于石灰岩矿区一般土质不十分肥沃，而且地表水渗透强，植物生长较缓慢，土层较浅，所以植物一旦破坏，将带来数年甚至数十年不能恢复的后果，而且植被、森林砍伐到一定程度，就会从一定程度上改变原有的生态，导致大量物种消失。

2.2、水体污染

由于开采过程涉及炸药爆破，在爆破过程中会产生一些硝酸盐类等化学与物理污染物，这些污染物会随着地表水或大气降水，极易渗入地下或者周边河流，从而导致河流和地下水受到污染，使得水质下降。

2.3、土壤破坏

开采过程就是石方与土方分离，石方破碎过程，使得本来就匮乏的土壤结构和层次受到破坏，土壤生态系统的功能更加恶化。

2.4、水土流失

石灰石开采的建设和运营会造成一定程度的水土流失。不仅采石本身要挖山体，而且还要砍伐树木，剥离表土，产生的废土、废石的堆放也要占用一定的空间，这些都可能对植被造成破坏，并造成当地的水土流失。通常情况下，一般采石场毁坏的植被面积大约是采坑面积的五倍左右，可见采石场造成破坏的严重性。

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关键词：水泥灰岩矿山；生态环境；评价指标体系

中图分类号：X22文献标识码：A文章编号：0439－8114（2014）08－1806-04

Ecological Impact Evaluation Index System of Cement Limestone Mine Development in Hebei Province

ZHANG Rong－zhi，ZHANG Yan，MENG Ling－yao，SHI Mi－wei

（Institute of Geographical Science， Hebei Academy of Science， Shijiazhuang 050011， China）

Abstract： Based on the analyses of ecological problems from cement limestone mine development， an evaluation index system of ecological impact was established considering ecological consequences and ecological restoration potential． Five level primary indicators and fifteen secondary indicators were embodied in the index system as a whole． Analytic hierarchy process （AHP） was used to determine the weight value of the secondary indicators． This evaluation index system was used to quantitatively evaluate the typical cement limestone mining in Hebei Province． The results showed that the ecological impact level of the typical cement limestone mining was Ⅰ of a less severe level in 1987 and Ⅲ of a heavier impact level in 2007． It revealed that cement limestone mine development had a more serious impact on the ecological environment of the local area．

Key words： cement limestone mine； eco－environment； evaluation index system

河北省是我国水泥生产大省，水泥生产的主要原料是石灰岩矿。受石灰岩赋存方式的制约，绝大多数石灰岩矿都是露天开采，而露天开采方式对区域生态环境的破坏程度较大，甚至影响整个矿区生态系统的完整性、稳定性，产生严重的生态环境问题［1］。通过对河北省内具有代表性的水泥灰岩矿区及其周边区域进行生态现状调查表明，河北省水泥灰岩矿区整体植被覆盖度不高，原始植被覆盖度一般为30％～60％；植被类型以草本植物、灌木植物为主，基本无高大乔木；植物群落较多，生物多样性较好。水泥灰岩矿山山体表面土类以砂土或砂石混合土为主，土质较差；土层厚度不均，一般为5～20 cm，较厚的地方可达50 cm以上，而有的地方岩石，无表土覆盖；土层稳定性差，易被雨水冲刷流失。建立水泥灰岩矿区开发生态影响评价指标体系，客观反映矿山开发生态环境影响的主要制约因素和影响程度，便于有针对性地制定水泥灰岩矿区生态环境保护对策和生态恢复措施。

国外生态影响评价指标体系研究多集中在系统的生态健康［2］、生态安全［3］方面。国内对矿区地质环境、矿区环境质量的综合评价指标体系研究较多［4－8］，对矿区生态环境影响评价指标研究相对较少，其中针对水泥灰岩矿区生态评价方面的指标体系研究更少。目前主要的研究有钱金平等［9］从自然生态环境子系统和社会生态环境子系统两方面构建了18项指标的生态环境影响评价指标体系，唐晓兰等［10］建立了以影响受体为对象的指标体系等。

本研究在分析水泥灰岩矿山开发引发的区域生态环境问题的基础上，着重从矿山开采活动产生的后果和矿区生态恢复潜力两个角度筛选评价指标，构建了由5项一级指标、15项二级指标构成的水泥灰岩矿区生态影响评价的指标体系，并采用层次分析法（AHP）确定各个指标的权重值，力求客观评价河北省水泥灰岩矿山开发所产生的生态影响程度。

1材料与方法

1．1评价指标体系建立的思路和原则

基于对水泥灰岩开发产生的生态问题分析可知，水泥灰岩开发产生的影响主要体现在对矿区环境质量影响、生态环境影响、地质环境影响和社会环境影响几方面。另外，根据实地考察，位于不同地区的同等规模的水泥灰岩矿山开发后，其生态恢复难易程度和恢复效果不同。因此，本研究指标体系的构建着重从矿山开采活动产生的影响后果和矿区生态恢复潜力两个角度筛选评价指标，区别于已有的研究成果［2－10］。

为体现对矿山开发影响评价结果的科学性和准确性，在指标体系建立过程中，遵循以下几方面原则。

1）科学性原则。指标体系的确定应能够直接反映水泥灰岩矿山开发活动所产生的生态环境影响情况及存在的主要问题。

2）数据可得性原则。指标体系的建立应充分考虑所用指标数据的可得性，尽可能利用现有的统计数据及易于观测的资料。

3）可操作性原则。指标应具有一定的操作性，不应盲目求全求大，过于复杂将直接导致可操作性降低。

4）准确性原则。所选用的评价指标尽量以定量化指标为主，以便能够较为准确地反映生态影响情况。

5）系统性原则。从能够反映一个系统的整体结构和功能角度，遴选出相应指标来反映所产生的影响。

1．2评价指标体系构建

根据指标体系构建原则，构建了由5项一级指标、15项二级指标组成的水泥灰岩矿区生态影响评价的指标体系，见表1。

1．2．1环境质量影响指标矿山开发主要的环境质量影响是开采区粉尘污染影响和弃渣堆存产生的固废污染影响，因此用扬尘产生面积比和固废排放强度2项二级指标来反映。其中①扬尘产生面积比＝开采面积／矿区面积；②固废排放强度以剥采比表示。

1．2．2生态环境影响指标选取地貌破坏强度、植被破坏强度、水土流失增率、景观破碎度4项二级指标。其中①地貌破坏强度＝受破坏面积／矿区面积；②植被破坏强度＝受破坏植被面积／原有植被面积；③水土流失增率＝采后水土流失增量／背景水土流失量；④景观破碎度用景观斑块破碎化指数表示，反映由于自然或人为因素的干扰所导致的景观由单一、均质和连续的整体趋向于复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程［11］。

1．2．3地质环境影响指标选取地质灾害面积比、矿山生态恢复治理率2项二级指标。其中①地质灾害面积比＝地质灾害面积／矿区面积；②矿山生态恢复治理率＝已生态恢复矿山面积／矿山面积。

1．2．4社会环境影响指标选取环境敏感度和视觉敏感度2项二级指标。其中①环境敏感度用矿点距环境敏感区（如自然保护区、风景名胜区、文物古迹保护区、水源保护区、城镇等人口集中区）的距离表示；②视觉敏感度以矿山距国道、铁路、高速公路的距离来表示。距离越近产生的影响就越大。

1．2．5生态恢复潜力指标选取了气候、区域植被、土层厚度、土壤有机质含量、土壤侵蚀5项二级指标。其中①气候条件是生态恢复潜力的一项重要指标，在此以反映降水、蒸发、温度等综合气候因素的气候干燥度表示；②区域植被原始状况在很大程度上反映区域生态恢复潜力。区域植被较好，说明该区域的生态系统稳定性好，抗逆性强，受破坏地区的植被恢复能力就越强。③植被恢复离不开土壤，主要与土壤厚度、有机质含量相关。④土壤侵蚀度越高，生态恢复潜力越低，用土壤侵蚀模数表示。

1．3水泥灰岩矿区生态影响评价方法

为了说明水泥灰岩矿山开发产生的生态影响程度，首先对各评价指标进行确权，然后计算生态影响评价值，最后对评价值进行分等定级。

1．3．1生态影响评价指标权重的确定指标权重的确定采用层次分析法（AHP）［12］进行。AHP法是美国运筹学家Saaty于20世纪70年代提出的，此方法巧妙地把定性分析和定量分析结合了起来［12］，适合于多目标决策。通过进行系统分析计算，最终确定各个一级指标和二级指标的权重值见表1。

1．3．2生态影响评价值计算水泥灰岩矿区生态环境影响评价值利用加权求和法对目标层逐层进行计算，直到最高层。计算公式为：

A＝■ωiDi；■ω■＝1

式中，A为某一矿区评价值；Di为指标标准化值；ωi为指标的相应权重值；m为指标总数。

1．3．3评价等级值计算为了使水泥灰岩矿区生态环境评价结果具有可比性，对生态影响评价值进行了等级划分，即建立评价等级标准值。一般是评价者或专家进行人为的分等定级，本研究结合有关标准、规范和经验数值等确定评价等级标准值如下：

1）建立水泥灰岩矿区生态影响评价因子等级阈值，即对评价因子进行分等定级，见表2。

2）将矿区生态环境影响程度划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4个级别，各级别代表的影响程度见表3。

3）将各因子等级阈值进行标准化，结合表1中相应因子的权重值，利用1．3．2中公式，计算不同等级对应的生态环境影响综合评价值，得出水泥灰岩矿山开发的生态环境影响等级分值，见表3。

2结果与分析

2．1唐山市丰润区典型石灰岩矿区应用与评价

丰润区位于唐山市西北部，地处燕山褶皱带东段南缘与华北拗陷区的交界地带，属河流冲洪积扇地貌。评价区域位于丰润区西北部，东经118°01′43．14″－118°09′16．99″之间，北纬39°50′48．60″－39°55′51．50″之间，面积11 019．03 hm2，目前开采的矿山属于王官营矿区，面积为2 259．58 hm2，约占评价区域面积的20．51％。

本研究选取了1987年TM影像数据，以及2007年的中巴资源卫星02B星CCD数据，通过人工解译，对两个时段的影像数据进行对比分析，并借助GPS进行实地验证调查，结合表1评价指标体系，得出丰润区西北部山区水泥灰岩矿区生态环境影响综合评价结果见表4。

表4表明，从矿山开采初期即1987年至开采20年后即2007年，研究区域生态环境发生了较大的变化。主要体现在由于矿山开采面积的增加，原有地貌破坏程度、植被破坏程度、可能发生地质灾害的面积均明显增加。研究区域被开采部分矿区均未进行生态恢复，矿山开采、基岩面积的增加导致开采区水土流失模数及水土流失量大量增加，区域水土流失增率从1987年的3．16％增加到了2007年的32．88％。

通过对影像数据对比分析，评价区域除原有开采斑块面积扩展较明显外，新增斑块数量较少，对区域景观影响不大，研究区景观破碎化指数变化不明显，1987年为0．17，2007年为0．19。研究区气候干燥度为0．8～1．2，属半干旱地区；区域植被以灌草为主，有林地比重较小。土层厚度约20～35 cm，原地貌土壤侵蚀为600 t／（km2・a），区域生态环境具有一定的恢复潜力。

112国道与本研究区域西部相邻，本矿区距112国道仅100 m左右，视觉敏感度较高。研究时段间区域内增加了唐山地表饮用水源保护区，区域的环境敏感程度增加。

研究区域1987年和2007年生态环境影响综合评价值合计分别为0．773和0．387。通过与表3对比分析可知，该区域生态影响评价等级从1987年的I级影响较轻，降为2007年的Ⅲ级影响较重。因此20年的矿山开发活动对区域生态环境造成了比较明显的不良影响。

3小结与讨论

水泥灰岩矿山开发造福人类的同时，会对生态环境造成复杂而严重的影响，如果只考虑单一因素、用单一指标将无法对这种影响进行较好评价。本研究从矿山开采活动产生的生态影响后果和矿区生态恢复潜力两个方面，建立了一套由5项一级指标、15项二级指标构成的较为完整、客观反映矿山开发生态影响的评价指标体系。采用该指标体系，借助历史资料和遥感数据，对河北省唐山市丰润区典型水泥灰岩矿区开采产生的生态影响进行对比分析评价可知，自1987年大规模开发利用以来，水泥灰岩矿山的开发利用已经在局部区域产生了较明显、较严重的生态影响；根据各单项指标评价结果，可找出矿区存在的主要生态环境问题为地表土壤和地表植被遭到破坏，因此进行生态恢复的切入点是植物赖以生存的土壤条件的修复，比如充分利用矿区开发初始剥离的表土等。

参考文献

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篇8

关键词：地质环境治理；土地复垦；工程措施；生物措施；充填法

内蒙古草原地区是国家重要的生态安全保障区域，也是重要的矿产、能源供应基地，承担着保障全国“生态安全”与“能源安全”的双重角色[1]。近年来矿产资源的开发利用促进了草原的经济和社会繁荣发展，但同时也给草原带来的水土流失、植被退化等一系列负面的生态环境效应。为了缓减经济发展与生态保护之间的矛盾，在矿山生产过程中，地质环境治理与土地复垦工作就显得尤为重要了。

1. 项目区概况

项目区位于锡林郭勒盟西乌珠穆沁旗巴彦花镇，地理坐标为东经118°56′39″―118°58′14″，北纬45°15′19″―45°16′07″。属于典型的干旱半干旱中温带气候。多年平均降水量375.1mm，年内降水分布不均，主要集中在6月～8月，占全年降水量的80%以上；年均蒸发量1714.7mm；区内多以西北风为主，最大风速31m/s；全年无霜期108天。矿区土壤类型主要为栗钙土，有机质含量1%～2%，有机质层厚度为40cm～60cm，下部有钙积层。矿区土壤中有机质、氮、磷含量均比较高，养分条件较好，土壤中的有机质含量接近同类土壤中有机质含量的上限。植被为典型的草原植被，以贝加尔针茅（Stipa baicalensis）+羊草（Aneurotepidimu chinense）为主要建群种，草优良牧草的比重为30%～40%。草地等级以Ⅱ等2级为主，草地营养类型以碳氮――氮碳型居多。

2. 项目区地质环境与土地利用现状

2.1 地质环境现状

矿区于2002年投产，经过十多年的开发，现已经形成了大面积采空区。但未发生地面塌陷、裂缝、地面沉陷地质灾害。

采区工业场地、新尾矿库、选矿区、办公区、储矿场、渣石排放场及矿区道路等建设在平缓地带，工程开挖量小，无高陡边坡，不存在崩塌、滑坡情况。

旧尾矿库地处低洼地带，存放大量尾矿，由于汇水面积小且现已停用，现状条件下，泥石流地质灾害不发育。

2.2 土地利用现状

矿区于2002年投产，矿区开发前土地利用类型为天然牧草地，开发后土地类型变更为采矿用地。开发过程中新尾矿库、旧尾矿库、选矿区、办公区、储矿场、渣石排放场这些功能区对原有地表生态环境造成的破坏较大；由于该矿区为地下开采故工业场地对原有环境破坏较小。

3. 项目区地质环境治理与土地复垦具体措施

根据《西乌珠穆沁旗土地总体利用规划（2009年～2020年）》项目区在利用功能上属于一般农业、林业、牧业用地。遵循因地制宜、治理复垦后土地可持续利用及生态环境保护的原则，根据项目地质环境及土地利用现状，科学合理分析未来可能出现的地质环境风险，并结合土地可持续利用发展思路，初步确定项目区地质环境治理后土地复垦为草地。采取必要的工程措施、生物措施及管护措施，积极有效地推进地质环境治理与土地复垦工作。

3.1 工程措施

由于矿山开采多年，地下形成大面积的采空区，地表旧尾矿库内也存放了大量尾砂，开采过程中产生的渣石排放也将占用大面积的土地资源。为了解决这些问题，采用尾砂回采――采空区充填――尾矿库治理三步走战略。

与矿山设计院合作，进行尾砂有害成分浸出、尾砂水泥配比强度、流体力学等实验，采用全尾砂结构流体胶结充填法对矿区已形成的采空区进行充填。具体流程为：将旧尾矿库中的尾砂进行回采，采出的尾砂经过粒径分选后与水泥进行科学配比，通过充填系统直接将砂浆充填于采空区中，对新产生的空区和历年所遗留的空区进行胶结充填。高质量的充填体可对围岩提供良好的支撑，不但可消除塌陷、裂缝、沉陷等地质灾害，减少旧尾矿库溃坝、泥石流等地质灾害风险及环境风险；还可保护矿区地表景观，提高矿石资源回收率，产生经济效益。

由尾砂采出形成的采坑，可用渣石进行回填、平整、覆土并进行复垦。由于旧尾矿库在设计时就采用了防渗技术，堆放渣石可以减少渣石存放过程中雨水冲刷浸出物对环境影响，也可以减少渣石堆放占用土地资源。对旧尾矿库覆土要求：覆土厚度为0.3m沉实土壤，覆土的土壤pH值在当地范围内，有机质含量不能低于当地土壤的含量；覆盖后的场地规范、平整，覆盖层容重等满足复垦利用要求，坡度一般不超过35°，可用作牧业生产。

3.2 生物措施

在办公楼、选矿厂周边及道路两边种植丁香树、榆叶梅等景观树种，为了提高植被成活率及遵循自然选择规律，在复垦区内主要以种植牧草为主，草种选择遵守以下原则：

（1）选择抗旱、抗贫瘠优良草种，多种草类混合种植（例如：草木犀+沙打旺）；

（2）用于复垦牧草种子必须是一级种，并且要有“一签、三证”，即要有标签、生产经营许可证、合格证和检疫证；

（3）有防治病、虫害措施和退化措施；

（4）三年后牧草覆盖率达30%，单位面积产草量不低于500kg/hm2。

（5）撒播技术要点：沙打旺+草木犀比例2∶3，播种量40kg/hm2，播种时间一般选择在夏初，播种深度1.5cm～2.0cm，播后随即镇压l～2次。

根据《中国主要作物需水量与灌溉》中西部干旱地区天然牧草需水量150mm～720mm，故项目区恢复的植被可以依靠自然降雨量维持生产。但是考虑到复垦区区春秋季节干旱少雨为尽快恢复土地生产力，复垦方案设计对复垦后的土地每年春季返青期及秋季进行2次灌溉，每公顷每次灌溉用水500m3，年灌溉用水量2030m3，共管护3年，总用水量6090m3。所需水源来自矿区水源井。

3.3 监测与管护措施

（1）植被恢复效果监测

植被恢复效果监测指植被恢复质量监测。为尽快恢复土地的生产力，保证植被恢复质量，拟采用随机调查样方的方法对植被恢复效果进行监测，主要参数见下表。

（2）管护措施

由于治理区范围大、分布较广，管护难度较大。治理后的草地应进行人工管理，防止牲畜对恢复植被的损害，牧草稀疏的地方应在第二年雨季前及时补播。严格执行禁放牧、禁开荒、禁采石、禁狩猎、禁用火，要及时防治虫害、抚育，搞好防火等工作。对复垦后的土地加强灌溉，及时进行浇水，既可促进新播牧草生长，也为优良的原有牧草种子成熟或营养繁殖创造条件。每年春、秋两季灌水，以提高草的成活率和生长速度。加强播种草地的管理，是播种成功的关键环节。

4. 结语

在矿山生产和社会经济发展过程中，我们要本着“不再欠新账，加快还旧账”的矿山地质环境治理思路，按照“谁破坏，谁治理”、“谁治理、谁受益”的土地复垦原则，构建“政府主导、政策扶持、社会参与、开发式治理、市场化运作”的矿山地质环境治理和土地复垦新模式，加强政府政策引导与社会资金整合作用，充分调动企业在矿山地质环境治理中的积极性，不断探索利用新技术对矿山开发过程中产生的地质环境与土地利用问题进行综合治理。在开发“金山银山”的同时，也要保护“绿水青山”，建立环境友好型矿区，为建设祖国北疆生态屏障贡献一份力量。

参考文献：

[1] 白淑英，吴奇，沈渭寿，等.内蒙古草原矿区土地退化特征[J].生态与农村环境学报2016，32（2）：178-186.

篇9

【关键词】地面沉塌陷；地质环境；植被；绿化

在小型地下开采的煤矿在开采过程中，由于对地质环境的破坏，常引发一些地质环境问题，根据国家的相关规定，要对煤矿在开采过程中引发的地质环境问题进行恢复治理。下面对煤矿开采过程中易引发的地质环境问题和治理措施进行探讨。

一、小型地下开采煤矿在开采过程中易引发的地质环境问题

1.地面沉陷问题

在煤矿开采过程中，由于地下煤炭被采出，在地下形成采空区；加之，绝大多数的小型地下开采煤矿采用的都是冒落法回采方式。因此，随着采空区的顶板冒落，相应的就会对地面产生影响，同时就会危机到地面的建、构筑物及地下管线的安全。但由于一般的小型煤矿山开采的煤层较薄，范围较小，因此，地面沉陷问题对环境的影响较小。

2.地面塌陷和地裂缝问题

由于小型煤矿开采的煤层一般赋存深度较浅，煤层顶板完整性和连续性一般均较差，煤层顶板的岩石强度很低，因此，在小型煤矿开采过程中时常发生顶板垮塌造成的地面小范围的塌陷，同时在塌陷坑周围形成长短不一、宽窄不一的地裂缝。地面塌陷不但危机地面的建、构筑物、地下管线，而且，对地面的人员和牲畜都会带来危害。地面塌陷和地裂缝问题是小型矿山环境问题中危害较大的问题之一。

3.井巷坍塌和冒顶问题

由于煤矿开采破坏了煤层四周围岩的应力平衡，造成围岩应力重新分布，易形成井巷坍塌和冒顶现象，这种问题虽然不属于地质环境问题，但井巷坍塌和冒顶现象能直接带来地面塌陷和地裂缝的发生。因此，井巷坍塌和冒顶问题也是小型地下开采煤矿必须注意的问题。

4.地形、地貌景观的破坏和土地被破坏、压占问题

由于煤矿开采必然会破坏原有生态和植被，同时煤矿生产所需的工业场地、运输道路、原煤堆放场、选煤厂、矸石堆放场等都会对地形、地貌景观和土地进行压占和破坏。

二、矿山地质环境保护与治理恢复的任务

查明矿山地质环境条件，进行矿山地质环境影响现状评估和预测评估，合理划分地质环境保护与治理恢复分区，制定矿山地质环境保护和治理恢复方案，以指导矿山生态环境恢复工作具体任务如下：

1、建立矿山地质环境监测预警系统，重点对采空区地表沉陷和地表变形监测，对局部形成的塌陷坑和地裂缝进行回填治理，恢复土地和植被。

2、将区内所形成的矸石堆、建筑瓦砾、生活固体垃圾等整理清除，平整植树，恢复成林地。

3、办公区和生活服务区周围种植人工防护林带。

4、闭坑后对办公区、生活服务区、主副井等一切建筑物全部拆除清理。对破坏的土地包括运输道路等全部整平覆土，恢复生态环境，恢复成林地，选择适宜本地的树种恢复植被。对井筒进行拆除、回填。

5、植被恢复后，要加强管护，做到植树一片成活一片，保证植物的成活率。管护期一般为三年，树木成活率达到90%。

三、矿山地质环境保护与治理恢复的措施

（一）地面塌陷和地裂缝防治措施

采空区地表破坏形式主要是局部的沉陷坑和伴生的地裂缝。一般情况下是宽深的裂缝带发生在沉陷区的边缘，深窄裂缝往往发生在塌陷区的中心地带。因此根据破坏形式采取相应措施进行治理。

1、治理方法

建立地表警戒线，进行地表变形监测，对采空区进行处理，局部塌陷坑和地裂缝进行回填、压实、植树绿化。

2、技术要求

（1）建立地表变形监测系统：重点对垂直移动、水平移动进行监测，计算倾斜和水平变形，判断地表变形的形态和范围。

（2）对采空区进行处理：

根据矿产资源开发利用方案，设计采用走向长璧全部陷落式采煤法。上部采空区已崩落的矿体和围岩随顶部崩落一起下降充填于采空区然后利用原矿块底部结构对崩落的间柱、顶柱矿体予以回收，上部崩落的岩石留在采空区中，从而完成采空区处理。

（二）井巷冒顶、坍塌及矿井突水的防治措施

1、治理方法

在矿井巷道顶安放变形监测装置，随时监测巷道的弯曲变形值，一旦发现变形值过大或变形速率加快，必须采取加固措施加强支护、或主动放顶减压。以免对人员和设备造成伤害。在掘进面和回采面随时进行水文观测，对岩石面淋水、渗水情况进行详细记录，分析原因，查明情况。对水量突然加大或水质突然变浊、水中含砂量变大或变小时。均要及时采取措施处理。措施包括钻孔放水减压、工作面封堵等。

2、技术要求

建立巷道变形及工作面水文监测系统：重点对巷道顶板垂直移动、水平移动进行监测，计算倾斜和水平变形，判断巷道顶板变形的形态和范围。同时对工作面水文地质情况进行不间断的检测，确保在地质灾害发生前及时预报，及时采取措施，避免人员及设备受到伤害。监测系统随着工作区走，工作区在哪，监测系统就到哪。做到随时有人在进行监测。对监测数据随时进行整理、分析。

（三）地形地貌景观破坏防治措施

1、治理方法

本评估区对地形地貌景观的破坏主要发生在工业广场和临时排矸场。主要治理方法是通过拆除工业广场建筑物，清除所有建筑垃圾和剩余矸石，对井筒进行回填，回填至地表标高，对土地进行平整，植树恢复植被的方法还原原有地貌。

2、技术要求

井筒在回填使用的材料为矸石和建筑垃圾，回填至地面0.5m时，上覆耕土至地面，由于井筒面积较小，覆土无需客土。植树采用一年生当地槐树株距3×4m。

（四）土地占用及破坏的防治措施

1、治理方法

对矿山开采占压破坏的土地，严格按照《土地复垦技术标准》（试行）进行治理恢复，矿山企业已经委托有资质单位编制了土地复垦报告，使原来的土地发生变化。在矿山开采时，尽量少占压破坏土地和不破坏土地。对已经破坏的土地采用土地平整，覆客土植被恢复措施进行治理。

2、技术要求

对矿山开采破坏的凹凸不平的土地进行回填、覆土平整，降低其高度，严格控制土地坡度，土地整理坡度应控制在6°左右。根据土地用途，选择覆土厚度，一般情况下覆土厚度0.3—0.5m为宜，选择适宜本地的树种绿化。

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关键词：铁矿区；生态恢复措施；可行性

中图分类号：X171.4文献标识码：A文章编号：1674-9944（2012）12-0048-02

1引言

由于近年来我国对铁矿石需求量的增大，高强度的矿山开采和对生态环境保护措施的重视不足，使得矿山开采地区的生态环境遭受了严重破坏，经济造成了一定的损失，因此生态恢复措施可行性成为了铁矿区发展的关键问题。

辽宁某露天铁矿位于辽东低山丘陵与辽河平原的过渡地带，项目区为山地丘陵地貌，该区域主要分布着工矿用地、林地和灌木林地，属东北黑土区，水土流失类型以水蚀为主，项目所处区域为矿产资源开发区，受人为扰动较大，水土流失强度以中度为主。

该地区由于矿产资源开发较早，而早期又缺少矿山发展规划，存在乱挖乱堆现象，生态保护意识薄弱，造成了植被破坏，水土流失、滑坡等问题时有发生。该铁矿突出的问题表现在：排土场较多，长期无序排土，表土与废石混排，形成的排土场均为一段式，且多数超高排放，坡脚不稳定，坡面和顶面平台缺少排水系统，加剧了水土流失，且产生了一定的安全风险，也给排土场的复垦带来了困难。采场虽已开采多年，但部分采区仍然需要向深部继续开采，采坑上部未采取过生态恢复措施；部分采坑已闭坑，尚未复垦。为了增加区域植被绿化面积，有效防治水土流失，逐步改善该区域生态环境，促进铁矿区经济的可持续发展，矿山公司制定了生态恢复方案，该方案针对采坑和排土场提出了一系列恢复措施。

2铁矿区生态恢复措施

2.1采区生态恢复措施

针对本项目而言，矿区土地资源有限，排土场多数近于闭库，因此废弃的采坑应优先用作区域排土场。但在开采过程中，当开采工作面逐步向前推进的时候，对于开采过的区域要及时进行恢复工作，即采坑内每形成一个台阶就要对台阶边坡上的岩石上喷洒含有草籽、肥料和土壤稳定剂组成的客土，绿化后可保持5年以上。

生态恢复方案中提出对爆破影响区内的土地进行防护林建设，即在采矿场境界外100m至爆破警戒圈栽植刺槐等高大落叶乔木为防护林；在采矿场境界外50～100m范围内栽植紫穗槐等灌木。在采矿场周围形成封闭防护林带，降低对土地破坏的程度，抑制采区扬尘对周边环境的影响。

2.2排土场生态恢复措施

2.2.1工程措施

该铁矿区排土场均为一段式排土，且段高最高可达200m，应先实施削坡措施，然后在坡脚处修建浆砌石挡土墙。

排土场浆砌石挡墙外侧、顶面平台及坡面设置浆砌石排水沟，将雨水外排河道，以防止雨水汇流冲刷边坡。

排土场铺设铸铁灌溉管道，连接软管由人工浇水，每2hm2左右设置一个蓄水箱，水源可取自现有采区矿坑涌水。

2.2.2植物措施

该矿区排土场未保留表土，区内绿化土源较少，不能全面覆土，进行穴状客土较为可行，客土时先在穴栽坑底铺一层粘土，然后再在上面客土，同时增施保水剂，进一步改良土壤结构。

排土场顶面平台植物初期选择刺槐、紫穗槐，坡面选择紫穗槐、五叶地锦和紫花苜蓿；后期可考虑栽植果树。根据当地的小气候环境，种植时间最好安排在春季或秋季。

植树后的定植坑穴表面覆盖切段的秸秆，秸秆在使用前用有机肥与复合肥的混合营养液浸泡，湿覆盖或晾干后覆盖，可起到保肥、防止穴内杂草丛生、提供营养的作用。

2.3植物后期养护及病虫害防治

灌溉工程是保证栽植植物成活的关键措施，应定期利用矿坑涌水浇灌绿化植被，树木必须浇返青水和冻水，除此之外根据实际情况在生长期浇2～3次。

树木休眠期和树木生长期分别施肥2～3次，树木休眠期以有机肥为宜，生长期宜施缓释型肥料。

病虫害以预防为主，综合防治。应经常检查树木生长情况，及时掌握虫情发展规律。刺槐虫害主要有天牛、蚧等，可采用乐果防治；紫穗槐易受四纹丽金龟和大灰象甲危害，可用敌百虫防治；苜蓿主要害虫为苜蓿斑螟，可用绿亨或大虫杀防治。

应定期进行林间除草，还需注意因干旱、水湿、冷冻、日灼、风害等所致生理性病害的防治。为避免对害虫天敌和生态平衡的破坏，应科学使用化学防治技术。

3生态恢复措施的可行性

3.1生态恢复方向的可行性

矿区生态恢复关系到该区域几十年甚至上百年之后土地利用水平及区域经济、社会、环境情况的重要措施，因此生态恢复方向需要综合考虑社会发展、经济水平、环境保障、公众意愿等多方面因素。

该区域土地有限，铁矿区采区闭坑后大多应考虑作区域排土场使用。而现有排土场的恢复方向可综合考虑以下几方面。

3.1.1经济水平

该铁矿地处我国东北部，经济发展水平相对较低，按照耕地优先考虑的原则，排土场应复垦为耕地，以增加当地耕地数量，提高当地农民收入，其他治理区域“宜林则林，宜果则果”，因此恢复目标应首先以耕地为主，林地、草地可以作为本区域复垦的主要方向。

3.1.2交通条件和管护

本方案所评价并需复垦的区域地处低山丘陵区，距离居民点较远，灌溉等设施不易布置，种植耕地非常不便。此外，耕地较林草地需要更多的日常管护，因此应以恢复林草地为主。

3.1.3公众意愿

在对当地村民的调查中，公众普遍认为待恢复区距离村民居住地较远，且农作物产量较低，种植成本相对较高，建议主要复垦为林草地。

3.1.4安全等其他方面

排土场为人工堆积而成，具有一定坡度，稳定性与自然形成的山体相比差很多，因此恢复方向应考虑预防雨季降雨量较大时产生山体滑坡的可能性。耕地、林地、草地等几种恢复方向相比较，林草地的盖度较耕地大，对于地表土壤的吸附及保水保肥、防止水土流失的能力更强。因此从安全方面考虑，应以恢复植被、增加地表覆盖度为主。

综合以上各方面因素，可以确定该铁矿区排土场的恢复方向应该为林草地。

3.2工程、植物措施的可行性

在该铁矿生态恢复方案中，考虑到植被恢复的速度相对较慢，对水蚀严重的地方采取了必要的工程措施，这样既可减轻水蚀又加速了生态恢复的速度。生态恢复措施的实施采取分阶段、先重点治理的方案，主要是从建设项目的实际情况出发，结合建设项目的经济收益及生态恢复投入，以确保经济与生态环境的协调发展。

方案中的植物措施是借鉴了辽宁地区矿山成功复垦的经验，植物选择上遵循了以下原则：生长快、产量高、适应性强、抗旱抗寒性好、耐瘠薄，优先选择固氮品种，尽量选择当地或先锋品种以及经济可行性品种。

植物栽植中借鉴了辽宁地区大型矿山的一些新技术，诸如客土兼化学保水剂的应用；对采坑初期已形成的平台、边坡喷洒固化剂，定植坑穴表面覆盖秸杆以保肥、防杂草等方法，用于铁矿区具有可行性。

另外该恢复方案细化了植物后期养护管理措施，弥补了目前很多生态治理方案的不足，对于矿山植被成活和促进后期生长起到了比较重要的作用。

在整个方案的实施上，应配合当地环保、水保部门，并且借助于GIS及计算机等先进手段进行实时跟踪与监控，以确保方案的落实和生态恢复的速度与效果。

4结语

通过对该铁矿区生态恢复方案的实施，矿区几十年来遗留的生态问题可得到较好的解决，同时可保护主体工程的正常运营，增加矿区植被覆盖度，减轻区内水土流失危害，起到保护和恢复土地生产力的作用。

矿区生态恢复应从建设初期给予高度重视，严格按照设计中提出的生态保护措施进行实施，减少生态遗留问题；建设初期还应制定矿区发展的长远规划，有步骤、有计划地开展生产，尤其是不应造成矿山固废的乱排、乱堆的无序状态发生，为服务期满的排土场生态治理奠定良好的基础；不管采取何种生态恢复措施，在矿山的生态环境防治中都要明确：在保护中开发，在开发中保护；以防为主，防治结合。

参考文献：

[1]吕树芳.某煤矿生态环境恢复治理方案及可行性分析[J].煤炭技术，2010（4）：8～10.

[2]姜洋.鞍钢矿区生态恢复与可持续发展[J].水土保持研究，2006（4）：190～196.