露天采石场生态环境恢复治理措施研究_李天庆.pdf

2023 年 2 月Feb.,2023doi：10.3969/j.issn.1672-9943.2023.01.040露天采石场生态环境恢复治理措施研究李天庆（建材天水地质工程勘察院有限公司，甘肃 天水 741000）摘要 露天采石场对生态环境影响很大，应遵循因地制宜原则、采取有效的生态环境恢复治理措施，最大限度恢复其生态功能。选取吉子坪石灰石矿露天采场生态环境恢复治理项目进行研究，分析该露天采场对生态环境造成的影响以及生态恢复治理原则，在此基础上探讨生态恢复治理措施与技术。经过治理后矿区生态环境得到明显恢复，将产生良好的环境效益。关键词 露采矿山；生态环境；恢复治理中图分类号X171文献标识码B文章编号1672-9943（2023）01-0127-030引言矿产资源属于国家建设中的重要原材料。随着国家经济的不断发展，各种矿产资源被大量开采，对周边生态环境造成了严重的影响，也诱发了各种地质灾害隐患，威胁到当地群众的生命财产安全，同时也阻碍了我国矿产经济与生态环境的和谐发展。在国家高度重视生态环境保护的今天，有必要对露采矿山生态恢复治理措施进行全面研究，以期寻找到更好的生态环境恢复方案。1吉子坪石灰石矿露天采场所造成的生态环境影响吉子坪石灰石矿开采区位于甘肃省武山县鸳鸯镇西南，属武山县鸳鸯镇管辖，主要开采销售石灰石矿山。该矿山位于山坡上，实行台阶式露天开采模式。其开采区现状远景如图 1 所示。图 1吉子坪石灰石矿开采区现状远景全貌吉子坪石灰石矿露天采场所造成的生态环境影响主要表现在 3 个方面。1.1占用并破坏很多土地资源矿山开采活动会对土地资源造成严重地破坏，包括对地形地貌的破坏、对周边野生动植物的影响以及景观格局的破坏，改变了原来的土地利用结构。此矿山主要表现为挖损损毁。分析吉子坪石灰石矿区实际，主要就露天采场形成的终了边坡及平台造成的土地资源损毁问题进行研究。挖损破坏了大量土地资源，矿业活动对土地资源的破坏严重，破坏方式为挖损及压占1。开采区现存 1 处弃渣场地，主要表现为顺坡堆放、破坏斜坡植被。经现场调查，该处堆场为开采过程中废弃渣堆积而成，压占面积约 7 800 m2。1.2对地形地貌景观的影响露天开采需要对土地进行剥离、挖损处理，这必然会导致矿山初始的地表形态发生改变。挖损土地、堆放废弃物均对原有植被带来了不可逆的破坏，导致矿区寸草不留，到处都是岩石峭壁。该矿山有 1 处露天采场：长约 700 m、宽约 500 m、破坏面积约 0.228 km2。其中包含挖损面 C1、C2、C3 共 3处，开采平台 P1、P2、P3 共 3 处，1 处弃渣场 D1。1.3引发地质灾害矿山在日常开采的过程中，由于开采幅度过于强烈，容易诱发各种山坡地质环境灾害。特别是露天开采，由于需要深入开采大量边坡，加之将形成的废弃物随意堆放，就容易导致山坡地质环境受到损坏，进而诱发滑坡、崩塌等地质灾害2。此外，若对开采后的废土、煤矸石石渣不彻底处理，也可能诱发泥石流。资 源 综 合 利 用能 源 技 术 与 管 理EnergyTechnologyand Management2023 年第 48 卷第 1 期Vol.48 No.11272023 年 2 月Feb.,2023李天庆露天采石场生态环境恢复治理措施研究2吉子坪石灰石矿露天采场恢复治理原则2.1景观相似性原则生态环境恢复治理首要原则就是要尽量让治理项目与附近原有植被、地形地貌相协调统一。因此，要遵循生态修复为主、工程措施为辅的原则，以期让恢复治理项目与附近景观融为一体，这就是景观相似性原则3。2.2整体生态功能修复原则在生态环境恢复治理过程中，要将矿山地质环境问题予以整体性修复，并不是仅仅修复解决某一个环境问题就行了。要尽量将被破坏的功能加以修复，确保获得满意的整体修复效果。2.3破坏面积不扩大原则对生态环境的恢复治理必须坚持保护生态、美化环境的原则，切不可在生态恢复治理过程中增加对原有植被、森林的二次破坏，从工程设计源头尽最大可能避免该类问题发生。2.4因地制宜、综合治理原则围绕该矿山的地质环境损害特征、方式、分布以及危害严重性，找准关键环节，因地制宜、综合治理；坚持人工干预与自然恢复相结合，对该矿区生态环境进行回访治理4。结合当地实际，选择技术可行、成本低、施工方便、安全性好的治理方案。3吉子坪石灰石矿露天采场恢复治理工程设计3.1挖损面吉子坪石灰石矿开采区内有 1 处挖损面规模较大、边坡较高的拟恢复治理的露天采场，对其地形地貌进行挖损恢复治理是本次治理的重点。主要设计工程为：（1）坡脚反压：使用坡脚斜坡处的渣堆碎块石土对 C2 局部挖损掌子面的坡脚进行反压。C2 挖损掌子面高差较大，约 38.0 m，反压形成 3 级斜坡，从上往下坡比依次为：11.25、11.5、11.5，长约220.0 m，截面积为 437.2 m2，填方量为 32 300.0 m3。回填土压实系数大于 0.80，利用开采平台分级斜坡处整理出来的弃渣堆碎石及坡体清理碎石进行反压，碎石土径砾不大于 20 cm。（2）坡面修整：对 C2 剩余挖损面的高陡斜坡结合现有坡形进行削坡整理。根据现有坡形本次治理可分为 5 级斜坡进行削坡修整，坡比（11.0）（12.0）、坡高 15.018.0 m；分级平台宽度不小于3.0 m、向内反倾 5%。（3）覆土绿化：待完成反压与削坡整平工程后，对回填反压区及削坡整理后的缓坡（坡比小于11.25）及分级平台坡面进行覆土绿化，覆土厚度0.1 m；采用播撒混合草籽、局部分级平台处残坡积土层厚度较大时栽种灌木，以恢复土地资源。（4）排水渠：于分级平台内侧靠近坡脚处布设排水渠，渠截面呈梯形；顶宽 0.3 m、底宽 0.1 m、深0.2 m，采用人工夯实土体的方式成型，主要用于拦截分级斜坡坡面流水、防止冲刷坡面影响治理效果，总长约 963.0 m；于 C2 与 C3 交接处布设截排水渠，渠截面呈梯形，顶宽 0.5 m、底宽 0.3 m、深 0.3 m，采用人工夯实土体、渠面铺设防渗土工膜的方式布设，主要引排分级平台、坡顶与坡面的汇水，防止冲刷坡体，总长约 297.8 m。3.2开采平台及弃渣堆对包含开采平台的开采区场地现场随意堆放的碎石土进行清理及场地平整，并对平整后的场地进行覆土绿化；对开采平台分级斜坡及废弃渣堆形成的斜坡，结合现状、按坡比（12.0）（12.5）平整后，进行覆土植草绿化。覆土厚度 0.1 m，采用播撒混合草籽的方式以恢复植被。清理出部分碎块石土用于 C2 挖损面的坡脚反压及局部采坑的回填。4治理措施技术要求4.1场地平整、坡面清理场地平整是恢复整理工程中的一项重要内容，场地平整的中心任务是通过平整，使土地更适合种植或进行其他工程的布局。主要目的是对覆土工程实施区进行推高、填低，使之基本水平或其坡度在允许的范围之内，便于生物措施的实施，满足复垦地植被生长条件的需要。在进行场地平整工程设计时，需在符合土地要求的前提下对土方进行适当调整，以最大限度确保平整区域内的挖填方均衡。平整方式主要为机械平整，借助挖掘、推土机械进行削高填低。为了保持水土，在平整操作中应尽可能将实际地面坡度当作地块设计坡度；为满足复垦植物生长的需要，应及时对表土进行平整。坡面清理、修整采用逆做法，从上到下进行。（1）在施工前先完成场地清理，把场地内生活垃圾，坡面上的杂草、树木和杂物全部清理出场，之后参照边坡治理工程设计的相关规定以及坡体的实际形态特点，选择机械挖除的方式进行削方以及坡面整形。削坡应从坡面顶面前缘逐步往后缘开1282023 年 2 月Feb.,2023挖，一次开挖深度最多为 0.5 m。如果斜坡的稳定性不好、存在溜土滑塌风险，应停止开挖。要严禁从斜坡顶部中间地方开始挖，而应从坡顶两侧慢慢往中间开挖。（2）坡面修整应根据原有的地形情况，采取适当挖方、少量填方、减缓坡体坡度的原则，严格按照剖面程序进行，并保持坡面的稳定。完成削坡整形的坡面应符合没有松动的岩块且坡面平整的要求。在作业过程中发现坡面存在稳定性差的土石，应立即清除以保安全；及时清理转运开挖出的大体积弃渣，防止产生次生灾害。（3）削坡整形应避免在下雨时施工。施工前完成施工范围内临时排水沟体系的总体规划，要尽量与原天然排水系统相统一协调。在施工过程中，遇到下雨需对工作面采取临时封闭保护措施。（4）回填区应在机械整平后进行人工压实操作。在回填过程中，每松铺一层就需要整平压实一次，要求压实平整、呈水平状，压实度不小于 0.85。（5）坡面修整前需建设临时施工便道。需结合当地地形地貌，在地质地貌比较安全的坡段进行修建，避免由此导致不稳定边坡以及相关地质灾害。4.2植被恢复对坡面反压后的渣堆、堆场进行覆土绿化，覆土厚度为 10 cm。土源可从 25 km外的水泥厂黄土矿矿区拉运（也可采用 C2 挖损面表层其上覆 10 cm厚的原根植土）；草籽、灌木树种选择适宜当地生长的植物。草种采用撒播的方式进行种植，播种标准按照 50 kg/hm2计。撒播可选择种子和细土互掺的方法进行，将种子与细沙或细土按一定比例混合均匀后一起播下。种树采用人工挖穴的方式种植。（1）草种撒播：结合矿区实际情况，并咨询相关林业专家得知，适合矿区生长的植物主要有冰草和披碱草。选择来年春季播撒，同时需注意前期洒水、防虫，有利于保证草籽存活率。冰草播种要求土层疏松，适当入底肥，依据当地气候条件，一般适宜于春夏时节撒播510。（2）树种的种植：栽植苗木选择根部带土球的沙棘树，规格为高 0.5 m、土球大小在 1015 cm，苗木符合一级苗标准。将质量合格的沙棘苗栽植到穴中，选用团粒结构优质的客土进行填充，并加入10%腐熟有机肥。沙棘苗的株距为 2 m2 m。底土是装填的客土，可以满足苗木的生长需要。栽培技术采用人工挖穴方式，开挖形状为半圆形，外高内低，半径不小于 60 cm，深度约 50 cm。栽植一般在春秋两季。春天选择 34 月，秋天选择 810 月，需在 10 月底之前完成栽植。一边种植一边浇水，在种植后浇一次透水，以稳定苗根。浇水后若发现苗木出现歪斜问题，应马上予以扶正。（3）播后管理：播后根据土壤润湿度随时进行灌水，追施 3 次尿素，每次施尿素 20 g/m2，施肥后及时灌水，以免烧苗。5治理成效项目实施后，矿区被压占和破坏的土地资源及植被资源得到有效改善。区内部分土地的使用功能得到合理利用，减轻了地形地貌景观的破坏，受采矿影响的地形地貌景观也得到了恢复，形成与周围地貌和植被的相协调，维护了矿区的生态平衡，必将产生良好的环境效益，能够有效促进经济和社会的健康、可持续发展，有利于和谐矿区、和谐社会的建设。参考文献1刘刚，吕爱霞，赵坤，等.莱芜露天开采砂石矿山综合整治成效与思考 J.中国水土保持，2019（11）：42-44.2王峰.浅谈当前露采矿山地质环境保护与恢复治理问题 J.城市建设理论研究，2015，5（17）：6479.3张华，韩琳琳.巩义市露天开采矿山地质环境治理工程设计思路探讨以夹津口镇丁沟村治理区为例 J.矿产与地质，2020，34（3）：603-609.4白俞，周文亮.露天矿山开采的生态环境问题及其修复技术研究 J.世界有色金属，2020（20）：198-199.5李诗强，胥佳佳，段召强，等.露天开采矿山历史遗留地质环境问题及恢复治理措施研究 J.世界有色金属，2021（17）：173-174.6胡平.废弃矿山地质环境恢复治理的思路以信阳市光山县某矿区为例 J.中国资源综合利用，2020，38（5）：105-107.7林丽茹.废弃矿山地质环境恢复治理方案分析 J.中国环保产业，2020（7）：32-34.8吴景虎，曹莉莉，胡万长.矿山地质环境恢复治理经验浅谈以祁连山自然保护区甘肃某县矿区为例 J.世界有色金属，2020（10）：285-286.9周亚光.玉皇全采石场建筑石料用灰岩矿矿山地质环境治理工程设计 J.能源与环保，2020，42（9）：45-49.10李成，孙魁，彭捷，等.矿山地质环境开发式治理模式研究 J.灾害学，2020，35（4）：77-