矿山地质灾害生态环境恢复治理的难点及对策_徐士民.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言山东是矿业大省，矿产资源相对较为丰富，这也使得矿山开采成为山东经济发展的重要产业。但长期以来，在开采矿产资源的同时，由于缺乏对环境的保护，使得矿山地质生态环境问题愈发凸显。近年来，随着对生态环境重视程度的逐渐加强，国内外对于矿山地质环境问题的研究也在逐步深入，并且取得了一定的研究成果，如地表土保存技术、废弃地改造技术、植被恢复技术等。本文以实际项目为例，提出了矿山地质环境治理方案，并从中总结了具有普遍借鉴意义的生态环境恢复治理对策，希望能够为类似工程以及生态环境恢复治理的理论研究提供参考。2项目概况山东省某露天石灰石矿开采工程，矿区占地面积共计30 hm2（450亩），所处区域为温带大陆性季风气候，最大降水量达到1 125.3 mm，年平均降水量为723.3 mm，矿山开采区域整体地势向东南倾斜。经过多年的开采，矿区山体受损十分严重，各种地质环境问题频发，整体地势起伏相对较大，最大高差超过80 m，而且形成了陡峭悬崖（见图1）。图 1矿山开采后的陡崖【作者简介】徐士民（1979），男，山东德州人，高级工程师，从事水工环地质研究。矿山地质灾害生态环境恢复治理的难点及对策Difficulties and Countermeasures of Ecological EnvironmentRestoration and Management of Mine Geological Disasters徐士民（1.山东省地质矿产勘察开发局八一水文地质工程地质大队（山东省地矿工程勘察院），济南 250014；2.山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心，济南 250014）XU Shi-min(1.ShandongProvincialBureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopment801HydrogeologicalEngineeringGeologicalBrigadeShandongProvincialGeo-mineralEngineeringExplorationInstitute),Ji nan 250014,China;2.ShandongProvinceUndergroundWaterEnvironmentalProtectionandRestorationEngineeringTechnologyResearchCenter,Ji nan250014,China)【摘要】以山东省某露天石灰石矿为例，对开采后的矿山地质灾害生态环境恢复治理施工方案进行研究，分析了治理过程中的难点，提出了综合性生态环境恢复治理对策，解决了生态环境恢复治理的有效性以及预防性不足的问题，力求科学平衡矿山生产和生态环境之间的关系。【A b s t r a c t】Taking an open-pit limestone mine in Shandong Province as an example,the construction scheme of ecological environmentrestoration and treatment of mine geological disasters after mining was studied,the difficulties in the process of treatment were analyzed,andcomprehensiveecologicalenvironmentrestorationandtreatmentcountermeasureswereputforwardtosolvetheproblemsofeffectivenessandinsufficient prevention of ecological environment restoration and treatment,and strive to scientifically balance the relationship between mineproductionandecologicalenvironment.【关键词】矿山；地质灾害；生态环境恢复；治理【K e y w o r d s】mine;geologicaldisasters;ecologicalenvironmentrestoration;governance【中图分类号】TD167；X171.4【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）06-0022-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.207223矿山地质灾害生态环境恢复治理施工方案3.1场地平整使用推土机对坡底区域进行整平、碾压处理。先使用轻型推土机进行预压，然后按照先静压、后振压的方式碾压45遍，确保表面平实。在实际碾压施工过程中，应控制碾压速度在2 km/h以内，并且匀速行驶，以此保障碾压效果1。3.2台阶式削坡此次矿山地质灾害生态环境恢复治理施工工期相对较短，但工程量较大。因此，为确保按期完工，施工人员选用了效率较高的爆破削坡方式，有以下注意事项：（1）清理破损山体周围残余山丘以及危险岩体，并采用逐层递进的方式进行阶梯式削坡；（2）逐步由山脚向山顶开拓道路，根据钻爆、挖运等施工要求展开作业；（3）加强对爆破作业的控制，确保爆破产生的飞石、振动等控制在山体可承受范围之内，以免引发安全事故。3.3砌筑石墙完成台阶施工后，在台阶靠近边缘0.5 m的位置砌筑两道毛石墙，根据现场实际情况，毛石墙的高度设置为0.6 m，宽0.3 m，两道毛石墙之间的距离为3 m，中间覆盖种植土。此外，在边坡底部向外0.5 m的位置，还需要砌筑高、宽分别为0.5 m和0.3 m的毛石墙，并使用回填种植土覆盖毛石墙与边坡之间的空隙，为后续绿化种植作业提供基础条件。需要注意的是，毛石挡墙的基础应设置在地面以下，使用强度等级在MU20以上的毛石和M5以上的砂浆砌筑，同时，毛石基础每个台阶高度至少为400 mm，宽度在200 mm以上，采取错缝搭接的方式，确保封内砂浆饱满。3.4覆土绿化覆土绿化施工要点如下。1）科学选择种植土，合理控制覆土厚度。应根据当地环境特点以及植物生长需求，选择合适的种植土，确保种植土质量良好，无杂物、碎石和有害物质，同时能够保障植物正常生长发育，要求种植土的pH值在67，有机质含量超过20 g/kg。此外，还应使用15 mm筛选器清除种植土当中的砂砾、石头、杂草等物质，确保种植土均匀分布、土质良好。最后，要求种植土的覆盖厚度至少为0.8 m，保障土壤压实系数密度在0.93以上。2）场地平整处理，覆盖表土层。种植土回填完成后，还需浇水进行沉实处理，待表层土壤晾干之后，进行整平，然后覆盖表土。要求表土厚度应大于100 cm，以此为植被的正常生长发育提供充足空间2。3）挖掘种植穴，栽植苗木。在挖穴施工过程中，应做好土层堆放处理工作，并清除其中的垃圾，采取梅花形布局方式，根据案例工程恢复治理要求以及苗木规格，确定种植穴直径为0.5 m，深度为0.8 m，然后进行苗木栽植。栽植过程中，应合理保留原有自然植被，根据当地自然环境特点，科学选择植被种类，优先选择当地植物品种。案例项目中选用侧柏种植在平台上，同时在坡脚种植爬山虎，引导其向上生长，实现垂直绿化，覆土绿化工序详细施工种类和工作量情况见表1。表 1施工种类及工作量工程项目工作量种植穴开挖施工侧柏种植爬山虎种植12 598 m330 687 株11 162 株4矿山地质灾害生态环境恢复治理难点分析结合上述矿山地质灾害生态环境恢复治理项目和相关工程案例可知，在生态环境恢复治理过程中，施工存在的主要难点表现在以下几个方面。1）治理方式的选择。由于不同矿山工程项目现场实际情况不同，气候环境特点、生态受损程度等存在明显差异，因此，无法采用单一的生态环境恢复治理方法，若所选择的治理方法不合理，不仅会造成极大的资源浪费，还会影响环境恢复治理效果，甚至留下安全隐患。2）矿区开采作业会对矿山结构造成极大影响，甚至会对生态环境造成严重破坏，提高泥石流、滑坡、塌陷等地质灾害发生的概率，威胁现场施工人员以及周围居民的生命财产安全。而且矿山地质灾害一旦发生，其危害和影响巨大，因此，在矿山地质灾害生态环境恢复治理的过程中，应以预防为主，最大程度上降低灾害发生概率，但是，实际上对地质灾害的预防是较为困难的。3）生态环境恢复治理工作相对来说较为复杂，而且落实难度大。当前，我国关于矿山生态环境恢复治理研究仍然处于初级阶段，相关法律法规仍然有待完善和更新。这样会导致相应环境恢复治理工作缺乏有效指导、规范要求以及保障措施，环境恢复治理顶层设计不到位，严重影响了矿山地质灾害生态环境恢复治理效果。5矿山地质灾害生态环境恢复治理的有效对策5.1科学选择治理方式1）矿山环境治理。即案例项目中提到的削坡处理，为植被Engineering Design of the Ground基础工程设计23Construction&DesignForProject工程建设与设计的种植和生长提供充足条件，在充分考虑地形地貌以及景观环境特点的情况下，合理进行削坡施工，重新进行地貌塑造，提高边坡固水固土的能力。此外，还可以通过客土工程，对裸露地表等进行整治、覆土，为后续绿化施工奠定良好基础。2）加强排水、保水工程建设。结合当地地形地貌特征，设置排水沟、导洪沟等，强化地表径流控制，提高土体稳定性，避免雨水过度冲刷，造成滑坡、泥石流等事故。3）生态环境恢复治理，要着重加强对土壤、植被的修复。土壤修复可结合实际情况，通过机械松土、种植植物的方式进行人工修复；也可通过喷洒石灰改善土壤酸碱度，或者施加有机物等方式提升土壤肥力；还可以利用微生物分解土壤有毒有害物质、优化土壤基质等方式加以恢复。植被修复就是选择当地以及适应力较强的植物进行种植，增加绿化覆盖面积，帮助恢复矿山区域植被。4）土地复垦。土地复垦就是结合矿山区域环境特点，合理进行农业、牧业、林业、园艺和农耕进行土地复垦，帮助植被恢复。但在实际进行土地复垦之前，需要展开前期调研、论证，通过土地适宜性评价，明确土地复垦方向，土地适宜性评价指标见表2。表 2土地适宜性评价指标一级指标二级指标地形地面坡度地貌类型土壤土壤质地涂层厚度水文排水条件灌溉条件气候降水条件气温情况5）景观再生。单纯的土地复垦、排水治理等难以满足实际矿区地质灾害生态环境恢复治理的多样性需求，还应在此基础上采取合理的景观再生措施，结合矿区情况和特点，以生态环境保护和恢复为核心，以文化旅游业为媒介对生态资源进行整合利用，实现社会、经济以及生态多重效益。5.2优化矿山采矿方式矿山地质灾害生态环境恢复治理工作的开展应以预防为主，最大程度上避免地质灾害的发生，减少对生态环境的破坏。因此，应积极优化调整矿山采矿方式，应用现代化矿山开采方法，树立绿色开采理念。当前常用的绿色开采技术包括矿石与伴生矿物共采技术、采空区填充技术、矿井保水开采技术、废石资源化技术等，同时运用现代化技术积极探明、准确计算可采储量，以此减少开采工作给矿区环境带来的破坏和影响。可采储量计算公式为：W=pk（1）式中，W为探明可采储量；p为探明储量；k为采矿回收率。5.3完善相关保障措施一方面，完善管理体制。首先，完善矿山地质灾害生态环境恢复治理的顶层设计，成立单独的管理小组，加强对矿山生态环境恢复治理工作的管理和重视；其次，明确矿山环境恢复目标，结合实际情况以及城市建设要求制定矿山治理目标，根据异质性原则推进矿山环境治理工作；最后，明确矿山环境恢复治理相关部门和机构的职责范围，确保责任落实到人，通过相应考核、激励机制，确保环境治理工作落实到位，权责分明。另一方面，应积极完善环境恢复治理相关法律法规。矿山生态恢复治理工作相关基层部门，积极与立法部门进行沟通合作，响应国家有关号召，为立法工作人员提供基层工作的情况、特点、需求，提出可行性建议，保障立法的合理性及