連金友
(長泰縣礦產資源開發總公司 福建漳州 363900)
礦山開采后,排除的廢渣、棄物等的堆放占用了大面積的土地資源,改變了土地利用現狀和減少了土地資源,對地形、地表自然植被、農作物以及林業資源破壞嚴重。礦山開采對土地資源的破壞形勢嚴峻,對礦山進行生態環境恢復與重建,對于保護耕地資源,實現可持續發展具有重要的意義[1]。
露天開采主要采用的是剝離、挖損土地的模式,因此必然會改變礦場原始的地表形態。大量堆放的廢棄物不僅占用了可利用的土地資源,同時也破壞了范圍內的生態環境。原本綠樹成蔭,山清水秀的土地因為礦山的開采,變得毫無生機,徒留下寸草不生的巖石峭壁。更有甚者不計后果,趁一時之快進行凹陷式的開采,導致雨天過后形成了深坑水潭。因此礦山的開采會嚴重破壞周圍的自然景觀。
礦山的開采直接從地表進行,因此無法保證地表植被不被破壞,固體廢棄物的堆放,開采機械排放的大量廢氣將會嚴重導致原生植被的毀壞,污染其植被的良好生存條件,從而導致植被的存活率急劇下降,最終導致礦區大面積人工裸地的形成,極易被雨水沖刷。由于排土場和尾礦占地,形成地面的起伏及溝槽的分布,疏松堆積物由于風蝕和水蝕及其自身特性,增加了地表水土的流速,更易發生移動,沖刷加劇,使得水土流失加劇。
礦山開采在施工過程中,其活動幅度強烈,尤其是露天采礦,因為大量邊坡的深入開采,以及殘渣廢物的無序堆放,極容易使山坡的地質環境遭受破壞,滑坡、崩塌等情況時有發生。另外對于開采后的廢土、煤矸石石渣等如果處理不當,也很容易引起泥石流的發生。例如:1998年2月18日,福建省福鼎市白琳玄武巖礦區北坡發生大面積山體滑坡,并轉化為泥石流,涉及土方量約25萬m3,致使山下青樓下自然村11戶房屋被壓毀,死亡17人,傷10人,且使很多農田、土地和林土被毀,交通中斷,直接經濟損失800萬元[2]。
露采礦山因大多采用凹陷式開采方式,深坑因雨后會形成水潭,若將固體廢棄物在水邊,經降雨淋濾,廢棄物中的有害物質將會被雨水過濾出來,造成水源污染。部分礦山采礦過程中會產生酸性、含懸浮物廢水,亦或是含重金屬污染選礦廢水等,若這些廢水處理不當,直接排入礦山附近及下游的山澗溪流中,或流人農田,將會嚴重破壞土地資源,造成農作物減產、死亡,更嚴重的是還會危及下游居民的飲用水衛生和生活安全。
一般我們可以通過多土地整改,邊坡防護,環境改良等措施來恢復露采礦山的生態環境。開采區裸露土地、尾礦庫、排土場的林草植被恢復、地質災害的治理、環境污染的治理,可以在一定程度上對地形,景觀等進行優化設計,也可以對物種的選擇及種植方式進行合理布局。
對礦山開采后生態環境的回復治理,其關鍵環節就是對土地進行整理,對方的廢棄物盡量加工處理,被二次利用。土地整理必須遵循的原則就是保障坡體的穩定性以及無污染性。首先,對于開采的巖質坡面,要做到因地制宜,保證沒有浮石,危石的存在,杜絕進行二次開山采礦;其次,將土地與植被完美結合,實行植樹造林等根本措施;再次,礦山廢棄地的植被整理可以系統的劃分成局部整地和全面整地兩大部分,其中局部整地又可以分成點式整地和帶式整地。全面整地最大的優勢在于能對土地進行全面改良,改善土質的理化性能,促進礦區植被的回復;而帶式整地是一種長條狀整理廢棄地的模式,在山地帶狀整地時,帶的方向應沿等高線保持水平。對于點式整地來說,大多用于地形較破碎或者是坡面較陡的情況,它具有靈活性大,省工省時等優點,但是相對來說,其改善地址條件的作用較小。
礦山開采后,被剝離的表土,開采的廢石,以及堆砌的劣質礦石很容易造成礦山土壤的變質。土壤作為植物生長的基質,必須對其進行改良,這是植被恢復與重建的關鍵。因此我們一般可以通過對土壤基質的物理結構以及其養分情況進行改善,同時除去基質中的有害化學成分使土壤基質得到改良。另外還可以實行物理、化學改良,所謂的物理海量即通過表土保護,可圖覆蓋的形式,利用有機改良物質來促進土壤的改良;化學改良則指的是通過添加營養物質、化學物質吸收重金屬,已達到改變土壤酸性的目的。
2.3.1 對泥石流的相關防治
礦區泥石流是老礦區一種教常見的地質災害。通常是因為人為采礦活動制造的礦渣、山皮土等未能科學有序存放而引起的。那么如何防治礦區泥石流災害的發生呢?經筆者總結,主要需從兩方面開始:①清除泥石流的相關物源;②杜絕泥石流的水源激發條件。新建礦山要避免出現泥石流物源的亂堆亂放,事先設計出合理的廢渣棄土的安全存放地帶。對已存在廢渣棄土的生產礦山,則需積極采取相應的處理措施。例如將雜亂分布在坡崗上的泥石流物源,填入溝谷中,造田復墾;在大量泥石流物源存在的溝谷下端,修筑攔砂壩。疏通礦區排水系統,使暴雨洪流避開廢渣棄土地段;非經過物源地段不可時,應修筑排洪明渠,設計流量應能承受百年一遇的洪流,并同時做好護坡,控制水土流失。
2.3.2 對山體滑坡進行防治
礦區滑坡災害的防治措施需要根據具體成因確定。礦區山體滑坡可劃分為:采礦誘發型和降雨采動復合型滑坡。具體防治工程措施的技術要求亦應因地制宜:①優化采礦方案;②降低坡髙、坡角;③抗滑樁、錨索(桿)等加固;④在主滑段削方減載;⑤在有效部位建設阻擋工程;⑥設計相應的排水、防水工程。在滑坡防治工程方案中,應注意避免施工中的擾動作用,例如抗滑擋墻施工中的通槽開挖。抗滑擋墻一般采用混凝土結構治理中、小型滑坡。抗滑樁一定要保證樁身有足夠的強度和錨固深度,樁高和樁間距要根據滑坡體的規模、滑動層的厚度設計。抗滑樁施工方法主要有打入法、鉆孔法、挖孔法三種。基巖完整、具有軟弱結構面的滑坡,宜采用錨固方式進行治理。設計錨固方法應根據滑坡體的規模、巖性、危險程度、發展階段據實測算選擇。
2.4.1 優良樹種的正確選擇
要想礦山的生態環境得到有效改良,植被恢復是關鍵。因為自然生態系統的恢復的前提通常都是綠色植被先得到恢復,故根據具體環境條件選擇適宜的樹種是生態恢復的關鍵技術之一。造林樹種的選擇應遵循以下基本原則:
原則之一:生態適應性,即通過對所在區域的生態環境諸如氣候、水文、土壤、植被等各因素進行調查,然后在此基礎上,對鄉土植物種類和適應當地環境條件的物種進行優先選擇。
原則之二:抗逆性,露采礦區通常都地勢地條件比較惡劣,因此一定要根據實際的地理情況來選擇抗旱性、耐瘠薄、抗寒性、耐高溫性強的抗逆性植物種類。
原則之三:植被的相融性,對植被進行選擇時,要充分考慮各物種之間的生態特性,以防產生生存競爭的矛盾。從而促進人工植入的植被間能相互補充,相互整合。
原則之四:經濟適用性,植被的種植,應選用來源充足,發芽力強的植被種子。因為此植被種類能大量繁殖,且育苗簡單。另外還要注意植物種類的耐寒抗旱性,以及抵抗病蟲害和其他惡劣環境的性能。
原則之五:生物的多樣性,盡量使灌木、喬木、草本、藤本植物實行多種類,多層次的組合,唯有這樣才有利于復合型植物群的穩定形成。
2.4.2 造林技術模式的選擇
根據不同的地質條件,需要根據因地制宜,適第適樹的基本原則選擇不同的造林技術模式。
首先,為了保證尾礦庫的安全性及穩固不垮塌性能,在實行尾礦庫邊坡造林之前要保證坡度削在35°以下,若采用的是臺階式削坡措施,則每個臺階寬度要保持在2~10m,待削坡工程完成后再以等高線為行向直接造林。
其次,為確保排土場的坡體穩固,必須是坡體降至35°以下,并將場內的大石塊移其他地方進行固定,為林木成活與生長營造出優越的物質條件。
最后,對于采礦坑來說,基本沒有適合植物生長的合適土壤,因此只能在斜坡基部挖寬深各1m的深溝,再用其它地方的土壤進行填埋,并在斜坡基部要堆積出1m以上的新土壤后方可進行造林。
礦山環境污染的治理包括廢水的治理、廢氣的治理和廢渣的處理等,為防止廢水廢液對對生態環境的破壞,目前需要從工藝改革、設備更新、減少廢水和污染物排放,提高水的利用率和將廢水作為一種資源綜合利用等方面進行治理。對礦山廢渣的處理重要還是加大尾礦、廢渣的循環利用,這也是一項保護環境、保護一次原料、促進增產節約的有效措施[4]。
綜上所述,礦山生態恢復工作是一項繁雜的系統工程,需要根據不同的情況因地制宜,用最小的經濟投入,換取最大的礦山生態治理效果。走開發利用礦產資源的同時保護好生態環境的路線,是落實科學發展觀,實行經濟社會可持續發展的重要環節。加強礦產資源規劃的實施力度,不斷調整優化礦山布局,貫徹落實在生產中邊開發邊治理政策,可在很大程度上減少水土流失、改善生態環境,真正實現資源開發與生態環境保護的雙贏。
[1]楊曉艷,等.我國礦山廢棄地的生態恢復與重建,礦業快報,2008(10):22-24.
[2]姜宏汝,等:福建省礦山生態環境現狀與恢復治理研究,資源與產業,2008(6):80-82.
[3]楊期和,等.粵東北礦山廢棄地植被恢復模式探討,亞熱帶植物科學,2012,41(1):10-14.
[4]阮善菊,等.露天礦山的生態問題及解決對策探討,現代礦業,2010(8):81-84.