探讨历史遗留矿山生态修复模式——以锦江右岸万山区为例.pdf

党中央把生态文明建设作为统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局的重要内容。基于此，介绍了锦江右岸万山区历史遗留矿山修复治理的现状、矿山修复工作的主要措施。对万山区进行历史遗留矿山生态修复综合治理的前提是消除地质灾害隐患，以恢复矿山环境，改善生态环境，稳定人心，安定社会。采取相应的生态修复措施，对类似的历史遗留矿山生态修复具有一定的借鉴意义。关键词：历史遗留矿山；保护；生态修复；措施作者简介：段红英（1983），女，贵州思南人，工程师，本科；研究方向：地质灾害防治，地质环境保护，生态保护修复。党的十八大报告首次提出将“美丽中国”作为生态文明建设的宏伟目标，把生态文明建设摆上了中国特色社会主义五位一体总体布局的战略位置1。贵州省武陵山区地处云贵高原东门户，是我国亚热带森林系统核心区域、长江流域重要的水源涵养区和生态屏障。区内水热条件较好，生境类型丰富，自第三纪以来，气候相对稳定，受第四纪大陆冰川影响较小，物种资源丰富，属于我国具有全球保护意义的生物多样性关键地区之一，素有“华中动植物基因库”之称2。实施历史遗留矿山的生态修复，既是坚持山水林田湖草生命共同体、协同推进生物多样性治理的科学实践，更是为全球生物多样性保护和治理贡献中国力量。1 锦江右岸历史遗留矿山概况根据收集的资料，锦江右岸及周边矿产资源境内矿藏种类多，已知矿产有汞、铁、钨、锡、铌、钽、镍、金、锑、铅、锌、钼、钴、铀及磷块石、大理石、石棉、煤矸土、黏土、硅矿、铅锌矿、钒矿、磷矿、石煤、煤、重晶石、高岭土、铜、锰、砷、赤铁矿、褐铁矿、水晶、硫铁矿、钾长石、花岗岩、电石灰岩、水泥灰岩及热泉等3。一直以来，矿山生产对矿山地质环境造成了较大的破坏，引发了较多环境问题。2020年，锦江流域多数矿山采取了复垦复绿措施，地质环境有明显的改善，恢复治理成效显著，可见积极发展矿山复垦复绿对推进绿色矿山建设、恢复矿山地质环境具有建设性意义，重点治理的工程内容有：（1）矿山土地复垦：复垦基本农田保护区内被破坏废弃的土地，加强土地复垦的技术应用。（2）地质灾害：主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等，通过主动的、有预见性的工程治理消除灾害隐患，恢复被破坏土地的使用价值，确保人民生命财产安全。（3）“三废”综合治理工程：矿山采、选、冶过程中产生的废水、废渣、废气污染了矿山地质环境。整个沅江流域的矿山现状表明，由于技术、经济等方面的原因，目前矿山“三废”的处理及综合利用水平很低，多数矿山固体废弃物未被利用4。2 矿山环境现状及稳定性评价曾有“中国汞都”美名的万山区在汞矿开采基本结束后，国家、企业投入了大量资金进行矿山生态修复5。奈何区内矿山开采历史悠久、点多面广，根据调查，万山区历史遗留矿山仍然剩余113处图斑需要进行生态环境修复。这些历史遗留矿山主要分布于万山区万山镇、鱼塘乡、高楼坪乡、茶店街道、下溪乡、敖寨乡、黄道乡。历史遗留矿山给万山区带来了生态环境破坏碎片化、生物多样性破坏、景观破坏、地质环境隐患加剧等生态问题。据统计，截至2021年底，锦江右岸地下矿山开采活动形成的“三废”未对植被、地形地貌、水资源水环境以及矿山地质环境造成明显影响，而露天矿山开采活动对植被、地形地貌、土壤、景观等造成了一定的影响，而且治理滞后，形成了 一定的矿山地质环境遗留问题6。2.1 矿山地质环境问题结合万山区历史遗留矿山台账及现场核实调查，区内矿山主要地质环境问题包括开采形成裸露边坡和地貌景观、土地破坏7。区内需要治理的历史遗留矿山图斑类型主要为建筑用砂矿、饰面用灰岩矿、汞矿工业广场及废弃建筑，其中，建筑用砂矿74处，饰面用灰岩矿23处，汞矿工业广场及废弃建筑15处。较为典型、具有代表性的地质环境破坏矿山有8处，典型破坏区现状如图1、图2所示。图11号历史遗留矿山全貌现代盐化工Modern Salt and Chemical Industry-67-第3期2023年6月No.3June，2023图22号历史遗留矿山全貌2.1.1 开挖边坡隐患经调查，在需要治理的113个历史遗留矿山图斑中，有98个是露天开采矿山、15个是井工开采汞矿区，但是，汞矿区只涉及工业广场及废弃建筑影响破坏矿区地质环境。露天矿山局部开挖边坡坡度在30 90，边坡最高在10.040.0 m，部分矿山岩体受节理裂隙影响，较为破碎，易发生局部垮塌，危险性较大，危害性小；矿山开挖形成的边坡发生崩塌及矿渣堆放区发生滑坡的规模、可能性小，危险性一般，危害性小。2.1.2 自然景观破坏和土地资源压占矿区开采面形成的边坡对土地的挖损较为严重，自然景观影响严重；开采平台及工业广场对土地资源的挖损破坏严重，并且对区内地形地貌景观造成了很大的破坏。综合对万山区历史遗留矿山的分析可知，其对地质环境的破坏主要为露天开采区植被、土地破坏，石渣堆放，开采边坡局部存在不稳定岩体，工业广场压占土地等问题，造成原始地、耕地、林地资源损毁以及地貌景观破坏。2.2 矿山开采面岩体稳定性评价根据对万山区历史遗留矿山的调查可知，其地层岩性主要为灰岩、白云岩，岩体中的陡倾、外倾节理裂隙发育特征较明显，岩体完整性一般，结构较破碎，属类岩体。对矿山开采面边坡稳定性进行宏观分析，主要是对边坡的整体稳定性进行评价。根据对区内所有坡体的调查，结合其边界、规模、裂隙发育程度、变形破坏模式及已经出现的变形破坏迹象，采用地质类比法对各矿山开采面形成的坡体稳定性进行宏观判断；根据野外调查资料，利用赤平投影分析方法对坡体进行宏观稳定性分析。结合地质类比法和赤平投影分析结果，对边坡稳定性进行综合评价。赤平投影的评价方法是将坡面、岩层、节理裂隙的产状等组合绘制成赤平投影图，计算得到组合交棱线产状。结构面交点位于坡向投影弧对侧为稳定型，与坡向投影弧在同一侧时出现两种情况：当交点的倾角大于坡角时为基本稳定型，当交点的倾角小于坡角时为不稳定型。调查资料显示，万山区98处拟开展生态修复的露天历史遗留矿山均存在开挖面临空面，8处汞矿工业广场及废弃建筑区存在基岩临空裸露面。结合野外调查和室内资料分析进行综合评价得出：有62处边坡处于稳定状态，无安全隐患；42处边坡处于基本稳定状态，无安全隐患，但不稳定楔形体形成的松散块体易垮塌、掉落，施工过程中需进行清方处理；1处边坡处于不稳定状态，图斑编号为18-KS-113的历史遗留矿山由于坡体左侧有5.0 m3.0 m2.0 m（长宽高）左右的危岩体，受节理裂隙切割，处于不稳定状态。3 锦江右岸万山区历史遗留矿山主要生态修复措施3.1 总体修复措施万山区属中亚热带季风湿润气候区，主要特点是冬无严寒、夏无酷暑、气候温和、雨热同季，土质优良，保水保肥能力强，适合农作物的生长。矿山生态修复方案应按照“因地制宜，优先用于农业”原则，结合当地的实际情况，并根据“三调”等地理信息制定，复垦复绿后的土地尽量保证与原有的土地利用状态一致，由于万山区降雨丰富，对有耕作条件的矿山开采平台等主要考虑复垦为耕地，没有耕种条件的边坡主要考虑复林或复绿。针对矿山开采造成的耕地、林地破坏及遗留废弃建筑物和设备、石渣堆放、崩塌零星掉块等问题，对区内历史遗留矿山采取的总体修复方案为坡面危岩清理+挂设土工格栅+种植爬藤植物复绿+建构筑物拆除+场地清理整平+覆土复垦复绿，以恢复生态，美化环境。对于矿山开采形成的陡坡、平台及其他类型问题，主要采取的工程布置为：（1）陡倾边坡区域：危岩体清理+挂设土工格栅+坡脚、坡顶种植爬藤植物；（2）平缓工业场地及开采平台区域：拆除遗留建筑或设备+场地清理整平+覆土复垦或覆土复绿（植树种草）；（3）周边、道路两侧等零星裸露面植树修复。3.2 修复工程分项措施通过实地核查，区内历史遗留矿山生态修复范围包括矿山开采面、开采平台、采坑、砂石堆渣区、建构筑物遗留区、地表植被破坏区、工业广场压占区、矿山公路损毁区等。结合现场调查情况和相关规范，对区内历史遗留矿山进行分区治理，主要分区为矿山开采面、矿山开采平台及工业广场、已自然复绿区域。3.2.1 矿山开采面对矿山开采形成的临空面采用坡面清理方式进行处理，即对矿山开采形成的边坡、陡崖上的危岩、松散岩体进行削方清除，确保生态恢复治理施工安全，便于后续修复工程的实施。此类危岩体为矿山开采形成的整体或局部坡面岩体，较为松散、破碎，不具备支护条件或支护难度太大，故对坡面采用清理、清危、局部削方等方式进行处理，严格按照“从上至下、由外到内、层层剥离”的方法进行，原则上采用人工削方，对局部零星危岩体，在条件允许的情况下可以岩石预裂机、风镐机等机械辅助削方，严禁采用松动爆破等方法，单次削方块体体积不宜超过0.3 m3，建议单次削方块体尺寸小于0.5 m0.5 m1.0 m（长宽高）。另外，在坡脚缓平台地带以及下部斜坡地带，对由于开采、长期裸露坡面局部变形、零星崩落的松石、孤石、渣体进行场地清理整平，尽量避免外运。矿山开采形成的边坡、陡崖较为陡峭，无法覆土，植被存活不易，因此，在矿山开挖形成的陡崖坡顶或坡脚栽植爬藤植物。由于爬藤植物的攀爬能力有限，在坡体上挂设土工格栅，有利于爬藤植物的生长。对整个开采区边坡、陡崖进现代盐化工 经验与技术-68-第3期2023年6月No.3June，2023行复绿，可采用油麻藤、葛藤、爬山虎等属于当地攀爬及生长能力较强的绿色爬藤植物。爬藤植物长100150 cm，每隔50 cm种植一株。在种植前，需以46%尿素、60%磷酸铵施作底肥（100 g/株），同时拌入保水剂（10 g/株）。若存在马道或开采平台、区域，覆土3050 cm，人工花草混播，并在内侧种植爬藤。3.2.2 矿山开采平台及工业广场矿山开采平台及工业广场恢复治理主要是对开采平台、采坑、废弃建筑物、砂石堆渣区及硬化路面等进行治理，在进行生态修复时，首先对矿区内废弃、旧厂房及设备进行拆除，再对采坑、采掘平台、运输便道、渣场等地面不平整或硬化位置采用机械或人工回填整理、整平，便于下一步工程的实施。工业广场建筑物及开采平台内设备拆除后运送至政府指定地点进行分类处理，运距在10 km内；回填土石方应就地取材，减少外运，尽量选用弃土弃渣，原则上不新增破坏；场地整理主要为采坑回填、场地整平等。以挖掘机、推土机配合，用矿山开采形成的弃渣对采坑进行回填，要求每0.5 m厚分层碾压，对于矿场凹凸不平区域，辅以挖掘机、推土机配合整平。场地清理整平后地面坡度原则上不得大于5，斜坡区（如堆渣体等）坡度不得大于40。对工业广场已硬化区域进行机械破碎，形成的块碎石尽量用于坑道回填等。开采平台和工业广场处理整平后，对采坑、采掘平台、运输便道、渣场等根据占损土地类型进行覆土复耕、复林。复耕覆土厚0.5 m，砌筑石埂以防水土流失。覆土后人工播撒菜籽，每公顷播撒50 kg。复林覆土厚0.30.5 m，通过种植乔木或灌木、播种花草进行绿化修复。乔木可采用柏木、刺槐、楠树等适应当地环境的苗木平均混合种植，乔木高度为1.52.0 m，树径不小于5 cm，种植间距为3.0 m3.0 m，乔木种植土方开挖坑道大小为0.4 m0.5 m0.5 m（长宽深）。灌木种类宜选取适应当地环境及气候且生长较快、生命力顽强的种类，如常青、红叶石楠、刺槐等。灌木栽植密度根据灌木类型确定（种植间距为0.3、0.5、1.0、2.0、3.0 m），灌木冠幅50 cm，挖坑种植灌木，所挖穴坑的直径要比土坨稍大，基肥使用堆肥或饼肥。本次花草混播拟采用人工撒播种子，每公顷播撒80 kg，选用成活率高、生长快、适应力强的种子。对整平后的地面进行覆土，土壤应具有较好的肥力，土壤环境质量符合GB 156182018 土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）规定的类土壤环境质量标准。客土土源选取就近建设工程耕作层弃土，结合万山区各乡镇的规划建设，覆土可由集镇建设项目取土，取土征地可由当地政府协调解决，最终土方运距可据实签证、决算，初步估算运距10 km。场地整平后，对场区进行覆土复绿，由于场区所处位置相对较高，缺少水源补给、灌溉，以大气降雨补给为主，为保证绿植成活率及复绿效果，覆土厚度为0.30.5 m。3.2.3 已自然复绿区域对历史遗留矿山周边、道路两侧等零星裸露面范围较小且正在长草、对自然复绿较好的区块，以自然修复为主；对植被生长不好的自然复绿区域采用补种补育进行复绿。4 结语锦江右岸万山区历史遗留矿山生态修复工程项目的实施可以改变矿区较差的生产与生活环境，使矿区的地质环境状况有明显的改善、矿区生态环境明显好转。对原矿区裸露的地表进行覆土及复绿，经过治理与恢复，风蚀石化得到根本控制，裸露地表植被得以修复，植被能够附着生长，生态功能得到恢复。经过治理后，土壤结构被改善，提高了土地的抗冲、抗蚀能力。部分矿山紧靠公路，矿区开采造成大量裸露地表，严重破坏了该段公路沿线的自然景观，生态修复后裸露地表大面积修复，极大程度地改善了该段公路沿线的自然景观。历史遗留矿山生态修复工程项目的实施保证了治理区内人民的生命财产安全，尽可能消除了可能直接造成人员伤亡的地质灾害隐患，体现了“以人为本”的原则，是一件利国、利民、利企，功在当代、利在千秋的大业。参考文献1 刘顺峰.浅析历史遗留废弃矿山生态修复J.西部资源，2021（6）：81-83.2 雷英杰.矿山生态修复，复的是什么J.环境经济新环境，2014（8）：15-20.3 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