福建土地资源中露采矿山生态环境恢复治理探讨
2014-02-01连金友
连金友
(长泰县矿产资源开发总公司 福建漳州 363900)
1 论述福建露采矿山的特征所在
1.1 占用及破坏了大量土地资源
矿山开采后,排除的废渣、弃物等的堆放占用了大面积的土地资源,改变了土地利用现状和减少了土地资源,对地形、地表自然植被、农作物以及林业资源破坏严重。矿山开采对土地资源的破坏形势严峻,对矿山进行生态环境恢复与重建,对于保护耕地资源,实现可持续发展具有重要的意义[1]。
1.2 对景观的影响
露天开采主要采用的是剥离、挖损土地的模式,因此必然会改变矿场原始的地表形态。大量堆放的废弃物不仅占用了可利用的土地资源,同时也破坏了范围内的生态环境。原本绿树成荫,山清水秀的土地因为矿山的开采,变得毫无生机,徒留下寸草不生的岩石峭壁。更有甚者不计后果,趁一时之快进行凹陷式的开采,导致雨天过后形成了深坑水潭。因此矿山的开采会严重破坏周围的自然景观。
1.3 植被破坏,造成严重的水土流失
矿山的开采直接从地表进行,因此无法保证地表植被不被破坏,固体废弃物的堆放,开采机械排放的大量废气将会严重导致原生植被的毁坏,污染其植被的良好生存条件,从而导致植被的存活率急剧下降,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,疏松堆积物由于风蚀和水蚀及其自身特性,增加了地表水土的流速,更易发生移动,冲刷加剧,使得水土流失加剧。
1.4 容易诱发地质灾害
矿山开采在施工过程中,其活动幅度强烈,尤其是露天采矿,因为大量边坡的深入开采,以及残渣废物的无序堆放,极容易使山坡的地质环境遭受破坏,滑坡、崩塌等情况时有发生。另外对于开采后的废土、煤矸石石渣等如果处理不当,也很容易引起泥石流的发生。例如:1998年2月18日,福建省福鼎市白琳玄武岩矿区北坡发生大面积山体滑坡,并转化为泥石流,涉及土方量约25万m3,致使山下青楼下自然村11户房屋被压毁,死亡17人,伤10人,且使很多农田、土地和林土被毁,交通中断,直接经济损失800万元[2]。
1.5 环境污染严重
露采矿山因大多采用凹陷式开采方式,深坑因雨后会形成水潭,若将固体废弃物在水边,经降雨淋滤,废弃物中的有害物质将会被雨水过滤出来,造成水源污染。部分矿山采矿过程中会产生酸性、含悬浮物废水,亦或是含重金属污染选矿废水等,若这些废水处理不当,直接排入矿山附近及下游的山涧溪流中,或流人农田,将会严重破坏土地资源,造成农作物减产、死亡,更严重的是还会危及下游居民的饮用水卫生和生活安全。
2 探讨矿山生态环境恢复治理的措施
一般我们可以通过多土地整改,边坡防护,环境改良等措施来恢复露采矿山的生态环境。开采区裸露土地、尾矿库、排土场的林草植被恢复、地质灾害的治理、环境污染的治理,可以在一定程度上对地形,景观等进行优化设计,也可以对物种的选择及种植方式进行合理布局。
2.1 对矿山废弃地的重新整理
对矿山开采后生态环境的回复治理,其关键环节就是对土地进行整理,对方的废弃物尽量加工处理,被二次利用。土地整理必须遵循的原则就是保障坡体的稳定性以及无污染性。首先,对于开采的岩质坡面,要做到因地制宜,保证没有浮石,危石的存在,杜绝进行二次开山采矿;其次,将土地与植被完美结合,实行植树造林等根本措施;再次,矿山废弃地的植被整理可以系统的划分成局部整地和全面整地两大部分,其中局部整地又可以分成点式整地和带式整地。全面整地最大的优势在于能对土地进行全面改良,改善土质的理化性能,促进矿区植被的回复;而带式整地是一种长条状整理废弃地的模式,在山地带状整地时,带的方向应沿等高线保持水平。对于点式整地来说,大多用于地形较破碎或者是坡面较陡的情况,它具有灵活性大,省工省时等优点,但是相对来说,其改善地址条件的作用较小。
2.2 对矿山基质进行改良
矿山开采后,被剥离的表土,开采的废石,以及堆砌的劣质矿石很容易造成矿山土壤的变质。土壤作为植物生长的基质,必须对其进行改良,这是植被恢复与重建的关键。因此我们一般可以通过对土壤基质的物理结构以及其养分情况进行改善,同时除去基质中的有害化学成分使土壤基质得到改良。另外还可以实行物理、化学改良,所谓的物理海量即通过表土保护,可图覆盖的形式,利用有机改良物质来促进土壤的改良;化学改良则指的是通过添加营养物质、化学物质吸收重金属,已达到改变土壤酸性的目的。
2.3 对地质灾害的有效治理
2.3.1 对泥石流的相关防治
矿区泥石流是老矿区一种教常见的地质灾害。通常是因为人为采矿活动制造的矿渣、山皮土等未能科学有序存放而引起的。那么如何防治矿区泥石流灾害的发生呢?经笔者总结,主要需从两方面开始:①清除泥石流的相关物源;②杜绝泥石流的水源激发条件。新建矿山要避免出现泥石流物源的乱堆乱放,事先设计出合理的废渣弃土的安全存放地带。对已存在废渣弃土的生产矿山,则需积极采取相应的处理措施。例如将杂乱分布在坡岗上的泥石流物源,填入沟谷中,造田复垦;在大量泥石流物源存在的沟谷下端,修筑拦砂坝。疏通矿区排水系统,使暴雨洪流避开废渣弃土地段;非经过物源地段不可时,应修筑排洪明渠,设计流量应能承受百年一遇的洪流,并同时做好护坡,控制水土流失。
2.3.2 对山体滑坡进行防治
矿区滑坡灾害的防治措施需要根据具体成因确定。矿区山体滑坡可划分为:采矿诱发型和降雨采动复合型滑坡。具体防治工程措施的技术要求亦应因地制宜:①优化采矿方案;②降低坡髙、坡角;③抗滑桩、锚索(杆)等加固;④在主滑段削方减载;⑤在有效部位建设阻挡工程;⑥设计相应的排水、防水工程。在滑坡防治工程方案中,应注意避免施工中的扰动作用,例如抗滑挡墙施工中的通槽开挖。抗滑挡墙一般采用混凝土结构治理中、小型滑坡。抗滑桩一定要保证桩身有足够的强度和锚固深度,桩高和桩间距要根据滑坡体的规模、滑动层的厚度设计。抗滑桩施工方法主要有打入法、钻孔法、挖孔法三种。基岩完整、具有软弱结构面的滑坡,宜采用锚固方式进行治理。设计锚固方法应根据滑坡体的规模、岩性、危险程度、发展阶段据实测算选择。
2.4 对矿山植被进行恢复
2.4.1 优良树种的正确选择
要想矿山的生态环境得到有效改良,植被恢复是关键。因为自然生态系统的恢复的前提通常都是绿色植被先得到恢复,故根据具体环境条件选择适宜的树种是生态恢复的关键技术之一。造林树种的选择应遵循以下基本原则:
原则之一:生态适应性,即通过对所在区域的生态环境诸如气候、水文、土壤、植被等各因素进行调查,然后在此基础上,对乡土植物种类和适应当地环境条件的物种进行优先选择。
原则之二:抗逆性,露采矿区通常都地势地条件比较恶劣,因此一定要根据实际的地理情况来选择抗旱性、耐瘠薄、抗寒性、耐高温性强的抗逆性植物种类。
原则之三:植被的相融性,对植被进行选择时,要充分考虑各物种之间的生态特性,以防产生生存竞争的矛盾。从而促进人工植入的植被间能相互补充,相互整合。
原则之四:经济适用性,植被的种植,应选用来源充足,发芽力强的植被种子。因为此植被种类能大量繁殖,且育苗简单。另外还要注意植物种类的耐寒抗旱性,以及抵抗病虫害和其他恶劣环境的性能。
原则之五:生物的多样性,尽量使灌木、乔木、草本、藤本植物实行多种类,多层次的组合,唯有这样才有利于复合型植物群的稳定形成。
2.4.2 造林技术模式的选择
根据不同的地质条件,需要根据因地制宜,适第适树的基本原则选择不同的造林技术模式。
首先,为了保证尾矿库的安全性及稳固不垮塌性能,在实行尾矿库边坡造林之前要保证坡度削在35°以下,若采用的是台阶式削坡措施,则每个台阶宽度要保持在2~10m,待削坡工程完成后再以等高线为行向直接造林。
其次,为确保排土场的坡体稳固,必须是坡体降至35°以下,并将场内的大石块移其他地方进行固定,为林木成活与生长营造出优越的物质条件。
最后,对于采矿坑来说,基本没有适合植物生长的合适土壤,因此只能在斜坡基部挖宽深各1m的深沟,再用其它地方的土壤进行填埋,并在斜坡基部要堆积出1m以上的新土壤后方可进行造林。
2.5 环境污染的修复
矿山环境污染的治理包括废水的治理、废气的治理和废渣的处理等,为防止废水废液对对生态环境的破坏,目前需要从工艺改革、设备更新、减少废水和污染物排放,提高水的利用率和将废水作为一种资源综合利用等方面进行治理。对矿山废渣的处理重要还是加大尾矿、废渣的循环利用,这也是一项保护环境、保护一次原料、促进增产节约的有效措施[4]。
综上所述,矿山生态恢复工作是一项繁杂的系统工程,需要根据不同的情况因地制宜,用最小的经济投入,换取最大的矿山生态治理效果。走开发利用矿产资源的同时保护好生态环境的路线,是落实科学发展观,实行经济社会可持续发展的重要环节。加强矿产资源规划的实施力度,不断调整优化矿山布局,贯彻落实在生产中边开发边治理政策,可在很大程度上减少水土流失、改善生态环境,真正实现资源开发与生态环境保护的双赢。
[1]杨晓艳,等.我国矿山废弃地的生态恢复与重建,矿业快报,2008(10):22-24.
[2]姜宏汝,等:福建省矿山生态环境现状与恢复治理研究,资源与产业,2008(6):80-82.
[3]杨期和,等.粤东北矿山废弃地植被恢复模式探讨,亚热带植物科学,2012,41(1):10-14.
[4]阮善菊,等.露天矿山的生态问题及解决对策探讨,现代矿业,2010(8):81-84.