矿山废弃土地修复及再利用规划

2018-04-04曲少东

乡村科技 2018年1期

曲少东

（陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安 710075）

土地资源是人类赖以生存的基础，但是，基于我国严重的人口压力及仍待提高的资源开发利用技术，使得土地资源的高效利用还需要进一步挖掘。目前，随着工业化和城市化进程的提速，土地资源的利用效率不断提高，并将农业化用地高效地转化为非农业用地、商业用地［1］。矿产资源及铁路、公路的大力开发，也使得土地资源被大量占用。人口及经济的持续发展与土地资源的平衡，成为了目前有待解决的问题。

在工业化和城市化发展的过程中，对土地资源的利用和污染是不可避免的。因此，对于土地资源的修复和再次利用，成为了目前许多国家和地区着眼解决的难题［2］。矿产资源作为社会经济和科技发展的物质保障，在工业化发展进程中发挥着非常重要的作用，如陕北、陕西的煤炭资源，黑龙江、内蒙古铜矿资源，辽宁、冀东铁矿资源，山西煤层气资源等。我国是世界上为数不多的、矿产资源种类较齐全的、矿产自给程度较高的国家之一，一部分矿种（矿组）的储量名列世界前茅或首位［3］。

但是，矿产资源的开发对环境造成了一定程度的影响，如环境污染、大气和水污染，影响矿山自然环境，并产生了诸多的地质环境问题，影响着人类的生活和生产劳动。因此，对资源的合理开发利用以及对环境污染的修复必须协同进行。在矿山开发完后，对污染土地进行修复和再次利用，具有非常重要的现实意义。

1 矿区地质环境问题

1.1 地面塌陷与裂缝

由于矿产的开采，导致地面塌陷，地表出现明显塌陷坑。地面塌陷产生过程速度缓慢、无规律，不易提前发觉，而且具有较强的突发性、隐蔽性和有声有震特点。形成坍塌的原因主要为埋深较浅，不合理开采。塌陷坑一般为椭圆形状，深度不一，见图1。

图1 矿区地面塌陷

地裂缝也会在塌陷区伴随产生，其产状和走向也无规律，裂缝的产生使得降雨能渗透到地层内，给矿产生产带来安全隐患，见图2。

图2 矿区地面裂缝

1.2 自然环境及生态破坏

矿区开发过程中会产生大量的废石，需要进行加工和堆放，因此，会造成大面积的自然地域被占用和破坏。废石对土地的占用，使得土地地表植被被毁坏，导致植被贫瘠，进而引起小范围生态系统失衡。同时，由于降雨等其余自然因素的影响，更加容易产生山体滑坡、泥石流，造成次生灾害［4］。

1.3 废弃矿井安全隐患

大部分矿井都深挖于地下，在地面会有矿洞出露，有斜井也有竖井。矿井废弃后，若对洞口未进行有效的回填封堵，会给人畜及野生动物带来极大的安全隐患。

1.4 搬迁废地

由于矿产资源的大规模开发，使得部分地区出现塌陷，造成人居环境被破坏，甚至引起房屋、农耕、交通道路等被破坏。必要时，需要对所在区域的人员进行搬迁和安置，搬迁后的居民废弃用地、破损房屋设施占用了大量土地，不仅造成了一定的经济损失，而且带来了废弃地面貌复原的不良影响。

2 土地修复措施

2.1 不同区域的修复措施

矿山地质环境的修复，主要包括采空区、生产区域和搬迁废地三部分。

2.1.1 采空区。采空区是由于矿区内的资源经过长时间、大规模的采矿活动而被采掘殆尽后形成的。矿山挖掘过程中会产生大量的矿道和采空区域，废弃后长久没有进行维护，内部会产生坍塌，对整个矿洞进行回填难度较大，也不可能实现。一般常规的处理方法是进行打孔投料和灌泥浆，以保护周边自然区域、道路、河道等。

通过投料孔可以将矿区采出的废石矿渣向矿洞内投放，并用水泥浆进行打压，提高支撑强度，并防止地面坍塌的发生。投料灌浆工艺完成后，在其范围内地表进行土壤层的覆盖，并进行压实，并与周围地表环境持平，最后对其进行绿化和耕种，恢复原先植被覆盖。

2.1.2 生产区域。一般矿坑矿洞的废弃，需要对主副井和风井进行封堵，回填原料为采出的废石，并在矿洞口周围建立挡土墙，然后进行回填，回填完毕时需要进行压实，确保回填效果。之后在回填区域地表覆盖土壤，种植植被，以恢复原始地貌。

矿场废石大部分可进行回填矿洞，剩余部分可用于其他工程处理。废石的回填具有很大的作用，不仅可以高效利用，减少土地的占用，而且能有效降低生态环境污染。因为矿石成分复杂，其中所含矿物成分较多，因此能极大地降低对人畜的危害。

2.1.3 搬迁废地。受矿区地质灾害影响而搬迁后的居民建筑设施，影响市容景观环境。可以进行人工拆除，再对废弃建筑垃圾进行拉运，用于铺设道路或者回填塌陷区域。废弃区域进行推土机铲平，压实后覆盖土壤，并种植植被来恢复地貌。

2.2 不同地质环境问题的修复措施

2.2.1 土壤修复。可在原来的土地上施加营养元素来调节土壤的养分，如加入氮磷钾肥料来提升土壤质量；种植能恢复土壤环境的植被；对土壤进行松动，种植新物种，从而提高植被的覆盖率。或者直接从其余地方运来土壤，进行地表土壤的填埋并进行疏松处理，然后种植植被。

2.2.2 水环境修复。矿产开发过程会对地表水、地下水、土壤水分造成一定程度的污染，利用较好的土层或沙质土层进行修复，并规划为林地或耕地；塌陷坑较大较深的区块，可以作为鱼塘或蓄水池。

2.2.3 生态修复。生态修复是指利用某些特殊植被来吸收和沉淀土壤中的重金属物质，降低此类重金属物质的生物流动以及有效阻止其流入水环境系统，避免污染扩大，减少对人类和自然环境的危害。

例如，中科院南京土壤研究所研究员吴龙华课题组针对我国大面积农田土壤锌镉污染问题，利用课题组筛选和鉴定的锌镉超积累植物，开展了多年的室内外试验研究［5］。伴矿景天（Sedum plumbizincicola）是锌镉超积累植物，并且是景天科植物的一个新种。连续4年应用伴矿景天对不同锌镉污染程度的农田土壤进行连续吸取修复，随着修复次数的增加，植物对镉及低污染土壤上锌的吸收量呈降低趋势，见图3。