浅议孟家河露天开采石材矿区土地复垦与生态恢复

段仓熊

摘 要 矿山土地复垦和生态恢复是绿色矿山建设和矿区经济绿色发展的重中之重。基于此，以陕西省汉中市略阳县孟家河饰面用大理石矿区为对象，结合实际，探讨了露天石材开采对矿区土地和生态环境的影响，提出了土地复垦及生态恢复的技术措施，旨在使矿山开采周期内受损土地能得到合理利用，使矿区生态环境得到有效恢复，进而促进矿山实现可持续发展。

关键词 石材;矿区;土地复垦;生态恢复

中图分类号：TD88 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.11.084

石材矿山在工程建设和矿体露天开采周期中会造成土地挖损、压占损毁、土壤污染、地表水和地下水污染、水土流失以及地形地貌景观破坏等问题，引发滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，严重威胁着区域生态安全和人员安全，制约着区域经济和社会发展，阻碍了生态文明建设[1]。而矿区土地复垦与生态恢复工作是将采矿损毁的土地和生态环境进行恢复治理，使其达到等同于或优于采矿前的土地利用和生态环境状态，不仅能使土地资源得到合理利用，而且能够保护环境、促进生态良性循环，是现阶段我国倡导的绿色矿山建设和矿区经济绿色发展的要领[2]。基于此，以汉中市略阳县孟家河饰面用大理石矿区为对象，探讨矿区土地复垦及生态恢复技术，以促进土地资源的可持续发展。

1 孟家河大理石矿区概况

矿区位于秦岭西端，属汉中市略阳县观音寺镇孟家河村管辖，直距27 km。区内山高沟深，地形起伏大，高差极为悬殊，悬崖陡壁随处可见，岗岭起伏较缓，杂灌纵生，森林覆盖率高，沟谷纵横。气候类型为北亚热带湿润气候，四季分明，温暖湿润，雨量充沛。土壤类型为黄棕壤土，土体呈黄褐色，质地为亚砂土、亚黏土，土层厚度在0.2～1.0 m，弱酸性（pH为6.6～6.9），有机质（3.150%～3.199%）偏低，全氮含量中等偏低，磷、钾养分含量较丰富。区域植被发育以天然植被为主，覆盖区域达到75%以上，植被类型主要为山地落叶阔叶和常绿阔叶混交林，其次为灌丛和草丛。

矿山开采矿种为饰面用大理石，采用露天开采方式，自上而下分臺阶开采。矿区内由北而南有Ⅰ、Ⅱ两个矿体，规划开采年限18年。目前，矿山处于基建时期，未进行正式开采，仅对Ⅰ矿体和Ⅱ矿体西端进行了少量剥离和试采。地面拟建生活办公区、工业场地、矿山公路、排渣场。

2 土地及生态环境受损分析

露天开采石材会引发土地损毁、地表植被破坏、地形地貌景观破坏、含水层及水土环境破坏、地质灾害以及生物多样性减少等土地及生态环境问题。

孟家河矿区前期进行了少量剥离和试采，试采区已对土地造成挖损，渣堆也造成了土地压占。待正式生产后，矿山开采将会造成大量土地挖损，地面拟建的生活办公区、工业场地、矿山公路以及排渣场也将对土地带来挖损或压占破坏[3]。结合实际，矿区土地受损分析结果见表1。

由于矿山建设工程及采矿活动，局部地段形成了高陡边坡，在长期雨水侵蚀和风化作用下，导致覆盖层及强风化层工程力学性质差，会引发局部小型滑坡、崩塌地质灾害发生。矿区开采过程中会形成大量剥离弃渣，虽然针对弃渣修建了排渣场，但后期排渣场堆积弃渣方量较大，在强降雨条件下，易形成泥石流地质灾害。矿山建设工程及采矿活动大量开挖矿体，会形成大面积的采空区以及基建设施修筑，严重破坏地形地貌景观。矿体开采最低标高950 m，位于矿区侵蚀基准面（710 m）以上，矿体开采层为白色厚层状大理岩，矿物成分无放射性物质，无有毒有害等元素，采出矿石不经过选矿过程，因此采矿活动对地下水影响较小，对区内及周围生产生活供水影响较小，但在开采过程中剥离表层土壤将对原土壤的结构和层次造成破坏，使其丧失抗侵蚀能力，在遇强降雨时易引发水土流失。

3 土地复垦及生态恢复的技术措施

3.1 土地复垦

3.1.1 土壤重构

1）Ⅰ、Ⅱ号露天采场、矿山公路土壤重构。矿山为露天自上而下台阶式开采，开采过程中首先进行矿体上部的剥离工作，剥离物主要为耕植土、少量碎石，经筛选将少量碎石运至排渣场，耕植土通过矿山公路运至上个开采台阶存放，随着开采台阶依次堆放，清除场地中残留的杂物，人工整平复垦场地。由于场地土壤容重大，土质较瘠薄，肥力不足，需要对其进行土壤改良，改良的方法为每公顷施150 kg无机复合化肥。2）排渣场、工业场地、生活办公区土壤重构。清理废渣后，对场地进行平整，平整后对场地土壤进行翻耕，翻耕厚度≥30 cm，覆土有效厚度约0.5 m。土地复垦时，先在平台面均匀铺设农作物秸秆，每公顷用量为10 000 kg，农作物秸秆可从当地收购。然后从排渣场（弃土区）取土运输至复垦地，进行表土覆盖，覆土厚度50 cm。从排渣场运来的表土经过长时间堆存，土壤养分部分流失，需要采取一定的措施进行土壤改良培肥，一般2～3年就能有效恢复地力，达到高产稳产[4]。通常可采用增施无机化肥、轮作倒茬、用养结合和秸秆还田措施提高土壤肥力。复垦施工期每公顷施150 kg无机复合肥，后三年管护期增施无机复合肥300 kg·hm-2，也可增施有机肥料，但未经腐熟处理的畜禽粪便不可直接施入耕地，腐熟处理后的人粪尿可以作耕地基肥。秸秆经机械粉碎后，均匀抛撒、翻耕到土壤中，可疏松土壤，增加土壤有机质含量，改善土壤理化性状和保水保肥的能力，提高农作物产量，秸秆用量为10 t·hm-2。

3.1.2 植被重建

在Ⅰ、Ⅱ号露天采场复垦区穴植1年生刺槐，设计行距2 m，株距2 m，覆土有效厚度为0.3 m，种树时间为每年的3—4月，每年进行补植。林间适当撒播白三叶、紫花苜蓿、草木樨等草本植物以增加复垦区生物的多样性。排渣场、工业场地、生活办公区根据当地实际种植玉米、大豆等经济作物[5]。

3.2 含水层破坏修复

矿山开采最低标高高于当地侵蚀基准面，因此采矿活动未造成区域含水层水位下降。且矿区生活污水排放量小，对地下含水结构、水位及水土环境状况影响较小，不易造成矿区及周边地下含水层结构破坏、水位下降、水土环境污染，因此对地下含水层的保护以预防和监测为主，主要采取自然恢复。

3.3 水土环境污染修复

矿山开采及加工均在当地最低侵蚀基准面以上，基本不存在地下水污染，且采出矿体不经过选矿工艺直接加工进行运输销售，凿岩、采装时采用喷雾水方法降尘，用密闭车厢运输石料，以防止扬砂、掉块，影响大气环境，除废石废渣外无其他影响环境的污染源存在。矿区生活办公区生活废水排放入污水处理池内，处理后用于矿区生产洒水降尘。生活垃圾应定点集中堆放，及时就地挖坑掩埋处理，防止对水体等造成二次污染。矿山属中型矿山，日常办公人数不多，所产生的生活废水及生活垃圾较少，对当地水土环境影响较小，因此水土环境修复主要采用自然恢复。

3.4 地质灾害防治

为防治泥石流灾害，矿山基建阶段需将试采期间堆积在沟道的弃渣及后期矿山开采产生的废渣按要求运至拟建排渣场堆置，并在排渣场的下方修建重力式浆砌石挡渣墙，在坝体下方预留泄水暗渠，在挡渣墙内设置排渗孔，每隔2.5 m高度设置一排渗孔，直径为10 cm，每排10个。挡渣墙长度约30 m，高10 m，顶宽5 m，采用M7.5浆砌块石砌筑，外坡坡比为1∶1.5，内坡比1∶1，挡墙基础坐落在新鲜基岩上。为防止大气降水汇入排渣场引发地质灾害，应在排渣场外围及Ⅰ号采场顶部修建截排水渠，部分地段水渠坡度较大时采取人工加粗或底流式消能措施[6]。排渣场及Ⅰ号露天采场周边截水沟净断面为梯形，底宽0.5 m，顶宽0.8 m，两侧内坡比为1∶0.3，渠深0.6 m，均采用C15混凝土支护，支护厚度0.1 m。矿山闭采后对排渣场进行覆土回填，以恢复植被，进而恢复矿山自然环境。

4 结语

孟家河石材矿露天开采造成了矿区土地挖损和压占破坏，同时引发了矿区地表植被破坏、地形地貌景观破坏、含水层及水土环境破坏以及地质灾害等生态环境问题。针对以上问题，应采取土壤重构、植被重建、含水层修复、水土环境修复及地质灾害防治技术措施，有效指导矿区土地复垦及生态重建，促进矿区可持续发展，推进绿色矿山建设和矿区经济绿色发展。

参考文献：

[1] 冯国宝.煤矿废弃地的治理与生态恢复[M].北京：中国农业出版社，2009.

[2] 胡振琪.土地复垦与生态重建[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.

[3] 方星.矿山土地复垦理论与方法[M].北京：地质出版社，2015.

[4] 张磊，才庆祥，彭竹.大型露天矿土地复垦和生态重建技术初探[J].露天采矿技术，2008（3）：51-53，57.

[5] 程梦云，刘国勇.土地复垦与生态修复技术在西南重晶石矿山中的应用[J].现代农业科技，2012（11）：242-243.

[6] 苏衍江，郭立新.浅谈宋集屯露天矿土地复垦与生态重建[J].露天采矿技术，2008（2）：54-55.

（責任编辑：刘昀）