露天开采矿山植被恢复策略与方法

2020-02-16刘群星邱学尧

有色金属设计 2020年2期

刘群星，邱学尧

(1.云南省生态环境工程评估中心，云南昆明 650000；2.昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南昆明 650000)

0 引言

目前，我国现存的地表矿山数量急剧下降，在矿山开采过程中出现的环境问题日益突出。矿产开采使得地表完整性遭到破坏，后期恢复困难。常见的矿山开采遗留问题表现为水土流失、山体滑坡等地质灾害。矿山地质灾害高发的原因在于开采方式不合理，追求眼前的经济效益，忽视对环境的破坏。十八大以来，党中央重点关注环境污染与植被破坏问题，矿山植被恢复再一次成为了社会热点话题。

1 露天开采矿山特点

1.1 地形复杂

矿上开采完成后，没有对深坑进行及时回填，同时，矿山周边的植被遭到严重破坏。地形复杂、地面不平坦。在降水期排水不畅，极易造成山体滑坡和泥石流。一方面，矿山开采完成后没有进行及时回填，对地面进行平整；另一方面没有做好矿山的排水和涵养水源工作。这就导致矿山表面含水量低，不利于后期植被的生长。

1.2 土壤成分复杂

受到矿山开采工艺和开采流程的影响，开挖过程中底层土壤被暴露在地表，深层土微量元素含量大，尤其是在重金属矿中，深层土壤中存在大量重金属元素及其化合物。这种土壤不利于植被生长。此外，在矿产开采过程中会产生大量的工业废水，容易造成土壤酸化和土地盐碱化。

1.3 地表沙石颗粒大

以金属矿的开采为例，大多数金属通常附着在岩层上，在矿石与岩层的剥离过程中会产生大量的石子和大颗粒岩石碎块，土壤较少。因此一般金属矿山开采完成后，露天矿山中仍然可见大量石头渣滓。

1.4 周边环境破坏严重

地表矿山开采后造成的环境破坏问题不仅仅集中在主矿山，还会对周边地区环境产生破坏。矿山一般出现在偏远地区，矿产资源在运输过程中会对沿线公路造成严重的负担。在长时间高强度反复碾压下，土壤间隙越来越小，植物无法扎根。

2 露天开采矿山植被恢复理念

2.1 提高植被覆盖率

矿山环境治理的关键在于植被恢复，只有保证一定的植被覆盖率才能使地表土层具备一定涵养水源的能力。同时，植被覆盖率也是衡量矿山环境治理成效的最佳标准。在矿山开采过程中造成空气污染、水污染和土地污染需要通过长时间的治理才能消除污染物对环境的负面影响。而绿色植物不仅仅具备净化空气的能力，同时还能够为众多生物提供天然的庇护。从绿植恢复到生物聚集需要相当长的时间。加强矿山植被覆盖率是提升地表强度，降低水土流失和山体滑坡灾害发生率的关键。

2.2 地表污染物清理

矿山开采完后，应当在第一时间对现场存留的有害物质进行集中处理。对于无污染的石子、大型颗粒物进行深层回填。保证地下结构恢复稳定。同时对回填后的地表土层进行综合检测。对于不适合绿植生长的地表土层进行更换，人工填土应当采取就地取材的原则，选取附近的无污染的土壤进行回填。为绿植生长准备必要的土壤环境。综合考量植被生长过程中的必须要素，例如肥沃的土壤、充足的水源和空气、适宜的温度。对于相对贫瘠的土壤，应当在地面填土的过程中在松散的土壤中混合一定量的有机肥料或化肥。同时检测土壤、空气中的含水量，确保植物生长环境适宜。

2.3 加强地质环境的稳定性

地表矿山开采的工程量大，对矿山主体的开挖极易出现山体崩塌和塌方。一方面这是由于开采不规范所导致的，另一方面则是由于后期土壤回填后，压实不彻底造成地下空洞。对于矿山主体的坡面地质结构不稳定的情况，应当使用草方格进行加固，结合具体的地形特点选择恰当的植被进行保护。

3 露天开采矿山植被恢复策略与方法

矿山环境治理应当从植被恢复和生态景观的创建两个方面进行诠释。植被恢复又分为人造绿地和天然绿地两种。人造绿地恢复周期短，美观性高，这也是目前世界各国矿山环境治理的主要措施。人造绿地主要从两个角度出发，即生长环境的准备和植物类型的选择。地表露天开采的矿山还要注意的问题是加强土层的固定，确保整体环境的稳定性。

3.1 地面恢复和改良

矿山山体在进行开采过程中不可避免的产生大量的渣土，在开采过程中应当对表层土进行单独堆放，深层土及污染严重的污染土应当运离采矿区。采取梯级分布的形式对整个矿山废墟进行平整，对坡地进行加固。矿山环境治理的第一步便是做好地形改良工作。结合周边水文环境和降水量做好必要的储水和排水工程。对强降水进行合理引导，减少对地面的冲刷。

3.2 浅层土壤回填和处理

待平面平整完成后，应当对浅层土进行回填，同时保证一定的厚度和疏松性。松散的土壤有助于植被的发芽和生长。这一阶段主要是为植物生长准备良好的土壤环境。过去，矿山治理困难的根源在于，地表土层过于坚硬或贫瘠。土壤是决定植物生长情况的重要因素。

3.3 坡面植被恢复

不同于平面上的植被恢复，坡面更容易出现受力不均所致的山体滑坡问题。此外坡面的土壤含水量普遍较低，因此植物的生长环境也更为苛刻。坡面植被恢复应当从植被覆盖率和地质稳定性两个方面考虑，一般采用草方格和毯式草皮进行植被恢复。草皮生命力顽强，密集度高，涵养水源的能力强，是坡地治理的常见植物。对于坡度较大的山坡，应当做好排水沟，引导降水流入到规定的区域。

3.4 植被的选择

人工绿化区的建设应当兼顾一定的美观性。一般在平地栽种林木、景观类灌木，在树木中间铺设草坪。在坡度较小的坡地种植草皮。在坡度较大的坡地和垂直性裸露岩层下方种植爬山虎等藤蔓类植物。此外，植物类型的选择与区域气候和种植区环境有关。例如，在西北部地区，由于空气干燥，风力较大，因此在植物的选择上应当尽量选择该地区常见植物，并建立防风墙，保护植物幼苗。总体而言，矿山植被恢复区在植被的选择上应当优先选择成活率高、生命力顽强的植物。矿区植被恢复普遍具有一定的周期性和计划性，在恢复区的整体规划上应当根据具体治理情况进行植被的丰富和繁育。

3.5 完成人造生态系统的建设

矿山植被恢复往往需要持续数年或数十年才能完成。在植物生长过程中，应当根据其具体的生长需要，对养护区进行浇水、施肥、播种。完善绿色植物的人工繁育体系，成立专门的机构负责矿区的日常维护和治理。在恢复初期，整个矿区的生态系统相对脆弱，需要人为给予一定的保护。同时，采用现代化播种、农药喷洒技术，提升植被恢复效率。