露天矿山生态环境综合治理途径分析及实例

刘 聪

(凤阳琅琊山矿业股份有限公司)

矿产资源是一个国家发展的基础，我国资源种类齐全，矿产品自给率约占80%；但我国小型矿山比较多，在开采过程中存在监管困难，在开发和利用中存在开采破坏性大、环境污染严重、资源利用率低的现象，不但资源浪费严重，而且影响了周边居民的正常生产生活，同时也对周边的生态环境造成了不可逆的破坏[1]。

部分矿山在开采过程中取得了良好的经济效益，但法律意识淡薄，存在快速回收成本，未认真履行企业的主体责任，对《矿山地质环境恢复治理与土地复垦方案》等相关责任执行效果较差，未做到边开采、边治理，造成矿权到期，企业消亡，生态环境破坏，地方政府买单的现象。废弃矿山将可能引发一系列的环境问题，造成矿区地面塌陷、滑坡、泥石流等地质灾害，地下水资源及其含水层破坏等，损害了生态环境，破坏了人类的生活环境，违背了可持续发展观。

1 矿山生态环境综合治理措施

(1)加强政策引导、强化监管，促进矿山升级。在治理修复废弃矿山的同时，结合当地供给关系的现状，在满足市场的基础上，控制资源型企业规模，淘汰生产及设备落后企业。强化监督，督促企业落实主体责任，认真履行环境治理与土地复垦方案，同时明确矿山地质环境治理保证金返还管理与验收标准制度，做到源头控制引导[2]。

(2)加快矿山环境治理技术的科研与转化。利用现阶段矿山发展的优良时机，鼓励企业增加研发投资，提高资源利用率。开展尾矿利用研究，回收尾矿中其他有价元素，把尾矿加工成高附加值及高技术的新型产品，进一步挖掘矿石的剩余价值，减少不可再生资源的消耗。

(3)鼓励产业集群发展，提高矿产资源核心价值，提供治理经济基础。非建筑类的矿产资源，逐步加强资源整合，优化核心资源的配置，主动引导下游产业进驻资源产地，实现深加工产业链。对于核心原料矿产资源丰富的地区，要尽快将资源优势转化为产业优势，增加整合力度，实现资源规模化生产。根据资源特色，建设以矿产开发利用为基础的产业集群，从研发到集中生产构建较为完整齐全的产业链，形成产业核心竞争力，最大限度地提高矿产资源的价值，逐步形成开发、利用、治理的良性循环。

2 矿山生态环境修复治理技术

露天矿山要按照边开采、边治理的开采思路，积极向恢复自然生态的治理方向迈进。开采过程中企业要更好地提供人力、物力，保障地质环境治理效果。现阶段我国采用的边坡治理方式主要有生态袋柔性边坡绿化防护型、缓坡覆土型、分层台阶型、植生袋植生盘型、堆土袋型、客土喷播型，其他还有四旁绿化法、藤本攀缘法、暗台阶复土法、框架法、直升飞机喷播法、原生植物移植法以及复草皮法、抗侵蚀被、网席法等多种形式[3]。

某露天矿山最终边坡采用了客土喷播绿化治理，取得了较好的治理成果，边坡坍塌等地质灾害基本得到了遏制，达到了青山绿水的良好生态效果，其治理前后对比见图1。

图1 某矿山治理前后对比

3 矿山边坡特点及治理实例

3.1 露天采场边坡特点

露天矿山在进行生态环境治理时，首先要防止边坡坍塌及其地质灾害的发生，然后才是复垦绿化，最终达到生态治理修复的目的。露天矿山一般具有以下特点：

(1)露天矿最终边坡成型后，高且陡，高度一般几十米到几百米，走向一般为数公里，因而边坡暴露的岩层多，一般坡面角大，多为陡坡，少部分坍塌后会与地面垂直或呈伞檐状。

(2)露天矿山最终边坡是自上而下逐步形成，矿山服务年限越长，上部最终边坡裸露时限越长，受到自然侵蚀破坏越严重，同时下部边坡则受到的压力越大，因此上下部边坡的稳定要求不相同。

(3)露天矿山地质环境复杂，矿石中常伴有夹石层、夹泥层，导致形成的最终边坡坡面结构不均匀，裸露状态下受到雨水冲刷遭到的破坏程度也不相同，软弱处极易产生崩落、散落、座落、坍塌和滑动等地质灾害。

(4)露天矿山最终边坡成型方式一般有光面爆破、预裂爆破或机械修整等形式。在此过程中，不可避免地对岩石应力场产生扰动，改变了岩石的应力平衡状态，破坏了岩体的完整性，降低了岩体强度。同时，使岩石直接暴露于空气中受风雨的侵蚀，进一步导致最终边坡产生变形破坏，致使岩石易失稳坍塌。

3.2 某矿山最终边坡客土喷播治理实例3.2.1 最终边坡治理设计原则

结合矿山的具体情况和地质条件及施工现场的可行性等因素，喷播工程设计主要原则为：

(1)消除灾害、安全优先的原则。通过工程治理，治理区存在的或潜在的崩塌等地质灾害得到有效治理，基本消除矿山边坡的地质灾害隐患，保证矿山的边坡稳定。

(2)因地制宜、技术可行的原则。根据边坡坡面的具体情况，针对现有的地形条件，采用适合各个地段特点的技术方法进行综合治理。

(3)坚持技术导向的原则。在项目实施过程中，采用科学的施工方案和先进的工艺技术，探索适合本地气候条件、地质环境条件等综合因素的技术路线和方法。

(4)生态效益统一性原则。通过科学有效的治理，把治理区与周边环境相融合，形成一个有机的生态环境体系。

3.2.2 坡面清理与敷设金属网

某矿山最终边坡坡面呈阶梯状，坡度较陡，不宜采用机械清坡，使用人工清除斜坡表面松散块石、浮土，确保坡面整洁干净，适合植被乔木灌木生存。采用镀锌铁丝网，规格为φ2.0 mm，网孔5 cm×5 cm，网宽200 cm。将镀锌铁丝网向坡顶上方延伸80 cm以上，用锚固件固定。坡顶固定好后，自上而下挂网，搭接距离不小于10 cm；网面和坡面间应均匀一致保持4～5 cm空隙。坡面岩质采用铁质锚固件；土质或碎石坡面采用木质锚固件。

3.2.3 喷射混合基材

(1)培养基。当地土、砂、有机质按一定比例掺和搅拌，形成物理和化学稳定性好的改良土壤，经高稳离子反应后确保土壤培养基质量。根据治理区岩质酸碱性，采用对植被无损害的弱酸碱性的物质中和，使培养基更有利于植被生长。

(2)植物纤维及复合纤维料。为了增加土壤培养基的强度和保水性，同时增强适合植物生长的缓释肥，加入复合性纤维。植物纤维吸水性良好，添加后使土壤颗粒的连接作用更加紧密，对土壤培养基起加固及稳定的作用。

(3)土壤稳定剂。土壤稳定剂由天然植物性油脂的诱导体组成，施工时对混合基材反应起促进作用，形成稳定的土壤培养基。

(4)种子。根据不同的绿化目标，选择不同种子的配合比，多选择抗性好、对环境承受能力强、适合本地生长的乡土种子。采用冷季型草和暖季型草结合，豆科和非豆科结合，落叶植物和常绿植物结合，外来种与乡土种恰当组合，主要以灌木为主。栽植植物按适地适树原则混合分散种植，以营造自然野生式景观。

(5)客土喷播作业。将喷播材料通过相应的机械设备分层喷播到坡面上，喷播厚度为8～12 cm。喷播作业完成后采用无纺布覆盖，保证通风的前提下防止暴雨冲刷。

3.2.4 养 护

喷播后边坡一般养护2 a，主要任务是通过洒水、施肥及扫除病虫害，保证治理区苗木成活率，达到坡面稳固的目的。养护期结束后，主要依靠植物自身生长能力。边坡面的植被覆盖率及灌木与草本的合理搭配，可增加本地植物的生长侵入力，使复绿成果与周围环境相协调，最终达到与生态环境相一致的目的。

3.3 矿山复绿植物的选择

每一个地区的植物生长都有自身特点，它是经过长期优胜劣汰选择的结果，生存下来的植物更符合当地的气候特点。因此，矿山边坡森林化植被构建的物种选择，必须对周边山体植被的物种组成与结构进行仔细的调查研究，优先选择周边山体的乡土物种，这是矿山边坡森林化构建的重要基础，也是矿山边坡人工复绿趋近于自然、免养护或少养护和生长相对稳定的根本保证。复绿植物选取原则如下：

(1)强适应性。部分边坡坡度较陡，覆土及有机质厚度有限，土壤存水率不高，因此对植物生长要求也较高，应选择以灌木为主，同时要求灌木种类有耐寒、耐旱、耐贫瘠的生长特性。

(2)美观性。在复绿过程中，应选取部分园林景观植物及花卉，点缀坡面及平台，使复绿源于自然，高于自然。

(3)根系发达。增强坡面的稳固需防止雨水的冲刷，减少水土流失，植物需有发达的根系生长进入岩石裂隙，稳固岩石，增加坡面的整体性。

(4)常绿与落叶结合。边坡复绿在达到地质灾害治理的前提下，综合考虑社会生态环境，在秋冬季节有部分常绿植物，提高矿山的观赏性。

4 结 语

(1)矿山的土地复垦和生态修复是一个长期且复杂的工作，它涉及到技术、组织和管理等多个方面。做好矿山的土地复垦和生态修复工作，能够消除边坡坍塌、滑坡等地质灾害隐患，较大程度地改善矿区视觉环境，提升矿山的安全水平和环保形象，但前期投资一般较大，需要矿山企业进行不断投资，治理过程需要政府不断地督促及政策地鼓励。

(2)在矿山环境保护与综合治理中，土地复垦和植被恢复是最迅速有效的方式。客土喷播技术作为新兴工艺，就目前来看，施工方便、见效快、成果好，在露天矿山边坡恢复治理项目中具有一定的推广价值。

(3)不同的地质条件、气候特点适用不同的生态修复方法。只有不断地摸索适宜矿山的生态修复措施，才能不断提升企业的生态效益和社会效益，达到统一协调发展，实现矿产资源开发和生态环境保护的良性循环。