甘肃祁连山国家级自然保护区矿山生态修复技术研究*

甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所，甘肃 兰州 730000

近年来，我国大量开采矿产资源给生态环境造成了巨大危害，而开采结束后废弃的矿山成为我国生态环境保护的重要任务，政府部门高度重视矿山环境修复治理工作的开展，多年来投入了巨大的人力和财力[1]。祁连山国家级自然保护区是我国重要的生态功能区和西北地区最重要的生态安全屏障及水源涵养地。长期以来，采矿、水电资源开发等活动对祁连山国家级自然保护区的生态环境造成了严重的破坏，尤其是局部生态破坏问题突出，引起了党和国家领导人及社会各界的高度重视。

1 甘肃祁连山自然保护区概况

甘肃省祁连山国家级自然保护区于1988年由国务院批准建立，位于祁连山北坡中、东段，地跨凉州、天祝藏族自治县、古浪、永昌、甘州、山丹、民乐、肃南裕固族自治县这8个县（区），如图1所示。其地理位置位于东经97°23′34″～103°45′49″，北纬36°29′57″～39°43′39″，平均海拔为4000～4500m，甘肃省面积为18279.07km2。祁连山国家级自然保护区为大陆性高寒半湿润山地气候，年平均降水量为257.2～389.9mm，集中在5—9月，年均温度为1.0～4.0℃[2]。祁连山国家级自然保护区内有国家一级保护动物14种、国家二级保护动物39种以及国家二级保护植物4种，具有重要的生命科学研究价值。

图1 甘肃祁连山自然保护区位置图

祁连山地区，作为整个西部地区赖以生存的生态安全屏障，是黑河、石羊河、疏勒河三大河流的发源地，也是西北地区的生态水源区，因此被誉为河西走廊“生命线”和“母亲山”[3-4]。由于过去数十年甚至更长的时间里，人类的采矿、探矿活动使甘肃省祁连山国家级自然保护区的生态环境不断恶化，这种对大自然的无限索取演化成祁连山国家级自然保护区的生态危机。

2 矿区生态修复技术及措施

祁连山国家级自然保护区内露天开采矿山对原生地形地貌景观的破坏主要是通过开挖、压占、渣堆压占以及塌陷等形式。

2.1 矿山地形地质环境修复

（1）地形地貌修复。①工业场地拆除平整。拆除工业场区及生活住宅区所有的废弃房屋和地坪等构筑物，拆除物就近回填采洞、塌陷坑，如果仍然有剩余可与渣堆统一处理，并对所有场地进行平整，表层覆土处理，覆土厚度为30cm。②采洞封填。竖直井口、巷井、入斜井及回风井的井筒运用废弃矿渣进行回填处理，应辅以人力夯实或小型夯实机具夯实，其上掩埋20cm厚的砂石土，再覆土绿化，覆土厚度为30cm。③塌陷坑回填。底部采用矿渣回填，夯实，上覆20cm厚的沙土，表层覆土绿化，覆土厚度为30cm，恢复植被。④废弃渣堆整理。在尽量减小工程量的基础上，对其进行整理，平均推平深度为0.5～1.5m，表层覆土处理，覆土厚度为30cm。

（2）地质边坡修复。①矿区边坡坡面整理。对采矿形成的采矿边坡表层的弃渣进行人工或者机械清理。坡度较高的边坡和不稳定岩体边坡必须进行削坡工作。②抗滑桩工程。混凝土抗滑桩可以很大程度上控制边坡向下的滑动力，能针对性地加固工程，增强边坡的稳定性，起一部分支撑作用。矿区采矿引起的破碎边坡运用抗滑桩工程可实现稳固边坡的功能。③挡墙工程。在废弃渣堆整理前缘设置拦渣墙，以稳固渣堆，同时消除地质灾害隐患；对于边坡上岩石风化相对严重的部位，设置挡土墙以增强边坡的稳定性。④排水工程。整理堆积在沟道的渣堆后，在堆渣整治外围设置排水渠工程，将降水形成的地表汇流引导排泄于坡外，减少冲刷坡面，避免影响坡体稳定性，确保治理后斜坡体的安全。

2.2 矿山植被生态修复

生态修复技术实施的基础是生态学，当进行生态修复时，一般采取生物措施和人工措施相结合的方式，确保矿山开采造成的地表损伤和水土流失等危害得到相应的修护和恢复。

（1）覆土绿化。鉴于矿区露天开采点数量多、面积大，而采矿区、选矿区及其周边堆积了大量的废石弃渣，严重影响了矿区地形地貌和自然生态景观，压占土地资源。因此，对渣堆、露天采场、办公生活区、采矿工业场地、矿石堆场、废石场和取土场整治后，根据地形条件，分级整理，并覆盖30cm厚的黄土。植草设计覆土厚度为30cm，植林设计覆土厚度为60cm。该矿区采取机械平整场地、回填黄土、浇水沉降等措施，每亩地施羊粪1000kg，并进行深翻20cm、人工细致平整后即可进行种草。坡度大于15°的坡面表层加入10%的纤维素材料，增强抗水蚀能力。草地种植时间建议选在6—7月，温度最高时进行草地种植，同时要注重后期养护，养护周期为2年，并且派专人进行管护管理、淋水、施肥、病虫害防治等。

（2）喷混绿化。目前矿山生态修复比较常用的技术就是喷混绿化，也是矿山边坡工程防护与边坡生态绿化同时作用的措施之一，植被可以短时间内快速生长至覆盖边坡表面[3]。喷混绿化被主要应用于矿区陡峭的岩石坡面，喷播基质主要由复合基质、土壤调节材料、黏结材料、肥料、纤维以及植物种子等组成。首先，用锚杆将三维植生网固定在坡面上，锚杆的弯头长4cm，呈倒三角形或者倒“U”形。其次，用喷射机喷播基质，厚度为10～12cm，而且喷枪口距离坡面1～1.5m，垂直于坡面，使物料有足够的压力可以紧紧地附着于坡面。最后，在基质层喷好后，尽快喷播种子层，厚度为3～4cm，种子层喷播完成后覆盖草帘、遮阳网或无纺布等保墒，一年后形成绿化。

（3）植生袋绿化。植生袋绿化是把生长基材与纤维网、生态布三者整体黏合在一起，在土壤或风化岩石边坡表面用专用大头钉固定。按使用目的，分为乔木林型、灌木林型、草本型，主要通过纤维网、生态布达到防止水土流失的目的，随着植物在坡体上扎根生长，植被逐渐可以起到防止边坡雨水冲刷、控制水土流失和美化环境的多重作用[4]。植生袋绿化主要应用于坡度小于1∶1.5的边坡以及矿区岩石边坡、道路边坡和采矿道路。植生袋堆积一方面可以稳固边坡，另一方面可以恢复植被。生长基质与纤维网、生态布用无毒胶水黏合起来，内含改良剂和保水剂，防止水土流失。

（4）环保草毯绿化。环保草毯是以稻秸、麦秸等各种植物纤维为原料，集合多种灌草植物种子，再添加保水剂、营养基质，经过天然纤维预处理以及纤维混合和原料铺设、复合、裁剪、打捆加工而成[5]。环保草毯主要用于矿山坡面的绿化，根据当地生态气候条件与施工环境相结合以及植物生长特性选择适宜性强的植物种类，并增加植被种植，使人工种植植被逐渐与自然生态融合。草毯铺设时需要保证草毯与坡面保持充分接触(可经过轻微镇压处理)，然后用“T”形钉或木楔等固定紧实，每平方米固定物不少于1个。草毯铺设要保持整齐一致，草毯宜顺坡度方向从上往下铺设，搭接宽度不小于10cm。

（5）岩面垂直绿化技术。岩石边坡的坡脚、凹面区域位置，在高强度砂浆砌石筑成的槽穴内，通过种植土壤的回填。合理选取灌草种子及藤本植物进行种植，藤本植物沿着边坡向上生长逐渐实现裸岩面的植被覆盖，其种植绿化主要用在坡度大于75°的坡体面[6-7]。

3 结束语

基于甘肃祁连山国家级自然保护区生态安全屏障的重要性，祁连山矿山生态修复取得了一定成效，但仍然存在较多不足。为了解决遗留下的污染问题，要不断完善矿山环境保护法规条例、提高矿山修复的技术技能、加强矿山开采的监管、加强土地复垦资金保障等方面，践行绿水青山就是金山银山的理念，从而治理好矿山地质和生态条件，恢复祁连山国家级自然保护区的绿色生态环境，使人与自然和谐共处。