露天开采矿山历史遗留地质环境问题及恢复治理措施研究

2021-12-04李诗强胥佳佳段召强吴俊良

世界有色金属 2021年17期

李诗强，胥佳佳，段召强，吴俊良

（1.四川省地质矿产勘查开发局二0二地质队，四川宜宾 644002；2.四川省宜宾市自然资源和规划局，四川宜宾 644002）

露天开采矿山在矿产资源开发阶段，多包括锰矿、煤矿、砂石矿等。在其开采期间，常需要借助爆破、开挖等技术，实现矿产资源的深度挖掘。而在其开采后，若不及时针对开采区域地质结构予以修复，随着时间的推移，将诱发地质灾害。据此，应充分结合矿山开采特征，处理好遗留问题，便于露天矿逐步实现生态修复目标。

1 露天开采矿山恢复治理历史遗留地质环境问题的实践价值

露天开采矿山针对历史遗留地质环境问题实施恢复治理，具有突出的实践价值，主要体现在下述三个部分：

（1）保护土地资源，在露天开采矿山过程中，对于矿石的开采，常需要占据大面积土地资源。然而，经过对历史遗留地质环境问题实施妥善处理，原有的采坑将重新恢复生产力，其周边环境也将有所净化，最终促使土地资源有机会实现二次使用。

（2）改善矿区条件，露天矿在开采矿产资源时，为了获取更高效益，常处于一种过度开采状态，这就造成开采人员对于浮土、围岩的挖掘更加深入，致使地质层遭受破坏，从而随着时间的发展，而发生泥石流等灾害，不利于周边生活条件的有效改善。在其恢复治理措施落实中，矿区环境将有所净化，便于优化矿区民众生活条件[1]。

（3）防治地质灾害，在露天矿历史遗留环境地质问题的修复与治理工作中，常需要在矿区设置防护栏或者建设挡土墙，用于维护地质结构的完整度。在此期间，也能够适当防治地质灾害，保护周边民众的人身安全。所以，注重露天矿历史遗留地质环境问题的妥善处理，对于矿区科学管理具有积极影响。

2 露天开采矿山历史遗留常见地质环境问题

从我国开采的露天矿中，可发现，其常见的历史遗留地质环境问题，主要包括下述四点：

（1）大量占用土地资源，土地资源的占用，致使周边区域可用土地资源有所缩小。为了保证矿山开采活动的顺利实施，在矿区周边一般不种植农作物，这就导致土地资源出现闲置浪费现象，甚至部分矿区在关闭后始终使用土地资源存放固废物，不利于提高土地资源的利用率。

（2）诱发矿区地质灾害，矿山开采工作中，常需要针对地质结构进行破坏，便于采集矿产资源。而在其开采作业中，会造成原有的地质结构出现失衡状况，并且随着多次爆破、挖掘，矿山边坡也会失去稳定性，由此增加山体松散度，诱发滑坡灾害。同时，肆意堆放的矿渣等物质，也会导致山体承担的负载力过大，尤其在遭遇雷雨天气，更易形成流体物质，促使矿区频繁存在地质灾害隐患。

（3）水土流失荒漠化，在露天矿开采环节，常需要对山体、矿区中的植物进行清理，以免干扰开采进度。此时，会破坏生态均衡性，诱发水土流失等问题，促使开采后的矿区呈现荒漠化趋势。

（4）生态环境恶劣化，开采中产生的污水、矿渣，若处理不当或直接丢弃在开采现场，极易造成生态环境受到破坏，甚至会污染水资源，故而应加强处理。

3 露天开采矿山历史遗留地质环境问题的恢复治理措施

3.1 合理划分开采区

露天开采矿山在处理历史遗留地质环境问题时，要想进一步提高土地资源的使用面积，应合理划分开采区，尤其在矿区关闭后，也应当精准分析开采区范围，待确定好开采区后，需制定完善的治理方案，对开采区进行重点修复，避免开采区边缘处出现外延现象，导致关闭后的矿区依旧占有大量的土地资源。特别是对已废弃的矿区，更需要重新启用原有开采区的土地资源，一方面应当得到相关部门的指导，将其列入土地整治重点项目中。另一方面，可脱离政府资金，自行对开采区实施综合治理。具体方法如下：第一，需对现已完成开采任务的露天矿矿区划分情况进行调查，并按照1:5000的比例尺绘制地质图，用于细致的分析矿区地质环境分布规律，并且以此为依据确定土地资源二次开发空间；第二，需对开采矿产类型进行调查，以矿区为基本单位对其实施地质调查。例如在石矿项目中，需精准分析矿区开采数量与种类，如页岩、花岗岩、砂岩等，这样才能判定开采区是否适合作为开垦区[2]。

实际上，遗留露天矿大体上可分为两种类型，即已废弃准许开采矿山以及已关闭禁止开采矿山。前者在恢复治理中，依旧以开发为主要修复手段，促使矿区可开采资源实现最大化利用，而且还能借此展现出土地资源的价值，避免出现资源损耗问题。后者应以一边开发一边治理为主实施治理。此时，应采用先进技术探测开采区是否存在残余矿产资源，如X射线荧光技术、GPS感应系统等，继而节省治理成本。

3.2 注重地质灾害勘查

在已探明的156种矿产资源中，常需要借助露天矿开采模式获取大量矿产。而对于开采后矿区形成的采坑以及矿渣堆都应当进行妥善处理，并且还需要定期开展矿区地质灾害勘查工作，以免因地质隐患，导致露天矿出现更为严重的地质灾害。

本文主要以数量多达740 个矿区的河北承德市为例，总结适合的勘查手段。在宜宾市露天矿山中，金属与非金属矿山较多。在其开采阶段，该区域常见的问题多包括含水层破坏、地貌景观破坏等，致使该区域存在较高的地质灾害风险。可以参考承德市治理经验，对露天矿山开展地质勘查，专门建立数据库，用于分析地质环境特征，从而保证治理工作拥有可靠依据，随时掌握矿区修复动态。此外，承德市还提出“一调六查一提勘查模式”，促使在此种勘查手段下，承德市露天矿遗留地质环境问题治理成效显著[3]。

3.3 应用植物再造技术

露天矿在开采矿产资源阶段，常因过度开发诱发水土流失问题，其中最为主要的原因是植被的大量清除。而对于露天矿遗留问题的妥善处理，还应当借助植物再造技术，于露天矿山体上再次种植绿色植物，以此运用植物的固土能力，重新恢复山体原始面貌。其中最为主要的是应当根据矿区特征优选植物。此外，在植物再造技术实践应用环节，还可注重植被生长周期，避免长势缓慢，无法发挥出固土作用。

再如山东省沂源县占地面积为1.76k㎡的已开采结束的93处矿区，在其恢复治理环节，结合当地气候条件，选择种植马尾松、黄栌等植物，不但增加了矿区美观度，而且还展现出了显著的绿化价值。结合植物再造技术，现已拥有40亩种植林木的空间，并且有150亩土地资源重新成为耕地，为当地人种植农作物，这种借助社会投资、联合林木种植的治理方式，能够得到当地政府的大力扶持，并且能在一定时间内，为矿区地质环境的改造提供持久保障。所以，应当充分利用土地资源种植植物，由此实现边坡石头的掉落以及山体崩塌风险的有效控制。治理人员应注重植物类型的调研，以乡土植物为首选，便于强化历史遗留问题的治理效果。

3.4 综合化统筹治理

从相关治理结果中可发现：虽然部分地区已然意识到露天矿历史遗留地质环境问题治理的重要性，并开始制定各种计划，但在这期间，更需要采用综合化统筹治理方式，避免单纯采用一种治理手段，诱发过度种植、过度覆盖、过度硬化等问题。例如某露天矿采用修建混凝土道路的方式，增加山体稳固度，但因其硬化范围较为广泛，导致该矿区中植物长势缓慢，甚至出现植物枯萎等后果。据此，应灵活选用治理手段，并在政府指导下，认真落实治理内容，确保经过政府管理部门统筹规划，露天矿地质环境问题能从根本上得以解决。

参照内蒙古地区的综合治理经验，生态环境部专门就当地露天矿普遍存在的遗留问题，提出矿山生态修复举措，用于指引各部门针对内蒙古露天矿实施有效治理，使其逐步恢复原始生态状态。其中在植物种植上，为了进一步提高修复资金的利用率，采用乔木+灌木种植模式，对林木实施养护，并且还种植了许多地被草木，用于加强土壤肥沃能力。同时，面对混凝土道路的修建，科学划分修路空间，对于适宜修路的区域实施修路。而部分适宜种植苗木的土地则种植相应的植物。

此外，还可通过农作物种植补贴政策，鼓励当地人加入露天矿治理项目中。周边民众为了挽留损失，常担忧露天矿周边土壤肥力不足而放弃种植农作物。当地政府可采用发放补贴的方式，调动民众积极性。如为每个地区设置种植面积额度，在其达标后可按照一定标准发放补助，这样既能维持露天矿生态环境的稳定性，又能对粮食生产力的提升产生积极影响。