矿区地质环境评价与生态修复对策

2024-12-31朱哲

中国资源综合利用 2024年9期

摘要：矿产资源开采可以促进经济社会发展，但会破坏区域生态环境，削减生态环境承载力。矿区需要开展地质环境评价，以便实施生态修复。以沈阳市某露天矿山为例，综合地质调查资料，对矿区地质环境进行评价，然后提出生态修复方案。根据危害程度，矿区实施地质环境分区治理，可以消除地质灾害风险。研究成果可为矿区生态环境可持续发展及矿山资源的合理开发提供技术支撑，也可为类似矿区生态修复提供参考。

关键词：露天矿山；矿区地质环境；评价；生态修复；分区治理；地质灾害

中图分类号：P642 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）09-0-03

Geological environment assessment and ecological restoration strategies in mining areas

ZHU Zhe

（Liaoning Branch of China Building Materials Industry Geologic Exploration Center， Shenyang 110004， China）

Abstract： The exploitation of mineral resources can promote economic and social development， but it can damage the regional ecological environment and reduce the carrying capacity of the ecological environment. The mining area needs to conduct geological environment assessment， in order to implement ecological restoration. Taking a certain open-pit mine in Shenyang city as an example， based on comprehensive geological survey data， the geological environment of the mining area is assessed， and then an ecological restoration plan is proposed. According to the degree of harm， implementing geological environment zoning management in mining areas can eliminate the risk of geological hazards. The research results can provide technical support for the sustainable development of the ecological environment in mining areas and the rational development of mining resources， and can also provide reference for ecological restoration in similar mining areas.

Keywords： open-pit mines; geological environment of mining area; assessment; ecological restoration; zoning management; geologic hazards

随着国家对生态环境的重视，各地必须扎实推进生态文明建设，构建矿区生态环境修复治理体系。露天矿山开采过程会占用大量的土地资源，为实现矿产资源开采与生态环境保护的协调发展，有必要对矿区地质环境进行评价及生态修复[1-2]。以沈阳市某露天矿山为例，结合资料整理和现场调查，对矿区地质环境进行评价，然后提出生态修复方案。研究成果可丰富和发展类似矿区地质环境修复方法，为矿区治理提供技术支撑。

1 矿区地质环境评价

某露天矿山区域内矿产资源丰富，历史开采活动较多。矿产资源开采虽然能促进当地经济社会快速发展，但会诱发地质环境问题，造成生态环境破坏，削减生态环境承载力。矿区地形整体起伏不大，属微丘地貌，场地南侧为一处山坡，地势稍陡。矿产资源开采后形成深度为15.2～26.6 m的开采坑。受雨水侵蚀影响，开采坑内裸露的坡面出现风化，局部坡面存在滑塌及不稳定斜坡。目前，矿区处于废弃状态，无人类工程活动。

1.1 场地基础资料解译

收集2014—2023年矿区土地调查遥感数据，根据遥感影像的光谱和纹理特征，提取近年来矿区发生的坡面滑塌、不稳定斜坡等地质环境问题。矿区占地面积约为65 307 m2，矿区2021年废弃后，裸露的开采坑坡面出现风化，风化层在雨水的侵蚀下向开采坑底部堆积。南侧原始地形为斜坡，开采后整体坡面较陡，坡面出现崩塌、滑移，对周边公路造成安全隐患。

1.2 地质环境问题调查

结合遥感解译资料，对矿区进行现场地质调查，区内岩层断裂构造不发育，地层走向为东北-西南向，局部见次级微小褶皱，节理、裂隙是矿区主要的结构面形迹，区域地质构造简单。目前，矿区存在的地质环境问题主要分为3类，即坡面溜滑、崩塌和不稳定斜坡。一是坡面溜滑。开采区废弃后，裸露的坡面自然风化，岩层表面风化后形成的硬质粗颗粒在雨水侵蚀下向坡脚滑移，开采区裸露的坡面存在冲刷迹象。二是崩塌。硬岩范围内的开采区坡面受开采时爆破振动影响，岩体内产生新裂隙，完整的岩体在多组裂隙控制下失去约束，孤立岩块易产生崩塌等问题。三是不稳定斜坡。不稳定斜坡主要位于开采区四周坡脚，分布较多的风化堆积层，场地内局部存在废弃的料场堆积，堆积体坡面较陡，易沿其内部产生圆弧滑动破坏。开采区坑顶局部原始地貌范围植被覆盖较好，开采区内原有的土地及植被被破坏，现场未见植被生长，导致原本较为平坦的地形地貌遭到破坏，甚至出现矿业荒漠化迹象。场地未见其他明显的地质灾害。

1.3 地质环境评价结果

矿区地质环境复杂，地质环境问题突出，地质灾害隐患多，生态系统退化。矿区地质环境评价应遵循“科学、分层分类、可操作”的基本原则，定性描述指标体系的各项因子，再通过赋值进行量化分析。参考相关行业标准，开展矿区地质环境评价，结果如表1所示。一是坡面溜滑。由于开采早，基岩裸露时间较长，边坡范围基岩受雨水侵蚀后，风化颗粒在雨水作用下向坡脚堆积，局部位置坡面出现冲刷槽，场地东侧边界处边坡处于欠稳定-基本稳定状态。二是崩塌。部分岩层受开采过程的振动影响，岩体内部出现较多裂隙，临空的孤立岩块易产生崩塌、掉块等现象，处于不稳定状态，亟待治理。三是不稳定斜坡。场地内部堆砌废料高陡斜坡，不稳定斜坡发育程度中等，危害稍小。

2 矿区生态修复方案

随着生态环境保护要求的逐级提升，矿区地质环境评价与生态修复研究日益增加[3-5]。矿区面积较大，结合区域规划及周边原始地貌区的林地和耕地规划，矿区生态修复的基本思路是问题治理+后续产业发展。目前，矿区存在突出的地质环境问题。应尽量少采用工程措施，可进行微改造，充分利用自然的自我修复重构。要开展地质隐患点治理，实施地貌重塑和生态修复，加强产业引导，综合施策，构建健康的生态系统，充分利用地理优势，发展绿色低碳产业[6-8]，实现可持续发展。矿区地质环境问题成因及危害程度不同，采用分区治理，消除地质灾害隐患点。要深挖区域文化，以矿山为基础，构建生态园、湿地公园和露营基地等，优化环境，为区域后续发展打下基础。开采区局部填平后，可利用新形成的地貌，结合土地规划，将其恢复成耕地或林地，新形成的水系周边可发展水产养殖等综合业态，带动周边走生态修复与低碳产业发展融合的新模式，减少碳排放，助力区域经济可持续发展。综合考虑自然地理环境，矿区主要采取分区治理措施[9-10]。生态修复的施工顺序为地质灾害隐患点治理→采矿坑回填→场地平整→覆土绿化→设置安全防护网。

2.1 地质灾害隐患点治理

地质灾害隐患点治理主要针对采矿坑按照设计方案回填后仍存在隐患的危岩崩塌区域。首先清理坡面孤立的危岩，然后采用点锚+挂网锚喷+V形种植槽+植生孔，对存在隐患的坡面进行治理。对于采矿坑回填后仍存在高差的区域，坡顶应增设截水沟，减小雨水对坡面的冲刷。对于场地内存在崩塌可能的地质灾害隐患点，采用点锚等措施进行治理，清理松散的坡面孤石。

2.2 采矿坑回填

采矿坑的回填可优先选择周边建设场地开挖的土石方，不得选用淤泥质土壤等易产生安全隐患的材料。经测算，矿区需要回填的土石方量较大，可利用周边填料对矿坑做局部回填，其余位置设生态湖。结合城市规划，对于周边存在弃方的建设场地，将弃方分层填筑在开采坑内，以减小开采区的裸露坑深度。无法填平的开采坑采用生态修复，利用现场的地形优势形成生态湖，提高区域的水分涵养能力。

2.3 场地平整

场地平整主要针对采矿坑回填的区域，平整后可满足土地复垦要求，创造植被生长的基础条件[11]。场地平整时，应注意做好找坡处理，重构地貌应尽量与周边地形地貌协调。

2.4 覆土绿化

场地平整时，顶部设置一定厚度的熟土，以满足植被生长需求。为保证土壤质量，覆土表层需要营造足够厚度的有效土壤。覆熟土前对覆土区进行清理，将块石全部掩埋在细渣以下，表层要求无大的块石、废石，同时对整平区域做压实处理，防止雨水冲刷。覆土可优先选用腐殖土或带肥料的熟土，含石量不大于5%。

2.5 安全防护网设置及养护工程

为确保生态修复效果，治理完成后短期内实施封闭管理。矿区周边设置安全防护网，围栏可选择与周边融为一体的绿色成品网，防护网底部设混凝土底座。矿区生态修复过程缓慢，植被初步生长后2年内应纳入监测，斑秃区域应及时补充绿化，确保生态修复效果。

3 矿区治理效益分析

矿区地质环境评价及生态修复可带来巨大的生态效益、社会效益和经济效益。一是生态效益。项目的实施将减少区域内水土流失，降低地质灾害发生率，恢复土地功能，提高区域水源涵养能力，构建有效的生态屏障，减小地质灾害造成的损失。二是社会效益。采用土地恢复+矿山生态湖的模式，可布局多元化业态，在消除矿山地质环境问题的同时，为区域经济社会发展提供新的保障点，推动当地旅游开发和经济转型，构建新的生态发展格局。三是经济效益。采用耕地+林地恢复及矿山生态湖的模式，可释放土地资源价值，唤醒沉默价值，提供更多的就业机会，不仅能保护生态环境，还能提高区域经济效益，促进经济发展，提高当地居民的收入及幸福感。

4 结论

矿区地质环境评价后，可因地制宜，综合施策，开展生态修复。矿区应结合实际地质特征，充分利用多源基础数据资料，对地质环境进行评价，从而提出生态修复方案。总体来说，要做好地质灾害隐患点治理，实现地貌重塑和生态修复，加强产业引导，有效改善矿区周边人居环境，提高生态环境承载力，走可持续发展道路。

参考文献

1 张兴，王凌云.矿山地质环境保护与治理研究[J].中国矿业，2011（8）：52-55.

2 王雁林，张辉，刘强，等.陕西省矿山地质环境问题及防治对策探讨[J].陕西地质，2020（1）：67-70.

3 刘宏磊.矿山环境修复治理和开发利用模式的理论与实践研究[D].北京：中国矿业大学（北京），2022：11-12.

4 张秋园.露天采矿矿山地质环境问题与恢复治理措施[J].内蒙古煤炭经济，2022（1）：184-186.

5 白文涛，王甜.露天采矿矿山地质环境治理与恢复的意义[J].世界有色金属，2023（3）：211-213.

6 罗志开，邢春宪.河北东部某金矿成矿带的地质环境评价[J].中国金属通报，2021（5）：68-69.

7 张西文，邱泽琼，周俊贤，等.贵州省册亨县丫他金矿矿山地质环境评价及防治建议[J].西部探矿工程，2023（9）：159-161.

8 郑盛哲.华蓥市高顶山矿区矿山地质环境评价与恢复治理研究[D].成都：成都理工大学，2020：15-16.

9 李官权.汝城大坪铁矿区地质环境评价研究[D].湘潭：湖南科技大学，2019：8-9.