王振華

（甘肅省自然資源規(guī)劃研究院，甘肅 蘭州 730000）

金屬礦產(chǎn)資源作為一種不可再生能源，是由地質(zhì)礦化形成的天然物質(zhì)，市場需求量很大，但由于金屬礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開采，目前的生態(tài)環(huán)境很難控制。特別是在深礦區(qū)以及開采沉陷區(qū)，地質(zhì)災(zāi)害較多，甚至形成了一系列的地質(zhì)災(zāi)害鏈，因此如今需要采取有效措施對(duì)其進(jìn)行治理。為了能夠讓開采的金屬礦塌陷區(qū)進(jìn)行有效的環(huán)境治理，就需要因地制宜，根據(jù)不同區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境條件，制定不同的治理模式。所以，研究環(huán)境治理模式是當(dāng)前工程項(xiàng)目的重中之重。

1 金屬礦塌陷區(qū)的災(zāi)害類型分析

1.1 潛在泥石流

就比如在金屬礦洼地內(nèi)，有金屬廢渣﹑建筑垃圾和各種垃圾形成的松散堆積物，泥石流等災(zāi)害易在暴雨等惡劣天氣條件下發(fā)生，不僅對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，也會(huì)影響附近原住民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 不穩(wěn)定邊坡

在工程邊坡和金屬礦采空區(qū)塌陷的共同作用下，塌陷區(qū)有許多邊坡，其中大部分為巖石邊坡，部分為黃土邊坡。在巖石邊坡位置涵蓋了砂巖﹑泥巖等，而且由于邊坡的風(fēng)化較為嚴(yán)重，所以裂縫也更為明顯，這就導(dǎo)致工程的整體穩(wěn)定性變差。如果出現(xiàn)突發(fā)的大降雨，還有可能導(dǎo)致土質(zhì)疏松，繼而影響到山體的局部坍塌。

1.3 滑坡

金屬礦塌陷區(qū)會(huì)出現(xiàn)較多的滑坡區(qū)，滑坡有三種類型，即楔形巖滑﹑巖滑（巖滑形式為扶手椅式）和黃土滑坡。對(duì)于滑坡，這將難以確保山體在開采過程中的穩(wěn)定性。同時(shí)，如果出現(xiàn)工程施工的變化，那么極有可能在塌陷區(qū)出現(xiàn)滑坡這一不良現(xiàn)象。

2 金屬礦塌陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境治理措施

2.1 塌陷坑的處理

現(xiàn)階段，在自然資源的勘探和利用過程中，由于在金屬開采過程中忽視了地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。因此，從礦區(qū)與人﹑自然和諧相處的目標(biāo)出發(fā)，加強(qiáng)金屬采礦沉陷區(qū)地質(zhì)環(huán)境的管理，必須不斷更新環(huán)境管理觀念，理清思路，最大限度地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益有機(jī)統(tǒng)一，提高金屬礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的改善。針對(duì)當(dāng)前采礦深陷區(qū)的環(huán)境治理，其主要的措施主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）對(duì)于2m以下的塌陷井，可劃分為塌陷a類。對(duì)于此類塌陷井，由于周圍土壤結(jié)構(gòu)均勻，水文地質(zhì)條件良好，濕度適中，因此在處理過程中，我們不能開挖，而是通過使用土方直接進(jìn)行填充。

（2）河床外2m以上的坍塌井屬于B類坍塌，此類坍塌井可采用傾斜開挖處理，開挖高度的寬必須根據(jù)開挖坡度值確定，在實(shí)際施工過程中，無論井底是否有裸露巖石，都必須被挖掘出來。在具體實(shí)施方面，首先需要使用挖掘機(jī)清除井內(nèi)的軟土層，并通過水泥漿澆筑井底，以堵塞坍塌通道。在堵塞進(jìn)程過后，就應(yīng)該使用礫石還有黏土填充來壓實(shí)土層表面。

（3）河床塌陷坑可歸類為C類塌陷，處理此類塌陷時(shí)，需要清除塌陷坑邊緣的軟土層，然后通過水泥砂漿和混凝土板進(jìn)行處理。

（4）然而，如果河床中有坍塌井，底部有沉降問題，并且沒有坍塌井，則可歸因于當(dāng)?shù)氐腄類沉降。為了能夠?qū)Υ祟悎龅厮葸M(jìn)行處理，可以使用挖掘機(jī)對(duì)裂縫中的軟土層進(jìn)行清除，通過礫石與混凝土結(jié)合，開展對(duì)土壤填充與埋置。

2.2 排水和灌溉系統(tǒng)的處理

2.2.1 河流修復(fù)

在河流修復(fù)工作中，主要是清理采礦控制區(qū)內(nèi)的河流，并在河流兩側(cè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆罎B工作。在具體的實(shí)踐過程中，為了河流的防滲透應(yīng)用，在河流的兩岸位置應(yīng)該使用砌筑砂漿進(jìn)行涂抹處理。

2.2.2 排水溝的施工

作為解決金屬礦區(qū)塌陷與滲水的主要舉措，排水溝的設(shè)置是必要的，主要針對(duì)金屬礦區(qū)治理范圍內(nèi)的林地和旱地。在施工過程中，我們需要按照以下原則開展工作：金屬礦區(qū)處理區(qū)內(nèi)降水產(chǎn)生的地表水應(yīng)截流至處理區(qū)；其次，截排水溝渠底要保證不清不淤的管理理念，即水流速度必須控制在一定范圍內(nèi)，不造成泥沙淤積，不影響溝渠結(jié)構(gòu)。

2.2.3 河床治理

在一些礦區(qū)的舊河床中，由于大量地表沉降，整個(gè)地塊高度不均，將對(duì)處理區(qū)的土地利用產(chǎn)生相對(duì)不利的影響。對(duì)于金屬礦區(qū)內(nèi)的舊河床，采用機(jī)械開挖運(yùn)輸和挖掘機(jī)進(jìn)行開挖整平，即先在塌陷坑底部填充碎石，然后必須再次填充礫石，最后填充黏土，使處理后的舊河床土壤的高程等于兩岸土壤的高程。

2.3 經(jīng)濟(jì)林業(yè)

針對(duì)金屬礦區(qū)的塌陷問題，其治理工作最主要的目的就是生態(tài)恢復(fù)，這也是完善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的初衷，其中的工作內(nèi)容主要包括了樹苗的挑選與分配，而部分樹苗對(duì)于環(huán)境的要求也是相對(duì)苛刻的，所以需要通過對(duì)環(huán)境條件進(jìn)行甄別，放置適宜當(dāng)前環(huán)境的樹種讓其穩(wěn)定生長，用以改善當(dāng)前的礦區(qū)綠化。因而必須要將生態(tài)恢復(fù)作為選擇樹種的重要評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，在充分考慮和研究當(dāng)?shù)赝寥鲤B(yǎng)分﹑水分條件及物理?xiàng)l件的前提下，進(jìn)行林業(yè)樹種的挑選與種植工作。

2.4 水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展

對(duì)于年代長﹑面積大的金屬塌陷盆地，可根據(jù)地表沉降分布情況，在地表較深的區(qū)域修建養(yǎng)殖池，在保持經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，控制原有地質(zhì)條件。如果是地面相對(duì)平坦的養(yǎng)殖池，就可以種植水生植物。對(duì)于池塘平坦的地區(qū)，可以選擇種植水生植物。這種方法特別適用于強(qiáng)降雨和潮濕氣候的地區(qū)。

3 金屬礦采礦塌陷災(zāi)害特征

3.1 災(zāi)害機(jī)制

對(duì)于金屬礦區(qū)塌陷的異?，F(xiàn)象，通常是由于采礦作業(yè)期間相關(guān)地下區(qū)域的地下水位發(fā)生了一定變化，地下水位下降，導(dǎo)致隧道底板長期缺水，頂板出現(xiàn)大量裂縫。當(dāng)這些裂縫形成時(shí)，它們可以直接滲透到地表，增加地下粘土的滲透性，降低降雨環(huán)境下該地區(qū)土壤的強(qiáng)度，進(jìn)而產(chǎn)生耕地裂縫和土壤沉降等一系列問題。

3.2 災(zāi)害特征

3.2.1 土壤坍塌

在金屬礦山地質(zhì)中，石灰?guī)r是十分常見的，而且就在這樣的惡劣地質(zhì)條件下，地下水位的變化是崩塌的主要原因，崩塌的程度和大小與巖溶﹑土洞﹑地質(zhì)構(gòu)造﹑地下水徑流和土地形狀有關(guān)。根據(jù)坍塌原因的不同，通常有三種類型：環(huán)境下的土洞或溶洞﹑地下的動(dòng)力水和上方的巖石。其中，地下水是礦區(qū)塌陷的主要原因。由于地下水位的變化以及巖石和土壤本身的重量，造成土壤的穩(wěn)定性非常脆弱。當(dāng)?shù)V區(qū)下方的退化程度較高時(shí)，水流的流速和坡度將逐漸增大，因此巖溶裂隙的超載和充填將在其被運(yùn)輸和侵蝕后逐漸增大井底尺寸，并將受到真空侵蝕﹑降水﹑地震等因素的影響，這會(huì)導(dǎo)致坍塌的發(fā)生。

3.2.2 泥石流和滑坡

這兩類災(zāi)害都是由于礦區(qū)的塌陷而連帶造成的次生災(zāi)害。如果礦區(qū)存在坍塌問題，則會(huì)在該區(qū)域產(chǎn)生大量深度為2m/10m的大型礦坑，導(dǎo)致飛行表面非常陡峭。如果出現(xiàn)大量降雨的情況，那么在這種惡劣的地質(zhì)環(huán)境下，就極易造成地面開裂﹑滑坡等次生災(zāi)害。

3.2.3 水資源的破壞

由于金屬礦區(qū)內(nèi)礦物開采的發(fā)展，往往會(huì)對(duì)地下水進(jìn)行疏導(dǎo)，因此原礦區(qū)的地下水會(huì)出現(xiàn)驟減的現(xiàn)象。同時(shí)，由于公司對(duì)采礦產(chǎn)生的殘?jiān)p礦渣和金屬塊缺乏良好的處理，將對(duì)礦區(qū)周圍的水體造成嚴(yán)重污染。同時(shí)，如果員工日常生活用水未經(jīng)妥善處理就排入周圍水體，地下水也會(huì)因富營養(yǎng)化的發(fā)生而受到嚴(yán)重的污染和破壞，這一問題很難處理。

3.2.4 土地盜竊和破壞

當(dāng)金屬礦區(qū)坍塌時(shí)，會(huì)造成水土流失，許多國家可能會(huì)受到嚴(yán)重破壞。如果該國的這一地區(qū)被雨水沖刷多年，其節(jié)水能力將大大削弱，然后土壤結(jié)構(gòu)將在水平和垂直方向上發(fā)生巨大變化，導(dǎo)致該國的貧困和保水保肥能力的惡化。

4 金屬礦塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)方式

4.1 金屬礦生態(tài)修復(fù)應(yīng)遵循的原則

所謂金屬礦生態(tài)恢復(fù)，不僅僅是指對(duì)受損場地的恢復(fù)和簡單的綠化。金屬礦山生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，主要針對(duì)金屬礦山破壞﹑規(guī)劃和建設(shè)的復(fù)雜工程。應(yīng)該在規(guī)劃初期就理解恢復(fù)地質(zhì)生態(tài)的目的，明確土地利用恢復(fù)的生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能。因此，作為金屬礦山生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)應(yīng)該要學(xué)會(huì)遵守以下六個(gè)基本原則：尊重自然，以人為本；根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情形調(diào)整措施，并優(yōu)先考慮環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益；優(yōu)先恢復(fù)地質(zhì)環(huán)境與原本的經(jīng)濟(jì)效益﹑草地和森林面積。

4.2 加強(qiáng)金屬礦生態(tài)修復(fù)基礎(chǔ)研究

在國內(nèi)經(jīng)歷了多年的礦山生態(tài)恢復(fù)事跡來看，發(fā)現(xiàn)計(jì)劃趕不上變化，很多情況下的生態(tài)修復(fù)由于理論技術(shù)的落后，會(huì)因?yàn)槿狈夹g(shù)性的科學(xué)理論而導(dǎo)致最終的失敗。事實(shí)證明，理論和實(shí)踐之間存在脫鉤。為了修復(fù)采礦造成的環(huán)境破壞，許多地方自發(fā)地進(jìn)行了修復(fù)，并利用了受損的土地和生態(tài)環(huán)境。作為生態(tài)恢復(fù)的三大主要要素，水﹑土壤和植被是缺一不可的。圍繞這三個(gè)要素的恢復(fù)技術(shù)是地貌恢復(fù)﹑土壤重建和植被恢復(fù)的核心技術(shù)。

（1）根據(jù)金屬礦區(qū)地形地貌特征，結(jié)合采礦規(guī)劃﹑采礦工程和土壤退化方法，通過有序處置﹑土地規(guī)劃等措施，減少影響因素，地貌重建形成與周邊景觀相協(xié)調(diào)的新的土地形態(tài)，在很大程度上消除和緩解植被的恢復(fù)和土地生產(chǎn)力的提高。

（2）土壤重建的目的是為了能夠在較短的時(shí)間內(nèi)提升土壤方面的重建生產(chǎn)力，加大力度改善重建土壤的環(huán)境質(zhì)量，通過適當(dāng)?shù)闹亟夹g(shù)重建適當(dāng)?shù)耐寥榔拭妗?/p>

（3）植被的恢復(fù)是以原始形態(tài)作為基準(zhǔn)的。針對(duì)當(dāng)前礦山的不同類型和程度上的土壤破壞，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颟p高度﹑坡向﹑地表物質(zhì)組成和土層厚度的有效范圍，選擇適合不同類型破壞土壤的植物進(jìn)行配置﹑種植和管理，以確保恢復(fù)植物群落的可持續(xù)穩(wěn)定性。在地貌重建﹑土壤重建和植被恢復(fù)中模擬自然已成為共識(shí)，但如何定義和執(zhí)行模擬自然恢復(fù)仍然是目前需要考究的一個(gè)難題。

目前的情況而言，許多案例失敗的原因在于，它們只模仿了原始生態(tài)環(huán)境的部分結(jié)構(gòu)，或者模仿不存在的生態(tài)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致出現(xiàn)土地形態(tài)重建不合理﹑土壤生產(chǎn)力低下﹑植被種群配置不當(dāng)?shù)葐栴}。所以，一味地模仿不能夠讓生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)一蹴而就，因?yàn)槠涫且粋€(gè)循序漸進(jìn)的一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，需要結(jié)合具體的修復(fù)方案進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，同時(shí)考慮集水連通性﹑景觀連通性和生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并考慮礦區(qū)的原始地貌特征。因此，應(yīng)該進(jìn)一步深入研究地貌環(huán)境的重建﹑土壤重建以及植被恢復(fù)這三大基礎(chǔ)理論的探討，盡快在模擬自然恢復(fù)的理論實(shí)踐中取得重大的技術(shù)性突破。

5 金屬礦地質(zhì)環(huán)境保護(hù)問題及解決措施

在大力發(fā)展礦產(chǎn)行業(yè)的基礎(chǔ)上，有關(guān)管理制度的設(shè)立也是極為重要的，需要定期對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)問題進(jìn)行探討與有效治理。

5.1 建立健全金屬礦地質(zhì)環(huán)境管理體系和礦區(qū)治理項(xiàng)目

建立礦山地質(zhì)環(huán)境治理專項(xiàng)管理制度和機(jī)制，加強(qiáng)礦區(qū)環(huán)境保護(hù)和監(jiān)測，深入了解礦山地質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)，將科學(xué)開發(fā)與當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況相結(jié)合。與此同時(shí)，如果想要對(duì)這一管理體系進(jìn)行完善，就應(yīng)該吸取足夠的教訓(xùn)。從這個(gè)角度出發(fā)，我們可以總結(jié)和分析已開展的采礦歷史環(huán)境治理項(xiàng)目，找到切入點(diǎn)，識(shí)別所有聯(lián)系，識(shí)別項(xiàng)目實(shí)施過程中存在的問題，以防止今后出現(xiàn)類似問題，提高管理效率。例如，在申請的審批過程中，必須嚴(yán)格審查技術(shù)措施，以避免虛假報(bào)告。項(xiàng)目必須要設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，在驗(yàn)收過程中，嚴(yán)格控制工程質(zhì)量，必須觀察處理后的后續(xù)檢查，確保處理效果的鞏固。

5.2 擴(kuò)大地質(zhì)環(huán)境保護(hù)、金屬礦山恢復(fù)治理專項(xiàng)資金投入，加強(qiáng)資金管理

金屬礦業(yè)和各種采礦業(yè)的快速發(fā)展不僅對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著重要作用，而且也帶來了許多地質(zhì)環(huán)境問題。所以，要實(shí)現(xiàn)對(duì)采礦地質(zhì)開展環(huán)境的恢復(fù)治理，就必須要配備足夠的資金。然而，經(jīng)過多方的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，相關(guān)地區(qū)和公司對(duì)地質(zhì)保護(hù)和礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理專項(xiàng)資金的重視不夠，投資水平低，這也是礦山地質(zhì)環(huán)境存在問題的原因之一。

從采礦環(huán)境的治理開始，國家就應(yīng)該責(zé)令采礦負(fù)責(zé)人完成治理與保護(hù)，同時(shí)提供相應(yīng)的工程補(bǔ)貼，使其支付相關(guān)的礦山地質(zhì)治理恢復(fù)的保證金，數(shù)據(jù)顯示，中國多達(dá)三十個(gè)省份已經(jīng)開始建立和實(shí)施存款制度，只有在保障發(fā)展的前提下，才能長期解決相關(guān)問題。有關(guān)人士表示，今后的關(guān)鍵是要抓好落實(shí)，使存款有效。作為環(huán)境保護(hù)治理的專有資金，不能夠挪用此類資金用于其他風(fēng)險(xiǎn)投資。同時(shí)，我們不應(yīng)收取太高的費(fèi)用，但儲(chǔ)存應(yīng)符合治理和補(bǔ)救計(jì)劃，以確保在不影響相關(guān)采礦權(quán)持有人利益的情況下恢復(fù)環(huán)境。最重要的是制定標(biāo)準(zhǔn)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)評(píng)估機(jī)制，以最大限度地發(fā)揮存款的實(shí)際效益。

5.3 金屬礦地質(zhì)環(huán)境的防治措施

如果在此過程中出現(xiàn)了環(huán)境污染問題，需要及時(shí)對(duì)問題進(jìn)行有效解決，雖然在使用過程中會(huì)造成一定程度上的經(jīng)濟(jì)損失。但是，為了能夠?qū)p失的資金減少，那么就必須要對(duì)可能會(huì)出現(xiàn)的環(huán)境污染做出基本的預(yù)防工作。

（1）在礦山塌陷區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防工作：這一預(yù)測工程要能夠?qū)ΦV區(qū)的地理?xiàng)l件有足夠的深入了解，而且通過對(duì)潛在地質(zhì)災(zāi)害的環(huán)境威脅進(jìn)行甄別，同時(shí)根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害的嚴(yán)重性，給出相應(yīng)的可行性較高的預(yù)防措施方案；為有效避免地質(zhì)災(zāi)害，建立合理的地下目標(biāo)，有效保護(hù)露天礦邊坡和排水系統(tǒng)。

（2）礦區(qū)含水層損害防治：各區(qū)域含水層不同，需要根據(jù)礦區(qū)地下水結(jié)構(gòu)和地下水賦存條件，結(jié)合采礦工程，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，在確保圍城順利進(jìn)行的基礎(chǔ)上，防止地下水破壞，保持地下水系統(tǒng)的平衡。

（3）避免破壞礦區(qū)的土地和景觀：采礦對(duì)當(dāng)?shù)氐孛驳挠绊懽顬槊黠@和最大。為了盡可能的減少損害造成的損害，礦業(yè)公司必須按照科學(xué)發(fā)展觀的精神，采用平行開采和處理的方法，及時(shí)恢復(fù)采場植被，及時(shí)有效地處理山體破壞和巖石裸露。

6 結(jié)語

綜上所述，對(duì)金屬礦塌陷區(qū)的環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)可以很好地解決當(dāng)前的礦區(qū)損害問題，同時(shí)還可進(jìn)一步加強(qiáng)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)的環(huán)境衛(wèi)生，這同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵所在。在具體的實(shí)施過程中，可以使用植樹造林打造出完善的農(nóng)業(yè)生態(tài)園與開發(fā)旅游產(chǎn)業(yè)等方式，來開展對(duì)于地質(zhì)環(huán)境的治理。與此同時(shí)，需要通過資金的籌辦﹑生態(tài)修復(fù)的相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)作為鋪墊，針對(duì)生態(tài)問題做好修復(fù)作業(yè)，以維護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)地質(zhì)環(huán)境，使得現(xiàn)有的金屬礦山實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，同時(shí)促進(jìn)當(dāng)前社會(huì)秩序的發(fā)展穩(wěn)定。