趙文鋼

云南能投新能源產(chǎn)業(yè)園投資開發(fā)有限公司

礦產(chǎn)資源開發(fā)對國家經(jīng)濟的發(fā)展有著較強的支撐作用，隨著國家對礦產(chǎn)資源需求的增加，過度開采導(dǎo)致礦山生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重的破壞。由采礦所形成廢棄地對礦區(qū)的地質(zhì)、水文、地貌、植被、土壤等均產(chǎn)生了很大影響，并危及人類的生存與健康，影響了區(qū)域生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，需要通過科學(xué)合理的礦山修復(fù)模式和工程措施來對正在開采或者已經(jīng)廢棄的礦山進行生態(tài)環(huán)境的修復(fù)，以改善礦區(qū)人們的生存環(huán)境、推動區(qū)域生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

1 礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

1.1 礦山環(huán)境概況

云南省昆明市東南部滇池畔的礦山主要是進行石材的開采，在區(qū)域內(nèi)為了進行石材的開采，對山體進行了大規(guī)模的高角度切坡，這樣就導(dǎo)致采礦面與遺留面之間形成了一個較為陡峭的斜坡。同時由于該區(qū)域處于西山斷裂帶，地質(zhì)構(gòu)造特殊，前期的爆破開采導(dǎo)致山體出現(xiàn)很多危石。隨著時間的推移，在自然條件的作用下，出現(xiàn)滑坡，坍塌的風(fēng)險增大，對礦區(qū)居民的生命財產(chǎn)安全帶來很大威脅。同時開采的廢石大多數(shù)都堆放在自然溝谷的底部，容易形成滑坡的危險，以及出現(xiàn)泥石流的情況，嚴(yán)重威脅了礦區(qū)周邊地區(qū)的安全。

1.2 礦山對地質(zhì)環(huán)境的影響

通過對該區(qū)域進行調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，區(qū)域內(nèi)的礦山地質(zhì)災(zāi)害主要包括滑坡、不穩(wěn)定邊坡、潛在的泥石流等。其中滑坡有3處，不穩(wěn)定邊坡有4處，潛在泥石流溝2條，其中滑坡2個為小型的土質(zhì)滑坡，1個為中型的巖質(zhì)滑坡，并且現(xiàn)狀條件較差，具有一定的危險性。不穩(wěn)定邊坡全部為露天開采形成的高陡坡，高度在20～40 m之間，穩(wěn)定性較差，極易發(fā)生危險威脅過往行人的生命安全，同時這些有地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險的區(qū)域如果不進行工程措施治理，很難自然恢復(fù)，存在較大的潛在風(fēng)險。潛在的兩條泥石流溝分別是黃土坡大溝和王家營大溝，溝底主要分布的是采石所產(chǎn)生的廢石和廢渣，并且溝岸的松散土層厚度為0.5～3 m，如果出現(xiàn)強降雨天氣，泥石流發(fā)生的風(fēng)險較高。其中以清水溝南側(cè)滑坡為例，該滑坡處于清水溝村南800 m處，屬于現(xiàn)代巖質(zhì)滑坡，滑坡具有較為清晰的滑坡周界，滑坡的邊緣坎高為6～15 m，前沿陡坡高度是3～5 m，滑坡的長度和寬度分別是80 m和250 m，滑坡體積為300 000 m3，根據(jù)滑坡的數(shù)據(jù)可以判定這次滑坡屬于中型滑坡。從現(xiàn)場的情況分析，滑坡物質(zhì)的組成為石灰?guī)r石塊以及生物碎屑，同時結(jié)構(gòu)較為松散。石塊的直徑大小為0.2～1 m，較大的不超過2.5 m。造成滑坡的主要原因是由于坡體前沿受到采石開挖的影響，同時該坡面的傾斜度達(dá)到了60°。該區(qū)域的巖體因采石的原因?qū)е聨r層的構(gòu)造受到了破壞，從而導(dǎo)致巖體的完整性較差，在重力作用下產(chǎn)生了滑坡。后續(xù)在雨水的作用下可能出現(xiàn)二次滑坡的現(xiàn)象。

1.3 礦山對植被的影響

礦山在進行石材開采的過程中對山體的表土進行了剝離、開挖山體以及砍伐樹木等活動，對周圍的植被造成嚴(yán)重破壞，通過測量，直接被破壞的土地面積達(dá)到5.27 km2。大面積的巖石開采導(dǎo)致山體的巖石裸露，出現(xiàn)“馬賽克”斑痕，加劇了巖石的石漠化，對礦山周邊的生態(tài)景觀價值造成嚴(yán)重的影響[1]。同時開采所產(chǎn)生的廢石廢土存在亂堆亂放的情況，大量占用周圍的土地。沒有制定合理有效的保護措施，很容易出現(xiàn)植被破壞，最后導(dǎo)致水土流失。

1.4 礦山對地下水的影響

該區(qū)域的礦山有多年露天開采石灰?guī)r、白云巖等巖石資源歷史，礦石開采區(qū)域處于地下水補給徑流區(qū)，礦石的開采導(dǎo)致巖溶含水層被破壞，并且該區(qū)域的地下水流向黑龍?zhí)栋岛?。黑龍?zhí)栋岛邮浅守暥畯S的水源地，也是昆明市的備用水源地，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在礦山開采過程中，每年雨季河水都會變渾，同時暗河的流量也在逐年下降，流量在20世紀(jì)80年 代 為220.61～1 532.56 m3/s，到2008年 則 是358.04～995.42 m3/s。除氣候等自然條件的影響，最主要的影響就是礦山的開采導(dǎo)致了巖溶裂隙。

1.5 礦山對生態(tài)系統(tǒng)的影響

礦產(chǎn)資源的開采在一定程度上對原有生態(tài)系統(tǒng)的平衡進行了破壞，首先是動植物的生存環(huán)境受到了破壞，導(dǎo)致植物的覆蓋率下降，同時植物的生存能力降低，動物也因生態(tài)環(huán)境的破壞而遷徙或者死亡，導(dǎo)致動物消失，降低了生物多樣性，對區(qū)域生物量有較大的影響。礦山關(guān)停后，由于土地的裸露，在自然環(huán)境的作用下導(dǎo)致該區(qū)域的土壤巖石出現(xiàn)粉塵化，隨著風(fēng)力作用使空氣中的粉塵含量超標(biāo)，造成嚴(yán)重的大氣污染并給周圍的居民生活帶來了嚴(yán)重的影響[2]。

2 礦山修復(fù)的原則

礦山生態(tài)修復(fù)需按照一定的原則，一是可持續(xù)發(fā)展的原則，立足當(dāng)前形勢兼顧長遠(yuǎn)發(fā)展來考慮，從有利于城市發(fā)展方向出發(fā)進行合理規(guī)劃，使生態(tài)修復(fù)有利于城市的可持續(xù)發(fā)展。二是協(xié)調(diào)性原則，在進行該區(qū)域生態(tài)修復(fù)的同時將生態(tài)修復(fù)方案與城市的總體規(guī)劃、土地使用規(guī)劃進行結(jié)合，保證生態(tài)修復(fù)與城市規(guī)劃等具有良好的協(xié)調(diào)性[3]。三是規(guī)劃修復(fù)與土地開發(fā)相結(jié)合的原則，在進行生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)上，有效結(jié)合土地開發(fā)利用來進行，做到生態(tài)保護與土地開發(fā)的有效結(jié)合。四是工程治理與植被恢復(fù)相結(jié)合的原則，生態(tài)恢復(fù)應(yīng)該結(jié)合工程措施，進行合理的植被恢復(fù)，有效地實現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)。五是生態(tài)恢復(fù)與景觀再造相結(jié)合的原則，充分利用景觀生態(tài)學(xué)原理、脆弱生態(tài)帶原理以及水土保持原理來制定一套科學(xué)合理的生態(tài)恢復(fù)方案。六是生態(tài)環(huán)境效益與社會效益、經(jīng)濟效益相統(tǒng)一的原則，充分發(fā)揮昆明市植物多樣性的獨特資源優(yōu)勢，在礦山生態(tài)恢復(fù)的同時有效地發(fā)揮土地資源的利用價值，在生態(tài)環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益方面發(fā)揮作用。

3 礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)

3.1 穩(wěn)定化處理

礦山生態(tài)恢復(fù)較常用的修復(fù)方式就是穩(wěn)定化處理，通過物理處理或者化學(xué)處理的方式來實現(xiàn)修復(fù)。物理處理的方式主要用于礦山修復(fù)的前期穩(wěn)定化處理，主要方式就是對礦山區(qū)域進行填埋和排土場等熟土覆蓋。物理處理能夠?qū)ΦV山內(nèi)的廢棄物進行合理利用，有利于提高礦山地表景觀區(qū)的穩(wěn)定性?；瘜W(xué)處理主要是針對礦山生態(tài)恢復(fù)過程中的尾礦處理，通過將化學(xué)物品在尾礦的表面進行應(yīng)用，使其在尾礦的表面形成一個保護殼，對尾礦的表面提供相應(yīng)的保護。通過對這兩種穩(wěn)定化處理的方式進行分析，發(fā)現(xiàn)物理處理方式能夠與植被恢復(fù)的方式進行有效結(jié)合，且具有較低的應(yīng)用成本，對礦區(qū)造成二次污染的概率較低，有利于生態(tài)環(huán)境修復(fù)[4]。

3.2 微生物和土壤動物恢復(fù)

礦山生態(tài)恢復(fù)主要是對區(qū)域內(nèi)的微生物和土壤動物的恢復(fù)，這也是保持礦山生態(tài)平衡的關(guān)鍵。通過對礦山進行微生物恢復(fù)，可以在一定程度上完善礦山的生態(tài)環(huán)境。在這個過程中需要注意的是微生物恢復(fù)不僅是恢復(fù)原有的微生物族群，還應(yīng)根據(jù)實際情況來對微生物的種群進行有效規(guī)劃，適當(dāng)引進能夠提升礦山生態(tài)環(huán)境的微生物種群，來實現(xiàn)礦山生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化。同時由于礦山的開采導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)的土壤、動物變得稀少，所以礦山生態(tài)修復(fù)需要對礦山的土壤動物進行恢復(fù)，通過對土壤動物的恢復(fù)來對礦山的土壤結(jié)構(gòu)進行有效改善，利用土壤生物來對礦山開采產(chǎn)生的廢棄物進行分解，實現(xiàn)礦山區(qū)域生態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)的有效循環(huán)，確保礦山生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.3 礦山的植被恢復(fù)

植被恢復(fù)是礦山生態(tài)恢復(fù)的基本條件。植被恢復(fù)可分為直接植被恢復(fù)和覆蓋植被恢復(fù)兩種；直接植被恢復(fù)就是通過增加礦山微生物和土壤動物的方式來對礦山的生態(tài)系統(tǒng)進行建設(shè)，使礦山生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)[5]。而覆蓋式植被恢復(fù)方式則是一種效果更好的植被恢復(fù)方式，但對土壤的覆蓋厚度有一定要求。所以在進行覆蓋式植被恢復(fù)的過程中需要根據(jù)礦山的物理基礎(chǔ)條件及土壤營養(yǎng)條件來進行綜合分析，制定合理的植被恢復(fù)方式，為礦山生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)打好基礎(chǔ)。

4 礦山生態(tài)修復(fù)工程措施

4.1 尾礦庫的治理

礦山生態(tài)修復(fù)首先涉及的就是尾礦庫的治理，在對尾礦庫進行完全關(guān)閉之后，需要根據(jù)礦山生態(tài)修復(fù)以及尾礦庫相關(guān)的管理要求，選擇合適的工程手段對尾礦庫進行生態(tài)環(huán)境的修復(fù)，從而實現(xiàn)對尾礦庫的治理。在這個過程中由于礦山開采礦石的種類不同，就會導(dǎo)致礦山的尾礦在特征、性質(zhì)等方面存在一定的差異性，所以在進行尾礦庫治理的過程中，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合尾礦的性質(zhì)采取相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境修復(fù)方式。根據(jù)礦石酸堿度的差異，對尾礦的性質(zhì)進行分析，然后采取合適的方式進行深度的處理，實現(xiàn)對尾礦的生態(tài)恢復(fù)，這樣能夠有效地增加生態(tài)恢復(fù)的深度，為礦山生態(tài)恢復(fù)打好基礎(chǔ)。在進行尾礦性質(zhì)分析的過程中，如果發(fā)現(xiàn)尾礦具有放射性物質(zhì)或者有毒物質(zhì)，需對尾礦的具體情況進行判斷，采取隔離處理或深度覆蓋處理方式，決定對尾礦是否采取隔離處理，然后再用深度覆蓋的方式來對尾礦進行處理，并增加微生物和土壤生物，確保高質(zhì)量完成礦山生態(tài)修復(fù)工作。結(jié)合昆明市滇池東南的采石礦山的實際情況，由于礦山主要是開采石灰?guī)r和白云巖，在進行尾礦庫處理的過程中可以通過覆蓋的方式來進行處理，然后再進行微生物、土壤動物以及植被覆蓋的方式來實現(xiàn)對尾礦庫的生態(tài)環(huán)境的修復(fù)[6]。

4.2 采礦區(qū)修復(fù)

礦山區(qū)域生態(tài)修復(fù)過程要對采礦區(qū)生態(tài)進行修復(fù)。在這個過程中可以通過直接開采的方式來降低礦山發(fā)生地表沉降等問題的概率，以此來降低礦山開采對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的破壞。同時可通過廢石填充、表土覆蓋再結(jié)合植被恢復(fù)來實現(xiàn)采礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)。巖石邊坡的坡度問題是露天礦場進行生態(tài)修復(fù)所面臨的一個主要的困難，在生態(tài)修復(fù)的過程中需根據(jù)情況對邊坡進行處理，如果邊坡的坡度大于70°，在邊坡穩(wěn)定的情況下可以進行生態(tài)修復(fù)；如果邊坡不穩(wěn)定，則需將邊坡進行加固處理。如果邊坡的坡度在35°—70°，則需將邊坡進行削坡處理，使邊坡的坡度大于70°，然后再進行生態(tài)修復(fù)。昆明市電池東南的采石礦山由于開采過程中對礦山的土層進行了削剝，所以采礦區(qū)需根據(jù)邊坡具體情況適當(dāng)處理，再進行相關(guān)修復(fù)。

4.3 礦山廢棄地安全隱患處理

首先是對不穩(wěn)定邊坡的處理，判斷不穩(wěn)定邊坡的危險系數(shù)，如果危險系數(shù)較高則需要將不穩(wěn)定的邊坡進行削坡處理來降低其危險系數(shù)。其次是對滑坡的處理，用物理的方式對可能存在滑坡危險的地方進行加固，防止出現(xiàn)滑坡。最后是潛在泥石流溝的處理，需在溝口建立相應(yīng)的攔截措施，防止泥石流的發(fā)生，同時通過植被來進行水土保持，加強礦山區(qū)域的土壤穩(wěn)固。

5 結(jié)語

礦山生態(tài)修復(fù)是一項較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要針對礦山的具體情況并結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境采用合理的修復(fù)技術(shù)與工程措施。云南省昆明市東南部滇池畔的礦山廢棄地通過科學(xué)合理的方式對礦山的植被、土壤動物、微生物等進行了合理的修復(fù)，使該區(qū)域礦山生態(tài)環(huán)境得到了較好的恢復(fù)，從而促進了區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益的提高。