摘要：礦產(chǎn)資源開采可以促進(jìn)經(jīng)濟社會發(fā)展，但會破壞區(qū)域生態(tài)環(huán)境，削減生態(tài)環(huán)境承載力。礦區(qū)需要開展地質(zhì)環(huán)境評價，以便實施生態(tài)修復(fù)。以沈陽市某露天礦山為例，綜合地質(zhì)調(diào)查資料，對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評價，然后提出生態(tài)修復(fù)方案。根據(jù)危害程度，礦區(qū)實施地質(zhì)環(huán)境分區(qū)治理，可以消除地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。研究成果可為礦區(qū)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展及礦山資源的合理開發(fā)提供技術(shù)支撐，也可為類似礦區(qū)生態(tài)修復(fù)提供參考。

關(guān)鍵詞：露天礦山；礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境；評價；生態(tài)修復(fù)；分區(qū)治理；地質(zhì)災(zāi)害

中圖分類號：P642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）09-0-03

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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

隨著國家對生態(tài)環(huán)境的重視，各地必須扎實推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，構(gòu)建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理體系。露天礦山開采過程會占用大量的土地資源，為實現(xiàn)礦產(chǎn)資源開采與生態(tài)環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展，有必要對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評價及生態(tài)修復(fù)[1-2]。以沈陽市某露天礦山為例，結(jié)合資料整理和現(xiàn)場調(diào)查，對礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評價，然后提出生態(tài)修復(fù)方案。研究成果可豐富和發(fā)展類似礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境修復(fù)方法，為礦區(qū)治理提供技術(shù)支撐。

1 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價

某露天礦山區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，歷史開采活動較多。礦產(chǎn)資源開采雖然能促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會快速發(fā)展，但會誘發(fā)地質(zhì)環(huán)境問題，造成生態(tài)環(huán)境破壞，削減生態(tài)環(huán)境承載力。礦區(qū)地形整體起伏不大，屬微丘地貌，場地南側(cè)為一處山坡，地勢稍陡。礦產(chǎn)資源開采后形成深度為15.2～26.6 m的開采坑。受雨水侵蝕影響，開采坑內(nèi)裸露的坡面出現(xiàn)風(fēng)化，局部坡面存在滑塌及不穩(wěn)定斜坡。目前，礦區(qū)處于廢棄狀態(tài)，無人類工程活動。

1.1 場地基礎(chǔ)資料解譯

收集2014—2023年礦區(qū)土地調(diào)查遙感數(shù)據(jù)，根據(jù)遙感影像的光譜和紋理特征，提取近年來礦區(qū)發(fā)生的坡面滑塌、不穩(wěn)定斜坡等地質(zhì)環(huán)境問題。礦區(qū)占地面積約為65 307 m2，礦區(qū)2021年廢棄后，裸露的開采坑坡面出現(xiàn)風(fēng)化，風(fēng)化層在雨水的侵蝕下向開采坑底部堆積。南側(cè)原始地形為斜坡，開采后整體坡面較陡，坡面出現(xiàn)崩塌、滑移，對周邊公路造成安全隱患。

1.2 地質(zhì)環(huán)境問題調(diào)查

結(jié)合遙感解譯資料，對礦區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查，區(qū)內(nèi)巖層斷裂構(gòu)造不發(fā)育，地層走向為東北-西南向，局部見次級微小褶皺，節(jié)理、裂隙是礦區(qū)主要的結(jié)構(gòu)面形跡，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡單。目前，礦區(qū)存在的地質(zhì)環(huán)境問題主要分為3類，即坡面溜滑、崩塌和不穩(wěn)定斜坡。一是坡面溜滑。開采區(qū)廢棄后，裸露的坡面自然風(fēng)化，巖層表面風(fēng)化后形成的硬質(zhì)粗顆粒在雨水侵蝕下向坡腳滑移，開采區(qū)裸露的坡面存在沖刷跡象。二是崩塌。硬巖范圍內(nèi)的開采區(qū)坡面受開采時爆破振動影響，巖體內(nèi)產(chǎn)生新裂隙，完整的巖體在多組裂隙控制下失去約束，孤立巖塊易產(chǎn)生崩塌等問題。三是不穩(wěn)定斜坡。不穩(wěn)定斜坡主要位于開采區(qū)四周坡腳，分布較多的風(fēng)化堆積層，場地內(nèi)局部存在廢棄的料場堆積，堆積體坡面較陡，易沿其內(nèi)部產(chǎn)生圓弧滑動破壞。開采區(qū)坑頂局部原始地貌范圍植被覆蓋較好，開采區(qū)內(nèi)原有的土地及植被被破壞，現(xiàn)場未見植被生長，導(dǎo)致原本較為平坦的地形地貌遭到破壞，甚至出現(xiàn)礦業(yè)荒漠化跡象。場地未見其他明顯的地質(zhì)災(zāi)害。

1.3 地質(zhì)環(huán)境評價結(jié)果

礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，地質(zhì)環(huán)境問題突出，地質(zhì)災(zāi)害隱患多，生態(tài)系統(tǒng)退化。礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價應(yīng)遵循“科學(xué)、分層分類、可操作”的基本原則，定性描述指標(biāo)體系的各項因子，再通過賦值進(jìn)行量化分析。參考相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開展礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價，結(jié)果如表1所示。一是坡面溜滑。由于開采早，基巖裸露時間較長，邊坡范圍基巖受雨水侵蝕后，風(fēng)化顆粒在雨水作用下向坡腳堆積，局部位置坡面出現(xiàn)沖刷槽，場地東側(cè)邊界處邊坡處于欠穩(wěn)定-基本穩(wěn)定狀態(tài)。二是崩塌。部分巖層受開采過程的振動影響，巖體內(nèi)部出現(xiàn)較多裂隙，臨空的孤立巖塊易產(chǎn)生崩塌、掉塊等現(xiàn)象，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，亟待治理。三是不穩(wěn)定斜坡。場地內(nèi)部堆砌廢料高陡斜坡，不穩(wěn)定斜坡發(fā)育程度中等，危害稍小。

2 礦區(qū)生態(tài)修復(fù)方案

隨著生態(tài)環(huán)境保護要求的逐級提升，礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價與生態(tài)修復(fù)研究日益增加[3-5]。礦區(qū)面積較大，結(jié)合區(qū)域規(guī)劃及周邊原始地貌區(qū)的林地和耕地規(guī)劃，礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的基本思路是問題治理+后續(xù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，礦區(qū)存在突出的地質(zhì)環(huán)境問題。應(yīng)盡量少采用工程措施，可進(jìn)行微改造，充分利用自然的自我修復(fù)重構(gòu)。要開展地質(zhì)隱患點治理，實施地貌重塑和生態(tài)修復(fù)，加強產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)，綜合施策，構(gòu)建健康的生態(tài)系統(tǒng)，充分利用地理優(yōu)勢，發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)[6-8]，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題成因及危害程度不同，采用分區(qū)治理，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患點。要深挖區(qū)域文化，以礦山為基礎(chǔ)，構(gòu)建生態(tài)園、濕地公園和露營基地等，優(yōu)化環(huán)境，為區(qū)域后續(xù)發(fā)展打下基礎(chǔ)。開采區(qū)局部填平后，可利用新形成的地貌，結(jié)合土地規(guī)劃，將其恢復(fù)成耕地或林地，新形成的水系周邊可發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合業(yè)態(tài)，帶動周邊走生態(tài)修復(fù)與低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展融合的新模式，減少碳排放，助力區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。綜合考慮自然地理環(huán)境，礦區(qū)主要采取分區(qū)治理措施[9-10]。生態(tài)修復(fù)的施工順序為地質(zhì)災(zāi)害隱患點治理→采礦坑回填→場地平整→覆土綠化→設(shè)置安全防護網(wǎng)。

2.1 地質(zhì)災(zāi)害隱患點治理

地質(zhì)災(zāi)害隱患點治理主要針對采礦坑按照設(shè)計方案回填后仍存在隱患的危巖崩塌區(qū)域。首先清理坡面孤立的危巖，然后采用點錨+掛網(wǎng)錨噴+V形種植槽+植生孔，對存在隱患的坡面進(jìn)行治理。對于采礦坑回填后仍存在高差的區(qū)域，坡頂應(yīng)增設(shè)截水溝，減小雨水對坡面的沖刷。對于場地內(nèi)存在崩塌可能的地質(zhì)災(zāi)害隱患點，采用點錨等措施進(jìn)行治理，清理松散的坡面孤石。

2.2 采礦坑回填

采礦坑的回填可優(yōu)先選擇周邊建設(shè)場地開挖的土石方，不得選用淤泥質(zhì)土壤等易產(chǎn)生安全隱患的材料。經(jīng)測算，礦區(qū)需要回填的土石方量較大，可利用周邊填料對礦坑做局部回填，其余位置設(shè)生態(tài)湖。結(jié)合城市規(guī)劃，對于周邊存在棄方的建設(shè)場地，將棄方分層填筑在開采坑內(nèi)，以減小開采區(qū)的裸露坑深度。無法填平的開采坑采用生態(tài)修復(fù)，利用現(xiàn)場的地形優(yōu)勢形成生態(tài)湖，提高區(qū)域的水分涵養(yǎng)能力。

2.3 場地平整

場地平整主要針對采礦坑回填的區(qū)域，平整后可滿足土地復(fù)墾要求，創(chuàng)造植被生長的基礎(chǔ)條件[11]。場地平整時，應(yīng)注意做好找坡處理，重構(gòu)地貌應(yīng)盡量與周邊地形地貌協(xié)調(diào)。

2.4 覆土綠化

場地平整時，頂部設(shè)置一定厚度的熟土，以滿足植被生長需求。為保證土壤質(zhì)量，覆土表層需要營造足夠厚度的有效土壤。覆熟土前對覆土區(qū)進(jìn)行清理，將塊石全部掩埋在細(xì)渣以下，表層要求無大的塊石、廢石，同時對整平區(qū)域做壓實處理，防止雨水沖刷。覆土可優(yōu)先選用腐殖土或帶肥料的熟土，含石量不大于5%。

2.5 安全防護網(wǎng)設(shè)置及養(yǎng)護工程

為確保生態(tài)修復(fù)效果，治理完成后短期內(nèi)實施封閉管理。礦區(qū)周邊設(shè)置安全防護網(wǎng)，圍欄可選擇與周邊融為一體的綠色成品網(wǎng)，防護網(wǎng)底部設(shè)混凝土底座。礦區(qū)生態(tài)修復(fù)過程緩慢，植被初步生長后2年內(nèi)應(yīng)納入監(jiān)測，斑禿區(qū)域應(yīng)及時補充綠化，確保生態(tài)修復(fù)效果。

3 礦區(qū)治理效益分析

礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價及生態(tài)修復(fù)可帶來巨大的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益。一是生態(tài)效益。項目的實施將減少區(qū)域內(nèi)水土流失，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率，恢復(fù)土地功能，提高區(qū)域水源涵養(yǎng)能力，構(gòu)建有效的生態(tài)屏障，減小地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。二是社會效益。采用土地恢復(fù)+礦山生態(tài)湖的模式，可布局多元化業(yè)態(tài)，在消除礦山地質(zhì)環(huán)境問題的同時，為區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展提供新的保障點，推動當(dāng)?shù)芈糜伍_發(fā)和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，構(gòu)建新的生態(tài)發(fā)展格局。三是經(jīng)濟效益。采用耕地+林地恢復(fù)及礦山生態(tài)湖的模式，可釋放土地資源價值，喚醒沉默價值，提供更多的就業(yè)機會，不僅能保護生態(tài)環(huán)境，還能提高區(qū)域經(jīng)濟效益，促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展，提高當(dāng)?shù)鼐用竦氖杖爰靶腋８小?/p>

4 結(jié)論

礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評價后，可因地制宜，綜合施策，開展生態(tài)修復(fù)。礦區(qū)應(yīng)結(jié)合實際地質(zhì)特征，充分利用多源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，對地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行評價，從而提出生態(tài)修復(fù)方案?？傮w來說，要做好地質(zhì)災(zāi)害隱患點治理，實現(xiàn)地貌重塑和生態(tài)修復(fù)，加強產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)，有效改善礦區(qū)周邊人居環(huán)境，提高生態(tài)環(huán)境承載力，走可持續(xù)發(fā)展道路。

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