礦山生態(tài)修復工程及技術(shù)措施探討

楊劍鋒

（湖南省礦產(chǎn)資源調(diào)查所，湖南 長沙 410083）

礦業(yè)開發(fā)伴隨著人類文明、社會進步、科技發(fā)展的全過程，是國家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。但礦山又是一個具有特殊社會環(huán)境和自然要素的場地，具有人類工程活動強烈、對生態(tài)環(huán)境破壞性大、地域分布廣、持續(xù)時間長、修復難度大的特點。黨的十八大提出了“五位一體”的戰(zhàn)略布局，并首次提出了“社會主義生態(tài)文明觀”，統(tǒng)籌實施“山水林田湖草”系統(tǒng)治理，設(shè)立了各級國土空間生態(tài)修復機構(gòu)，從政策法規(guī)、體制機制、價值理念等方面為生態(tài)文明建設(shè)提供了支撐[1]。黨的十九屆五中全會進一步確立了“綠水青山就是金山銀山”理念，堅持尊重自然、順應自然、保護自然，堅持節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復為主，守住自然生態(tài)安全邊界。

1 礦山概況與生態(tài)問題

挖嶺采石場隸屬湖南金磊南方水泥有限公司，位于資興市城區(qū)以東，直距約13km處，距5A級景區(qū)東江湖約5km。礦區(qū)屬于丘陵地貌，植被發(fā)育，自然斜坡穩(wěn)定，氣候濕潤溫和，四季分明，雨量充沛，平均年降水量1550mm。該礦始建于2004年，礦區(qū)面積：0.1209km2，開采深度：+355m～+250m，開采礦種：水泥用石灰?guī)r礦，開采方式：露天開采，生產(chǎn)規(guī)模：100萬t/年。礦山的主要礦業(yè)活動有露開采場、廢土場、礦山公路等，經(jīng)過近二十年的開采，已形成了五級平臺，開采高度約75m，產(chǎn)生的主要礦山生態(tài)問題有：地形地貌景觀破壞、土地資源占損、植被破壞、邊坡失穩(wěn)、水環(huán)境污染等。

（1）地形地貌景觀破壞。礦業(yè)活動對地貌景觀的破壞主要是露天采場，露天開采使原本穩(wěn)定的自然斜坡變成了穩(wěn)定性差的高陡的臺階狀巖質(zhì)邊坡。挖嶺采石場位于G357線旁，是通往東江湖景區(qū)的必經(jīng)之路，經(jīng)過近二十年的開采，已形成+340m、+325m、+310m、+295m、+280m五級平臺，臺階高差15m，平臺寬度4m～6m，開采高度約75m，臺階邊坡角50°～70°，最終邊坡角58°，巖石裸露面積達10.5ha。已造成原有山體破損，原有的杉木、松樹、杜鵑、茅栗、胡松子、箭竹等植物不復存在，且不能自然恢復，與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)，視覺反差大，地貌景觀遭受破壞，需采取治理措施才能恢復。

（2）土地資源占損。露天采場損毀土地面積10.5ha,損毀的土地類型為林地，損毀的方式是開挖，原有的地表土壤全部被清除轉(zhuǎn)移，植被完全被破壞，恢復難度大，須通過工程措施方能修復；廢土堆損毀土地面積0.5ha,損毀的土地類型為林地，損毀的方式是壓占；礦山公路損毀土地面積0.4ha,損毀的土地類型為林地，損毀的方式是開挖，按照綠色礦山的要求對路面已進行混凝土硬化，作為林業(yè)生產(chǎn)和消防道路保留[2]。

（3）采場邊坡失穩(wěn)。區(qū)內(nèi)屬丘陵地貌，地勢南高北低，自然斜坡呈直線形，地形坡度35°左右，巖性為灰?guī)r，中厚層狀，一般層面結(jié)合較好，局部夾薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r，層面光滑平直，抗剪強度低，產(chǎn)狀傾向北，傾角30°～48°，屬同向坡，礦山嚴格按開發(fā)利用方案進行開采，坡面基本上為光面爆破，坡面平直規(guī)則，一般無松散的危巖體，但在層面平直光滑的泥質(zhì)灰?guī)r地段，邊坡穩(wěn)定性較差，局部出了滑坡現(xiàn)象。

（4）水環(huán)境影響。礦區(qū)周邊主要地表水體是大壁垅水庫，水域面積0.085ha，蓄水量約45萬m3。該水庫位于采場下游，直線距離約50m，主要用途是農(nóng)業(yè)灌溉。礦山開采產(chǎn)生的廢水主要是懸浮物超標，懸浮物主要來源于底盤的巖粉，主要在雨后地表逕流將懸浮物帶入水庫中，污染水庫水的質(zhì)量和灌溉功能，通過沉淀處理，可減輕水質(zhì)污染，滿足灌溉要求。

2 礦山生態(tài)修復的主要措施

（1）礦山生態(tài)修復主要內(nèi)容。礦山生態(tài)修復工作遵循“安全穩(wěn)定，兼顧景觀、因地制宜，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、經(jīng)濟合理，技術(shù)可行”的原則，具備科學性、合理性和可操作性。按照實際情況，先消除礦山地質(zhì)災害隱患，然后進行地貌重塑，接著開展土壤重構(gòu)、最后實施生態(tài)修復，構(gòu)建初級植物群落，再進行2～3年的養(yǎng)護，依靠初級植物群落的自適應性，逐漸完成礦山生態(tài)修復。

（2）總體目標。把因礦產(chǎn)資源開采而破壞的生態(tài)系統(tǒng)作為一個整體，依據(jù)礦山周邊區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能重要性、人居環(huán)境與經(jīng)濟社會發(fā)展狀況，綜合考慮自然條件、地形地貌條件、礦山生態(tài)問題及其危害程度等，堅持山水林田湖草沙一體化保護修復的理念，依靠自然恢復能力，結(jié)合必要的人工修復措施，對礦產(chǎn)資源開發(fā)造成的生態(tài)破壞進行生態(tài)修復與綜合治理，消除地質(zhì)災害隱患，改善水土環(huán)境，有效恢復生態(tài)功能，使因采礦活動而破壞的區(qū)域能得到恢復或改善。

（3）總體要求。以基本的礦山地質(zhì)災害隱患、地形地貌破壞、土地損毀、固體廢棄物排放、生態(tài)現(xiàn)狀等調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對邊坡、采場底盤、工業(yè)場地、礦山道路、排渣（土）場等場地重點開展生態(tài)修復，合理選擇修復措施，實現(xiàn)最優(yōu)化修復。植被重建優(yōu)先選用鄉(xiāng)土植物物種，積極推進喬、灌、草、藤立體種植，防止生態(tài)群落退化，增強生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。禁止使用對當?shù)厣锒鄻有栽斐赏{的外來入侵物種，礦山生態(tài)修復后，因礦產(chǎn)資源開采活動而破壞的生態(tài)系統(tǒng)恢復到或接近于采礦前的自然生態(tài)系統(tǒng)，或重建成符合人們特定用途的生態(tài)空間。

（4）主要措施。①自然恢復措施。依靠修復場地和周邊生態(tài)系統(tǒng)的自我愈合能力，促進植被再生和生物種群恢復，逐漸修復礦山生態(tài)系統(tǒng)。②輔助再生措施。采取坡面修整、土壤改良或覆土、截排水等措施進行場地平整，為植被恢復提供條件。采取補植、補播、撫育、清除雜灌草等措施，加快生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的修復。③生態(tài)重建措施。修復場地存在重大地質(zhì)災害隱患，地形地貌破壞嚴重，土地損毀、植被破壞嚴重，物種生境條件不穩(wěn)定，生態(tài)退化嚴重，參考參照的生態(tài)系統(tǒng)，采取生態(tài)重建措施，重建生態(tài)系統(tǒng)。各修復技術(shù)措施應統(tǒng)籌考慮、相互銜接、配合使用。④監(jiān)管措施。一是搭建礦山生態(tài)保護修復監(jiān)測監(jiān)管系統(tǒng)，實現(xiàn)“一礦一檔案”，實時掌握和監(jiān)管礦山生態(tài)保護與修復情況，逐步健全“源頭嚴防、過程嚴管、后果嚴懲”全鏈條工作機制，以便對未按要求開展生態(tài)保護修復的礦山早發(fā)現(xiàn)、早制止、嚴查處。二是做好礦山生態(tài)保護修復年度驗收工作，壓實壓緊礦山企業(yè)“邊生產(chǎn)、邊修復”主體責任。三是加強礦山生態(tài)保護修復分期和閉坑驗收，礦山企業(yè)是在建與生產(chǎn)礦山生態(tài)保護與修復的責任主體。對不符合生態(tài)保護修復要求的實行一票否決，分期驗收不合格的，不予延續(xù)登記，閉坑驗收不合格，地質(zhì)環(huán)境治理基金和價款不予返還。

3 礦山生態(tài)修復的主要工程

生態(tài)重建需要開展以下工作：一是地質(zhì)災害隱患消除工程：對處于規(guī)模小處于欠穩(wěn)定狀態(tài)的危巖體進行清除，對規(guī)模較大處于基本穩(wěn)定狀的危巖體采取主動防護網(wǎng)進行行防治，增加平臺寬度，使危巖體崩塌時起到緩沖作用，達到消除和減輕地質(zhì)災害的危害，確保安全生產(chǎn)。二是地貌重塑：主要有削坡卸荷、臺階再造、坡腳蓄坡與填筑臺階、坡面整形、積水區(qū)整形、邊坡修復、文化造景、高陡巖坡修復、采場底盤修復、取土（砂）場修復、工業(yè)場地修復、礦山道路修復、排渣（土）場修復等。三是進行土壤重構(gòu)：主要開展場地清理、場地平整、截排水、集蓄水、覆土等工程。四是實施植被重建：篩選適應當?shù)貧夂?、立地條件、土壤條件、抗逆性強、耐貧瘠、易成活、易養(yǎng)護、根系發(fā)達、種源豐富、水土保持功能強、管理粗放的鄉(xiāng)土植物，綜合考慮喬、灌、草、攀援植物、固氮與非固氮、深根性與淺根性、經(jīng)濟林與生態(tài)林相結(jié)合。五是植被養(yǎng)護：植被養(yǎng)護包括成活期和生長期兩個階段。成活期養(yǎng)護內(nèi)容包括苗木綁扎、培土、扶正，草簾、無紡布、遮陽網(wǎng)、農(nóng)膜遮蓋等；生長期養(yǎng)護內(nèi)容包括松土、除草、灌溉、施肥、修剪、補植、補播、病蟲害防治、有害植物清除等。五是配套工程。主要有截排水工程、圍擋工程、警示工程等。選擇適宜的修復方法，因地制宜地開展礦山生態(tài)修復工程和植被重建，選擇適合的植被，構(gòu)建合理的植被覆蓋率，選擇適合的養(yǎng)護年限，進行養(yǎng)護。

（1）地質(zhì)災害隱患消除工程。一是合理爆破：礦山嚴格開發(fā)利用方案設(shè)計的邊坡坡度和平臺寬度及高度進行光面爆破，施工的炮眼深度與平臺的高度一致，嚴格控制周邊眼的裝藥量，盡可能將藥量沿眼長均勻分布，采用毫秒微差有序起爆，要安排好開挖程序，使光面爆破具有良好的臨空光面，從爆破開始減少和避免產(chǎn)生危巖體。二是加強人工巡視監(jiān)測：礦山安排了專人對采場邊坡的穩(wěn)定情況進行巡視監(jiān)測，及時對危及施工人員安全的松動危巖體進行清除。三是加寬平臺：根據(jù)開發(fā)利用方案，安全平臺寬4m，清掃平臺寬6m，礦山為確保礦山運輸?shù)缆钒踩?，起到了緩沖地帶的作用。四是加固危巖體：對規(guī)模較大且處于基本穩(wěn)定狀態(tài)的單個危巖體，采取主動防護網(wǎng)進行單獨加固處理。

（2）地貌重塑工程。根據(jù)礦山地貌破壞方式與損毀程度，結(jié)合礦山周邊地貌特點，通過地形重塑、土地整治、重構(gòu)截排水系統(tǒng)等措施重新塑造一個與周邊地貌相協(xié)調(diào)的新地貌。一是平臺覆土：在平臺外側(cè)砌筑擋墻，在清掃平臺內(nèi)側(cè)修建生態(tài)溝，在平臺上種植適宜的灌、草、藤植物，在平臺內(nèi)側(cè)種植攀援植物，在平臺外側(cè)種植垂吊植物。二是對巖質(zhì)邊坡掛網(wǎng)：使平臺上的攀援植物能順利地向上攀爬生長，巖質(zhì)邊坡不再裸露；對坡度較陡的土質(zhì)邊坡采用挖魚鱗坑栽種灌草植物。三是采場底盤平整：低洼積水區(qū)可利用拆除的建筑渣土進行回填，多余的渣土和廢石堆于底盤與邊坡接壤處，一可就地處理多余的渣土，二可對坡腳反壓蓄坡，有利于邊坡穩(wěn)定，其后在底盤上進行覆土，種植喬、灌、草、藤植物。以達到采場破壞的地貌景觀修復到與周邊景觀相協(xié)調(diào)。

（3）土壤重構(gòu)工程。在礦山地貌重塑基礎(chǔ)上，依靠本地的巖土條件、水熱與溫濕條件等，充分利用采礦剝離的表土和采礦遺留的廢石（渣）等固體廢棄物，通過培肥改良、土層置換、表土覆蓋、土層翻轉(zhuǎn)、化學改良、生物修復等措施，重構(gòu)土壤剖面結(jié)構(gòu)與土壤肥力條件。挖嶺采石場損毀的土地類型為林地，按照修復林草地的要求進行土壤重構(gòu)。一是土壤質(zhì)量要求：有機質(zhì)含量≥1%，PH值5.0-8.5，土壤質(zhì)地為砂土至壤質(zhì)粘土，礫石含量≤20%，土壤容重≤1.5g/cm3，含鹽量≤0.3﹪。二是覆土厚度要求：林地有效覆土厚度≥50cm，草地覆土厚度≥30cm。三是場地平整：覆土質(zhì)對場地進行平整，確保覆土厚度比較均勻，地面比較平順，無坑洼積水，為植物生長創(chuàng)造條件。四是土壤培肥：向表土層中施加有機肥、無機肥、復合肥料、復混肥料等，提高土壤肥力。五是排水和蓄水要求：在采場周邊修建截水溝，在清掃平臺內(nèi)側(cè)修建生態(tài)溝，在底盤修建一定密度的生態(tài)排水溝，利用采場底盤的沉淀池作為蓄水池保留下來，用作后期管護灌溉用水。

（4）植被重建工程。在地貌重塑和土壤重構(gòu)基礎(chǔ)上，按照生態(tài)系統(tǒng)的生物種群特點，考慮礦山生態(tài)重建的植被適宜性、結(jié)構(gòu)布局合理性和物種多樣性，合理配置植物種群組成和結(jié)構(gòu)，借助人工支持和誘導，重建與周邊生態(tài)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)的生態(tài)系統(tǒng)，保障植物群落持續(xù)穩(wěn)定。一是植物種類的選?。阂罁?jù)重塑的地貌形態(tài)和重構(gòu)的土壤條件，充分考慮植被配置的多樣性、適應性、先鋒性和抗逆性，合理配置礦山植被重建空間；根據(jù)場地條件，篩選出根系發(fā)達、固氮能力強、生長速度快、播種栽植容易、成活率高、病蟲害少、抗水土流失能力強、易管護的適生植物和先鋒植物，通過林、草、花、卉、喬、灌種植結(jié)合，合理部署植被疏密和覆蓋區(qū)域。挖嶺采石場在植物選取時，喬木選擇樟樹、楊樹、桂花樹、欒樹，灌木選擇紅葉石楠、女貞球、海棠球、夾竹桃、多花木蘭，草本植物選擇四季青草、金雞菊、野菊花等，騰本植物選擇爬山虎、長青油麻騰、葛根騰等。二是喬木栽種：栽種的樹苗分裸根和帶土球的兩種，栽裸根樹苗時，一人將樹苗放入坑中扶正，一人將坑邊的好土填入，當填土到1/2時，用手將樹苗輕輕往上提，讓根自然往下舒展開，繼續(xù)填入好土，直至填滿坑后，再用力踩實，并用土在坑外緣做好澆水堰栽；栽種帶土球樹苗時，土球放入坑后，應先在土球四周墊少量土，將土球固定，注意樹干立直，然后將包裝剪開并取出，隨即填入好土填至1/2時，然后夯實開堰。三是灌草撒播：根據(jù)設(shè)計比例處理好的灌草種，泡水催芽，采用人工撒播，確保灌草籽均勻，密度適當，撒播后，人工用鐵耙整理，保證灌草籽被土覆蓋，確保成活率，四是覆蓋好無紡布：完工后及時覆蓋無紡布，從上至下平整覆蓋，坡頂延伸30cm固定，兩幅相搪疊加10cm，然后用竹筷進行固定，固定間距不大于100cm，無紡布覆蓋可防止雨水沖刷，避免水土流失，等灌草長到5cm～6cm或2～3片葉時，揭去無紡布。

（5）植被養(yǎng)護工程。養(yǎng)護工作的好壞與重視是保障工程質(zhì)量的關(guān)鍵一步，是體現(xiàn)各種成果的重要指標，是關(guān)系后期綠化效果的重要參數(shù)。三分種七分養(yǎng)，養(yǎng)護是一門科學、理論、實踐相結(jié)合的工作，養(yǎng)護管理人員必須具備專業(yè)性、責任性、創(chuàng)新性為一體的素質(zhì)。養(yǎng)護管理工作可以簡單分為澆水、施肥、病蟲害防治、雜草預防修剪等內(nèi)容。設(shè)計在生態(tài)修復完成后進行養(yǎng)護，養(yǎng)護期3年。一是灌草養(yǎng)護：根據(jù)土壤肥力、濕度、天氣情況，酌情追施化肥并灑水養(yǎng)護。前期養(yǎng)護時間為每天兩次，早上養(yǎng)護時間要在10時以前完成，晚上養(yǎng)護時間要在16時以后才開始，避免在在強烈的日光下進行噴水養(yǎng)護，中期以自然雨水養(yǎng)護為主，每月噴水兩次，并追施肥，保苗轉(zhuǎn)青，整個養(yǎng)護期間，注意防治病蟲害防治。二是樹木養(yǎng)護：樹木栽植后，為了提高樹木的成活率，達到栽植的目的，一要及時灌溉，栽后的樹木要及時灌溉，隨時保持土壤中有充足的水分，以便保證樹木根部水分的供應。二要扶正培土，新栽樹木一般入土較淺，周圍土松，造成根部懸空或根系裸露，應對所栽樹木進行一次檢查，把歪斜和松動的樹苗扶正并培土踩實，這是一項保證樹木成活率的重要措施，不可忽視。三要除草松土，對新栽的樹木要經(jīng)常地進行除草，除草過程中能有效地減少水分的流失，并起到疏松土壤的作用，剪掉的雜木覆蓋在土壤上，對土壤起到保濕作用，并有利于樹苗有充足的水分供應。

（6）配套工程。截水溝宜采用圬工結(jié)構(gòu)，迎水面宜設(shè)置泄水孔，陡坡、緩坡段溝底及邊墻設(shè)置伸縮變形縫，坡體松軟段宜采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。截水溝主要是截流采場外圍地表水，起到雨污分流的作用，減少污水量，減輕沉淀池的壓力，使采場內(nèi)污水經(jīng)沉淀能達標排放。場內(nèi)排水溝可做成生態(tài)溝，在溝底及兩側(cè)鋪設(shè)草皮，一是排除場地內(nèi)積水，二是減輕雨水對新近松散的覆土沖刷作用，避免水土流失。

（7）其它工程。在采場周邊陡坎地段設(shè)置了圍擋工程，有效保證了人畜安全。

4 幾點經(jīng)驗

開礦容易修復難，挖嶺采石場從生態(tài)修復分期驗收不合的礦山，一躍成為郴州市生態(tài)修復樣榜礦山，一路走來實屬不易，主要經(jīng)驗有以下幾點：

（1）加大宣傳力度，要讓生態(tài)保護優(yōu)先、綠水青山就是金山銀山的發(fā)展理念深入人心，改變礦山重生產(chǎn)、輕修復思想，實行生態(tài)修復一票否決制，要像抓安全生態(tài)一樣的鐵腕手段抓礦山生態(tài)修復工作。

（2）客觀公正地做好礦山生態(tài)保護修復案，根據(jù)方案估算的礦山生態(tài)保護修復費足額計提生態(tài)修復基金，并實行銀行、縣級自然資源部門、礦山企業(yè)三方監(jiān)管，為礦山生態(tài)修復提供資金保障。

（3）實行年度和分期驗收制度，對驗收不合格的不予延續(xù)登記，公安機關(guān)不提供雷管炸藥，必須進行停產(chǎn)整改，根據(jù)年度修復工程可使用生態(tài)修復基金，這樣使礦山被動應付變主動進行礦山生態(tài)修復。

（4）礦山生態(tài)修復是一門科學，技術(shù)含量較高，為達到好的生態(tài)修復效果，可聘請專業(yè)的園林公司實施，這樣在植物種類選擇、覆土培肥、植物栽種、后期管護等各個環(huán)節(jié)做到更科學、更精準、更有效。