矿山地质环境恢复治理方式的创新研究

管理及其他
M anagement and other
矿山地质环境恢复治理方式的创新研究
张 岩
摘要：很多矿山在进行恢复治理工作时，采用的技术手段较为单一，投资资金较大，未进行统筹规划，导致投入产出达不到预期效果，甚至导致新的生态环境问题出现。

为了进一步提高矿区的绿色建设，应采用多样化的治理模式和多种治理方式，实现矿区自然资源的可持续开发与利用。

本文探讨了矿山恢复治理的新型模式，为绿色矿山建设发展和提升自然生态修复水平提供了可供参考的研究思路和方法。

关键词：矿山地质环境；恢复治理；生态修复；创新研究；建议；展望
中国地域广阔，在其东西经度和南北维度上分布着大量的各类矿山。

由于采用粗狂无序的开采方式，这些矿山在开采前期就带来了严重的生态环境问题。

将经济效益置于首位、以牺牲生态环境为代价的矿产资源开发，与我国生态环境可持续发展的战略方针相矛盾。

因此，为了促进矿山的开发利用与生态环境相协调，在资源开发利用过程中尽量降低负面效应和代价，保护生态环境免受严重破坏，同时实现经济发展与自然环境保护的双重目标，既是当代人民的需要，也是为后代子孙留下一个清洁美丽生态环境的重要任务。

目前，大部分地区的矿山生态修复方法和技术比较单一，修复后的景观可保持的时间较短，导致部分矿区需要反复进行生态修复工作。

已有的治理方式已难以支持矿产资源开采与生态修复的协调发展。

在这种现状下，进行技术创新将成为矿山生态修复战略实施的迫切需求，对于提升矿业领域的生态建设水平具有重要意义。

1 治理方式的创新运用
针对不同的矿山，建议采取个体化的治理措施，即“一矿一策”。

在考虑到地方矿区实际情况的基础上，可以借鉴其他地区的治理模式，进行大胆尝试和创新，不断探索新的可行的治理模式。

本文列举了多种治理措施供参考借鉴，例如采用多种方式改善土壤质量、创新矿区高陡边坡的绿化治理方式、在矿山恢复治理爆破工程中应用电子雷管、引入人文景观、公园和小流域水保理念建设矿区生态立体型修复体系等。

在实际治理过程中，可以采用多种不同的生态修复模式，持续提高矿区生态健康指数，推动生态环境不断向好发展。

1.1 多种方式改良土质
针对矿区内过渡开采的平缓裸露区域，可以进行土层厚度、土壤养分、pH值及有机质含量的调查检测实验。

通过确定土质环境，可以采取相应的修复措施。

例如，如果土质厚度较薄，可以使用外来土壤进行覆盖，提高土层厚度。

如果土壤的pH值为弱酸性（5～6.5）或弱碱性（7.5～8.5），将严重影响草籽的发芽率和生长速度，可以采用化学与微生物相结合的方式调节至中性（6.5～7.5），以达到良好状态。

这样可以增加土壤中微生物的数量，高效促进土壤养分的分解和转化。

如果土壤的有机质含量较低，可以使用易分解的有机物料作为绿肥，改善并提高土壤中的有机物含量。

此外，对于土质板结坚硬、通透性差的问题，可以采取合理的旋耕深耕深松措施，改良土壤结构，增加土壤孔隙率、含氧量和通透性，提高土壤的蓄水保墒能力。

土质改良是一个持续时间较长的过程，需要在一定周期内进行循环使用。

可以组合使用上述几种方式，提高土质营养的均衡性，为后续植被绿化提供基础条件。

1.2 高陡边坡绿化治理方式的创新运用
对于矿区内部分坡度大于60°且高度大于30m的高陡岩质边坡，常规的覆土绿化措施难以实施。

可以采用挂网喷播、客土喷播绿化的方式，也可以在部分坡面、坡顶、坡脚分段开挖植槽，栽植攀爬能力强的爬藤类植物，例如爬山虎、常春藤、扶芳藤、蔷薇等，并在坡面布设植物攀爬网，引导植物向上或向下生长，达到坡面绿化的目的。

对于部分高陡的土石边坡和土质边坡，除了常规的削坡改造和客土喷播绿化措施之外，还可以人工或机械开挖小型、较密集的穴坑、鱼鳞坑、植槽、水平沟等，并在这些坑槽中填充改良土壤后种植草籽、乔灌木和常见的攀藤类植物。

这种方式具有推广性强，适用于土壤肥力不足的高陡土石和土质边坡，且投资较少，施工工艺简单，工期短，能够快速达到绿化效果。

1.3 电子雷管在矿山恢复治理中的应用
国内存在大量经过多年开采的矿区，山体破损严重，风化侵蚀程度深。

形成了许多高陡直立的岩质边坡，主要破坏方式为崩塌。

陡崖上的危岩体突然崩落将对矿业生产造成严重损失，因此对潜在的崩塌隐患进行治理显得非常重要。

在消除陡崖上的危岩体时，可以采用电子雷管起爆网络的方式。

这种方式能够更好地叠加应力波，使爆破时的能量均衡地扩散至危岩体中，达到均匀破碎的效果。

同
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时，爆破后的岩石碎片更松散、均匀，有利于后期的机械挖掘和清运工作。

1.4 液态二氧化碳致裂高陡边坡危岩体技术的应用
采用便于储存运输、操作简单、威力较大的非民爆产品液态CO2气相压裂技术装置，能有效地提高安全系数，避免了常规民爆炸药产生大量的一氧化碳等有毒有害气体及扩散的大量粉尘，在施工中能够达到降噪、除尘、保护环境的效果。

同时，在致裂中可高效地破碎岩石，极大地缩短工期，减轻人力劳动强度，降低企业资金投入。

这项技术可以广泛地应用于各类复杂矿区地质环境条件中。

1.5 岩质边坡微型钻孔蓄土穴栽技术的应用
目前高陡岩质边坡生态修复技术植被覆盖方式主要有全坡面覆盖型和点阵覆盖型两种方式。

前者主要通过挂网喷播、植混喷播和草毯铺设等方法实现。

后者则多以破碎岩体形成植生槽、鱼鳞坑穴或钻孔形成植生孔的方式进行。

植生孔复绿技术正逐步获得广泛认可，其施工工艺简单，成本相对较低，并且复绿效果迅速持久。

对于风化程度较高的岩质边坡和硬质土层斜坡面，可以考虑采用人工配合机械在坡面钻凿小型孔径。

然后，在孔中填入配制好的营养土壤和营养基，栽植适合当地环境的乔灌草藤类植物，从而在坡面形成自给自足的微型生态系统。

利用常见的钻孔工艺与园林种植相结合的技术，可以打造出立体绿化效果。

同时，还可以在坡面和坡顶凿槽，将营养土填入槽中，然后种植藤蔓植物，引导藤蔓与坡面上的绿植相结合缠绕生长，进一步提高坡面的绿化效果。

这项技术在北方矿区高陡边坡治理中得到了广泛应用，取得了理想的治理效果。

然而，施工较为复杂，可采用工厂定制成形的机械装置，直接安装在岩质边坡坡面，以替代局部高陡坡面难以采用钻孔复绿工艺的方法，以避免施工安全隐患。

1.6 人文景观公园在矿山生态修复中的创新运用
通过合理规划，加强与矿区已有景观资源的结合，可以实现矿区景观资源的开发，构建矿山公园，推动绿色矿山建设。

将人文景观公园建设成地质科普教育、观光旅游、矿业生产体验、地方民俗文化体验和丛林探险生态旅游等多功能的景观空间集中区域，同时弘扬矿企文化，促进矿企经济转型和地方旅游经济效益的发展。

在矿区花园建设中，可以充分利用采空区独特的地形地貌，将矿区开采形成的原有地形地貌、矿区建筑、道路、矿斗车、窄轨铁路、竖井、巷道等资源与人造景观巧妙融合。

可以布设花园庭院、小溪水景、园林廊道、休闲娱乐设施等，最大限度地挖掘矿山可再生利用的价值，融入旅游元素，建设休闲娱乐场所。

同时，还可以陈列各种矿石样本，搭建地下采矿模型，展示矿区的开采过程，构建以工业景观为主的地方矿山公园。

这样不仅可以吸引周边居民，供他们进行徒步、自驾、骑马游玩、踏青等活动，还能为地方居民和游客提供便利，并推动地区的生态和经济建设。

1.7 小流域水保工程建设生态立体型修复体系
在矿区治理中引入水土保持治理理念，利用矿区地形优势蓄水保土，保护草地资源，涵养水源，防治水土流失。

同时，运用蓄水坝、拦砂坝、排导堤、防冲槛、截排水渠等水保工程措施，采用坡面造林、地表撒播草籽、封禁封育等治理手段建设立体型修复体系。

利用在部分中高山区小流域矿山地形优势及汇水面较大特点，可采用蓄水排洪设施将汛期流域内雨水汇集蓄水或排洪排导。

例如修建蓄水坝（池）、拦砂坝、排导堤、防冲槛等。

同时，为防止裸露边坡水土流失，在剖采面缓坡外围及平台处可修建截排水渠，减少汛期暴雨地表径流对裸露边坡、植被稀疏区、已治理区域地表土壤及肥力的侵蚀冲刷。

通过上述水保工程结合地表植被绿化措施，可建设矿区流域内人文生态景观工程。

通过利用矿区有利地形实施水保工程、栽植乔灌木水保林及适宜当地的经济林、地表覆土绿化、部分地段封禁封育等工程措施，达到矿区流域生态修复、减轻水土流失、辅助矿区经济建设，塑造人文生态景观，有效改善矿区流域生态环境。

2 建议
由于矿区矿产资源的长期开发，历时久，周期长，在开采中以牺牲环境为代价，矿企对环境保护意识淡薄，导致历史遗留问题较多。

近些年，自然资源部门对矿山地质环境管理体系建设的不断完善，加之法律保障体系的成熟，情况逐年好转。

但历史遗留矿山数量较多，矿区环境保护历史欠账多，治理资金依旧存在较大缺口，政府投入的资金难以全部解决诸多矿山环境恢复治理问题。

对此有如下几项建议，可供参考。

2.1 建议持续加强矿区地质环境保护法律体系建设
相关法律体系的建设是实现矿山地质环境保护状况根本改善的前提，完善的法律体系及监管办法是保障恢复治理事前、事中、事后全过程顺利实施的基石。

因此，持续完善相关法律体系及推进新举措将为矿山环境恢复治理提供有力保障。

2.2 建议建立动态监测数据库
目前地方管理人员、设计人员在进行野外矿山地质环境调查时，主要以纸质方式、电子文档如Excel、word、图片等格式单点进行存储，成果仅为报告编制和简单的数据分析，待报告评审通过、工程竣工后大部分资料及数据归档后处于闲置状态，数据价值没有进行充分的挖掘与利用。

因此建立全省矿山地质环境动态监测数据库，系统全面统计录入下辖各县市州矿山地质环境恢复治理数据，进行全面、及时、准确的信息更新联动，避免信息数据的延迟陈旧、时效性差、片面及准确性差，可充分利用大数据
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作为技术支撑，实现矿山地质环境的各类数据的融合兼并、集成存储管理等，为政府部门的生态环境保护决策和管理提供数据支撑。

2.3 建议构建适宜地方的植被群落覆绿结构
不同地域地形地貌、气候气象、水文现象、土壤养分、植物生长环境等存在较大的差异，因此矿山地质环境恢复治理需结合地方特有的地理环境特点，扬长避短才能达到预期的修复效果。

在选择绿化植物类型时，需切实考虑本地地形、海拔、气候、光照、温度、湿度、土壤养分等要素，才能满足植物更好的生长发育。

如我国甘南高海拔地区草原土壤有机质含量相对较低，植物根系生长严重受限，同时当地高寒、低温、缺氧、强风、少雨、无霜期等复杂多变的气候特点，导致本地牧草有效生长期较短，对植物的生长环境要求非常严苛。

因此在当地的矿山环境治理中所选绿化植物应符合本地气候特点，才能保证有较高的发芽率成活率，同时需加强后期植物养护工作，才能达到预期的生态修复效果。

2.4 建议规范设计、提升施工队伍技术水平
目前，从事矿山地质环境恢复治理的设计、施工队伍水平参差不齐，且少有相关业务培训，设计人员在野外现场调查时少有聘请林草生态相关专业的专家现场指导栽植相关绿化作物，少有统计咨询地方居民建议的符合地方气候、生态的植物，同时相关设计也主要沿用地质灾害治理方面的经验，但实际矿山地质环境恢复治理所面对的问题与地质治理方面有较大的差异。

况且，在施工队伍的选择上、施工人员的管理上及施工水平的认定方面也是参差不齐，存在施工质量差，植物栽植后期养护欠缺等诸多问题。

因此，规范设计方技术水平、提高施工方管理水平等是提高矿山环境恢复治理工程质量的保障与客观要求。

2.5 建议多部门联动监督检查
加强多个部门的联动监督检查职能，可以组织自然资源、环境保护、水利、林业草原、工业和信息化等部门联合开展对矿山企业的检查，要深入核查无证开采、越界开采、违规开采、偷采盗挖等行为，确保各部门之间相互配合、多方参与、联动督查督办，形成闭环式的联合监察机制，以确保矿山生态环境治理取得实效。

同时，逐步引导矿山企业走向节约高效、环境友好、矿地和谐的绿色矿山建设发展道路，推进资源效益、经济效益、社会效益和环境效益的协调统一。

3 展望
（1）矿山修复技术是一个涉及岩土力学、环境科学、水利工程和生态学等多学科的综合学科。

在今后的研究中，还需要进一步探索基于自然的解决方案，不断创新生态修复技术，并结合区域特征，逐步建立相关的生态修复理论和方法体系。

（2）在矿业开发过程中，人为地质作用导致矿区原生地质环境遭到严重破坏，同时，损坏的地质环境也影响着矿业的开发。

当人为地质作用超过矿区生态环境承受能力时，将引发严重的环境地质问题，如突发的高陡岩质边坡崩塌、采空区地面塌陷、土壤重金属和地下水污染扩散以及大面积矿区生态环境恶化等，这将严重影响矿山的正常开采。

（3）我国矿产资源丰富、种类繁多、分布广泛，在悠久的矿业开发历史中留下了宝贵的地质遗迹，并在矿山生态环境修复中采用景观公园治理的方式脱颖而出，成为促进矿企开发建设、发挥旅游经济作用的重要手段。

因此，在建设矿山公园时，要重点兼顾矿区地形地貌、公园特色和矿区交通条件的平衡性，避免公园建设过于单一、交通条件不便，难以吸引游客。

在规划中，要避免面积过大、周期过长、投资过大以及建设内容难以实施等问题，并适当借鉴国内外矿山公园开发建设的成功经验，为当地留下一个文化景观遗址。

（4）在矿山生态修复中，根据山体受损情况，结合多种修复措施，分类开展山体综合治理和生态修复，以人工修复为主，兼顾自然修复。

通过治山造景，逐步建立了以矿区地质遗迹景观和生态修复为主的园林景观。

（5）部分矿区在开采后留下的宝贵地质遗迹，在生态修复治理中可适当保留作为自然景观遗址。

比如，保留原有矿坑中的开采运输通道，可以改造成独特的人文景观廊道；可以保留矿区开采形成的洞窟、陡崖等作为自然景观的一部分，供游客参观体验。

4 结语
目前，我国的经济发展离不开各类矿产资源的开发利用，而这种开发必然会伴随着地质环境的破坏。

在资源开发过程中，我们应该秉持可持续发展的理念，选择绿色开发的道路，注重保护和修复地质环境，以避免地质环境破坏与影响对矿区绿色生态建设的束缚。

近年来，随着国家不断推进生态修复和重建工作，矿山地质环境生态修复项目逐渐增多，并在一些地区取得了多个成功案例。

总的来说，在我国南方地区，矿山生态修复项目的实施难度相对较小，资金投入较少，生态恢复效果较好。

而在北方矿区，由于裸露岩石崖壁缺乏降水、可利用的绿化植物种类较少等因素的限制，恢复和重建工作面临着技术难度大、资金投入大以及后期景观维护成本高等问题。

虽然广大科技工作者已经积极进行了一系列探索工作，但与目前的状况相比，仍然远远不够。

我们应该在已有成果的基础上加强研究工作，采用多层次、多指标综合评价模型，更加合理科学地协调开发与修复的关系，推动矿山地质环境研究取得更大的进展。

（作者单位：甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院）
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