矿区生态修复技术十篇

时间:2024-01-10 17:57:02

矿区生态修复技术

矿区生态修复技术篇1

【关键词】采矿区;水土保持;生态修复;技术;研究

中图分类号: TD43 文献标识码: A 文章编号:

一、前言

文章对我国矿区环境现状和采矿业对矿区环境的影响做了详细的介绍,并对矿区采矿中的环境保护措施进行了阐述,同时,通过分析,并结合自身实践经验和相关理论知识,对环境保护下的采矿区综合开发措施进行了探讨。

二、我国采矿区生态现状分析我国矿区的生态环境受破坏的程度越来越严重,尤其在工矿污染方面尤为突出,对矿区饮用水,土地和空气等造成极大的影响。据统计,矿山开采每年排放85%的固体废物,采矿地区每年排放到外界的废水、废液占全国工业污染水排放量的10%以上。不仅如此,全国采矿造成土地损害也十分严重。据统计,其破坏的面积约1.4×106-2.0×106hm2,其中包含了因采矿而弃置和浪费的民用耕地。总结起来,采矿对环境破坏的类型主要划分为对资源的破坏,对地质的破坏。 在矿区中,对资源的破坏是常见的。采矿生产后的废渣由于得不到很好的解决,或者采矿企业为谋暴利不愿花本钱处理,就把废渣堆放在其他土地,占用了其他的土地资源。对植被资源的破坏,为了方便开采矿产,砍伐周围各种树木,把废渣等置于草坪,践踏植被,使植被数量大大减少。对地下水质造成污染,采矿时不仅浪费大量水资源,而且对饮用水也造成较大污染,一些矿区没有任何排污设备,废物污水常流入矿区民饮用水渠道中,使饮用水质量得不到保证,危害矿区附近居民的生命健康。由于矿产地区一经采矿后,就会发生地形地貌的变化,对当地人文景观和自然风光都会产生极大的变化,破坏景观。其次是产生地质灾害。历年来媒体报道的矿井坍塌,山体滑坡,地面出现裂缝等一系列灾害问题几乎都与采矿行业挂钩。一方面,是施工安全问题的欠缺,另一方面矿区采矿时忽视了采矿时可能会给当地造成的环境地质灾害。

三、采矿业对矿区生态环境破坏1. 对水资源的破坏我国与矿产资源开发有关的废水排放每年为36亿吨,占工业废水总排放量的10%,而处理率仅为4.3%。与采矿有关的废水来自矿山建设、矿坑排水、选矿废水、露天排水及矿石堆场浸虑水等。这些废水主要呈酸性,并含有大量的重金属等有毒、有害元素如铜、铅、锌、铬、汞及氰化物等,大部分废水都是未做任何处理直接排放。由于水源的破坏,直接影响到矿区工农业生产用水和居民生活用水。 2.对地面建筑物、自然景观的破坏 研究表明,一般砖木结构建筑物允许的临界变形值分别为i=3mm/m,曲率k=0.2X10-3,水平变形e=2mm/m。当然不同的建筑物所承受的变形值也不一样。底面积小的高大建筑物和大型机械设备对地基的倾斜变形非常敏感,长形建筑物对水平拉伸和曲变率形很敏感;铁路和高速公路对地基的下沉和水平移动要求很严格。但不论何种建筑物,当受到采矿影响而不采取保护措施时,可能由于地表塌陷而受到不同程度的损害和破坏,严重时将失去其使用价值。 3.对土地生态环境的破坏

采矿可加剧土壤侵蚀,使土壤退化日益严重。由于地表产生倾斜而改变了原有的地表坡度,使原有的径流发生改变,坡度大径流量大,引起的水土流失和土壤侵蚀也越严重。另外,由于地表裂缝的产生,地表与地下水向深部渗透,使潜水位下降,导致土壤湿度减小,使本来干燥的土地更加干燥。由于土壤侵袭程度加剧与土壤湿度的减小,土壤退化、沙化现象日益严重,土质质量下降而造成弃耕现象。除了污染水源,来自采矿废石和废渣堆放场的酸性、碱性滤出废水还将毁坏耕地。含有毒性重金属的滤出物能大量杀死土壤微生物,导致土壤失去结合、分解有机质的能力,土壤肥力下降,甚至可能沙漠化。

四、矿区采矿的环境保护措施1.完善相关法律法规 在我国现行的法律法规中,还没有专门的关于矿区采矿的环境保护条款,也没有哪些法律中涉及到相关的条款,这也为当前的采矿中出现大量的生态环境遭到破坏的问题埋下了隐患,因此,当前的主要任务是完善相应的法律法规,保证有法可依、违法必究。可以包括三个方面的内容:首先,完善现有的采矿许可证制度,并在采矿许可证中增加关于采矿的过程必须要达到生态保护以及矿产开发双重目的的相关要求。其次,建立严格的奖惩制度,对于遵守法律法规的企业给予一定的奖励,而对于那些违法的企业给予严厉的惩罚,从而保证矿区采矿中的生态保护;再次,实行严格的责任制,实行谁污染、谁治理的政策,保证矿区生态环境可以尽快地恢复。 2.对土地资源的保护 露天采矿以及地下采矿很容易对土地资源造成破坏,因此,针对这种情况,要在采矿过程中建立相应的保护土地资源的措施。首先,可以采用增加耕地的措施,对矿区内实行的土地复垦是使矿山的环境得到恢复的有效地手段,因为矿山开采后,可能会形成大范围的采坑,可以通过覆土与回填的方式保证土地的恢复,这样可以增加耕地面积,有利于土地资源的保护。其次,还可以针对地表变形以及出现的塌馅情况,对出现的坑、洞以及陷台等及时地进行修复填平,并且可以因地制宜形成新的林地、阶田以及草地等,可以恢复植被,有效地避免水土流失。

3.对矿区废物的治理

在矿区采矿的过程中,要积极地采用新技术、新工艺,并不断地更新设备,从而可以减少采矿中的“三废”污染。首先,是对废水的处理,可以采用自流的方式,使其流向矿井水处理站,在经过矿井水处理站的处理后,还可以回用到注浆站用作灌浆用水,用于井下的消防洒水以及选煤厂的补充水等等,这样不仅处理了废水,还可以提高其使用效率。

五、采矿区的综合开发措施在环境保护下进行综合开发,是平衡环境保护和矿区资源开发的一项措施,也是走可持续发展道路的要求。

1.建立相关开发制度 一味讲求开发,忽略环境保护,必然得不偿失,建立一套综合生态因素的开发评价制度,能使矿产的开发有章可循。通过评价制度,提出对矿产区资源开发程度、大气污染、水质污染、植被破环程度等一系列的防治措施,落实责任制度,加大对只为谋取经济利益而破坏生态的企业或个人的处罚力度。 2.矿区资源优化 资源整合,优化采矿区的结构和分布,在节省资源的同时也发挥更大的资源优势。譬如,合理利用空间,减少对土地资源的占用,减少对植被的损害,对采矿合理预算,进行优化调整,提高回收率和循环利用率,使生态效益和经济效益得到最大化。 3.废物的再利用 所谓的废物交换,就是利用一个行业或者一个企业的弃置料,把它们转变成另一个行业或者企业的原料,通过现代新科学技术,对废弃物重新利用,在各行业之间得到充分利用,避免浪费。这种废物交换的方式非常适合运用到矿产企业。矿产业可以通过建立废物信息处理系统,实现废物在企业行业间实现优化整合,得到利用。如一些废气、废水、固体废弃物可能是另一些工业的原料,而其他行业的一些废置物恰好是矿产业所需要的,那么他们之间就可以相互协调,综合利用,减少废物排放对环境的污染。

六、结束语

矿产开发中,既要注意自然生态环境的保护,不能一味追求经济效益,杜绝先污染后治理。另一方面,要实行综合开发,不能只是片面地对矿产资源进行开采,而应科学合理地追求更大效益,这样才能实现可持续发展。

参考文献:

[1]杜明军.创新矿产资源综合开发利用模式的战略思考[J].矿产保护与利用.2011(01).

[2]麦少芝,徐颂军,梁志娇.矿业废弃地的特点及其环境影响[J].云南地理环境研究,2012.

矿区生态修复技术篇2

关键词:冶金矿山;废弃地;生态修复;土壤改良;边坡治理

冶金矿山行业涉及面广、产业关联度大,是国家经济建设的重要基础。但在矿山的开采过程中,会不可避免地挖掘和破坏山体、毁坏林地和耕地、挤压动植物的生存空间,造成严重的水土流失和生态系统退化,形成大片的山体和废弃矿场;在资源的加工过程中,会副产大量的固体废弃物,如废石、尾渣等,它们堆弃占用土地,破坏耕地,释放有毒物质,并向周围环境迁移扩散,通过食物链在动植物体内和人体中富集,威胁矿区生物的多样性和矿区居民的正常生产生活,制约区域经济的可持续发展[1-6]。随着矿产资源的日益贫化,这些问题日趋严重,因此,对矿山废弃地进行生态修复,恢复其原有功能,已经刻不容缓。

1冶金矿山废弃地的生态现状

冶金矿山废弃地指在矿山开采过程中因被污染、占用或破坏,以致暂时失去利用价值的土地[7]。根据其成因,矿山废弃地可分为五类:(1)排岩场。由被剥离的表土、被剥采的废石以及缺乏深加工价值的低品位矿岩堆弃而成,堆积体结构松散、不稳定,自然条件下很难风化粉碎,表层植被生长困难;(2)尾矿库。由矿石经洗选加工后产生的尾渣泵送堆积而成[8]。尾渣粒径小、质地松散、表层干燥、保水能力差,尾渣会持续向外界释放有毒物质,尾渣毒性很强,植被难以存活[1-2];(3)露天采坑。露天开采埋层较浅的矿床所形成的凹坑,通常直径较大、挖掘较深,表层岩石风化严重,植被立地条件差,难以形成植被覆盖[9];(4)塌陷区。矿区地下大量开采后,地质条件不稳定,地面塌陷所形成的块状、带状凹陷区域,塌陷区地表破碎、难以复垦,塌陷坑四周封闭,坑内常年积水[10-11];(5)压占地。为开发矿山所修建的辅助设施,如建筑物、公路等,它们会占用大量土地,在矿山停采后,这些区域被水泥、砌石、砖瓦等覆盖,难以复垦。我国在20世纪50年代就开始了矿山废弃地的生态修复工作,但受限于当时的观念和技术水平,这项工作一直处于零星、小规模状态,并未完全发展起来。针对矿区严重破坏的情况,国家相继出台了多项举措,一方面规范和引导矿区土地复垦工作[12],同时明确矿企在矿山修复工作中的责任,增强了企业的责任意识,政企联合,加快了我国矿山废弃地生态修复的工作进展[13],截止2016年底,我国已累计投入修复资金近千亿元,累计修复土地上百公顷,资助研发、推广了近200项先进治理技术,生态修复工作取得显著进步[14]。然而,我国矿区污染面积大,污染程度深,而多数矿企习惯了“先污染后治理”的生产模式,历史欠账多,使得环境治理资金需求量巨大。在当前持续低迷的矿业形势下,矿区土地的修复费用主要由政府财政拨款提供,资金缺口很大[15]。截止2016年底,我国矿山废弃地的修复率仍不足30%,与其他矿业发达国家50%~70%的平均修复率相距甚远,废弃土地修复工作不容乐观[13]。国外矿山的生态修复工作可追溯到19世纪末,到20世纪中期已经开始了系统化、规模化的治理工作,并在法律法规、管理方式和修复技术等方面获得了大量的成功经验。澳大利亚实行矿产开发、土壤改良与生态恢复相结合的“三位一体”管理模式,促进了矿区土地复垦和生态修复工作的进展[12];美国的矿山土地复垦工作始于20世纪30年代,现已形成了健全的法律体系和完善的管理制度,废弃土地复垦率高达85%,其首创的复垦保证金制度已被许多国家学习采用[16]。德国在矿区土地复垦方面投入了大量的人力和财力,目前德国废弃土地的复垦率已经超过90%[13]。相比较而言,我国矿山废弃地的生态修复工作任重而道远。

2冶金矿山的生态修复技术

矿山废弃地地表大多坑洼不平、浮石凸起,铁矿等金属矿废弃地地表还散落有许多硬度大、难以破碎的低品位矿石。在进行土地复垦前,应首先利用推土机、压路机等大型设备对其地表进行平整处理,使区域附近地表性质尽量均一化,减小土壤改良和植被恢复的阻力,为后续复垦工作创造有利条件。矿山废弃地土壤重金属污染严重,氮、磷、钾等营养元素严重缺失,土壤结构性差,在不进行人工干涉的情况下,矿区植被很难恢复。因此,修复矿区污染土壤是矿区植被恢复和生态重建的前提。

2.1物理修复技术

土壤的物理修复技术包括表土转移和客土回填两种。表土转移指在矿山开采前将区域内表层土壤收集保存,待闭矿后再重新覆盖的方法[17],在这个过程中,虽然地表植被被完全破坏,但土壤中的营养元素和种子库得以很好保存,能够加快植被的恢复速度[18],表土转移法仅适用于新开矿山和新建尾渣场,在西欧国家的铁矿露采场应用较为广泛。客土回填指直接将区域内原有表土全部移除,回填适于植被生长的耕植土,在表面形成0.1~1.0m厚的覆盖层,以达到土壤改良的目的,Mago-ba等[19-20]在大量实验后发现,覆土厚度与植被覆盖率的增量成正相关关系,当覆土厚度为30cm时,区域内植被的覆盖率能提高近70%。该法效果明显,但需要外借耕值土,费用昂贵。湖北黄梅马尾山铁矿通过经济技术比较后采用了表层客土全覆盖、乔灌草间植的方式进行植被恢复,对防治水土流失和改善区域环境起到了很好的效果。

2.2化学修复技术

矿山废弃地普遍酸碱化过度,土壤pH值严重偏离正常范围,不适于植被生长,必须添加酸碱调节剂进行基质改良。对于酸化土地,可以施用石灰、碳酸氢盐等进行基质改良[22],刘珊珊等[23]探究了用石灰调节南京紫金山铜矿堆浸场pH值的可行性,发现在浸场表层持续喷撒石灰一段时间后,能够显著提高基质表层的pH值,但由于渣堆厚度较深、下层尾渣酸化严重,因此对渣堆深处的pH值没有明显调节效果,这对于铁尾矿库表层基质的改良可起到一定的借鉴作用。对于碱化土地,可以投入石膏、碳酸氢盐、硫酸亚铁等来中和基质的碱性[24]。Na+含量过高容易导致土壤板结,石膏中的Ca2+能够有效地替换Na+,降低土壤碱性,疏松土壤,改善水分、空气和有机质的流通条件。当土壤酸碱度过高或失调时间过长时,宜采用“少量多次”的方法施加调节剂,这样既能保证药剂的持续效力,增强调节效果,又能节省药剂。重金属处理是土壤修复的关键,利用化学物质(包括钙酸盐、含磷材料、铁氧化物、铁盐、ED-TA、α-淀粉酶、腐殖酸等)的吸附沉淀、氧化还原、催化还原、络合等作用,可以在一定程度上达到重金属离子固定的目的,显著减弱重金属离子的迁移能力[25-31]。铁矿废弃地中存在的重金属主要有铜、镉、铅、锌等,Ca2+对这些重金属离子有明显的拮抗作用,可以有效缓解其毒性,向废弃土地中喷撒药剂可阻碍农作物对它们的吸收,保证农产品安全[32]。EDTA通过螯合作用可以固定多种重金属离子,且对土壤中的微生物群落几乎不产生影响,是目前广泛应用的铁矿废弃地重金属淋洗剂[33]。黄凯[34]将有机肥和泥炭的混合试剂经过特殊工艺处理后,用于修复铅锌矿尾矿库污染土壤。Wu等[35]利用黏土、生物炭成功研制出一种具有网状结构的新型纳米复合材料,能促使有毒的Cr6+转化成无毒的Cr3+,大大简化了土壤的修复步骤,提高了修复效率。另外,利用城市污泥较强的黏性、持水性和保水性,将其用于土壤改良,既能够提高土壤肥力,改善土壤的团粒结构,又能以废治废,促进城市固体废弃物的资源化再利用[36-37]。另外,从城市污泥中提取出的一些菌株还能对Cr6+起到还原作用,可有效去除其中90%的Cr6+,实现铬渣堆六价铬的高效治理[38-39]。

2.3生物修复技术

生物修复技术指利用酶、菌类及土壤动物等的新陈代谢作用来降低土壤中有毒、有害物质的浓度,从而达到土壤修复目的的一种技术。赵永红等[40]认为,植物与降解菌的协同作用,可显著增加土壤中降解菌的数量,提高降解菌的活性,改善植被的根际微环境,促进植被对养分和水分的吸收,促进植被的立地生长,加快土壤环境的改善速度。Denny等[41]研究发现,在土壤中接种菌根,菌根分泌物能够增强土壤中重金属离子的迁移能力,增强植被的抗性,促进植物对重金属离子的吸收,加快土壤的净化速度。Boyer等[42]研究了土壤动物蚯蚓对土壤中重金属的净化作用,发现蚯蚓既能够吞食土壤中的重金属,又能够疏松板结土壤,增加土壤孔隙度,改善土壤的物理结构。徐池[43]对用不同驯化浓度/时间筛选出的赤子爱胜蚯的生理指标进行了系统比较,通过急性毒性试验和彗星试验确定了该种类蚯蚓的耐性最佳驯化条件,用该最佳条件筛选出的赤子爱胜蚯对重金属有强提取作用,利用蚯蚓的吞食作用来改善重金属污染土壤具有广阔的应用前景。

2.4植被恢复技术

铁矿废弃地土地贫瘠、盐碱化严重、重金属毒害作用强,经过一系列的修复措施,如表土转移、化学试剂投放等,在一定程度上修复被破坏的土壤,通过人工种植能较快实现矿区的植被覆盖,最终建立起新的生态平衡[44]。禾草植物和豆科植物经常都被用作矿山废弃地生态修复过程中的先锋植物,它们生长迅速,抗旱性强,耐贫瘠能力强,且豆科植物具有固氮能力,能够产生易于植被吸收、且缓释性能良好的有机氮,这对于贫瘠土壤的修复改良至关重要[45]。杨卓等[46]对禾草植物高羊茅和黑麦草的重金属耐受性进行了研究,发现这两种植物抗逆性很强,可在重金属污染土壤中迅速生长,能够起到防止土壤侵蚀的作用。Chen等[47]发现,香根草具有对Cd2+的强富集作用,即使在Cd2+含量极低的土壤中,叶片中所吸收的Cd2+浓度也可达218gC/hm,是铁矿废弃地中Cd的理想治理植物。此外,高山甘薯、海州香薷、酸模等对Cu有较强的富集作用,高山漆菇草、东南景天羽叶鬼针草等对Pb也有富集作用[48-52]。多季收割重金属富集植物,土壤中重金属离子浓度降低,这时可种植一些生物量更大的植物(如灌木、乔木等)来完善区域的生物群落,增强矿区的保水、保肥能力和抗逆性[53]。对于收割获得的重金属富集植物体,可采取焚烧法、高温分解法、生物解吸法、植物冶金法、液相萃取法等进行处理[54-55],其中焚烧法和高温分解法能够显著减少植物残体的体积和重量,是目前最为行之有效的重金属富集植物体处置技术[56-57]。

3冶金矿山的边坡治理技术

铁矿废弃地环境恶劣,露天采坑等区域表土几乎被完全剥离,土地结构破坏严重,水分和养分流失严重,滑坡时有发生;排岩场、尾矿库的堆积结构松散,颗粒易流动,且堆场往往势能较高,是潜在的人造泥石流发生源[11]。鉴于这些特征,除对矿区采取必要的生态修复手段外,还必须辅以边坡治理等措施,以疏通地表径流,减少基质流失,增强边坡稳定性,降低滑坡和溃坝风险。

3.1客土喷播技术

客土喷播技术是一项新型的岩质边坡绿化技术,主要利用机械搅拌设备将客土、种子、缓释肥、粘结剂、保水剂、稳定剂等充分混匀,在待修复坡面上锚杆挂网,然后利用泵和压缩空气机将基材垂直喷附到坡壁上,形成具有一定厚度的喷附层[58]。喷附层结构良好,含有植物生长所需的各种营养物质,其中的保水剂为高分子树脂材料,具有很强的储水保水能力,可吸收超过自身重量数百倍的水分,且高压下水分不脱除[59]。在种子的出苗和生长过程中,喷附层能够持续供水供肥,确保植物的正常生长,实现边坡的快速绿化。为丰富边坡生物群落,客土喷播技术通常采取草罐混植的搭配方式进行植被培育,同时选用根系发达、抗逆性强的植物种子,充分利用植物根系对土壤的加筋和锚固作用,力求达到最佳护坡效果[60]。

3.2植被混凝土技术

植被混凝土技术综合了土壤学、环境生态学、岩土力学、园艺学等多学科知识,系统考虑了边坡角度、裸岩性质、气候特征、绿化要求等条件,采用特定的混凝土配方和种子配方,将植生土、胶结剂、绿化剂、有机质、腐殖质、肥料、保水剂、草种等基础材料混匀,然后浇灌于坡壁以起到边坡防护与绿化的作用[61]。植被混凝土所用的胶结剂为普通硅酸盐水泥,将其与特制的绿化剂配合使用,能够在岩坡表面形成具有大量细密孔隙的植被生长基质,该生长基质既能像普通混凝土那样稳固边坡,又因为它独特的多孔结构,可以加快水分和养分的运输速率,营养物质供应顺畅,植被生长迅速,对裸岩边坡的治理效果良好[62]。

3.3生态灌浆技术

像排岩场这种类型的矿山废弃区域,它们的地表特征明显,堆渣呈块状、块间空隙大,几乎不存在植被生长土壤,可借鉴工程灌浆技术来对它们的边坡进行治理。将基质材料、黏土和水等按照特定的配比搅拌制浆,然后由上而下对渣堆边坡灌浆,浆体填充表面空隙,并逐渐在渣堆表层形成一层富含养分的植被生长基质,该基质层具有一定硬度和抗侵蚀能力,既防渗护坡,又适于植被生长,能够为后续的植被恢复工作奠定良好基础[11]。

3.4生态植被毯和袋技术

生态植被毯是以稻草、麦秸、玉米杆等为骨架,负载壤土、保水剂、有机质、植物种子等制备出的一种边坡高效水土保持材料[63]。植被毯适用于坡度较缓的边坡,能够有效减少地表径流和降水对坡面的冲刷,减少水土流失,其中含有的壤土和营养物质可以有效促进区域植被的立地生长,植被毯生产成本低、修复效果好,目前应用十分广泛[64]。生态植被袋技术是一项新型的柔性护坡技术,袋体为无纺布袋,以聚丙乙烯为原料制备而成,通常会在制作过程中添加抗老化剂,以延长植被袋的使用寿命。在进行植被袋的护坡施工时,将耐性较强的草木种子通过木浆纸附着在袋体内侧,然后向袋内装入干燥、疏松的细粒壤土,为促进植被生长,还会适量掺入缓释肥和保水剂,当袋内壤土达到密度要求后,停止装土,用专用缝纫机封口,然后堆垒护坡[65]。在工程实践中,由钢材、水泥等筑造的护坡挡墙属于硬质结构,常因局部沉降或受力不均匀而破裂;由植被袋构筑的护坡系统属于柔性结构,可在一定范围内维持结构体的稳定。生态植被袋既能够稳固边坡,减少水土流失,又能为植被的生长提供载体,增强边坡的观赏性,是一种有效的生态护坡技术。

4冶金矿山的功能化再开发

在矿山生态功能基本恢复后,可根据矿区自身属性的不同,选择恰当的发展模式进行资源的再开发利用。常见的矿山废弃地生态开发模式有三种:单一复绿模式、农业复垦模式、景观再造模式。再利用模式的选择,依废弃地的规模、环境、交通等因素的不同而不同,不同的再利用模式能够产生不同的综合效益[66]。

4.1单一复绿模式

主要适用于地理位置不佳、复垦后可获得的耕地资源有限,基本无景观开发价值的矿山废弃地,可引入水生植物,如芦苇、金鱼藻等,将其培育成人工湿地,增加塌陷区的生态稳定性;而对于一些采深较大、面积较广的露天采坑,可对其边坡和底部进行加固防渗处理,以开发成小型湖泊;特别是对于一些破坏十分严重的矿区,经人工辅助手段后即使能够在它的地表形成植被覆盖,它的生态功能也仍有可能十分脆弱,稍加干扰就会引起植被的大片枯萎、死亡,使矿区再次朝废弃土地的方向逆转,这时可通过法规条例,将其设定为自然保护区,加强监管措施,杜绝人为扰动,为矿区生态正常恢复创造有利条件。

4.2农业复垦模式

主要针对经适当修复后可被重新赋予生产力的废弃土地,如马钢姑山矿的多层次立体土地复垦模式是国内铁矿废弃地农业复垦的典型,该矿排岩场是依托矿区原有露天采坑形成的多平台堆积场,根据生态系统的多物种配置和多层次配置原则,设计出了可进行农、林、牧、渔综合开发的立体复垦结构[67],将中心积水采坑设计成鱼塘,进行水产养殖;对水塘浅水区底层土壤施以必要改良措施,进行水稻种植,同时在水稻中放养鸭、鹅等家禽;对排岩场堆积平台,则种植上防风林、生态林、经济林等,同时林间修建小道,供市民休闲之用;排岩场斜坡坡度大、渣粒多、水土流失严重,可乔、灌、草间植,增加斜坡植被覆盖率,减少降水对斜坡的侵蚀,增加排岩场的生物多样性,提高生态位的利用率。

4.3景观再造模式

对于一些具有旅游开发潜力的矿山废弃地,可以将其作为景观资源加以二次开发,为城市的可持续性发展,特别是老工业城市的产业转型提供新的着力点。德国政府综合鲁尔区当时所面临的社会、环境、资源等各方面的问题,制定出了符合自身情况的长远规划方案,确保了区域环境治理方法与区域经济发展政策的连续性,设计人员对鲁尔区的铁矿采坑、桥梁隧道以及其它矿区建筑物进行了构思精妙的景观改造,将旧矿区成功开发成了新的旅游资源[68]。辽宁抚顺是我国重要的煤炭和铁矿基地,大规模的矿床开采作业使得当地地质灾害频发,矿区百姓深受其害,抚顺市在对矿区环境进行全面调查后,以国家“振兴东北老工业基地”政策为契机,将原有废弃矿坑、采坑塌陷地成功打造成了特色旅游景区,既缓解工矿企业与当地居民的矛盾,也促进了区域经济的转型升级[69]。湖北黄石国家矿山公园是我国第一家国家矿山公园,是铁矿遗址开发的典型代表,这种开发模式既有助于保留采址的原有风貌,展现矿区曾经的辉煌成绩,又能够启迪和教育后人,增强游客的环保意识,对其它矿山废弃地的开发利用具有重要借鉴作用[66]。

5结语

矿区生态修复技术篇3

矿区生态修复亟待开展

矿产开发使生态系统变得更加脆弱,生物多样性减少、生态逆向演替严重。在矿区进行生态修复,是经济发展到一定阶段后的必然趋势

6月中旬,广东一个矿山修复项目的签约仪式吸引了媒体和土壤修复领域专家的关注。韶关市环保局、科学技术局联合环境保护部华南环境科学研究所、中山大学,与广东省大宝山矿业有限公司签约成立了“广东省大宝山及周边地区土壤环境污染修复联合平台”。

“这一项目的亮点是要对危害当地生态环境和居民健康的大宝山矿区实行生态修复。将矿山开采过程中对土地造成的破坏,通过覆盖土壤、添加营养物质、去除有害物质等技术手段进行修复,还要恢复矿区周边的植被和湿地系统,调整地区产业结构,实现整个区域的生态恢复。”中国科学院生态环境研究中心副研究员黄锦楼表示。

对于矿区来说,开采会对生态、环境、土地利用等造成多方面的负面影响,引发一系列生态环境问题,如地表植被退化、沙尘暴、土地荒漠化、水源地污染等。

据不完全统计,我国因采矿损毁土地累计4万平方公里,而且正以每年330公里~470公里的速度递增。因采空或超采地下水引起地面沉降、塌陷、滑坡、地裂缝及泥石流等地质灾害达千余处。这些都严重破坏了土地生态系统,造成土地资源的损失,加剧了人地矛盾。

“但是,选择什么样的修复方式,不能凭空而定。矿山修复的模式、方法及手段,因修复后的土地利用方向及服务功能有所不同。”中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所肖武表示。

比如,在山区林场或者荒山进行的采矿活动,由于人类活动较少,往往更注重生态修复;在东部平原地区进行的开采,由于对土地(特别是耕地)的迫切需求,修复的方向以复垦出来土地为主。

“矿产开发使生态系统变得更加脆弱,生物多样性减少、生态逆向演替严重。”黄锦楼说:“但是总体来看,我国的生态修复工作还远未展开,矿山修复还存在很多问题。”

目前,我国进行的矿区生态环境修复工作,多注重修复数量,缺乏对修复质量的重视;修复示范及探索性工作做得比较多,单项技术应用较多,从系统尺度修复较少。

“提倡在矿区进行生态修复,是经济发展到一定阶段后的必然趋势。我们必须改变以往重开发轻保护、重建设轻恢复的状况,改变不合理的资源开发利用方式,加快立法速度,避免对生态环境造成更大的破坏。”肖武说。

矿区需要多渠道筹集修复资金

应参照国外相关法律经验,明确矿区生态环境问题的“旧账”和“新账”,使责权利进一步明晰

据了解,矿山修复的资金目前主要来源包括矿山企业自筹资金以及国家投资修复资金。其中国家投资修复资金来源包括各类保证金、绿色矿山建设、国家矿山公园等。

“矿区的土地开发价值不高,所以商业模式跟城市中具有开发价值的工业污染场地不一样。矿区修复资金需要更多渠道来筹集。”黄锦楼表示。

“矿区修复应基本秉持‘谁污染谁治理’的原则。”与农村耕地污染、城市工业污染场地不同的是,矿区污染场地由于有矿区业主,往往能找到相关责任方出资进行治理。黄锦楼说:“开采企业必须承担所开采区域的一部分修复费用。但是若涉及粮食安全及饮用水安全的区域,政府部门要配套相关资金,制定一系列宽松的政策以调动企业进行矿区修复的积极性。如允许企业申请相关低息贷款,引入有开发价值的新产业等。”

但是由于历史原因,我国曾处于很长一段的计划经济时期,在那段时期开发的矿产,现在已经无法找到相关责任方。更重要的是,原来的矿区从利润到矿产都交给了国家,责任方到底是谁难以厘清。

中国地质调查局副局长王学龙说:“应参照国外相关法律经验,明确矿区生态环境问题的‘旧账’和‘新账’,使责权利进一步明晰。新破坏的生态环境必须由矿山企业进行100%修复,已破坏的‘旧账’由国家通过适当方式予以解决。”

王学龙表示,每年中央都会安排一部分资金给地方政府,由地方政府推荐哪些企业来接受这笔资金。接受资金的企业进行部分资金的配套,以矿山地质工业项目、农田复垦等形式进行修复。修复的过程由国土资源部委托相关部门监督实施,并进行验收。

在德国,联邦政府针对新老矿区分别采取相应的解决方法。《联邦矿山法》规定,对于历史遗留下来的老矿区,联邦政府专门成立矿山复垦公司从事矿区的生态补偿与恢复,所需资金由政府全额拨款,并按联邦政府占75%、州政府占25%的比例分担。对于新开发矿区,矿区业主必须对矿区开发造成的生态损害进行补偿与复垦提出具体措施,这也是矿区开展项目审批的先决条件。具体措施包括预留企业年利润3%的生态补偿与复垦专项资金,对因开矿占用的森林、草地实行等面积异地恢复等。

绿色开采体现以防为主理念

生态系统在破坏后,很难恢复到原来的状态。绿色开采体现从源头制止破坏的理念,是目前业界兴起的一种生态保护的创新

生态保护,必须从源头抓起。边破坏边治理,甚至破坏后再治理的方式,并不是解决矿山环境问题一劳永逸的方法。但是,矿产是经济赖以生存的重要资源,不能不开采。那么,如何减少矿产开发引发的环境问题?矿产生态修复难度几何?

黄锦楼强调:“修复最好以防为主。因为一般的生态系统在破坏后,很难恢复到原来的状态。生态系统有个阈值原理,当外界对系统的干扰超过了阈值后,就很难恢复。”

从源头制止破坏,就是目前业界兴起的一种生态保护的创新理念,即绿色开采。

所谓绿色开采,就是综合考虑资源效率与环境影响的现代开采模式,遵循循环经济中绿色工业的原则,形成一种与环境协调一致的,努力去实现低开采、高利用、低排放的开采技术。

这是由中国矿业大学教授高鸣在2003年提出的,其目标是使矿山开采过程中资源开发效率最高,对生态环境影响最小,并使企业经济效益与社会效益协调优化。

矿区生态修复技术篇4

经济性和可行性的原则生态修复是一种时间长、见效慢的工程,在生态修复的过程中需要持续性的投入资金,才能达到生态修复的目的。因此,在干旱地区的生态修复当中必须考虑到方案措施的经济性与可行性,所制定的修复方案应该在国家和当地政府能够承受的资金范围之内,超出资金范围的或者不具有可行性的方案,根本没有实施的意义。这就需要生态修复工程设计人员充分考虑到各项措施的成本,制定稳定的、持续的生态修复方案。

保持生态系统完整性和多样性的原则生态系统的修复主要目的就是恢复当地生态系统的完整性和多样性,只有这样才能达到恢复原有生态系统的目的。以干旱地区土地资源的生态修复为例,除了要重视各种植被与水资源的恢复与保护之外,还应在方案中对土地资源的生态化开发和利用提出具体的措施,并综合利用各种工程、生物措施,使方案能够保持当地生态系统的独特性和多样性。在保护措施上应该体现出针对性和特殊性,决不能照搬所谓其它地区的成功经验,而是应该在消化这些经验的基础上形成自己独特的措施方案。

修复模式长期化的原则一个地区生态系统的恢复绝不是一朝一夕就能完成的,需要持续性的生态修复措施才能慢慢的恢复以前的生态系统。这就需要长期不懈的坚持各项生态修复措施,将生态系统保护的观念贯彻到当地各级政府和人民群众当中去,制定详细的生态修复规划,全面设计生态修复的设计、施工、运行和管理各个关节,并能长期执行下去,只有这样才能看到生态修复的效果。

根据现有的研究资料和笔者对干旱地区生态破坏形式的认识,认为干旱地区的生态修复主要有四种模式。具体内容如下。

工矿园区生态修复模式新疆是我国资源大省,蕴含着各种丰富资源,而目前正处于各种工矿园区的开发建设,由于气候干旱在资源开发利用过程中受到自然因素的影响很容易造成生态环境破坏。不仅如此,资源开发开采过程中受到开发形式、粗放生产等方面因素的影响,会给这些地区的生态系统造成严重的破坏,对于工矿资源开采引发的生态系统破坏的修复,应该采取工矿生态修复模式。在这种模式当中主要是要根据当地的土壤、地貌条件,结合水土保持和生态修复的一般要求,重点做好工矿区水土保持和保水护土工作。这些措施既可以保证生态修复的进程和效果,又可以恢复干旱地区土地的生产能力,还可以为下一步的植被恢复创造条件。目前,工矿区的生态修复技术措施主要有以下几种。(1)非生物或环境要素的恢复技术,这种技术主要适用于工矿区土壤的恢复,包括表土转换、土壤改良等措施。(2)生物生态修复技术,这种技术包括先锋种种植技术、土壤种子库引入技术等等,主要是合理配置工矿区的固氮生物、消费者和分解者。(3)生态系统的整体规划设计修复技术,这种生态技术是综合利用各种生态修复技术,从中找到最适合工矿区生态修复需要的措施。

矿区生态修复技术篇5

关键词:采矿工程;绿色开采技术;相关应用

1现行的开采技术在采矿工程中所带来的问题

(1)破坏自然环境问题。在以往的矿业开采中,落后的开采技术对自然环境具有很大的破坏力,对水资源、土地资源以及大气环境造成严重的破坏效果,并且在开采之后不注意对环境的修复,给当地居民的生活和居住环境造成恶劣的影响。例如一些井下煤矿开采导致地下水资源被破坏,采空区垮塌造成小型地震,威胁地表居民的生命和财产安全[1];在矿业开采中,一些有毒有害气体进入大气中,造成空气污染,严重的甚至引起雾霾等等。(2)对农林业带来损失[2]。在露天开采地表资源的过程中,对于地表树木丛林是极大的破坏,甚至危害到农业的发展。在进行山林挖掘中,对于树木的覆盖面积是最直接的影响,原本郁郁葱葱的山林会因为开采变得光秃秃,据统计因为山林开采,对于土地的污染占50%以上,如果在开采中不注意环境的保护,会造成更大的损失。(3)对生物多样性的影响。在进行采矿活动的过程中,对于土地、水资源以及大气都有污染,这些污染对于生存在矿区周围的动物和植物都有危害,使得他们的生存环境遭到破坏,有一些动植物甚至到了灭绝的边缘,所以,矿产资源的开采对于环境和生态都是很大的破坏,不利于生物多样性的稳定。

2绿色开采技术在采矿工程中应用的必要意义

在矿产资源开采的过程中,环境一旦受到破坏想要逆转非常的困难,环境质量想要修复需要很长的时间,因此在进行矿产资源开采的时候,绿色开采技术是实现可持续发展的必然措施。(1)绿色开采减小对生活环境的伤害。在矿产资源开发领域应用绿色开采技术,要持续研究与经济开发相适应、环境保护相协调的技术方案,应用在实践中,减少排放到空气、水体及地表中的污染物,重复利用开采中的废弃物,在矿业全生命周期内提前设计和施工生态环境修复工程,积极复垦山林,改造利用最终矿场,实现绿色开采。(2)绿色开采创造更好的经济环境。随着社会发展进步,环境对于可持续发展的重要性越来越受到重视,牺牲环境换来的经济发展不可取。因此,在矿产资源开采中采用绿色开采技术,保护环境,防止污染,既可以使采矿行业得到发展和创新,也可以改变采矿行业产业人员旧有观念,加强矿业领域生态文明建设,创造更好的经济环境。

3目前一些绿色开采技术在采矿工程中的应用

(1)绿色开采替代技术的应用。绿色开采替代技术主要是指在矿业领域中,不断对新能源、新技术、新产品及新工艺进行研发,替代落后的能源、技术和产品,有效提升资源利用效率。①保水开采技术是一项重要的新技术,在进行矿产资源开采的时候,可以有效提升开采的产量,同时减少因为开采而对环境和水资源造成的污染。②露天开采工程陡帮开采技术相对于目前应用广泛的缓帮开采技术,具备基建工程量小、资源采出率高、建设成本低、实际开采效率高等优点。(2)绿色开采节能技术的应用。绿色开采节能技术主要是指在采矿过程中,通过降低物质和能源的消耗率,在确保既定的生产目标实现的同时,达到废物排放的最小化,既节约了资源,又降低了污染。①共伴生资源共采技术,如煤与瓦斯共采技术就是通过设计煤炭和瓦斯的合理科学的开采方式,先进行瓦斯抽采,利用瓦斯能源的同时,减少环境污染,还使得开采煤炭时更加安全。②通过节能降耗技术、用电避峰就谷策略、高效回收技术、高效无害药剂、废水循环利用工艺等手段,实现节能降耗、高效回收、无毒无害、废水循环等目的。(3)绿色开采再利用技术的应用。绿色开采再利用技术主要是指在矿业项目运营中,通过对生产原材料进行循环使用或重复使用,延长原料或产品的使用周期,从而达到资源消耗降低的目的。如下图为治理后的深陷区。该公司在进行改造中,将矸石填沟造地,使沟壑变良田,坡地变平川,累计填沟造田50余亩;投入5000余万元,开展采煤深陷区地表治理,共完成生态恢复治理5000余亩;在沉陷区及矸石山构建绿色开采的“立体式生态修复治理”项目,规划五年内建成1000亩林业示范区和1000亩农业示范区,进一步推动土地复垦工作。①工程孔综合利用技术就是多利用地质孔、探水孔、注浆孔,少布置探矿孔,采用一孔多用钻探工艺,通过节约投入、集中施工等措施,结合井下物探技术,提高资源储量,节约工程孔施工量。②矿井水疏干水利用技术就是采用洁净化、资源化技术和工艺进行合理处置,矿井水疏干水处置率达到100%,不但可以供应矿井用水,还可以如神东集团锦界煤矿将疏干水供应该煤矿配套电厂及周边化工厂使用,甚至可以供应农田绿化使用,降低周边工农业正常用水消耗。(4)绿色开采资源化技术的应用。①煤泥水重复利用技术就是通过先进的煤泥水处理设备进行脱水处理,生成相应的煤泥产品,再将处理过的水重复利用,即获得了煤泥产品,又节约了水资源。②尾矿充填开采技术的广泛应用,可以有效控制地表沉陷,保护地表建筑不受破坏,既可以获取经济效益,又解决了环境污染问题。新矿集团通过开展“矸石充填置换煤炭”技术研究处置矸石山7座,开滦集团唐山矿自2012年开始通过充填煤矸石置换出煤炭71万t,取得了相当的经济效益和社会效益。(5)绿色开采系统化技术的应用。绿色开采系统化技术主要是指在矿业项目全生命周期内,基于系统工程的原理,通过矿业领域的代谢分析,实现项目的物质流、能量流、信息流、价值流等优化配置,属于一类软科学技术。①超期地质预报技术是控制地压的有效措施,从而达到高效回采。地压控制需要对预报、预防、快速回采、动态监控、后处理等先进技术进行整合优化,超期地质预报技术既保障了矿区回采安全,又提高了矿区回采效率。②矿区综合降尘技术,如枣矿集团高庄煤矿为解决粉尘污染,在采煤工作面采取注水开采等措施,减少工作面粉尘,通过封闭式传送带将煤炭运输至洗煤厂,改善公共环境的同时保障了职工身体健康。③矿区复垦综合治理技术,如唐山市南湖采煤沉降区综合治理项目将曾经的唐山矿采煤塌陷区通过改造,建成城市生态公园,参观人数超过千万人次。新矿集团新巨龙公司的万亩生态园也是对公司塌陷地进行改造,建起了新型农村社区和生态园,提升了企业生态文明形象。

4结语

矿区生态修复技术篇6

[论文摘要]矿产资源开发已成为我国国民 经济 增长的重要手段,但矿山开采又引发了一系列生态环境问题,导致矿区生态退化与环境污染,严重制约了矿区社会经济的可持续 发展 。本文系统分析了矿山开采的生态环境效应,并根据典型矿区生态恢复的成功经验, 总结 了适合我国矿区生态恢复的典型技术,主要从矿区废弃地土壤重金属污染的治理,矿区植被的恢复,水土流失的综合治理三个方面来论述。 

 

 

由于矿藏的不可移动性,以致矿山开采长期占用、破坏、污染土地,改变了区域水系结构,破坏了动植物区系,引发一系列社会经济与生态环境问题,成为全球环境与发展面临的焦点问题之一。我国矿区土地复垦工作起步较晚,土地复垦率较低,迫切要求探索适合我国国情的土地复垦技术,提高土地复垦率和生产潜力。本文将在系统分析矿山开采生态环境效应的基础上,总结适合我国矿区土地复垦的典型技术,以期推动全国土地复垦工作的进一步发展。 

 

一、矿山开采的生态环境效应 

(一)诱发地质灾害。由于地下采空,地面及边坡开挖影响了山体、斜坡的稳定,往往导致地面塌陷、开裂、崩塌和滑坡等频繁发生。而矿山排放的废渣堆积在山坡或沟谷,废石与泥土混合堆放,使废石的摩擦力减小,透水性变小而出现渍水,在暴雨下也极易诱发泥石流。 

(二)水文地质条件发生变化与水质污染。矿区塌陷、裂缝与矿井疏干排水,使矿山开采地段的储水构造发生变化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面积的疏干漏斗;地表径流的变更,使水源枯竭,水利设施丧失原有功能,直接影响农作物耕种。 同时,矿山开采过程中产生的矿坑水、废石淋滤水等,一般较少达到 工业 废水排放标准,严重影响水生生物的生存繁衍与人畜生活饮用。 

(三)土壤退化与污染由于表土被清除采矿后留下的通常是新土或矿渣,加上大型采矿设备的重压,往往使土壤坚硬、板结,有机质、养分与水分缺乏。而地面塌陷导致地下水位下降、土壤裂隙产生。土壤中的营养元素也随着裂隙、地表径流流入采空区或洼地,造成许多地方土壤养分短缺,土壤承载力下降。 

矿山固体废渣(煤矸石等)经雨水冲刷、淋溶,极易将其中的有毒有害成分渗入土壤中,造成土壤的酸碱污染(主要是强酸性污染)、有机毒物污染与重金属污染。而土壤的纳污和自净能力有限,当污染物超过其临界值时,将向外界环境输出污染物,其自身的组成结构与功能也会发生变化,最终导致土壤资源的枯竭。并且,土壤污染在地表径流和生物地球化学作用下还会发生迁移,危害毗邻地区的环境质量,受污染的农产品则会通过食物链危害人体健康。 

(四)水土流失加剧。矿山开采直接破坏地表植被,露天矿坑和井工矿抽排地下水使矿区地下水位大幅度下降,造成土地贫瘠,植被退化,最终导致矿区大面积人工裸地的形成,极易被雨水冲刷;由于排土场和尾矿占地,形成地面的起伏及沟槽的分布,增加了地表水的流速,使水土更易移动,冲刷加剧。 

(五)生物多样性损失。植被清除、土壤退化与污染、水土流失,对矿区生物多样性的维持都是致命打击,严重威胁了动植物生存。

二、矿区生态恢复的典型技术 

(一)矿区土壤污染的治理 

1.矿区土壤重金属污染的治理。国内外矿区土壤重金属污染治理主要包括物理、化学和生物治理技术三类。其中,生物治理技术包括微生物修复技术、动物修复技术与植物修复技术。设施简便,投资少,对环境扰动也少,被认为是最有生命力的。 

2.矿区土壤培肥改良技术。土壤培肥改良技术就是对土壤团粒结构、ph值等理化性质的改良及土壤养分、有机质等营养状况的改善,这是矿区生态恢复的最终目标之一,具体包括:(1)表土转换:在采矿前先把表层及亚表层土壤取走并加以保存,待工程结束后再放回原处,这样虽破坏了植被,但土壤的物理性质、营养条件与种子库基本保持原样,本土植物能迅速定居。(2)客土覆盖:废弃地土层较薄时,可采用异地熟土覆盖,直接固定地表土层,并对土壤理化特性进行改良,特别是引进氮素、微生物和植物种子,为矿区重建植被提供了有利条件。(3)土壤物理性状改良:土壤物理性状改良的目标是提高土壤孔隙度,降低土壤容重,改善土壤结构,短期内可采用犁地和施用农家肥等方法。(4)土壤ph值改良:对于ph值不太低的酸性土壤可施用碳酸氢盐或石灰来调节酸性,增加土壤中的钙含量,改善土壤结构。(5)土壤营养状况改良:主要包括化学肥料、有机废弃物、固氮植物、绿肥、微生物等。 

(二)矿区植被的恢复。根据矿区的气候和土壤条件,植被筛选应着眼于植被品种的近期表现,兼顾其长期优势,植物品种的选择首先要根据生物学特性,考虑适地适树原则,尤以选择根系发达、固土固坡效果好、成活率高、速生的乡土植物。 

在配置植物时要考虑边坡结构、种植后的管护要求、 自然 条件等,以决定种植的形式和品种。同时要考虑与设计目的相适应;与附近的植被和风景等条件相适应。 

(三)水土流失的综合治理 

1.固体废弃物拦挡工程。在堆弃场地建设挡渣墙、拦渣坝和排水工程等,进行拦挡与防漏处理。 

2.坡面排水工程。对影响矿山安全的坡面,根据坡长分段布设截流沟、排洪渠等工程,并配以防护林草带,增加植被覆盖,减少坡面径流对地表的冲刷,保证矿业生产安全运行。 

3.边坡防护工程。矿山开采形成的各类边坡,除尽可能采取措施恢复植被外,根据边坡稳定程度及对周围的影响,采取相应的工程措施进行防护。坡面防护根据坡度不同而采用石砌护坡或植被护坡。 

4.土地整治工程。对矿山生产过程中产生的大量废石堆、废弃 工业 场地及尾矿库,采取排蓄结合的办法,排水拦渣,有效解决“三废”污染。同时对服务期满的弃渣场、尾矿库采取复垦措施,提高土地利用率。 

5.植被恢复工程。对各类裸露面,分别采取不同的措施,加速植被恢复。 

三、结语 

矿山开采极大地改变了原生景观生态系统,导致矿区生态退化与环境污染。针对矿区生态环境特点。我国当前矿区生态恢复的典型技术体系主要包括矿区土壤污染的治理及土壤环境质量的改善,矿区植被的恢复,水土流失的综合治理等。 

必须强调的是,矿区生态恢复不仅仅是一个技术工程层面的问题,而且与矿区的社会 经济 发展 密不可分,是一项耦合了社会、经济、资源与环境的系统工程。因此,矿区土地复垦是以人类发展为核心,对土地 自然 、经济与社会属性的综合整治,在消除环境危害的同时重建生态平衡。 

 

参考 文献 : 

[1]夏星辉,陈静生.土壤重金属污染治理方法研究进展.环境 科学 ,1997,18(3):72~76. 

矿区生态修复技术篇7

关键词:矿区 土地复垦 复垦技术

一、矿区水土保持工作现存问题

矿产资源的开发利用,有力地促进了社会经济的发展,在国民经济建设中起着十分重要的作用。但是长期以来,随着我国经济快速发展和矿山开发活动的加剧,以及矿区生态环境恢复治理与保护工作的薄弱,导致矿区水土流失问题日益突出,矿区脆弱的生态环境日趋恶化。另外,矿产资源开发的一些不合理性造成了矿产资源的浪费。

在未来几十年内,煤炭将仍然是我国主要的一次性能源。因此,煤矿也得发展是必须、必然的;因此,对矿区的土地复垦工作就显得尤为重要、紧迫。

二、矿区土地复垦概况

我国矿区土地复垦工作开始于20世纪50年代末,当时一些矿产企业迫于矿区土地紧缺,陆续自发性地开展了不同规模、技术粗放的土地复垦工作。20世纪80年代后期人们开始关注矿区土地资源的稳定利用以及相关的基本环境工程的配套问题,土地复垦工作有了长足的发展。21世纪以来,一种以矿区生态系统健康与环境安全为恢复重建目标的污染土地生物修复在中国逐渐受到重视,其中包含了金属矿区土壤的植物修复、微生物修复、动物修复及其联合协同修复等多项环境与生物新技术。

山西省煤炭资源储量大、分布广,且多以井工方式开采,因此,土地的塌陷破坏是山西省能源工业对土地资源的主要破坏形式。在山西省国有重点煤矿开采范围内,土地塌陷面积已达297.48km2,占开采总面积的60%左右。

山西农业大学赵景逵教授等人于1986年开始开展了矿区土地复垦与生态重建科学研究工作,先后对山西省矿区土地破坏最大的4种类型――中小型露天铝矿废弃地、井工采煤塌陷地、煤矸石山、大型露天煤矿排土场,系统地进行了土壤、植被、生态和经济等方面的研究与试验示范,为山西和黄土高原工矿区的社会经济可持续发展提供了较为丰富的阶段性技术成果和对策。尤其在全国最大的露天矿区――平朔露天煤矿取得显著的成效。

三、山西省矿区土地复垦技术与措施

1.工程措施

采煤塌陷地的土地工程复垦主要包括疏干法、挖深垫浅法、充填复垦法及直接利用法等。

1.1疏干法

疏干法指开挖大量排水渠,使塌陷区的积水排干,再加以必要的整修工程,使塌陷区不再积水,并得以恢复利用。

1.2挖深垫浅法

挖深垫浅法是用挖掘机械将塌陷深的区域再挖深,形成水-鱼-塘。取出的土方充填塌陷坑浅的区域,形成耕地,达到水产养殖和农业种植并举的目的。

1.3充填复垦法

充填复垦是利用矿区的固体废渣作为充填物料,主要充填物为煤矸石和坑口电厂粉煤灰。它兼有掩埋矿区固体废弃物和复垦土地的双重效能。

1.4直接利用法

直接利用法是指对于大面积的塌陷地,特别在大面积积水或积水很深的水体,以及未稳定塌陷地或暂难复垦的塌陷地,常根据塌陷地现状,因地制宜地直接加以利用,如网箱养鱼、养鸭、种植耐湿作物等。

2.生物复垦技术

生物复垦是根据待复垦土地的利用方向,采取包括肥化土壤、微生物培肥等在内的生物方法,改变土壤新耕作层养分状况和土壤结构,增加蓄水、保水、保肥能力,创造适合农作物正常生长发育的环境,维护矿区生态平衡的技术体系。

2.1微生物培肥法

利用微生物菌肥和活化剂,对将要复垦的贫瘠土地进行熟化和改良,恢复其土壤肥力。菌肥用来改良土壤理性状和肥力状况,目前主要有根瘤菌肥料和固氮菌肥料。前者主要存在于土壤及豆科植物根瘤内,将其施入土壤后,能固定空气中的氮素,并转变为植物可利用的氮素化合物。大豆、花生、紫云英等根瘤菌剂使用最广。后者含有大量好气性自生固氮菌的细菌肥料,适宜作基肥,最好与有机肥一起使用。微生物活化剂主要用来使煤矸石、露天剥离物等固体废弃物充填的土层快速形成耕质土壤,改善土壤结构。

2.2 绿肥法

绿肥法是改良复垦土壤、增加有机质和氮、磷、钾等多种营养成分的最有效方法。绿肥多为豆科植物,一般含15%~25%的有机质和0. 3%~0. 6%的氮素,其生命力旺盛,在自然条件较差、较贫瘠的土地上也能很好地生长,它能吸收深层土壤的养分和改善土壤的理化特性。方法是在工程复垦地种植绿肥作物,待其成熟后压青翻入土壤,可采取单种、间种、套种等种植方式。它也适用于矸石山的土地复垦。

2.3施肥法

施肥法主要以增施有机肥和化肥来提高土壤的有机质和养分含量,改善土壤结构和理化性状。特别是有机肥中的有机质黏结力和黏着力比沙粒强,比黏粒弱,可克服沙土过沙、黏土过黏的缺点,较快改善土壤结构,使土体疏松,防止土壤板结,增加土壤的保水保肥能力。

3.化学法复垦技术

化学复垦即利用自然的地球化学作用,尽可能地不干扰自然界,依元素自然循环来去除有关的化学元素。由于化学工程法模拟自然界的各种自清洁作用,就地取材地改善人类生存的环境,不会带来新的污染,因而具有广阔的前景。化学法复垦主要用于酸碱性土壤改良,当土壤呈酸性时,施加少量熟石灰和石灰粉;呈现较强碱性时,施加少量石膏、氯化钙、硫酸等作调节剂,调节土壤 pH值使其适合植物生长。该措施除了调节土壤酸碱度外,还促进微生物活性,增加土壤中钙含量,改善土壤结构。

4.生态工程复垦技术

生态工程复垦技术是将土地复垦工程技术与生态工程技术结合起来,综合运用生物学、生态学、经济学、环境科学、农业科学、系统工程的理论,运用生态系统的物种共生和物质循环再生等原理,结合系统工程对破坏土地所设计的多层次利用的工艺技术。其目的在于促进各生产要素的优化配置,获得较好的经济、生态和社会综合效益,走可持续发展的道路。

它不仅包括各种土地复垦工程技术的优选,也包括农业立体种植、养殖、食物链结构、农林牧副渔业一体化等生态工程技术的选择,常常通过平面设计、食物链设计和复垦工程设计来实现。对于复垦为农业用途的,其实质就是在复垦的土地上发展生态农业。

基塘复垦模式就是对采煤塌陷地采取挖深垫浅措施获得一定比例的旱田与水面,并按生态学原理对旱田和水面进行合理利用的复垦模式,由该模式形成的土地生态系统为水陆复合型生态系统,是生态工程复垦的典型模式。

四、露天矿区土地复垦技术与措施

在国外,产煤大国大部分以露天矿产煤为主。露天采矿是在一定区域内进行的较大规模的剥离和采掘活动,其对地表的破坏和矿区周围环境的影响日益引起人们密切的关注。我国由于煤炭的分布以及贮藏条件较特殊,露天矿的发展比较缓慢。因为露天开采与井工开采相比有显著的优越性:产量大,成本低,建设速度快,劳动条件好等,推动我国露天矿的发展将是维持煤炭产量的重要措施之一。

山西平朔矿区是我国 20世纪末最大的露采煤炭生产基地。矿区地质储量 127.5亿 t, 现有国家特大型露天矿 3个 , 即安太堡露天矿、安家岭露天矿、东露天矿 , 开采面积约 160 km2 , 每个煤田的年产规模均为1500万t。平朔矿区地处黄土高原东部、山西省北部,与号称黄土高原“黑三角”的世界特大型煤田―神府东胜煤田相连,是一个对环境改变反应敏感、维持自身稳定的可塑性较小的脆弱生态环境系统。平朔矿区农业生产基础条件较差,生态环境十分脆弱,加之大规模的开发,已对当地环境质量、群众生活和农业经济发展带来了更大的负面影响。

因此,对露天矿区的土地复垦工作是一项迫切而又具有长远意义的工作。

1.露天煤矿生产过程中的优化控制与环境管理

1.1露天矿生产中采空区的复垦

按排土方式不同,露天矿采空区复垦可分为外排土方式的复垦和内排土方式的复垦。

1.1.1采用外排土方式时的复垦

采用外排土方式时采空区可以用地下开采排出的矸石、电厂粉煤灰或其它固体废弃物复垦,也可将外排土场的岩土重新运回采空区。若用排土场岩土回填,一般在外排时就应根据岩土的特性采取分别堆放:大块岩石在下,小块岩石在上;酸碱性岩石在下,中性岩石在上;不易风化的岩石在下,易风化的岩石在上;贫瘠的岩石在下,肥沃的土壤在上。

1.1.2采用内排土方式时的复垦

所谓内排土方式,是将已剥离的岩土直接运至露天开采境界内的采空区。此时,采空区复垦可成为回采的一道工序,由于排土运距短,排土又不需占用专门的场地,复垦费用可大大降低。为保证岩土的剥离、回填与采矿工程之间互不干扰,应合理布置回填块段、回采块段和剥离段之间的顺序。

1.2在生产中应引起注意的几点

1.2.1尽量减少排土场占地

排土场占地一般为露天煤矿总占地面积50%以上。因此,要合理选择外排土场的堆积方式,增大排弃高度,有条件时采掘与排弃工艺应综合考虑,实行内排。

1.2.2实行分区开采

尽可能考虑分区开采,为恢复土地提供有利条件。在开采顺序合理的前提下,可先开采没有表土的采区,再剥离下一个采区的表土,将其排至前采区的外部排土场的表层,进行复垦。

1.2.3把土地复垦纳入开采工艺

将采矿、运输及排土综合考虑,形成统一的采矿――运输――排土――土地复垦工艺。既保证整个露天煤矿生产工艺的合理,又兼顾土地复垦工程,降低土地复垦的费用,经济上更为合理。

1.3露天煤矿伴生矿物的合理开发与利用

露天煤矿中除煤炭外,往往有其它有用矿物,如高岭土、硅藻土、油母页岩等伴生矿物。我国伴生矿物开发甚少,亟待研究伴生矿物的综合利用及合理开采方式,并进行经济效益预测,对回收有用矿物进行综合利用。如有开发价值,则可建立专门的单位进行开发或生产。

2.露天开采后期及结束后的土地复垦

2.1露天矿采场的复垦技术

露天矿采场的复垦主要取决于煤层贮存、地形条件、围岩、表土及当地的实际需要。露天开采水平和缓倾斜煤层时,剥离物可堆放在露天采场内,复垦场地的坡度可与煤层底板坡度相近,以利于地表水的排除,在矿区开采前利用采运设备超前采集土壤,接着覆盖在内排场地上的即可恢复原先的地形。然后按田园化要求修筑机耕道、灌溉水沟及防护林带。

2.2排土场的复垦技术

2.2.1排弃物料的分采分堆

在露天矿开采工艺设计中,要注意土壤和围岩的农业化学性质和物理力学性质,它们的立体分布及数量。对于土壤、含肥岩石与其它硬质岩石,要尽可能分开剥离,集中或分开堆存;对中性和含毒的岩石,采集后应排弃在排土场底部或中间,然后在上面复土壤或含肥岩石。

2.2.2排土场整治

排土场的整治一般可分为顶部和斜坡两项。根据排土工艺和设备的不同,顶部可形成的形状有等锥形、连脊形、横向弧形和平坦形。整治工作量以平坦形最小,锥形排土场最大。

为了防止排土场表面受到水侵蚀,当用作农业种植时不宜超过1~2°,而坡度在3~5°时应有保护措施,当用作牧场或草场时为2~4°;用于林地时适宜的纵坡为10°以下,横向坡度不应超过4°。复垦场地的坡向尽量朝南或朝西南。对斜坡要进行边坡处理以利于种植。一般斜坡分为平台式和连续式。通常排土场斜坡角在35~45°之间。斜坡缓和到35°时适宜于林业,30°时用于放牧,20~25°用于使用专门机械的某些耕作,15~20°用于果园及使用常规机械的某些耕作。10~15°用作为某些建筑物的场地,5~10°用于农业。可依据实际情况略作调整。

2.3生态农业复垦技术

生态农业复垦技术有多种,最典型的是塌陷区水陆交换互补的物质循环类型。它是充分利用塌陷区形成积水的特点,根据鱼类等各种水生生物的生活规律、食性以及在水中所处的生态位置,按照生态学的食物链原理进行合理组合,实现农―渔―禽―畜综合经营的生态农业类型。

2.4生物复垦技术

生物复垦技术是利用生物措施恢复土壤肥力与生物生产能力的活动。它是实现废弃土地农业复垦的关键环节,主要内容为土壤改良和植被品种筛选。主要是排土场复垦、矸石山复垦、露天采场及用固体废物充填复垦。

土壤改良地方法:客土法,化学法,绿肥法,施肥法。

2.4.1绿肥法

这种方法的实质是在复垦区种植多年生或一年生豆科草本植物。这些植物的绿色部分在土壤微生物作用下,除释放大量养分外,还可以转化成腐殖质;其根系腐烂后也有胶结和团聚作用,能改善土壤理化性质。

2.4.2施肥法

本方法以使用大量有机肥料来提高土壤中的有机物含量,改良土壤结构,消除过粘、过砂土壤的不良理化特性。

2.4.3客土法

对过砂、过粘土壤,采用“泥入砂、砂掺泥”的方法,调整耕作层的泥砂比例,达到改良质地、改善耕性、提高土壤肥力的目的。

2.4.4化学法

该方法主要用于酸碱性土壤改良。中和酸性土层一般用石灰作掺合剂,变碱性为中性常用石膏、氯化钙、硫酸等作调节剂。

一般植被品种筛选时通过实验室模拟种植试验、现场种植试验、经验类比等手段筛选确定。筛选出的品种应生长快、产量高、适应性强、抗逆性好、耐贫瘠,尽量选用优良的当地品种,条件适宜时引进外来速生品种。

2.5微生物复垦技术

微生物复垦技术利用微生物活化药剂或微生物与有机物的混合剂,对复垦后的贫瘠土地进行熟化和改良,恢复土壤肥力和活性。采用微生物方法复垦,对煤矸石、露天矿剥离物等堆放场地不需覆盖表土,经一个植物生长周期建立稳定的活性条件,第二年可种植农作物。完全达到高产田的肥力,并维持数年不衰减。该方法也能使其它类型贫瘠土壤或酸性土壤恢复成良田,对种植品种没有任何限制;而且微生物复垦只需普通材料和机具,费用低,效益好。

五、结语

山西省作为能源重化工业基地对我国的经济发展具有重要的战略意义,但山西在为全国作贡献的同时,也造成了山西省土地资源的极大破坏和土地质量的下降,加剧了矿区的人地矛盾,影响了经济的持续发展。因此,山西省应针对矿区土地复垦工作中存在的现实问题,因地制宜,采取积极有效的措施,必须做到采矿生产与矿区复垦相结合,把矿区复垦工作提到一个相当重要的议事日程上。我们应以工程复垦措施为基础,生物复垦、化学复垦及生态工程复垦技术相结合,真正把矿区复垦工作作为一项必须坚持的历史重任,长期开展下去。

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矿区生态修复技术篇8

关键词:矿山开发区 生态修复技术 工程措施 问题分析 方法探究

中图分类号:X171.4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)08(b)-0026-02

我国的矿产等资源虽然相对来说比较丰富一些,但是,不得不承认的是,我国的人均能源消耗量也是十分突出的。这就导致我国的一些矿产的开发区出现过度开采的情形。因此,就这种情况而看,我国应该采取一系列的措施来对相关的矿产开发区进行一些修复施工。当然,我国所采取的关于矿产开发区的修复方法是多种多样的,但是,效果最好,利用最广的一种修复方法就是生态修复。

1 矿山开发区进行生态修复的具体的措施介绍

1.1 治理边坡

不管是对于矿山开发区来说,还是其他的一些山体结构,边坡都是十分重要的存在。因此,在矿山开发区进行修复的时候首先就是要考虑边坡的治理情况。如果在进行矿山开发的时候,边坡出现不稳定的情形,很大程度上会导致相关的开发人员以及设备的损伤。只有采取一些措施保持边坡的稳定性,才可以避免山体滑坡、坍塌等现象的出现。具体可以采取的举措包括以下几点:首先就是要尽量保持矿山路面的平整性;其次就是要对悬崖进行修整的工作,最好是使其形成一个水平的台阶状;然后就是在边坡的面积范围内种植绿色植物,在美好环境的同时保证它的持久性。

1.2 治理尾矿

一般来讲,对于任意一座矿山开发区来讲,尾矿都是占地面积最大,但是利用效率确是最差的一个地方。因此,在关于尾矿的修复措施上一定要格外注意对尾矿的二次利用以及它的综合效益水平。主要采取的方法就是利用井下踩空区这种方式来进行尾矿的排放,进而能够使其在整体的矿山开发区中达到最优的利用水平。除此之外,还可以将尾矿这种不能够充分开采的地区进行商品化以及资源化,从而达到废物再次利用的最终目的。

1.3 关于植被修复

除了上述这些措施之外,利用生态的方式对矿山开发区进行修复的时候还可以运用植被达到这一目的,尤其是对于遭到重金属污染的矿山开发区而言,这种方式更具有效果。一般来讲,就算进行植被种植这种修复方法,所采用的具体工序也是不同的,根据相关的操作步骤的不同,具体的可以分为两类。第一种方式就是对矿山开发区进行直接的植被覆盖,这种方式简单快捷,而且所耗费的资金也不是特别昂贵。但是,这种方法的缺点就是见效比较慢。第二种则是采取覆土植被的方式进行矿山开发区的修复工程。一般来讲,这种方法比第一种的应用更为广泛,这主要是因为在具体的操作中,这种方式不仅仅是具有第一种的简单操作这一优点,而且还可以在保证资金投入量的同时提高相应的效率,简单地讲,就是这种修复方式操作简单而且成效快。

1.4 治理水资源

在矿山开发区的具体开采工程中难免会出现对自然资源的一些伤害,其中又以对水资源的破坏以及浪费最为严重。 水是我国最重要的资源,任何人都不可能离开水而生存。因此,在对矿山进行修复时一定要注意对水资源的修复。一般来讲,矿山开发区的水资源包括地表水和地下水两种,在对水资源进行修复,是可以采取人工湿地的方法以及种植植被的方法。值得注意的就是关于地下水的水位问题,一定要将其控制在合理的范围之内。

1.5 治理矿山的土壤

总的来说,对土壤进行优化改良的方式不在乎以下三种:第一种方法就是利用异地进行取土的这种操作模式。这种修复模式所利用的原理就是对矿山开发区中完好的土壤进行移植,也就是说利用优质的土壤对已经遭到破坏的地区进行填补修复。第二种方法则是对废弃地进行改造,一般来讲,矿山开发区的各种土地资源都是不可弃的,所以,我国是一直秉持着治理的理念来对矿山进行整体的修复的。最后一种则是采取对土地增肥的方式来进行土壤的改良。这样一来,就可以达到重复利用矿山资源的目的,而且还有利于提升相关矿山开发区的综合产量。

1.6 利用微生物以及地下动物的能力来进行矿山开发区的治理

一般来讲,我国的矿山开发区在经过长久的利用之后都会产生不同程度的土质硬化等问题,因此,在对其进行修补的时候合理适当地利用微生物以及地下动物等生物资源是十分有效的方法。通常情况之下,这些微生物都可以利用自身的特性在进行地底活动的时候都会从某种程度上达到对土壤进行疏松的目的,这样一来,可以在不浪费任何资源的情况下合理并且有效地对矿山开发区进行生态修复。值得一提的是,在利用微生物对矿山开发区进行修复的时候可以利用的微生物主要包括两种,其中一种就是抗污染的菌种,这种微生物菌种的最主要功能就是可以将矿山开发区的有害物质通过一系列的手法转化为无污染的物质,从而大大地提高了矿山开发区的综合利用能力。除此之外,它还可以降低一些有毒物质的毒性,使得这些有毒物质对矿山开发区的危害降到最小。

2 结语

综上所述,我国的矿产等资源虽然丰富,但是,却经不起我国这庞大人口的综合利用。因此,在对其进行开采的时候一定要注意做到相关矿山开发区的修复工作。只有这样,才可以保证我国的相关矿产资源在进行有效利用的时候不会对相应的矿山环境造成坏的影响。

参考文献

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矿区生态修复技术篇9

关键词:地下开采;排岩场;土地复垦;

中图分类号:TD9 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)11(c)-0000-00

1. 引言

近年来,随着我国的经济快速发展与工业化进程的加快,国家对矿产资源的需求也慢慢变大,因此,对矿山的开采而造成的环境破坏也越来越严重,使得资源供应不足,环境压力日益增加,为了解决这种矛盾,实施矿区土地复垦技术是十分必要的。铁矿土地复垦指的是对矿山由于挖损、塌陷一些原因对土地造成的破坏(如图1)采取修整工作,从而使矿山达到再利用与生态系统恢复的目的,而从生态恢复的角度来看,矿山土地复垦技术就是恢复矿区生态环境,提高土地的可利用度,使得复垦后的土地的用途与技术达到更高的标准如表2,本文将对新技术与新方法在矿山土地复垦中的应用问题进行详细的阐述。

2. 地下开采铁矿排岩场土地复垦技术

2.1土壤覆盖方式

矿山复垦多采取土壤覆盖的办法,因为这是一种最直接、最快捷改变土壤贫瘠的方式,可以快速为植物提供居住场所,变排盐场为绿化场所。土壤的熟化改良可以通过配比一定的营养土,提高土壤的有机质含量和水肥保持及供给能力,为植物的生长提供适宜的土壤环境。

2.2生物复垦技术

由于矿山开采损坏土地之后,原来的植被也会受到一定的破坏,在矿区的生态条件之下对植被的恢复较为困难,并且周期很长,应选用适合生存的植物作为土地复垦过程中的物种,这种植物要具有抗旱、抗寒、抗风、耐贫瘠与盐碱的特点,并且生长速度快,成活率高等,草本植物对控制土壤的侵蚀是很有效的,对复垦初期侵蚀的控制效果也远远大于灌木与乔木,因此,矿山土地复垦的植物配置是草本植物的模式,随着复垦时间的增长与延长,人工栽培的植物有着固定的演化方向,复垦土壤中的生态结构与生物量的变化可以保证生态环境的恢复与重建环境的质量,所以,近几年人们也都在努力试着利用生物技术加速土壤的成熟。

2.2表土综合利用与再造技术

利用表土剥离再利用的技术,可以使剥离下来的表土运到城市再进行销售,从而为绿化提供充足的熟土,在矿山开采的后段时期,可以将剥离下来的表面土地存储一部分为矿区复垦来使用,这样也减少了运输时的费用,如果把矿区荒废的土地复垦成田地,种植上小麦、水稻、玉米等农作物,这样能在开采区改造土地,才能创造更大的经济利益与环境利益。露天采矿中剥离矿区表面土层进行再利用之后,复垦土壤的结构与压实的情况随时间的增长进行变化,复垦土壤表层的压实度随着复垦年限的增大而变小,表层土壤的压实度差异最大的是复垦5年的土地,其次是未塌陷的土地,最小的是正在复垦的土地,其他年限的复垦土壤表层比较小但是差异大。

2.3“3S”集成技术在矿山土地复垦中的应用

在现代通信技术、计算网络技术、人工智能的支持之下,以3S技术的本质特征进行集成,达到信息采集与管理的目的,3S集成技术支持矿山土地复垦的关键技术主要有:解决多源数据格式标准化和集成数据模型、遥感信息的影响数据处理、合理的利用数据挖掘技术与模式识别技术、分析软件包开发,涉及土地复垦支持与生态环境指标的确定与评价,3S集成技术可以为矿区土地复垦提供支持,还可以为矿区环境监测提供技术支持,利用遥感技术对矿区土地利用、土地损坏情况、景观植被的变化进行监测,为矿区土地复垦提供信息,总之,在地下开采铁矿排岩场土地复垦中3S集成技术发挥着越来越大的作用。

3. 矿区土地复垦的效益分析

地下开采铁矿排岩场土地复垦技术的实施,不仅减少了水土的流失,恢复了被损坏的植被,还改善了矿区与矿区周边的生活和生活的环境,恢复治理的情况(如图2)所示,它的利益可从三个方面进行分析:第一,经济效益,土地复垦之后的经济效益主要来自两个方面,降低企业的征地数目与植物的生产量带来的经济效益,如果矿区不进行土地复垦,才是采用征地的方法那么征地费用总会超过复垦费用,那么企业的经济负担将会加大,同时,土地的复垦可以减少由于资源开发造成的土地面积毁坏,提高土地的利用率,产生良好的经济效益。第二,社会效益,土地复垦技术实施后,提高了土地的质量增加了农民的收入,为促进社会的发展发挥了积极的作用,具有良好的社会效益。第三,生态效益,通过对矿区土地复垦技术的实施,将使矿区的生态环境得到大大改善,使原来被毁坏的植物得到恢复,有效的防治了水土的流失与土地的沙化,增加植被的面积,改变了周边地区的土地结构,最大程度的为人民生活与生产提供良好、健康的环境。

4. 结束语

随着科技的不断发展,矿山土地复垦技术将会得到更多的应用,在今后的生产中,矿山企业要保持现有的复垦成果与管理措施,为以后的资源开发与环境保护打下良好的基础,而要保持良好健康的环境是我们每个人的责任,我们要做的就是倡导绿色生产,最大程度的减少矿山开发对环境的影响。并且,大力推进植树造林活动,使矿区的生态环境得到稳定的改善与发展。

参考文献:

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矿区生态修复技术篇10

【关键词】矿产开发;环境保护;绿色矿山;建设途径

长期以来,我国矿业行业存在重矿产资源开发利用,轻生态环境保护的问题,造成了矿区自然生态环境的破坏,有的甚至造成了严重的后果。把矿产开发对自然生产环境的破坏减少到最低程度,全面改善矿山自然生态环境的现状,实现矿山与自然生态环境相和谐,创建绿色矿山已成为当前矿业发展的要务。

1.绿色矿山的内涵

绿色矿山,是以保护自然生态环境、降低资源及能源消耗、追求可循环经济为目标,将绿色生态的理念与实践贯穿于勘探、设计、开采及闭坑等矿产资源开发利用的全过程。它着力于科学、低耗和高效合理地开发利用矿产资源,实现矿产资源利用集约化、开采方式科学化、生产工艺环保化、企业管理规范化、矿山环境生态化。根据,国土资源部制定的《部级绿色矿山基本条件》,绿色矿山具体包含了依法办矿、规范管理、综合利用、技术创新、节能减排、环境保护、土地复垦、社区和谐、企业文化等九个方面。

绿色矿山建设是一项复杂的系统工程,代表着矿业开发利用的总体水平和可持续发展的潜力,以及维护生态环境平衡的能力。建设绿色矿山,要求在开发利用矿产资源的过程中,对其产生的环境污染、地质灾害、生态破坏失衡等问题,应最大程度地以予解决。

2.建设绿色矿山的途径

2.1创新技术

(1)科学规划。以严密的规划、计划体系指导生产,实现矿产资源有序开采。根据不同区域资源的工艺技术指标的变化情况,在开采中以严密的规划作支撑,进行多方案、多因素组合比较,寻找出最佳的开采方案,以取得最佳的经济、社会效益。

(2)采用先进适用的采选矿石工艺,提高矿石、金属回收率;着眼长远,综合利用低品位矿石并进行伴生矿的回收利用,充分实现矿产资源利用最大化。

(3)淘汰落后的生产工艺设备,采用大型、先进、高效的现代采矿设备,逐步向数字化管理矿山迈进,实现矿山高效管理,提高生产效率。

(4)进行现场采选工艺研究与公关,促进采选开采技术进步与成熟。

2.2提高管理水平

(1)强化基础管理,实现矿产资源利用集约化。要在贫矿资源上加大开发利用力度,提高矿山生产规模;同时,还要加强矿山找矿工作,促进矿山持续发展。

(2)提升资源管理水平,注重资源高效利用。矿山生产中采掘、地测、勘探等各项工作要统一规划、统一设计、统一工程布置、统一技术指导、统一验收;实行采掘并举、掘进先行和贫富矿合理配矿的正规化作业模式;贫富矿兼采,防止采富弃贫、采大弃小、采易弃难及滥采滥挖等现象。

(3)规范开采。建立有关矿山的矿产资源开发利用、环境保护、生态重建、安全生产等一系列管理制度及保障措施,做到科学、合理、规范开发矿产资源。

(4)加强现场技术管理,及时消化、解决在生产现场遇到的技术问题,不断优化生产现场的工艺条件。

2.3实行清洁生产 ,注重环境保护

(1)推广应用先进、适用的节能技术、节能材料和节能设备,积极开展节能降耗、节能减排工作,采用无废、少废的采选生产工艺。如循环利用井下废水和选矿工业废水,尾矿和废石回填采空区,无动力索道运矿,这些生产工艺既减少的环境污染,又降低了生产能耗。

(2)采取有效措施防止矿山地表污染。如采用微生物修复技术修复因矿石堆浸受重金属、氰化物等有毒物质污染损毁的矿山地表、土壤,最大程度恢复植被。

(3)采用环保的生产工艺,使矿山生产产生的废渣、废水、废气、粉尘、噪声等“五废”均达标排放,降低环境污染。如选矿工业废水的循环利用,能减少地表水污染,防治污染地下水;尾矿和废石充填采空区、塌陷区,能减少地表占地及环境污染,有效防治地表塌陷,保护地表生态环境。

(4)对矿山压占、损毁的土地,要因地制宜进行土地复垦。采矿生产与土地复垦要同时规划、同时实施,同时还要进行植被恢复、防治水土流失和矿山地质环境恢复治理等工作。

(5)在矿区进行植树、植草,提高矿区的绿化覆盖,建设环境园林化矿区,保护矿区环境,实现人与自然的和谐环境。

3.结束语

随着经济社会的不断发展,资源的逐渐较少,环境污染的日益严重,建设绿色矿山已成为当今国内外矿产资源开发面临的主题。只有重视环境保护,加大节能减排的力度,实行清洁生产,努力建设好绿色矿山,才能实现我国矿业的可持续发展,实现人与环境和谐的发展目标。 [科]

【参考文献】