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废弃矿山修复的六个技术方案

发布时间:2023-08-22 09:33:30

废弃矿山生态修复主要针对矿山开采后留下的危岩、地面塌陷、基岩裸露、植被覆盖率下降、扬尘等生态环境问题进行修复。

矿山开采过程中,岩土体天然应力——应变状态的改变很容易造成废弃矿山发生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害的风险。大部分粗暴开采后的矿山,地形地貌及植被都造成了不可逆的破坏。遗留的采坑、地面塌陷、地裂缝等“地质伤疤”隐藏巨大隐患;与此同时,矿山开采产生的废弃石渣和尾矿占压或损毁大量自然植被、人工林地、农业用地,导致矿区生态系统遭受破坏,植被覆盖率降低、粮食农作物减产;同时还伴随着水土流失、地面沉降以及扬尘带来的大气污染等一系列问题。

显然,治理和修复废弃矿山已不是简单的生态问题,还涉及人民生命财产安全、土地恢复、增加粮食收成、生活品质和人与自然和谐共生等一系列重大问题。

 

废弃矿山治理修复首先要明确治理与修复目标,然后再采取不同的工程修复技术。

一般修复目标为:改造矿山岩土体、修复水文地质结构、恢复区域生态植被。

具体工程技术方案须从六个方面制定:

1、地质灾害治理方案。


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                                                                                         这是矿山修复的基础方案


第一步消除矿区内明显的危岩体。采取防止浮石滑落的措施,确保开采面整体稳定。清理浮石,可通过人工和机械结合的方式,机械臂长工作范围内的采用炮锤和挖掘机清理;无工作面、高度较高的地方,采用绝对安全保障下的人工清理。坡面浮石清理先清理松散、不稳定的石块,再将开采面及坡面浮石全部清除,彻底消除地质灾害隐患。

表面浮石隐患清理的同时,要对项目所在区域的地理构造、历史演变及灾害频发情况进行深入细致调查,在地震和泥石流频发区域要增加地灾治理防范技术等级,采取更加严格的措施。

在消除地质灾害隐患的前提下,采用削高填低的方式,尽量多地整理出可利用的平地资源,为区域土地复垦提供基础性条件。

 

2、地形地貌修复方案。 


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矿区的采矿平台可根据其所处位置分为低位平台和高位平台。低位平台指位于区内采坑坑底的平台和采坑坑壁局部的开采平台,高位平台即位于采坑坑口以上,连接各采坑的平台。高位平台上的料堆可采用清运、渣堆平整或回填采坑方式处理。对于区内的高位平台,可依据原地势坡度,平整后布置绿化工程,形成绿化带。对于低位平台,可按照相近相连的原则,通过局部土石方挖填,形成较大的连续平台,形成连片的可利用地。治理后同一标高的平台地面坡度一般不超过5°,同一平台各角标高不一致的,平缓过渡形成缓坡。矿区内的台阶以矿山开采时开采面上形成的台阶为主。开采台阶经平整、清渣、修理坡面后,形成较为平整的台阶,对台阶覆土绿化,台阶边缘修建浆砌挡土墙,起到美观和挡土作用。开采形成的边坡进行浮渣清理,利用微地貌局部小台阶覆土绿化,形成“点缀”景观。针对部分高陡开采面下的渣坡,进行放坡修整,形成分阶的台阶,减少清运渣量的同时适当遮挡裸露的高陡岩面,起到美观和挡土作用。残山是指原山体四周均被开采,遗留的孤立山体。残山治理采用爆破和机械破碎、分层清除、机械挖运等工程手段进行削挖、清除,破碎后留下的石料填埋于设计复垦平台就近低洼区域。采坑填埋应从坑边开始、逐步推进,最后按高程使用推土机找平,土地平整后合理布置绿化工程,形成绿色景观带。

 

3、截排水方案。


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矿区截排水方案主要由主排水渠、消力池、地块平台截排水组成,可对矿区汇水范围内的降雨进行汇集疏导,消除矿区内无规则的集中束流或泥石流灾害,减小降水对矿区内环境恢复治理工程造成的损失,避免覆土区域的水土流失,保护绿化区域的植被免受破坏。由于矿区上游为前期已完工的矿山治理工程,对本矿区的排水影响******。因此,按照区域排水总体规划,修建相应断面的排水主渠和汇水坑。每个治理分区的截排水工程与道路排水渠及排水主渠连接,形成整体排水系统。

 

4、土地复垦方案。


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增加土地复垦面积是矿山修复的重要指标。土地复垦方案,要根据现有地形地质条件,结合灌溉排水系统布置、道路系统布置和农作物种植要求等因素,按照区域用地规划,遵循“因地制宜、切实可行”的原则,做到土地利用规划与相关设计规范相一致,田、路、水协调统一。复垦区内进行削高填低处理,对较高的残山、渣堆、平台、渣坡等区域,采用爆破和机械破碎、分层清除后,相近相连形成大面积的平缓区域,对填方区设置台阶放坡处理。对土地复垦区域进行平整后,大部分区域为裸露基岩及回填矿渣,结合土壤来源和质地实际情况,外运土壤作为种植土壤。根据《土地复垦质量控制标准》(TD/T1036~2013),并结合矿区地形特点、农田耕作以及防治水土流失等要求,平整区域及放坡区域进行客土覆土,客土运至矿区后采用推土机推平,覆土厚度1.0m,坡面覆土厚度不低于0.3m。由于外运土壤肥力差,需进行土壤改良。复垦可利用土地通过施撒有机肥,有效改善土壤理化性状和生物特性。治理实施后,土壤有机质含量需达到适合植被生长的水平。为增加土壤透气性,促进土壤中微生物的繁殖,使土、肥相融,提高地力,覆土后应对土地进行翻耕、松土及人工精细平整。

 

5、灌溉系统建设方案。


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灌溉系统决定了矿山修复的成效。尤其是北方缺水地区,在矿山修复方案中要把灌溉系统与修复方案同步考虑。

各地灌溉解决方案不尽相同。北方缺水地区推广在复垦区内修建机井的方法,配套相关设施,保证植物的成活与生长。在复垦区平台、台阶上的绿化工程配套灌溉管网,开采面及边坡采用人工灌溉养护,保证后期养护的绿植成活率。根据田块、平台、台阶种植的物种和面积布设蓄水池和不同管径的管道,形成灌溉网络,蓄水池与水井直接相连,蓄水池通过二次加压与灌溉网络相连,为后期养护用水提供必备条件,保证绿化工程的灌溉。

 

6、生态恢复绿化方案。


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不同区域的地质环境、土壤含量、气候特征、生物种类及适应性均有所不同,要结合具体区域、具体矿山、具体生态特征和气候条件等,采取不同的生态恢复方案。绿化方案中要体现南方、北方不同的气候特征、环境特征、植物特征,结合长效性、经济性要求,制定生态结构合理的生态恢复方案。如华北地区,一是缺水,二是天寒。植物选择上要考虑植物的耐干性和耐寒性,同时兼顾四季绿化效果。具体方案中,为增加绿化效果,可在断面底部和顶部种植部分爬山虎,种植间距0.5m;边坡处种植北方杨树,种植间距2.5m,以遮挡白斑。整理出来的土地可大量种植狼尾草,兼顾植物属性和经济属性,采取生态植物与经济植物合理套种的模式,一方面提高区域绿色结构,一方面提高项目的经济效益。如北方比较适合种植经济作物油菜花和油葵,油菜花和油葵的种植比例为1:1,油菜花撒种子0.45g/m2,油葵撒种子0.75g/m,可以获得整体治理与复绿复垦效果。

 


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