废弃露天矿山地质环境恢复治理技术研究

尹 力

（甘肃煤田地质局一四九队，甘肃 兰州 730000）

由于国家对矿山资源的重视，对矿山的管理越来越严格，相关的管理政策也一直在调整。在经济增长速度下降后，开始实施有效的政策。矿山资源由于胡乱开采以及开采后保护程序不当变得逐渐枯竭，保护矿山资源刻不容缓。一些废弃的矿山资源在开采后被随意处理，占用农用土地的同时对当地的植被资源和生态结构造成很大的威胁。这些生态的威胁也间接地影响了这些地方的经济发展，环境得不到可持续发展，经济自然也得不到可持续发展。废弃矿山对环境的破坏方面主要体现在两方面，一是废弃矿山中的污染气体不经处理释放出来，严重污染当地的空气，第二就是废弃矿山中的液体不经处理直接排放到矿山的河湖中，严重污染当地的水源，甚至造成植被枯竭。更甚者两方面全部污染，所废弃的矿山生态系统全面崩溃。

废弃的矿山在破坏水源的同时也对土地面积以及自然风景现状造成很大的威胁，经过调查显示，每年经过开采后得不到有效处理的矿山达到了百分之七十，这是多么恐怖的数字，也就是说，大量被开采后的废弃矿山正在经受着环境的全方面污染。废弃矿山将原有的草原，农田，森林，湖泊全部污染占领，让所在地区的土地资源近乎枯竭[1]，由于矿山污染，造成的问题十分严重。裸露的污染土地一旦接触到植被就会吞噬他们，将原本生机盎然的植被全部掠夺，整个生态系统中废物堆积，降雨后土地缺少植被，对雨水的吸收能力差，因此生态环境更差，变成了恶性循环，这种恶性循环带来的后果是致命的，因为恶性循环往往会引发灾难，一旦灾难袭来，经济损失都是次要的，甚至还会带来生命的威胁。

因此，目前急需明确废弃矿山治理以及后期保护目标。废弃矿山地质环境保护和恢复管理的目标是首先就是必须要恢复受损的植被，并最大程度地减少水源损害以及裸露的岩石层，具体的措施就是要进行植树造林，以此减少水土流失。根据森林治理原则，将地质环境的恢复转化到管理层面，即基于生产矿山和废弃矿山的综合调查，来保持当地生态环境，保护土地的植被覆盖率，以最少的投资实现最大程度的环境治理，从而达成环境和经济利益双赢的目标。废弃矿山地质管理还要处理矿山生产的废物，将占用和受损的土地进行绿化，将废弃矿山生态系统的水源各项指标都改善到正常水平。

1 废弃露天矿山地质环境恢复治理技术设计

1.1 遥感影像分析矿区地质环境

在废弃矿山地质环境调查的过程中，利用遥感技术对范围内疑似废弃矿山进行解译，然后进行实地调查验证;在单个废弃矿山评价区域划分的过程中，根据实地调查过程中测量的坐标数据，在卫星影像中识别和标定废弃矿山不同的评价区域;在单个废弃矿山地质环境分区评价的过程中，利用遥感技术对废弃矿山的数据进行分析，获取最原始的影像和面积数据。遥感技术的应用，不仅提高了调查工作的效率而且提高对研究结果的可读性。

采用地理信息系统技术进行数据采集、存储、分析、处理、和应用，用全新的方法解决各种各样的地理空间信息问题。由于计算机硬件和软件不断完善，地理信息系统也得到了快速发展，己被广泛的应用到防汛抗洪、土地管理、地质灾害评价中，取得了较好的效果[2]。

地理信息系统的应用是通过选取评价指标，在系统中构建地质灾害预测数据模型实现的，系统的空间分析功能相对于定性分析而言，更有利于实现对地质灾害范围的合理划分，并根据收集的资料和调查获取的数据，选取合适的分级标准，再对评价指标进行分级，在软件中制作评价指标分级图。根据统计指数方法计算得到的每个影响指标的权重，对评价指标分级图进行叠加，得到最后的地质环境背景的评价结果。

1.2 进行坡面调整

坡面的整理即利用机械和人工的方法，达到清除斜坡上的碎屑，危险岩石，不规则松石，以及半污染砂石的目的。在清理各种砂石的同时，还要对植物上的漂浮根，杂草和杂物进行处理，以防止人造土壤粘在斜坡上。在坡面调整时，需尽可能保持坡度的原始形状，并将坡度的起伏调整到一定范围内。相反或垂直的坡度不被允许在升高的基岩和基岩表面上。如果坡度相对较大或者遇到软岩时，金属网就必须靠近设定好的坡度。斜坡的光滑部分应该用金属网缓冲，并且垫子的厚度应该大于所设计的喷种量。

1.3 布置金属网

选择用于包装的金属网规格必须提前进行设定，材料为塑料镀锌菱形铁丝网，在使用前必须确定所需要的长度。将金属网从顶部下方到底部时，斜坡的顶部必须延伸出一定的距离，斜坡的顶部需要用主锚钉固定，固定后需要用混凝土来压制顶部，顶部和底部采用平行对接的方式，对接口需要用铁丝紧紧绑住，两个网之间的重叠宽度至少要达到十五厘米，即间隔两个网孔的距离。锚固件和金属网也必须用铁丝紧紧绑住。在铺网过程中，需要保持网格与斜坡的距离大于五个单位，且使用时需要用垫块支撑。在斜坡上使用钉网主要是因为斜坡很平整，并且钉网的锚钉木桩非常的长，在斜坡上每平方米安装设定量木桩。对于裸露的岩石斜坡，需要采用锚杆来进行固定，锚杆分为主要锚杆和次要锚杆。锚是一种钢筋材料组成的长度约为16的杆子。钉入后需要进行防锈处理，水泥浆锚固处理坡度的深度取决于侧坡的地质条件，有必要确保锚固安装的是否稳定，且局部网格适合喷种设计的种子。

主副瞄钉的长度根据所实施的场地变化，但是必须留出外露的单位，一般每个单位设置五个左右，主瞄钉布设的同时将副瞄钉也间隔布设，图1为布设简图，在布设瞄钉时需要保证坡顶稳定。

图1 主、次锚钉布设示意图

1.4 喷射种子

初步准备过程完成后即可进行种子的播种。环境恢复处理技术首先对原材料进行筛选，然后将这些选定材料混合，选定的材料有很多种，例如播种时的粘土，添加的有机营养剂，覆盖用的保暖材料，控制土壤指标的稳定剂，集料[3]，选定的植物种子等，然后将其手动转移到较高级的集料喷雾机中并对喷雾加压。将种子喷在选定废弃矿山的山坡上。总共进行两次种子喷洒，喷洒种子时务必要保证喷洒的宽度和高度，一般采用干喷法喷洒种子。

2 实例分析

2.1 X地自然地理条件

X地自然地理项目区位于某亚热带气候区域，离黄河很近，四季均有降雨，且降雨量比较充沛，地势差相对较高，呈现南高北低的状态。两级均有较缓的平台，岩体为灰状岩，有部分裂隙。

2.2 进行地质环境恢复治理

对X地进行环境恢复治理，选取治理前后的地质环境作为对比，治理的流程图如图2所示。

图2 环境治理流程图

喷播植物的种子需要选择符合当地特色气候，且在环境恶劣条件下依然具有较强生命力的抗旱种子。

2.3 治理后地质环境恢复状况

根据治理流程，采集治理一年后的植被覆盖数据和环境污染状况，调查整合的表格如表1所示。

表1 治理前后植被覆盖及污染状况对比表

由表1可知，治理后X地的矿污染指数，金属残留指数，灾害指数，坡度比率，地凹陷指数均大大降低，而草本植物和木本植物的覆盖率，空气清新指数，每小时制氧率降雨吸收率以及氧气利用率均增高，充分地证明了本次设计的地质环境恢复治理技术对矿山地质环境恢复非常有效，可以实施并应用于目前的地质恢复中。

3 结语

综上所述。所设计的废弃矿山地质环境恢复治理技术在X地的实例中取得优秀的结果，证明了废弃矿山经过该治理技术后环境确实有很大的改善，因此，可以应用于其他废弃矿山环境处理改善中去，为改善地质条件，实施环境可持续发展作出了一定的贡献，有实际意义。