礦山生態修復工程及技術措施探討

楊劍鋒

（湖南省礦產資源調查所，湖南 長沙 410083）

礦業開發伴隨著人類文明、社會進步、科技發展的全過程，是國家的基礎產業。但礦山又是一個具有特殊社會環境和自然要素的場地，具有人類工程活動強烈、對生態環境破壞性大、地域分布廣、持續時間長、修復難度大的特點。黨的十八大提出了“五位一體”的戰略布局，并首次提出了“社會主義生態文明觀”，統籌實施“山水林田湖草”系統治理，設立了各級國土空間生態修復機構，從政策法規、體制機制、價值理念等方面為生態文明建設提供了支撐[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，堅持節約優先、保護優先、自然恢復為主，守住自然生態安全邊界。

1 礦山概況與生態問題

挖嶺采石場隸屬湖南金磊南方水泥有限公司，位于資興市城區以東，直距約13km處，距5A級景區東江湖約5km。礦區屬于丘陵地貌，植被發育，自然斜坡穩定，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，礦區面積：0.1209km2，開采深度：+355m～+250m，開采礦種：水泥用石灰巖礦，開采方式：露天開采，生產規模：100萬t/年。礦山的主要礦業活動有露開采場、廢土場、礦山公路等，經過近二十年的開采，已形成了五級平臺，開采高度約75m，產生的主要礦山生態問題有：地形地貌景觀破壞、土地資源占損、植被破壞、邊坡失穩、水環境污染等。

（1）地形地貌景觀破壞。礦業活動對地貌景觀的破壞主要是露天采場，露天開采使原本穩定的自然斜坡變成了穩定性差的高陡的臺階狀巖質邊坡。挖嶺采石場位于G357線旁，是通往東江湖景區的必經之路，經過近二十年的開采，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，與周邊環境不協調，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，作為林業生產和消防道路保留[2]。

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

（4）水環境影響。礦區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，主要用途是農業灌溉。礦山開采產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，污染水庫水的質量和灌溉功能，通過沉淀處理，可減輕水質污染，滿足灌溉要求。

2 礦山生態修復的主要措施

（1）礦山生態修復主要內容。礦山生態修復工作遵循“安全穩定，兼顧景觀、因地制宜，統籌協調、經濟合理，技術可行”的原則，具備科學性、合理性和可操作性。按照實際情況，先消除礦山地質災害隱患，然后進行地貌重塑，接著開展土壤重構、最后實施生態修復，構建初級植物群落，再進行2～3年的養護，依靠初級植物群落的自適應性，逐漸完成礦山生態修復。

（2）總體目標。把因礦產資源開采而破壞的生態系統作為一個整體，依據礦山周邊區域生態系統功能重要性、人居環境與經濟社會發展狀況，綜合考慮自然條件、地形地貌條件、礦山生態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，結合必要的人工修復措施，對礦產資源開發造成的生態破壞進行生態修復與綜合治理，消除地質災害隱患，改善水土環境，有效恢復生態功能，使因采礦活動而破壞的區域能得到恢復或改善。

（3）總體要求。以基本的礦山地質災害隱患、地形地貌破壞、土地損毀、固體廢棄物排放、生態現狀等調查數據為基礎，對邊坡、采場底盤、工業場地、礦山道路、排渣（土）場等場地重點開展生態修復，合理選擇修復措施，實現最優化修復。植被重建優先選用鄉土植物物種，積極推進喬、灌、草、藤立體種植，防止生態群落退化，增強生態系統穩定性。禁止使用對當地生物多樣性造成威脅的外來入侵物種，礦山生態修復后，因礦產資源開采活動而破壞的生態系統恢復到或接近于采礦前的自然生態系統，或重建成符合人們特定用途的生態空間。

（4）主要措施。①自然恢復措施。依靠修復場地和周邊生態系統的自我愈合能力，促進植被再生和生物種群恢復，逐漸修復礦山生態系統。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，加快生態系統結構和功能的修復。③生態重建措施。修復場地存在重大地質災害隱患，地形地貌破壞嚴重，土地損毀、植被破壞嚴重，物種生境條件不穩定，生態退化嚴重，參考參照的生態系統，采取生態重建措施，重建生態系統。各修復技術措施應統籌考慮、相互銜接、配合使用。④監管措施。一是搭建礦山生態保護修復監測監管系統，實現“一礦一檔案”，實時掌握和監管礦山生態保護與修復情況，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保護修復的礦山早發現、早制止、嚴查處。二是做好礦山生態保護修復年度驗收工作，壓實壓緊礦山企業“邊生產、邊修復”主體責任。三是加強礦山生態保護修復分期和閉坑驗收，礦山企業是在建與生產礦山生態保護與修復的責任主體。對不符合生態保護修復要求的實行一票否決，分期驗收不合格的，不予延續登記，閉坑驗收不合格，地質環境治理基金和價款不予返還。

3 礦山生態修復的主要工程

生態重建需要開展以下工作：一是地質災害隱患消除工程：對處于規模小處于欠穩定狀態的危巖體進行清除，對規模較大處于基本穩定狀的危巖體采取主動防護網進行行防治，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災害的危害，確保安全生產。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：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：篩選適應當地氣候、立地條件、土壤條件、抗逆性強、耐貧瘠、易成活、易養護、根系發達、種源豐富、水土保持功能強、管理粗放的鄉土植物，綜合考慮喬、灌、草、攀援植物、固氮與非固氮、深根性與淺根性、經濟林與生態林相結合。五是植被養護：植被養護包括成活期和生長期兩個階段。成活期養護內容包括苗木綁扎、培土、扶正，草簾、無紡布、遮陽網、農膜遮蓋等；生長期養護內容包括松土、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修復工程和植被重建，選擇適合的植被，構建合理的植被覆蓋率，選擇適合的養護年限，進行養護。

（1）地質災害隱患消除工程。一是合理爆破：礦山嚴格開發利用方案設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生危巖體。二是加強人工巡視監測：礦山安排了專人對采場邊坡的穩定情況進行巡視監測，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：根據開發利用方案，安全平臺寬4m，清掃平臺寬6m，礦山為確保礦山運輸道路安全，起到了緩沖地帶的作用。四是加固危巖體：對規模較大且處于基本穩定狀態的單個危巖體，采取主動防護網進行單獨加固處理。

（2）地貌重塑工程。根據礦山地貌破壞方式與損毀程度，結合礦山周邊地貌特點，通過地形重塑、土地整治、重構截排水系統等措施重新塑造一個與周邊地貌相協調的新地貌。一是平臺覆土：在平臺外側砌筑擋墻，在清掃平臺內側修建生態溝，在平臺上種植適宜的灌、草、藤植物，在平臺內側種植攀援植物，在平臺外側種植垂吊植物。二是對巖質邊坡掛網：使平臺上的攀援植物能順利地向上攀爬生長，巖質邊坡不再裸露；對坡度較陡的土質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調。

（3）土壤重構工程。在礦山地貌重塑基礎上，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、化學改良、生物修復等措施，重構土壤剖面結構與土壤肥力條件。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。一是土壤質量要求：有機質含量≥1%，PH值5.0-8.5，土壤質地為砂土至壤質粘土，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，在清掃平臺內側修建生態溝，在底盤修建一定密度的生態排水溝，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基礎上，按照生態系統的生物種群特點，考慮礦山生態重建的植被適宜性、結構布局合理性和物種多樣性，合理配置植物種群組成和結構，借助人工支持和誘導，重建與周邊生態系統相協調的生態系統，保障植物群落持續穩定。一是植物種類的選?。阂罁厮艿牡孛残螒B和重構的土壤條件，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；根據場地條件，篩選出根系發達、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、灌種植結合，合理部署植被疏密和覆蓋區域。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：根據設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）植被養護工程。養護工作的好壞與重視是保障工程質量的關鍵一步，是體現各種成果的重要指標，是關系后期綠化效果的重要參數。三分種七分養，養護是一門科學、理論、實踐相結合的工作，養護管理人員必須具備專業性、責任性、創新性為一體的素質。養護管理工作可以簡單分為澆水、施肥、病蟲害防治、雜草預防修剪等內容。設計在生態修復完成后進行養護，養護期3年。一是灌草養護：根據土壤肥力、濕度、天氣情況，酌情追施化肥并灑水養護。前期養護時間為每天兩次，早上養護時間要在10時以前完成，晚上養護時間要在16時以后才開始，避免在在強烈的日光下進行噴水養護，中期以自然雨水養護為主，每月噴水兩次，并追施肥，保苗轉青，整個養護期間，注意防治病蟲害防治。二是樹木養護：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構，迎水面宜設置泄水孔，陡坡、緩坡段溝底及邊墻設置伸縮變形縫，坡體松軟段宜采用鋼筋混凝土結構。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，使采場內污水經沉淀能達標排放。場內排水溝可做成生態溝，在溝底及兩側鋪設草皮，一是排除場地內積水，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置了圍擋工程，有效保證了人畜安全。

4 幾點經驗

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

（1）加大宣傳力度，要讓生態保護優先、綠水青山就是金山銀山的發展理念深入人心，改變礦山重生產、輕修復思想，實行生態修復一票否決制，要像抓安全生態一樣的鐵腕手段抓礦山生態修復工作。

（2）客觀公正地做好礦山生態保護修復案，根據方案估算的礦山生態保護修復費足額計提生態修復基金，并實行銀行、縣級自然資源部門、礦山企業三方監管，為礦山生態修復提供資金保障。

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

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