段倉(cāng)熊

摘 要 礦山土地復(fù)墾和生態(tài)恢復(fù)是綠色礦山建設(shè)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展的重中之重。基于此，以陜西省漢中市略陽(yáng)縣孟家河飾面用大理石礦區(qū)為對(duì)象，結(jié)合實(shí)際，探討了露天石材開采對(duì)礦區(qū)土地和生態(tài)環(huán)境的影響，提出了土地復(fù)墾及生態(tài)恢復(fù)的技術(shù)措施，旨在使礦山開采周期內(nèi)受損土地能得到合理利用，使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境得到有效恢復(fù)，進(jìn)而促進(jìn)礦山實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 石材;礦區(qū);土地復(fù)墾;生態(tài)恢復(fù)

中圖分類號(hào)：TD88 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.11.084

石材礦山在工程建設(shè)和礦體露天開采周期中會(huì)造成土地挖損、壓占損毀、土壤污染、地表水和地下水污染、水土流失以及地形地貌景觀破壞等問題，引發(fā)滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅著區(qū)域生態(tài)安全和人員安全，制約著區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，阻礙了生態(tài)文明建設(shè)[1]。而礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)工作是將采礦損毀的土地和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)治理，使其達(dá)到等同于或優(yōu)于采礦前的土地利用和生態(tài)環(huán)境狀態(tài)，不僅能使土地資源得到合理利用，而且能夠保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)生態(tài)良性循環(huán)，是現(xiàn)階段我國(guó)倡導(dǎo)的綠色礦山建設(shè)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展的要領(lǐng)[2]?；诖耍詽h中市略陽(yáng)縣孟家河飾面用大理石礦區(qū)為對(duì)象，探討礦區(qū)土地復(fù)墾及生態(tài)恢復(fù)技術(shù)，以促進(jìn)土地資源的可持續(xù)發(fā)展。

1 孟家河大理石礦區(qū)概況

礦區(qū)位于秦嶺西端，屬漢中市略陽(yáng)縣觀音寺鎮(zhèn)孟家河村管轄，直距27 km。區(qū)內(nèi)山高溝深，地形起伏大，高差極為懸殊，懸崖陡壁隨處可見，崗嶺起伏較緩，雜灌縱生，森林覆蓋率高，溝谷縱橫。氣候類型為北亞熱帶濕潤(rùn)氣候，四季分明，溫暖濕潤(rùn)，雨量充沛。土壤類型為黃棕壤土，土體呈黃褐色，質(zhì)地為亞砂土、亞黏土，土層厚度在0.2～1.0 m，弱酸性（pH為6.6～6.9），有機(jī)質(zhì)（3.150%～3.199%）偏低，全氮含量中等偏低，磷、鉀養(yǎng)分含量較豐富。區(qū)域植被發(fā)育以天然植被為主，覆蓋區(qū)域達(dá)到75%以上，植被類型主要為山地落葉闊葉和常綠闊葉混交林，其次為灌叢和草叢。

礦山開采礦種為飾面用大理石，采用露天開采方式，自上而下分臺(tái)階開采。礦區(qū)內(nèi)由北而南有Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)礦體，規(guī)劃開采年限18年。目前，礦山處于基建時(shí)期，未進(jìn)行正式開采，僅對(duì)Ⅰ礦體和Ⅱ礦體西端進(jìn)行了少量剝離和試采。地面擬建生活辦公區(qū)、工業(yè)場(chǎng)地、礦山公路、排渣場(chǎng)。

2 土地及生態(tài)環(huán)境受損分析

露天開采石材會(huì)引發(fā)土地?fù)p毀、地表植被破壞、地形地貌景觀破壞、含水層及水土環(huán)境破壞、地質(zhì)災(zāi)害以及生物多樣性減少等土地及生態(tài)環(huán)境問題。

孟家河礦區(qū)前期進(jìn)行了少量剝離和試采，試采區(qū)已對(duì)土地造成挖損，渣堆也造成了土地壓占。待正式生產(chǎn)后，礦山開采將會(huì)造成大量土地挖損，地面擬建的生活辦公區(qū)、工業(yè)場(chǎng)地、礦山公路以及排渣場(chǎng)也將對(duì)土地帶來挖損或壓占破壞[3]。結(jié)合實(shí)際，礦區(qū)土地受損分析結(jié)果見表1。

由于礦山建設(shè)工程及采礦活動(dòng)，局部地段形成了高陡邊坡，在長(zhǎng)期雨水侵蝕和風(fēng)化作用下，導(dǎo)致覆蓋層及強(qiáng)風(fēng)化層工程力學(xué)性質(zhì)差，會(huì)引發(fā)局部小型滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。礦區(qū)開采過程中會(huì)形成大量剝離棄渣，雖然針對(duì)棄渣修建了排渣場(chǎng)，但后期排渣場(chǎng)堆積棄渣方量較大，在強(qiáng)降雨條件下，易形成泥石流地質(zhì)災(zāi)害。礦山建設(shè)工程及采礦活動(dòng)大量開挖礦體，會(huì)形成大面積的采空區(qū)以及基建設(shè)施修筑，嚴(yán)重破壞地形地貌景觀。礦體開采最低標(biāo)高950 m，位于礦區(qū)侵蝕基準(zhǔn)面（710 m）以上，礦體開采層為白色厚層狀大理巖，礦物成分無放射性物質(zhì)，無有毒有害等元素，采出礦石不經(jīng)過選礦過程，因此采礦活動(dòng)對(duì)地下水影響較小，對(duì)區(qū)內(nèi)及周圍生產(chǎn)生活供水影響較小，但在開采過程中剝離表層土壤將對(duì)原土壤的結(jié)構(gòu)和層次造成破壞，使其喪失抗侵蝕能力，在遇強(qiáng)降雨時(shí)易引發(fā)水土流失。

3 土地復(fù)墾及生態(tài)恢復(fù)的技術(shù)措施

3.1 土地復(fù)墾

3.1.1 土壤重構(gòu)

1）Ⅰ、Ⅱ號(hào)露天采場(chǎng)、礦山公路土壤重構(gòu)。礦山為露天自上而下臺(tái)階式開采，開采過程中首先進(jìn)行礦體上部的剝離工作，剝離物主要為耕植土、少量碎石，經(jīng)篩選將少量碎石運(yùn)至排渣場(chǎng)，耕植土通過礦山公路運(yùn)至上個(gè)開采臺(tái)階存放，隨著開采臺(tái)階依次堆放，清除場(chǎng)地中殘留的雜物，人工整平復(fù)墾場(chǎng)地。由于場(chǎng)地土壤容重大，土質(zhì)較瘠薄，肥力不足，需要對(duì)其進(jìn)行土壤改良，改良的方法為每公頃施150 kg無機(jī)復(fù)合化肥。2）排渣場(chǎng)、工業(yè)場(chǎng)地、生活辦公區(qū)土壤重構(gòu)。清理廢渣后，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，平整后對(duì)場(chǎng)地土壤進(jìn)行翻耕，翻耕厚度≥30 cm，覆土有效厚度約0.5 m。土地復(fù)墾時(shí)，先在平臺(tái)面均勻鋪設(shè)農(nóng)作物秸稈，每公頃用量為10 000 kg，農(nóng)作物秸稈可從當(dāng)?shù)厥召?gòu)。然后從排渣場(chǎng)（棄土區(qū)）取土運(yùn)輸至復(fù)墾地，進(jìn)行表土覆蓋，覆土厚度50 cm。從排渣場(chǎng)運(yùn)來的表土經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間堆存，土壤養(yǎng)分部分流失，需要采取一定的措施進(jìn)行土壤改良培肥，一般2～3年就能有效恢復(fù)地力，達(dá)到高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[4]。通常可采用增施無機(jī)化肥、輪作倒茬、用養(yǎng)結(jié)合和秸稈還田措施提高土壤肥力。復(fù)墾施工期每公頃施150 kg無機(jī)復(fù)合肥，后三年管護(hù)期增施無機(jī)復(fù)合肥300 kg·hm-2，也可增施有機(jī)肥料，但未經(jīng)腐熟處理的畜禽糞便不可直接施入耕地，腐熟處理后的人糞尿可以作耕地基肥。秸稈經(jīng)機(jī)械粉碎后，均勻拋撒、翻耕到土壤中，可疏松土壤，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤理化性狀和保水保肥的能力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，秸稈用量為10 t·hm-2。

3.1.2 植被重建

在Ⅰ、Ⅱ號(hào)露天采場(chǎng)復(fù)墾區(qū)穴植1年生刺槐，設(shè)計(jì)行距2 m，株距2 m，覆土有效厚度為0.3 m，種樹時(shí)間為每年的3—4月，每年進(jìn)行補(bǔ)植。林間適當(dāng)撒播白三葉、紫花苜蓿、草木樨等草本植物以增加復(fù)墾區(qū)生物的多樣性。排渣場(chǎng)、工業(yè)場(chǎng)地、生活辦公區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際種植玉米、大豆等經(jīng)濟(jì)作物[5]。

3.2 含水層破壞修復(fù)

礦山開采最低標(biāo)高高于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面，因此采礦活動(dòng)未造成區(qū)域含水層水位下降。且礦區(qū)生活污水排放量小，對(duì)地下含水結(jié)構(gòu)、水位及水土環(huán)境狀況影響較小，不易造成礦區(qū)及周邊地下含水層結(jié)構(gòu)破壞、水位下降、水土環(huán)境污染，因此對(duì)地下含水層的保護(hù)以預(yù)防和監(jiān)測(cè)為主，主要采取自然恢復(fù)。

3.3 水土環(huán)境污染修復(fù)

礦山開采及加工均在當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面以上，基本不存在地下水污染，且采出礦體不經(jīng)過選礦工藝直接加工進(jìn)行運(yùn)輸銷售，鑿巖、采裝時(shí)采用噴霧水方法降塵，用密閉車廂運(yùn)輸石料，以防止揚(yáng)砂、掉塊，影響大氣環(huán)境，除廢石廢渣外無其他影響環(huán)境的污染源存在。礦區(qū)生活辦公區(qū)生活廢水排放入污水處理池內(nèi)，處理后用于礦區(qū)生產(chǎn)灑水降塵。生活垃圾應(yīng)定點(diǎn)集中堆放，及時(shí)就地挖坑掩埋處理，防止對(duì)水體等造成二次污染。礦山屬中型礦山，日常辦公人數(shù)不多，所產(chǎn)生的生活廢水及生活垃圾較少，對(duì)當(dāng)?shù)厮镰h(huán)境影響較小，因此水土環(huán)境修復(fù)主要采用自然恢復(fù)。

3.4 地質(zhì)災(zāi)害防治

為防治泥石流災(zāi)害，礦山基建階段需將試采期間堆積在溝道的棄渣及后期礦山開采產(chǎn)生的廢渣按要求運(yùn)至擬建排渣場(chǎng)堆置，并在排渣場(chǎng)的下方修建重力式漿砌石擋渣墻，在壩體下方預(yù)留泄水暗渠，在擋渣墻內(nèi)設(shè)置排滲孔，每隔2.5 m高度設(shè)置一排滲孔，直徑為10 cm，每排10個(gè)。擋渣墻長(zhǎng)度約30 m，高10 m，頂寬5 m，采用M7.5漿砌塊石砌筑，外坡坡比為1∶1.5，內(nèi)坡比1∶1，擋墻基礎(chǔ)坐落在新鮮基巖上。為防止大氣降水匯入排渣場(chǎng)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)在排渣場(chǎng)外圍及Ⅰ號(hào)采場(chǎng)頂部修建截排水渠，部分地段水渠坡度較大時(shí)采取人工加粗或底流式消能措施[6]。排渣場(chǎng)及Ⅰ號(hào)露天采場(chǎng)周邊截水溝凈斷面為梯形，底寬0.5 m，頂寬0.8 m，兩側(cè)內(nèi)坡比為1∶0.3，渠深0.6 m，均采用C15混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度0.1 m。礦山閉采后對(duì)排渣場(chǎng)進(jìn)行覆土回填，以恢復(fù)植被，進(jìn)而恢復(fù)礦山自然環(huán)境。

4 結(jié)語(yǔ)

孟家河石材礦露天開采造成了礦區(qū)土地挖損和壓占破壞，同時(shí)引發(fā)了礦區(qū)地表植被破壞、地形地貌景觀破壞、含水層及水土環(huán)境破壞以及地質(zhì)災(zāi)害等生態(tài)環(huán)境問題。針對(duì)以上問題，應(yīng)采取土壤重構(gòu)、植被重建、含水層修復(fù)、水土環(huán)境修復(fù)及地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)措施，有效指導(dǎo)礦區(qū)土地復(fù)墾及生態(tài)重建，促進(jìn)礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)綠色礦山建設(shè)和礦區(qū)經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：劉昀）