張鳳予 ZHANG Feng-yu；張東興 ZHANG Dong-xing

（河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊，鄭州 450000）

0 引言

在我國國民經濟迅猛發(fā)展的過程中，對于各項資源的需求也在不斷增加，而加大礦產資源的開發(fā)和供給的力度，以不斷推動經濟的可持續(xù)發(fā)展。在對礦產資源進行開采的過程中，存在著諸多問題，如落后的開采技術、陳舊開采設備、環(huán)保意識淡薄、相關制度不完善等，而這些問題都會給礦區(qū)的地質環(huán)境、生態(tài)植被環(huán)境帶來影響，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，會出現(xiàn)一系列的問題，如：地質災害、水資源流失、土地資源破壞、地形破壞等，其中泥石流、地面裂縫和塌陷等地質災害的發(fā)生，所帶來的損失是巨大的。根據相關研究數(shù)據得出，每年因為地質災害造成的經濟損失將近300億，而這對于礦山企業(yè)的發(fā)展而言，所產生的影響是致命的。所以，針對于礦山地質環(huán)境治理及生態(tài)修復實踐的研究，提出行之有效的治理修復對策，對礦產資源開采所造成的礦山生態(tài)問題、地質問題等進行優(yōu)化處理，以不斷完善礦區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 礦山地質生態(tài)環(huán)境修復的意義

礦山地質生態(tài)環(huán)境修復是一項系統(tǒng)、復雜的工程。對礦山地質環(huán)境進行生態(tài)修復，礦山開采后所造成的地質損害，要通過相應的修復措施對其進行修復，而這對于生態(tài)植被環(huán)境的建設和可持續(xù)發(fā)展起著積極的作用。對地質生態(tài)環(huán)境進行修復的過程，不僅僅是對開采后的環(huán)境進行修復，同時也是提升未開采前生態(tài)系統(tǒng)的能力。對植被進行恢復和增加，不僅僅是構建綠色保護屏障，同時也防止生態(tài)系統(tǒng)退化，提升生態(tài)系統(tǒng)能力，其對生態(tài)環(huán)境的意義是非常大的，生物發(fā)展更趨向多樣性、生態(tài)系統(tǒng)趨向穩(wěn)定性、動物群落趨向多樣性，不斷吸引動物群落的回遷，使動物和植物群落趨向平衡，凈化空氣質量，而生態(tài)環(huán)境的整體提升，對于周邊居民生活質量的提升作用明顯。

2 礦山地質生態(tài)環(huán)境的修復現(xiàn)狀與治理

在近些年的發(fā)展中，我國在礦山開發(fā)中所取得的效果顯著，在開采的過程中，其對地表的景觀以及地質內部構造等產生一定的破壞，因此對人類賴以生存的環(huán)境造成了影響。而我國礦山一般分布在經濟欠發(fā)達的地區(qū)，在實際開采的過程中，開采設備、開采工藝、開采技術等不夠先進，加之沒有制定完善的礦山開采管理制度，所以采礦中的資源浪費情況屢屢發(fā)生。與此同時，由于沒有完善的開采管理制度，一味的追求經濟效益，忽視了對地質環(huán)境以及內部結構的保護，而如果不加以重視，對生態(tài)環(huán)境進行治理修復，則會大大影響生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

因此，在對礦山進行開采的過程中，同樣要重視對生態(tài)環(huán)境的保護，盡量降低和減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，要以當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境以及地質構造特點來制定與之相符的環(huán)境治理方案，以確保礦山開采與環(huán)境保護同步進行。目前對于礦山生態(tài)環(huán)境的治理技術已經相對成熟，具體有煤矸石，矸石山的治理，對采空區(qū)和尾礦庫的治理等等，這些技術都已取得了良好效果。而對于現(xiàn)存體系上也在不斷完善和優(yōu)化，如尾礦庫安全防護等，成熟的生態(tài)環(huán)境治理技術加上健全的生態(tài)修復體系，能夠確保礦山生態(tài)環(huán)境修復治理工作的有序和高效開展，實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境與社會的和諧發(fā)展，為可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎。

3 工程案例

安陽市龍安區(qū)馬家鄉(xiāng)山水林田湖草生態(tài)保護修復項目，其中包含Ⅰ號工程修復區(qū)，Ⅱ號工程修復區(qū)交口和Ⅲ號工程修復區(qū)，以下分別對三個工程修復區(qū)作簡要介紹：首先是Ⅰ號工程修復區(qū)（交口宋乙丙），采坑所采用的工程為：危巖清理工程+廢渣清運工程+場地平整工程+擋土保水岸墻工程+排水渠工程+覆土工程+生物工程+防護工程+標志碑工程，Ⅰ號工程修復區(qū)需要治理修復的面積為：0.61hm2；其次是Ⅱ號工程修復區(qū)交口（盛祥建材），采坑所采用的工程為：危巖清理工程+廢渣清運工程+窯洞封填工程+場地平整工程+擋土保水岸墻工程+排水渠工程+覆土工程+生物工程+養(yǎng)護工程+防護工程+標志碑工程，Ⅱ號工程修復區(qū)需要治理修復的面積為：2.73hm2；最后是Ⅲ號工程修復區(qū)（龍尾崗），采坑所采用的工程為：廢渣清運工程+場地平整工程+擋土保水岸墻工程+覆土工程+生物工程+養(yǎng)護工程+防護工程+標志碑工程，Ⅲ號工程修復區(qū)需要治理修復的面積為：0.14hm2。

本篇文章針對于上述Ⅰ號工程修復區(qū)進行分析研究，該修復區(qū)的采礦工作已停止，而在實際開采工作中遺留的生態(tài)環(huán)境問題，是開采中形成的表土剝離問題和廢渣石堆問題，土壤功能喪失，土地、植被、水資源等都受到不同程度的破壞，而開展工程修復勢在必行，在采坑中所采用的工程在上文中有所提及，具體為：清除高陡邊坡危巖體，最大程度的降低崩塌引起的災害；清理開采的廢渣石堆并對采坑、窯洞等進行回填；平整清理后的場地，并進行覆土處理，之后在進行綠化，進行植被覆蓋，并進行后續(xù)的養(yǎng)護，與此同時要修筑擋土保水岸，以有效的防止水土流失；在項目區(qū)設置提示標牌，以及排水渠，以確保有效的工程修復工作。

在開采工作中，對于區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響較小的，且具有自然恢復能力的區(qū)域，可以使其自然恢復，即將土壤貧瘠去進行覆土處理，從而達到生態(tài)環(huán)境的自然修復，必要時可采取點播野山桃、撒播草籽等方法。

3.1 Ⅰ號自然恢復區(qū)

在Ⅰ號自然恢復區(qū)中，對植被覆蓋較少的區(qū)域要采取一定措施，并在平坦區(qū)域進行覆土處理，其覆蓋植被的相應方法為：栽植側柏、撒播野山桃種子、撒播結縷草草籽，同時在進行覆土處理后要采取用石塊圈置的方法，避免水土流失問題的發(fā)生，具體恢復區(qū)的工作量可見表1所示。

表1 Ⅰ號自然恢復區(qū)工作量

3.2 Ⅰ號工程修復區(qū)

3.2.1 危巖體清理工程

在危巖體清理工程中，嚴禁使用炸藥，人機結合的方式最為穩(wěn)妥，在具體實施工作中，要清除編號WY1-1和WY1-2兩處危巖體，編號WY1-1清除方量為120.00m3，編號WY1-2清除方量為104.00m3，總計224.00m3，具體危巖體清理工程量可見表2所示。

表2 危巖體清理工程量一覽表

3.2.2 廢渣清運工程

工程修復區(qū)內分布廢渣石堆4處，需清運廢渣量2459.00m3，運距0-0.5k。

3.2.3 場地平整工程

在場地憑證平整工程中，將項目區(qū)域中的廢渣平鋪于采坑內。廢渣平鋪厚度0.3～1m，總平整方量2543.00m3，當廢渣進行平鋪后，再覆土，場地平整工程量見表3。

表3 場地平整工程表

3.2.4 擋土保水岸墻工程

擋土保水岸墻工程設置在入口處，即A1，其中高度為1.5m，底寬和頂寬都為0.5m，長度為30m。在擋土保水岸墻的內部要進行覆渣和覆土處理。鑒于場地基巖裸露，而將A1岸墻直接落在基巖上。

對于岸墻A1的排水孔設置，即在將排水孔設置在據地面50cm位置處，采用Φ75PVC管材料，排水孔眼水平間距為3m，而傾角要在大于或等于5%，出口要高于地面約50cm。沿墻走向每隔20m或地基性狀突變時設置一道伸縮縫，縫寬20mm，材料的選用上，使用閉孔低發(fā)泡沫塑料板。擋土保水岸墻墻項用水泥砂漿壓頂，厚度2cm。

3.2.5 覆土工程

在進行覆土工程中，對采坑平臺進行覆土處理，其厚度為1m，并實施分層覆土處理。

3.2.6 排水渠工程

①排水渠設計。

排水渠設計，即為將山坡上的雨水進行旁引，具體為，將截水溝修建在采場溝谷的位置，將山坡上匯流的雨水進行攔截，并將其排引到采場以外的位置，以避免對坡面和治理臺階的沖刷。其中設計P1排水渠，排水渠總長187m，排水渠用M10砂漿砌筑，排水渠過水斷面面積0.5×0.5，渠壁厚0.30m，底厚0.30m，渠坡度不小于0.5%，每隔15m設置一道伸縮縫，縫寬20mm，采用閉孔低發(fā)泡沫塑料板。排水渠斷面形式圖見圖1。

圖1 排水渠斷面形式圖

②水文設計參數(shù)。

Ⅰ號工程修復區(qū)匯水面積：0.1km2；Ⅱ號工程修復區(qū)匯水面積：0.08km2；取匯水面積較大者進行計算。

降雨強度：根據《中國暴雨統(tǒng)計參數(shù)圖集（2006版）》中的中國年最大60min點雨量均值等值線圖，安陽地區(qū)60min降雨強度取71.7mm/h。

地表徑流系數(shù)：根據當?shù)刭Y料取值0.68。

③地表匯水流量計算：

根據《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》中公式計算，Qp=0.278ΦSpF

式中：Qp—設計頻率地表水匯流量（m3/s）；Sp—設計降雨強度（mm/h），按71.7mm/h取值；Φ—徑流系數(shù)，根據當?shù)刭Y料取值0.68；F—匯水面積（km2）。分水嶺以下匯水面積為0.1km2。

計算結果：設計降雨強度為71.7mm/h時地表水匯流量Qp為1.355m3/s。

④計漿砌石排水渠內側斷面尺寸為0.5m高，0.5m寬時過流量計算公式為

式中：Q—排水渠過流量（m3/s）；R—水力半徑（m），A/x計算得0.167；i—水力坡降，取0.12；W—過流斷面面積（m2），計算得0.25；C—謝才系數(shù)（m/s），宜采用下式計算：C=R1/6/n

n—糙率，取值0.017

從計算中可以得知，漿砌石排水溝過流量為1.543m3/s，大于設計頻率地表水匯流量1.355m3/s，與治理區(qū)地表水排泄流量相符。計算結果見表4。

表4 設計頻率地表水匯流量及排水渠過流量計算結果

施工方法：①在截排水溝的施工過程中，要按照以下的步驟來開展，即定位放線、土方開挖、整理基槽、鋪設碎石墊層、砌筑截排水溝、水泥砂漿抹面、回填。②在截排水溝基槽時，要采取人機結合的方式，運土、開挖、連接平從面形態(tài)、平整溝底等。

3.2.7 生物工程

生物工程的作用主要體現(xiàn)在，對地表進行覆蓋，防止水土流失，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境等。在生物工程開展中，所采用的方法為：草相結合、灌木、喬木等，由此來進行生態(tài)環(huán)境的完善，使其盡快回復。對于樹種的選擇上，符合地區(qū)氣候、具有良好景觀視覺的要進行優(yōu)先考慮。

Ⅰ號工程修復區(qū)，設計擋土保水岸墻后3m內栽植2排連翹，之后栽植五角楓，樹間撒播結縷草草籽，在距采掘面底部0.5m栽植常春藤，間距1m。生物工程中植被綠化工程量可見表5所示。

表5 植物綠化工程量表

3.2.8 防護工程

要在修復區(qū)域實施防護工程，選取合適的位置設置防護牌，這樣不僅能避免破壞生態(tài)環(huán)境的行為，同時也提升居民保護環(huán)境的意識。具體防護牌的規(guī)格為：材質：不銹鋼，高度：2.2m，尺寸1.2×2.4m。

3.3 效益分析

3.3.1 社會效益

在安陽市龍安區(qū)馬家鄉(xiāng)山水林田湖草生態(tài)保護修復項目開展后，由于危巖體崩塌所導致的隱患得以消除，勘查區(qū)以及周邊地區(qū)的居民的安全得到了最大化的保障，因此該項目通過綠化植被，對地貌景觀等進行修復，優(yōu)化了當?shù)氐沫h(huán)境質量，當?shù)鼐用竦木幼…h(huán)境得到了改善，生態(tài)環(huán)境、當?shù)仄髽I(yè)、當?shù)鼐用窈椭C共生，共建生態(tài)文明，而這對于社會經濟的持續(xù)和良性發(fā)展起著積極的促進作用，同樣對和諧社會的構建意義重大。

3.3.2 環(huán)境效益

在安陽市龍安區(qū)馬家鄉(xiāng)山水林田湖草生態(tài)保護修復項目實施中，勘查區(qū)以及周邊地區(qū)的地質災害發(fā)生的概率得到了明顯降低，居民的生命財產安全得到了最大的保障，植被的覆蓋率有所提升，水土流失問題得到了環(huán)節(jié)，水源涵養(yǎng)能力得到了提升，優(yōu)化了生態(tài)環(huán)境。

通過該項目的實施，預計新增林地面積約3.48hm2（約52.2畝），根據《森林河南生態(tài)建設規(guī)劃（2018-2027年）》數(shù)據統(tǒng)計分析，新增林地將涵養(yǎng)水源7454.16噸，固土146.68噸，減少土壤肥力損失6211.63kg，固定二氧化碳14667.80kg，釋放氧氣71259427.12kg增加土壤氮磷鉀營養(yǎng)物質251.55kg吸收二氧化硫、氟化物、氮氧化物及滯塵4765.1kg?？偠灾谏鷳B(tài)修復項目開展的過程中，有效的保護了生態(tài)環(huán)境，生態(tài)系統(tǒng)能力有了明顯提升，推動了自然環(huán)境的和諧、良性和持續(xù)發(fā)展。

3.3.3 經濟效益

通過生態(tài)修復項目的實施，可以看出，安陽市龍安區(qū)馬家鄉(xiāng)的生態(tài)環(huán)境得到了顯著提高，而這有利于馬家鄉(xiāng)旅游業(yè)的發(fā)展，提高旅游收入，在優(yōu)化生態(tài)環(huán)境的的過程中，采取增加植被、增加草地、提高土地資源利用率等。根據《森林河南生態(tài)建設規(guī)劃（2018-2027年）》數(shù)據統(tǒng)計分析，按每畝森林生態(tài)服務價值2750元計算，新增林地（約52.2畝）森林生態(tài)服務價值約14.36萬元。

4 結束語

綜上所述，礦產資源作為人類賴以生存的重要資源，對生產制造以及人們的生活意義重大。在對礦山資源開采時，要依照實際的地質情況進行科學的開采，嚴禁盲目開采和過渡開采，要加強對生態(tài)環(huán)境的保護，不能一味的追求經濟效益，而忽視對生態(tài)系統(tǒng)的保護。另外，在礦山地質環(huán)境治理及生態(tài)修復工作中，要加強對生態(tài)體系的建設，實現(xiàn)人與自然的和諧共生，和平共處，由此不斷推動可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。