王志亮　李軍　尚振　王少杰　劉康　韓宗瑞　李文斌　馬標

摘要：歸來莊金礦為魯西地區(qū)大型金礦床，其礦山地質(zhì)環(huán)境問題復雜、生態(tài)環(huán)境問題嚴重。本文通過對礦山地質(zhì)環(huán)境治理情況進行分析，并結(jié)合治理方向進行了系統(tǒng)的研究，探索了一套“雙碳”目標下生態(tài)復綠、科普教育基地、旅游業(yè)再造及注漿止水4種露天礦山生態(tài)修復模式。該模式不僅解決該礦山生態(tài)環(huán)境問題、節(jié)約了治理成本，而滿足了保護歸來莊金礦獨特珍稀的礦業(yè)遺跡的需要，為科學研究和科學知識的普及提供了重要場所，帶來了持久性的效益，值得在同類型礦山中廣泛推廣。

關(guān)鍵詞：礦山生態(tài)修復；科普教育基地；礦山公園；歸來莊金礦；山東省

中圖分類號：P641.8文獻標識碼：Adoi：10.12128/j.issn.16726979.2023.06.004

0引言

礦產(chǎn)資源的開發(fā)與利用為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，但隨著采礦業(yè)的發(fā)展，引發(fā)的礦山地質(zhì)環(huán)境問題日益加劇，嚴重威脅周邊的生態(tài)、環(huán)境與社會問題［16］。如何系統(tǒng)科學地治理礦山地質(zhì)環(huán)境問題、修復生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)資源開發(fā)與社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展是全社會亟待解決的問題。

歸來莊金礦為魯西地區(qū)大型金礦床，其礦山地質(zhì)環(huán)境問題復雜、治理修復難度大，尤其是露天采場、廢石堆、尾礦庫、辦公場區(qū)、工業(yè)廣場等嚴重影響了土地資源和地形地貌景觀，以及礦山排水帶來的含水層破壞嚴重影響了周邊的居民用水［89］。因此，本文針對該礦山的地質(zhì)環(huán)境問題，結(jié)合礦山的治理現(xiàn)狀及下一步治理修復計劃，總結(jié)了一套“雙碳”目標下針對露天礦山的生態(tài)修復模式。

1礦山概況

歸來莊金礦為山東省重要的隱爆角礫巖型特大型金礦床［1011］。礦山開采標高為+130m～300m，該礦山于1992—2011年上半年對+130m～40m標高采用露天開采方式進行開采，至此后對40m～300m標高進行地下開采，現(xiàn)正處于地下開采階段，主采①號礦體。該礦山生產(chǎn)規(guī)模21.0萬t/a，礦山開采給當?shù)貛砹肆己媒?jīng)濟效益的同時也帶來了土地資源破壞、地形地貌景觀破壞和含水層破壞等礦山地質(zhì)環(huán)境問題。

2主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題

通過對礦山進行現(xiàn)場調(diào)查和以往資料分析研究，認為存在的主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題為地形地貌景觀破壞、土地資源破壞和含水層破壞。

2.1地形地貌景觀破壞

露天采場、廢石堆、尾礦庫、辦公場區(qū)、選冶工業(yè)廣場、開拓系統(tǒng)工業(yè)廣場、礦石堆放場以及低品位礦石堆放場改變或覆蓋了原地形地貌。破壞總面積1.1352km²（圖1），地形地貌景觀破壞的影響嚴重。其中對地形地貌景觀破壞最為嚴重的2個單元為露天采場、廢石堆（包括尾礦庫）。

露天采坑上口東西長550m、南北最寬350m、深達160m、面積0.2094km²，采坑規(guī)模、深度深［8］，嚴重影響了地形地貌景觀，恢復原地貌難度大。廢石堆（包括尾礦庫）為采坑開挖采坑產(chǎn)生的廢石堆放而形成，堆積高度一般為60～70m，面積0.6142km²；由于廢石堆（包括尾礦庫）高度高、面積廣、規(guī)模大，不宜恢復原地貌景觀（照片1）。

2.2土地資源破壞

露天采場、廢石堆、尾礦庫等以上損壞單元不僅破壞了原有的地形地貌景觀，也嚴重破壞了土地資源，并帶來了嚴重的生態(tài)環(huán)境問題。

2.3含水層破壞

（1）礦山排水對含水層水量的影響。自礦山開采以來，礦山突水事故頻繁，其中最大突水點突水量高達到2000m³/h。礦山涌水量大，突水頻繁，突水水源為奧陶系碳酸鹽巖裂隙巖溶水（奧灰水）。根據(jù)歷年礦山排水量資料，礦山正常涌水量為80000～100000m³/d，均大于10000m³/d，礦山排水對含水層的結(jié)構(gòu)及水量影響嚴重。大量的地下水外排，不僅排水成本高，而且浪費了大量的地下水資源，尤其且對礦山安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴重的威脅。

（2）礦山排水對地下水位及地表植被的影響。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，礦山疏干排水導致周圍地下水位大幅度下降，降落漏斗面積約6.5km2（圖2）。其中歸來莊新村、小平安莊、后西崮等村地下水位嚴重，嚴重影響了當?shù)鼐用竦纳钣盟?213］。根據(jù)李曉軍、徐丹丹等人的研究成果，地下水位的長期下降會導致地表植被因缺水而逐漸凋萎［1415］，對地表生態(tài)系統(tǒng)會造成負面影響。

3礦山生態(tài)修復模式

3.1生態(tài)修復原則與目標

通過對該礦山的地質(zhì)環(huán)境問題現(xiàn)狀，結(jié)合礦山的治理現(xiàn)狀及下一步治理修復計劃，探索了一套“雙碳”及經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展目標下的生態(tài)復綠、科普教育基地、旅游業(yè)再造及注漿止水4種露天礦山生態(tài)修復模式。具體修復原則如下：

（1）自然協(xié)調(diào)原則。修復區(qū)由于開采形成的露天采場、廢石堆等其形態(tài)、顏色與自然環(huán)境形成了強烈的反差，植物的選擇和搭配要與治理區(qū)內(nèi)周圍自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，形成自然的過渡，使治理后的地貌和自然環(huán)境和諧統(tǒng)一。

（2）經(jīng)濟合理原則。目前，生態(tài)修復技術(shù)日趨完善，經(jīng)濟上的合理性是本礦山生態(tài)修復的基本原則，包括投資水平的承受能力和經(jīng)濟效益2個方面，本礦山力爭以最小的投資獲得最大的經(jīng)濟效益。

（3）綜合效益最佳原則。在充分考慮礦山承受能力的基礎(chǔ)上，結(jié)合當?shù)氐恼?、群眾意見，著眼地區(qū)社會經(jīng)濟狀況，以最小的投入獲取最佳的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。

（4）因地制宜、可持續(xù)利用原則。本礦山地處沂蒙山區(qū)西南腹地，礦山周邊有沂蒙山國家地質(zhì)公園［1619］、曾子山風景名勝區(qū)［20］、天寶山景區(qū)等旅游景區(qū)，旅游資源多彩豐富，旅游市場具有廣闊的前景。本礦山成礦類型獨特、指示礦物豐富、采場、選礦廠等遺跡保存完好［21］，均為珍稀的礦業(yè)遺跡，是發(fā)展旅游業(yè)的寶貴資源。將本礦山修復成旅游景點既能實現(xiàn)因地制宜，又可促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

3.2生態(tài)修復模式及技術(shù)

3.2.1科普教育基地模式——礦山公園建設

歸來莊金礦充分利用發(fā)展旅游業(yè)的先決條件，對礦山進行了礦山公園規(guī)劃和建設，為礦山的可持續(xù)發(fā)展開拓了新方向。其生態(tài)修復見表1。

（1）露天采坑的規(guī)劃。露天采坑規(guī)劃為露天礦業(yè)遺跡保護區(qū)，為景區(qū)的核心景區(qū)。該采坑為目前國內(nèi)唯一保存完好、規(guī)模較大的隱爆角礫巖型露天采坑，實現(xiàn)利稅數(shù)十億元，被譽為沂蒙人的聚寶盆［21］。若采取傳統(tǒng)治理方式對采坑進行回填恢復為原地貌，其治理成本極高，還使“聚寶盆”不復存在，為此，露天采坑規(guī)劃為露天礦業(yè)遺跡保護區(qū)，在這里觀賞到露天采坑的全貌、地下采礦巷道、隱爆角礫巖礦脈、找礦標志（控礦斷裂露頭標志、地貌標志、巖漿巖標志）等礦業(yè)遺跡，該景點是礦山公園最核心的景區(qū)。

（2）選冶工業(yè)廣場、開拓系統(tǒng)工業(yè)廣場的規(guī)劃。閉坑后規(guī)劃為黃金博物館。游客可以游覽到對礦工進行安全教育的安全教育長廊，詳細介紹歸來莊金礦床形成演化史、找礦過程、采礦過程、選礦及冶礦過程，珍貴的礦物、礦石工藝品，此區(qū)是礦山公園的核心景區(qū)之一。

（3）辦公場區(qū)的規(guī)劃。閉坑后辦公場區(qū)留作礦山公園景區(qū)辦公、管理用，合理地利用了現(xiàn)有資源。

3.2.2旅游景觀再造模式：產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型

廢石堆及尾礦庫規(guī)劃為礦山公園的生態(tài)修復區(qū)，建成以“泰山石長廊→石魂閣→泰山石亭榭→九龍柱廣場→天鵝湖等”為旅游路線的“新景山”。礦山采取“環(huán)保優(yōu)先，防治結(jié)合的理念”，邊開采邊進行生態(tài)修復治理，目前已在廢石堆頂部建成泰山石長廊、黃金廣場、九龍柱廣場（照片2）、奇石街、石魂閣等風景優(yōu)美的景點，將變成了一座名副其實的“新景山”；尾礦庫在閉坑后將建成天鵝湖景點，提供游客釣魚、休閑，為生態(tài)修復區(qū)的核心景點。將該礦山建設為旅游業(yè)用地是將自然資源與現(xiàn)代旅游相結(jié)合，通過科學低碳化生態(tài)修復方式使該礦山產(chǎn)業(yè)升級實現(xiàn)對“雙碳”目標的貢獻。

3.2.3生態(tài)復綠模式：“藤、草、灌、喬”相結(jié)合的立體綠化

目前礦山已對廢石場的邊坡采取“藤、草、灌、喬”相結(jié)合的立體綠化方式，不僅實現(xiàn)了固坡、防止邊坡水土流失和揚塵，也使對廢石堆的綠化呈現(xiàn)立體效果。

3.2.4注漿止水

歸來莊金礦已于2018年委托華北有色工程勘察院有限公司進行礦山注漿治水工作。

（1）對浚河河床漏水點進行注漿封堵。目前奧灰水對礦床直接充水，浚河水通過奧灰水的徑流通道間接補給礦坑［22］。在治水初期，先對浚河河床漏水點進行注漿封堵，一方面堵住了浚河水對礦床的充水危害，另一方面減小了地下水的流速，也為帷幕注漿截流提供了可行性條件。通過注漿封堵浚河河床漏水點，已使礦山正常涌水量減少了約20000m³/d。

（2）對奧灰水進行帷幕注漿截流。帷幕截流治水技術(shù)是目前防止礦床奧灰水突水的最有效方法之一［23］。目前礦山已委托華北有色工程勘察院有限公司等單位進行帷幕注漿工程。對礦山水害的治理，一方面能減少礦山突水事故、減少礦山因排水量大帶來的礦山排水成本，另一方面減少礦山開采對地下水含水系統(tǒng)的影響范圍及程度，同時也減少了周邊村民因地下水位下降帶來的缺水問題及地表植被枯萎問題。

3.3實施步驟及預期效果

3.3.1實施步驟

礦山采取“邊開采邊進行治理”的實施步驟進行生態(tài)修復。目前“新景山”已基本形成、止水效果已初見成效；待礦山閉坑后進一步將露天采坑、尾礦庫等修復單元修復成礦山公園的重要景點。

3.3.2預期效果

預期建設成以礦業(yè)遺跡保護區(qū)（露天采坑及井下開采系統(tǒng)）為景區(qū)的核心景區(qū)，以“泰山石長廊→石魂閣→泰山石亭榭→九龍柱廣場→天鵝湖等”為輔助景區(qū)的礦山公園。以實現(xiàn)“雙碳”目標下的礦山生態(tài)修復，促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，為當?shù)亟?jīng)濟帶來持久性的效益。

4結(jié)論

（1）根據(jù)歸來莊金礦地形地貌景觀破壞、土地資源破壞、含水層破壞等礦山地質(zhì)環(huán)境問題治理現(xiàn)狀及下一步治理修復計劃，探索了一套“雙碳”目標下生態(tài)復綠、科普教育基地、旅游業(yè)再造及注漿止水4種露天礦山生態(tài)修復模式。該模式不僅解決礦山生態(tài)環(huán)境問題、節(jié)約了治理成本，并且滿足保護歸來莊金礦獨特、珍稀的礦業(yè)遺跡的需要，也為科學研究和科學知識的普及提供了重要場所，帶來了持久性的效益，實現(xiàn)了經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

（2）本文依托礦區(qū)資源，創(chuàng)新性地提出了“礦山+生態(tài)園區(qū)”“礦山+科普+旅游”等生態(tài)修復理念，探索了一套全新的生態(tài)修復模式，通過科學低碳化生態(tài)修復方式，使礦山實現(xiàn)低碳源高碳匯的同時，注重了對礦區(qū)地質(zhì)遺跡的科學合理利用，很好地將礦區(qū)遺跡轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟優(yōu)勢，實現(xiàn)對“雙碳”目標的貢獻，值得在同類型礦山中廣泛推廣。

參考文獻：

［1］魯峰，王強，韓新，等．黃河流域下游泰山區(qū)域生態(tài)地質(zhì)環(huán)境問題及修復模式［J］．山東國土資源，2022，38（3）：6369．

［2］許慶福，梁東，喬慶偉，等．基于生態(tài)保護格局的省域國土空間生態(tài)修復策略：以山東省為例［J］．山東國土資源，2022，38（4）：7480．

［3］蒙永輝，許燕，王集寧，等．山東省礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作形勢分析［J］．山東國土資源，2016，32（9）：2629．

［4］張憲堯，魏開寶，薛林，等．礦山地質(zhì)環(huán)境與生態(tài)文明建設研究［J］．中國人口·資源與環(huán)境，2016，（S1）：232235．

［5］劉傳娥，李生清，胡靖爽，等．“雙碳”戰(zhàn)略下廢棄露天礦山生態(tài)修復模式研究與實踐：以山東省廢棄露天礦山為例［J］．山東國土資源，2022，38（9）：4044．

［6］李軍棟．關(guān)于礦山地質(zhì)災害防治與地質(zhì)環(huán)境保護的探討［J］．世界有色金屬，2019（22）：130132．

［7］?？酌鳎疁\析礦山地質(zhì)環(huán)境問題及恢復治理措施［J］．技術(shù)與市場，2020，27（3）：157159．

［8］宋月梅，李軍，王娜，等．山東平邑縣歸來莊金礦礦山地質(zhì)環(huán)境影響評估及治理措施［J］．云南地質(zhì)，2022，41（4）：528535．

［9］王春，戚向陽，任成彥，等．山東歸來莊金礦礦坑充水條件分析［J］．中國錳業(yè)，2017，35（3）：4446．

［10］張英梅，張國權(quán)，陳昆明，等．魯西南歸來莊金礦床深部及外圍找礦前景［J］．山東國土資源，2018，34（10）：3342．

［11］肖斌，趙鵬大，侯景儒，等．山東歸來莊金礦床金異常分布及其時空演化的地質(zhì)統(tǒng)計學研究［J］．現(xiàn)代地質(zhì)，1999，13（4）：419424．

［12］馮超臣．山東省平邑縣歸來莊金礦床充水因素分析及水害治理方向［J］．山東國土資源，2019，35（8）：2632．

［13］韓廷文．山東歸來莊金礦疏干排水對礦山環(huán)境的影響分析［J］．西部探礦工程，2018（4）：172174．

［14］徐丹丹．旱區(qū)植被耗水及其對地下水位下降的響應［D］.西安：長安大學，2017：30.

［15］李曉軍，徐昊，Gokdemir Cagri，等．隧道排水誘發(fā)地下水位下降對地表植被影響的TSPAC分析方法［J］．隧道建設（中英文），2020，40（9）：12611271．

［16］王麗麗．沂蒙鉆石國家礦山公園的旅游開發(fā)［J］．小城鎮(zhèn)建設，2009：9496．

［17］張偉，金秉福，陳揚，等．沂蒙山國家地質(zhì)公園地質(zhì)旅游資源評估研究［J］．山東國土資源，2019，35（4）：4250．

［18］姚春梅，徐品，楊鳳強，等．山東沂蒙山國家地質(zhì)公園地學旅游資源評價［C］//中國地質(zhì)學會旅游地學與地質(zhì)公園研究分會第28屆年會暨貴州織金洞國家地質(zhì)公園建設與旅游發(fā)展研討會論文集．2013：110112．

［19］郭士昌，姚春梅，林存來，等．山東沂蒙山國家地質(zhì)公園遺跡資源特點及保護［J］．山東國土資源，2009，25（8）：5762．

［20］黃偉榮．平邑曾子山省級地質(zhì)公園核心地質(zhì)遺跡資源評價研究［J］．西部探礦工程，2022，34（2）：117120．

［21］張永偉，宋曉媚，顏景生，等．山東省臨沂市歸來莊金礦國家礦山公園礦業(yè)遺跡類型與評價［J］．山東國土資源，2016，32（3）：6369．

［22］王春，戚向陽，任成彥，等．山東歸來莊金礦礦坑充水條件分析［J］．中國錳業(yè)，2017，35（3）：4446．

［23］龔甲桂，宋德東，常成操，等．連通試驗在歸來莊金礦礦坑帷幕注漿勘查工程中的應用［J］．有色金屬（礦山部分），2013，65（3）：8386．

Study on Ecological Restoration Model of Typical Open Pit Mines

——Taking Guilaizhuang Gold Deposit in Shandong Province as an Example

WANG Zhiliang，LI Jun，SHANG Zhen，WANG Shaojie， LIU Kang， HAN Zongrui， LI Wenbin，MA Biao

（Lu'nan Geo-engineering Exloration Institute（No.2 Geological Brigade of Shandong Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources），Shandong Yanzhou 272100，China）

Abstract：Guilaizhuang gold deposit is a large scale gold deposit with complex geological and ecological environment problems. Based on the analysis of actual geological environment treatment situation in mines and a systematic study of future treatment directions， four ecological restoration models for open pit mines under the "dual carbon" goal of ecological restoration have been explored， they are popular science education base， tourism reconstruction， and grouting water stop. This model not only solves the ecological and environmental problems of the mine， saves governance costs， but also meets the need to protect the unique and rare mining relics of the Guilaizhuang gold deposit. It will provide an important place for scientific research and popularization of scientific knowledge and bring lasting benefits. It is worthy of widespread promotion in similar types of deposits.

Key words：Ecological restoration of mines; popular science education base; tourism landscape reconstruction; mine park; Guilaizhuang gold deposit