废弃矿山的生态修复工程技术.docx

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1、废弃矿山的生态修复工程技术一、矿山环境修复治理模式定义解析目前在我国的矿山生态修复中将因生产建设或是自然灾害损毁的矿山归类为需要进行整治修复的区域,采用适当的治理措施来帮助矿山重新恢复为可进行活动及具备基本生态功能的状态。对于矿山生态的修复其并不是要求使矿山生态环境完全恢复成受到破坏之前的生态原貌，其主要是根据矿上生态系统的结构功能来恢复其所必须的部分，以此来保证矿山可以回归为可利用的状态。矿山环境修复治理模式以矿山地质环境修复治理为主要研究对象，模式重点内容包括矿山生态修复的概念在矿山因过度开发或是过度损坏后其生态结构及功能出现衰退及消失等情况就需要进行生态修复来对矿山生态进行改善,以此来避

2、免矿山因生态功能完全消失而变为荒山。O我国是世界第二大能源消耗国，煤炭消耗总量排名第一，许多矿点开采过程中及采完后，不注意保护，当地的生态环境日益恶化，对废弃矿山的生态修复势在必行。矿山开采造成生态系统的调节功能丧失，植物群落只能从次生裸地极其缓慢的进行演替，根本无法在短时间内通过自然力量建立稳定的生态系统，冈此采取人jl：干预措施尽快恢复关停废弃矿山植被成为北京市当前生态环境建设的主要任务，成为影响北京市中长期环境保护目标和经济可持续发展能否实现的重要因素。.国内夕时山植被恢复技术研究进展由于先期强调复晕，使人多数研究和实践主要针对矿山地面、矿硝堆场，即使是在坡面上也大多采用放缓边坡300下

3、复聚种植，在这方面各国都取得了长足的进展。主要方法有充填式和非充填式复垦。充填式复垦又包括堆垫地貌的复垦利用和矿山固体废弃物回填低洼地的复犀利用。非充填式复垦主要有土地平整式、梯田式、疏排法复垦等形式及挖深垫浅式复垦。这些方式都是在比较容易复垦的矿山地面使刚。总的来说，方法单一，手段简单。这一时期对土壤的保护利用和植物种源选择上做了大量有益的探索，取得巨大的成就。随着社会经济的发展，高等级公路、铁路的建设，以及景区、保护区建设等，人们已经不能满足于仅仅对矿山的“复垦利用。开展了包括裸石坡面在内的矿山生态环境治理这一恢复自然生态与人j：生态的更高境界的治理活动。该项治理主要包括边坡稳定性治理和自

4、然生态环境治理（复绿），边坡稳定性治理目前已取得比较成熟的经验和方法，如何复绿”上研究起步稍晚，国外也不过半个世纪。国内刚刚起步，还没有形成统一的固定模式，或最佳方案。目前采州的方式主要有：1）喷浆喷播型：可有锚网固定和非锚网同定二类型。用锚网固定喷浆，然后喷播含种籽（主要是草籽及小量耐旱先锋灌木种籽）及保水剂、高效能肥料、胶着剂等材料，形成植被。2）放缓边坡覆士型:把边坡开成300坡角以下，并扩大境界，与周边形成缓坡，覆土然后复绿。3）台阶型：把矿山边坡或废料堆坡面开挖成15m高，0.5Im宽的护坡道或台阶，在台阶上复土植草植树。4）植生袋、植生盘型：在含有一定土壤的渣土堆坡面上进行阶梯状水

5、平开沟，放置含草籽和各种基质的网袋或放置经过加：1:压缩的植生基质盘。5）堆土袋型：刚袋土草袋治坡堆砌，再在草袋间撒种籽盖十。2北京市废弃矿山植被恢复原则针对北京市关停矿山废弃地的特点，进行植被恢复1：程，应坚持如下原则：2.1 坚持以植被恢复为主的原则废弃矿山植被恢复的目的是恢复或重建被破坏的植被和被破坏的生态环境,建造一个全新的植物群落，以构成有利丁.社会经济可持续发展的良好的生态环境。对于废弃矿山中人们居住密集的地区,出行频繁的可视范围内,或重点景区结合植被恢复，按照植物适生原则，应该适当增加一些同林绿化植物，选择一些树型美观、色彩鲜艳的树种或花卉，不仅改善生态环境，而且增加景观效果。2

6、.2 坚持安全稳定，防灾避险的原则废弃矿山一般在砾较多，坡度较人，山体较陡。欲建立长久的稳定的能够自我维持的植物群落，必须采取安全可靠的技术措施，稳定山体，稳定植物群落，避免造成新的生态问题或形成二次污染。一般600以上的山体和垂直立面不进行.】：程措施，以保持山体的稳定性。在较陡的山体上施：I：,要确保人身安全，采取有效措施，避免造成人员伤亡。2.3 坚持植被恢复与经济效益相结合的原则植被恢复工程要讲经济效益,投入少要合理,成效要高,技术措施要得当实用，效果要长久。植被恢复要与促进区域经济发展相结合，根据被治理地块的具体情况，因地制宜地发展林果业、生态旅游业等绿色产业，为矿区居民开辟广泛的就

7、业和再就业渠道。坚持科学技术领先的原则治理矿山废弃地是一项艰巨而义复杂的综合一程。多半个世纪以来，国内外在治理废弃矿山方面作了火量：I：作。取得了一定成效，同时也积累了人量经验。在废弃矿山植被恢复ji：程中，应该J。泛汲取国内外成熟的经验，坚持科技领先的原则。兼收并蓄，善下更新，不断引进切实可行的科学技术，提高治理水平。以达到事半功倍的效果。3.北京市矿山植被恢复主要工程技术措施废弃矿山场内主要有开采创面、采柑作业平台、弃渣坡三种破坏类裂。开采创面是采石后产生的边坡，采石作业平台是石料挖走后留卜的平台或坑口迹地。采石平台表层或边缘遗留一定厚度的石渣和弃土，底部多为坚硬的岩石，植物生K困难。各种

8、不同的破坏类型应采取不同的治理措施。3.1清理坡体浮石由于矿山的开采作业，废弃矿山的坡体上常常存有浮石。这些浮石对施丁：人员作业造成安全隐患，故整理坡体前，必须先将浮石清理干净。清理时要先从坡的上部清起，沿坡逐渐向下清理-直清到坡脚。清下的浮石可以作为填坑垫洼刚，也可以作为垒砌挡渣墙的石材。3.2 弃渣的治理技术弃渣来源于采煤排出的煤砰石和采石摒弃的残石渣，以及金属矿开采产生的尾矿石渣。这些渣可以用来充填矿坑也可用来垒砌挡渣墙、护坡墙。太多的弃渣就需要治理才能恢复植被。对于坡度较缓的弃渣坡应先修筑干砌护坡拦渣墙进行拦渣护坡。然后进行全面客土，客土尽量用熟化土壤。然后植苗，栽植形式可采用乔、灌混

9、交，对于坡度较陡的渣坡采用混凝土框格，格构锚索等技术固坡挡渣，用轻基质材料客土，在格内构建植生基质，进行植被恢复。3.3 开采创面边坡稳定治理技术废弃矿山恢复植被，首先虑考虑山体的稳定性，对不稳定的边坡需采取稳定治理技术，再进行植被恢复的植生措施。1.对节理发育完整的山体，应采取稳定治理技术措施，使其稳定。一般采取格构锚索技术，拱形骨架技术固定坡体，用嵌补技术防止巨石滑坡。2.对节理发育不完整的山体，但又有某些部位具有不稳定因素可采取削坡，建造阶梯式平台（分级马道）方法稳定坡体。3.4植生基质构建1.客土措施可适用于250以下坡体或格构结构的护坡措施（1）对于石渣、石质完全没有土层的基面必须全

10、面客。客土厚度一般为3啦50cm,土质最好是矿区熟化的表土。其次是污水、积水坑（沟）的污渍泥，生黄土作为客土充填必需先进行熟化增加有机质和肥力。(2)对具有一定风化层或黄土层的基面可进行穴状整地,然后充填客土,客土量以穴满为限，十质同上。(3)对稳定的山体可用比重较大的黄土客十，对不稳定的山体可用轻基质材料客士,如草炭十，以减轻对山体的负荷量。2 .对有特殊理化性质的植生基质处理技术(1)对酸性植生基质如煤砰石山一般不需特殊处理。(2)对石灰窑的石灰场地，应将石灰铲除干净，并进行全面客土3050伽。如碱性偏高应该通过施用酸性物质来中和碱性，降低PH值。可考虑施用硫酸亚铁或糠醛渣等物质。(3)对

11、具重金属有毒金属元素的区域要用粘十隔离，铺设粘土厚度为40锄，粘十表面再覆盖植物能够生存的基质。3 .5营林技术(1)治理后的稳定坡体，坡度在180以下适宜区域(十层深厚、土壤肥沃、有常年浇水条件)可营造林果类树种，以增加经济收入。(2)治理后的稳定坡体，坡度较缓(25。以下)区域可营造乔灌草混交林，以乔灌为主。(3)坡度较陡(25。以上)坡体上应栽植灌草植物，多灌木及草本,最好是播种造林，不宜栽植人乔木。在较平坦的零碎地块，可用种基盘，植生垫、局部客土栽植容器种苗的方法进行植被恢复。(4)能够用种子进行植生的区域尽量用种子营林恢复植被。以使植物根系的垂直生长扎向深处，并构成网状结构，有利于增

12、强坡体水土保持功能。(5)在立地条件恶劣的区域,可先行营造先锋植物树种,待先锋植物材料改善了自然环境，再引入演替后期植物材料。在实际jl：程中,可以将先锋植物材料与演替后期植物材料相组合，先锋植物材料可占60%比例。树种的选择：应选择适应性强、抗逆性强的植物品种：针叶树应选取油松、侧柏、桧柏等树种；阔叶乔木应选取刺槐、白榆、臭椿、火炬树、无宝枫、白蜡、抗旱抗逆性强的杨树品种；灌木应选择紫穗槐、沙棘、胡枝子、荆条等。草本植物以冷季型草种为主：高羊茅、早熟禾、紫羊茅、黑麦草等，同时还可配入一定的小冠花、沙打旺等地被增强闲土能力。造林密度：在立地条件好的地块和平台上栽植犬苗可采用3x2的密度。在坡体

13、上造林要适度密植，一般采用Ixl的密度。3.6 抗旱造林技术近几年来，北京地区降水明显减少，春秋各季为干旱季节，给造林成活率带来很大困难，在废弃矿山植被恢复中采取适当的抗旱技术措施是十分必要的。(1)植生穴中铺设可降解的防渗膜，防止土壤补水后渗透流失。(2)植生材料植入时，使用保水剂,保证植株能在长期干旱时补给水分。(3)使用抗旱造林粉提高植苗材料的抗旱能力。(4)使用蓄水渗膜袋造林，使植物根系处于能较长时间保持高含水率的土壤之中，保证植物能够长期得到水分需要才Lm成活。(5)植物材料栽植补水后，可在植株周围铺设可降解的塑料薄膜，防止土壤水分蒸发，起到保墙作用。(6)植物材料栽植时，可使用生根

14、粉，促其迅速生根，能尽快地从土壤中吸收生存所需要的水分，提高成活率。(7)用容器苗植生也可起到抗旱作用。容器苗的基质一般肥力较高，可在恶劣条件下，满足苗术对土壤营养物质及水分的需求。3.7 植被恢复后期管理技术(1)山体修稳后，经过风吹雨水冲击，可能发生拦挡：L二程坍塌现象，对此必须进行及时修复，以减少坍塌面积，确保山体稳定。(2)植被恢复后，由于气候异常，或是植株抗性弱，必然会出现植株死亡现象，对成活率低丁85%的地块要及时进行补植，保证林相整齐。（3）植物栽植后的三年内要连续进行抚育管理，主要是旱季（春、秋）浇水；对肥力差的客十区域要进行施肥，及时掌握植物病虫害动向，及时防治，杜绝成灾。4 .结论与建议实践证明，北京山区关停废弃矿山植被恢复一程技术可行，效果显著。监测结果显示，项目区生态修复1年以后矿区土地沙化程度和水二卜流失强度均由原来的重度-卜降到轻度，为北京及全国关停废弃矿山植被恢复：程的全面展开进行了有益的探索。建议在后续工程建设中：（1）进一步加强新技术、新材料的引进和使用。特别是加强基因1:程技术的应用，积极开展重金属超富集植物的筛选、微生物与超富集植物联合作用机理研究，十壤改良微生物菌剂的研究等。（2）加强生态资源的管理和开发利用，充分利用生态修复后形成的林木资源、景观资源，加大后续产业（生态旅游、果品种植皮加：遗址公园）的开发，打造产业链。