联合工艺复垦在矿山地质环境保护与治理恢复中的应用

贡长青,郝文辉,任改娟

(1.河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队,河北秦皇岛066001;2.同济大学土木工程学院,上海200092)

联合工艺复垦在矿山地质环境保护与治理恢复中的应用

贡长青1,郝文辉2,任改娟1

(1.河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队,河北秦皇岛066001;2.同济大学土木工程学院,上海200092)

随着矿产资源开发的加剧,矿山环境日益恶化,对矿山企业及周边村民造成严重影响。联合工艺复垦可有效控制及减轻矿山环境带来的影响,及时恢复生态环境及矿区土地复垦,可取得良好的复垦经济效益、生态效益和社会效益。

矿山环境;联合工艺复垦;矿山环境保护;综合治理;生态效益

目前,随着矿业开发的加剧,矿山环境恶化,尤其是矿山占用破坏土地资源严重。由于被破坏的土地没有及时恢复利用,环境恶化,人地矛盾激化,一些地方的老百姓生产生活条件下降,严重影响了社会稳定。加强矿山地质环境保护与治理恢复工作是十分急迫的任务。为此,国家出台了一系列政策、法规、规范,为矿山环境保护与治理恢复工作的展开奠定了基础。

1 联合工艺复垦

1.1 联合工艺复垦模式

联合工艺复垦模式是把复垦与采矿融合为一体,从而改变以往把复垦当作后患被动治理的有效措施。按照复垦工艺要求,统一安排剥离、采矿、排土和复垦作业,有计划进行,实现边开采边治理,可降低治理费用,减少生态环境恢复年限,有效地保护、恢复矿山环境。

1.2 联合工艺复垦模式环节

矿山环境的恶化,造成了土地植被等资源的破坏,严重影响了矿山可持续发展。矿山土地复垦可作为矿山活动的一部分。根据矿山环境条件,在矿业开发时期,明确环境保护与土地复垦的范围及土地利用方向,选择合理的利用方案,保证经济合理地实施各种复垦活动。

矿山土地复垦作为矿山环境保护与综合治理的一部分,与矿业活动为一系统工程,主要涉及环节包括:开采工艺、排土工艺、造地工艺、整治技术、垦殖技术、管理技术、整体优化等7个环节[3],如图1所示:

图1 联合工艺复垦系统相互关系

1.2.1 开采工艺

矿山编制采掘计划,要考虑矿山生产及矿区内土地复垦工作。安排采场的开采顺序,保证剥离超前采矿,合理安排采剥时空顺序,减少土岩混爆,分排土岩。

1.2.2 排土工艺

按照排放工艺要求,排土时先把可耕植土剥离合理堆置,避免土岩混排,精确计算稳定边坡角,将大块废石拍弃于下部,逐层碾压达到标高,覆填耕植土,做到“下部废石、上部好土”。

排土过程中,规划排放岩渣区、耕植土堆存区、可复垦区段,根据矿山开采状况及排土情况合理安排复垦工作。

1.2.3 造地工艺

堆置好岩渣堆进行基地平整,平整设备以利用矿山设备为最佳。将凹凸不平的地面推平推齐,反复碾压,增加底层密度,满足排蓄水要求。基地平整后,将堆置的耕植土进行覆填,可采用推土机—人工进行,覆填厚度0.5～1 m,可保证农作物生长需要。

1.2.4 整治技术

根据矿山采场、排土场状况,对排土场可采用梯田整治,将复垦段改造成梯田。采矿及排土场边坡整治,复垦段采场边坡进行削坡处理,合理确定排土场边坡角,必要时可修建挡土墙、排水沟等。建设完善的水利水保工程,为农作物生长创造良好的蓄水、保水及排水条件。

1.2.5 垦殖技术

造地后,可根据当地及周围种植物情况选种植物,做到“因地制宜、宜农则农、宜林则林”。

1.2.6 管理技术

不同于一般农田、林地,需对复垦后的土地及种植物进行管理,可由矿方及当地村民完成。复垦土地需勤施肥和耕种,做到土地合理利用及土地质量长久保持。

1.2.7 整体决策

矿山开采会对土地、植被资源进行破坏。矿山开采前,必须对排土、复垦及种植进行规划,并对其进行论证及决策。整体决策的优化,关系到矿山环境保护与综合治理工作的实施,是矿山生态环境、土地复垦工作的关键。

2 矿山环境保护与综合治理的应用

本文以《河北省抚宁县天成矿业有限责任公司建筑用白云质灰岩矿矿山环境保护与综合治理方案》为例,简述采矿场联合工艺复垦。

矿山采矿场采坑面积约为91 876 m2,矿山西北部形成的新采坑基本呈簸箕形态,南部CK5、CK6不进行开采,呈坑状。矿山采坑可考虑进行联合工艺复垦(见图2),把矿山复垦作为系统工程贯穿整个矿山开采过程,联合工艺复垦主要包括以下方面:

2.1 开采、排土

合理规划矿山开采、排土计划。根据矿山环境条件,今后开采中可把矿山西侧、北侧开采形成的废石土堆放在采坑的不采进边坡地带或南部不再开采的CK5、CK6,将采坑垫高,达到设计标高后进行造地、整治。

2.2 造地、整治

根据开采、排土规划,矿山开采过程中及闭坑后,对K1矿段开采形成XCK1、XCK2和K2矿段形成XCK3内预留的废石土进行平整,在设计标高的基础上,可微倾,使降水自然排出。采坑边坡可适当削坡,达到设计坡度后,在坡底种植一排树木(槐树),间距4 m,一排攀缘植物(爬山虎),间距0.5 m,预留边坡平台种植爬山虎,间距0.5 m;坑底平整后,可作为耕地。对CK5、CK6,开采废石土回填后,其形态仍呈坑状,根据采坑状况平整,可局部削坡,使坡度达到设计坡度后可作为林地。

2.3 垦植、管理

2.3.1 土地利用方向

图2 矿山采坑联合复垦工艺方案简图

造地、整治后,根据当地生态环境,其中XCK1、XCK2和XCK3边坡种植好树木,树种选择耐旱的槐树,平整后可作为耕地,种植玉米。根据资源开发利用方案,治理后可利用耕地共计57 592 m2(约86.4亩)。其中XCK1约为30 926 m2(约46.4亩),XCK2约为1 764 m2(约2.6亩),XCK3约为24 904 m2(约37.4亩)。

CK5、CK6边坡种植树木,选择选择耐旱的槐树,平整后可作为经济林地。根据资源开发利用方案,治理后可利用林地约20 384 m2(约30.6亩)。其中CK5约为10271m2(约15.4亩),CK6约为10 113 m2(约15.2亩)。

综上所述,矿山可恢复利用土地约为116.9亩。

2.3.2 土地管理

复垦土地可规划为矿山企业用地,要合理规划利用,加强对复垦土地、土壤的管理,耕种后要勤施肥,管理好种植作物,保证复垦后土地质量的长久保持。

总之,矿山地质环境保护与治理恢复工作可有效保护矿山地质环境,初步恢复矿山地质环境,并对矿用土地进行复垦。

3 结语

随着矿业活动的日益加剧,矿山占用土地资源不断扩大,以“矿业开发与矿山地质环境保护协调发展”,“在开发中保护、在保护中开发”为指导,作出矿山环境保护与综合治理方案必要可行。联合复垦工艺可减少生态环境恢复年限,有效地保护矿山环境,并可以逐步恢复耕地,其社会、经济及环境效益巨大。

[1]武强,刘伏昌,李铎.矿山环境研究理论与实践[M].北京:地质出版社,2005.

[2]杨福海,李富平,甘德清,等.矿山生态复垦与露天地下联合开采[M].北京:冶金工业出版社,2002.

[3]宋振勇.露天矿复垦土地的整形[J].露天采煤技术,1996,(S1).

[4]高波,余强,朱宇,等.大冶铁矿废石场复垦及矿区可持续发展研究——以尖山废石场为例[J].地质科技情报,2001,20(03):65-68.

[5]田宝贵,颜学宏.冶金矿山土地复垦特点及复垦费用分析[J].资源.产业,2000,(7).

Application of the Joint Reclamation Process to Mining Geo-environmental Protection and Integrated Renovation Project

Gong Changqing1,Hao Wenhui2,Ren Gaijuan1
(1.Qinhuangdao Team of Mineral and Hydrogeology and Engineering Geology,Hebei Bureau of Geo—exploration,Qinhuangdao Hebei 066001;2.Dept.of Hydraulic Engineering,College of Civil Engineering,Tongji University,Shanghai 200092)

With the development of mineral resources,mine environment is deteriorating increasingly and affecting the mining enterprises and surrounding villagers seriously.The joint reclamation process is effective to control and mitigate the impact of mining environment.It can also bring back ecological environment timely and reclaim the mine land.The joint reclamation process can fulfil economic,ecological and social benefits at the same time.

mine environment;the joint reclamation proces;mining geo-environmental protection;integrated renovation;ecological benefits

X144

A

1008-813(2010)03-0009-03

10.3969/j.issn.1008-813X.2010.03.003

2010-04-07

贡长青(1978—),男,河北省保定市涞源县人,毕业于河北大学理论与应用力学专业,工程师。