矿山露天采坑坡面土地复垦技术探讨——以鄂西北地区为例

姚 锐 汤从寿

（中化地质矿山总局湖北地质勘查院 湖北武汉 430000）

引言

土地是人类赖以生存的根本，我国把保护耕地资源作为一项基本国策一直贯彻至今。然而随着我国经济的发展，对矿产资源的需求越来越多，矿产资源的开发特别是露天矿山的开采导致矿区的土地资源被严重破坏，耕地面积大量被占用或挖损，从而引发包括植被破坏、土壤污染与退化、地表水与地下水污染等等一系列生态环境失衡及环保问题。基于上述问题，实施矿区土地复垦，恢复破坏的生态环境及耕地，是实现矿山生态环境保护与可持续发展的迫切需要。

十八大以后，我国对生态环境保护、污染防治的程度逐渐加大，“绿水青山就是金山银山”、《关于推进山水林田湖生态保护修复工作的通知》、《关于加快建设绿色矿山的实施意见》等一系列讲话及文件的出台促使矿山企业自觉加快矿区土地复垦步伐。

1 鄂西北地区露天矿山开采及复垦概况

鄂西北地区是湖北省最大的磷矿产区，规模以上磷矿企业达到30家左右，1990年—2000年的十年间，矿山多集中露天开采矿层露头部位，形成的露天采坑目前依然随处可见。此外，近几年鄂西北地区保宜、保神及麻竹等三条高速公路及郑万高铁的建设，加之随着长江经济带建设的深入进行，沿江采石场及采沙场的关停，长江沿岸各省市场急需大量基建用石料，需求猛增，整个鄂西北地区露天开采的建筑石料矿已达一百多家。矿山对磷矿矿层露头部分的露天开采与建筑石料矿的露天开采形成了一个个巨大的露天采坑，不仅对土地资源造成了严重的污染与破坏，减少了耕地面积，而且对当地的生态环境也造成巨大的影响。

由于技术力量有限，加之对生态环境保护重视度不够，鄂西北地区露天开采矿山采坑坑底及坡面的土地复垦工作一直较为滞后，原有的露天采坑在闭坑后大部分保持原样，部分实施土地复垦的露天采坑也仅对露天采坑的坑底及平台进行了复垦，采坑的坡面由于技术、资金因素未进行复垦，仅少数矿山的露天采坑坡面进行了的复垦，效果具有较大的差异，故目前露天采坑坡面的土地复垦技术成为制约露天采坑坡面土地复垦的重要因素。

2 露天采坑坡面的特点

露天采坑的坡面具有坡度陡、长度大、施工困难等特点，根据近年来对鄂西北地区露天矿山采坑坡面的调研，鄂西北地区露天采坑的坡面根据开采方式及矿种的不同可细分为以下两种形式：

一种为剥离式开采所形成的坡面，主要是以往露天开采磷矿矿层露头的矿山。鄂西北地区磷矿资源多呈层状、似层状产出，以往不规范开采过程中磷矿企业仅开挖露头部分。磷矿层开挖后矿层的顶板与地板分别出现坡面，一侧为顺向坡，另一侧为逆向坡，或者仅一侧出现坡面。逆向坡的坡面近似平直，顺向坡坡面与矿层产状一致。根据以往对十几家磷矿企业的调查，此种坡面长度多在15m以上，最长可达60m，坡面坡角在40°—80°之间。该坡面延展多呈带状，长度不一，最长延展几公里。

一种为台阶式开采所形成的坡面，该坡面多出现在建筑石料矿等露天矿山。根据岩石力学性质的不同，台阶式开采所形成的台阶高度一般选择8m、10m和15m，坡面长度在20m左右，坡面坡角多选择 60°、65°和 70°，开采终了坡面角多在 50°—55°之间。该坡面延展多呈直线型或弧形，长度与露天采坑一致。

3 露天采坑坡面复垦的技术方法

3.1 喷浆法

喷浆法是根据挂网覆土方法改良的露天采坑坡面复垦技术，包括喷射混凝土及泥浆两种方式。由于喷射混凝土的代价较大，且不能根本性的恢复原有的土地资源与生态环境，具有一定的局限性，适用性较差，适用性较好的为喷射泥浆的方法。

喷射泥浆的方法主要程序为：首先清理露天采坑坡面的碎石及不规则岩石，使坡面保持平整；然后把混有草籽的泥浆采用喷浆机喷射至坡面，厚度一般在5cm左右，泥浆中的土壤采用露天采坑附近的耕植土，水土比约1∶1左右，草籽一般本地物种优先；最后对采坑坡面干燥后的泥浆进行挂网，一般采用钢丝网，钢丝直径约5mm左右。

喷浆法主要对台阶式开采采坑坡面较为适用，因其坡面较短，泥浆流失率较小。其优点是成本小、施工简单，缺点是喷浆厚度加厚后不易、雨水冲刷容易导致泥浆流失，坡面不平整挂网作用不明显。

3.2 生态袋法

生态袋法是目前使用较多的多用于岩质边坡治理工程的复绿技术[1]，在露天采坑坡面的复垦中近些年来也有使用。

生态袋法的主要程序为：首先充填生态袋，采用高抗拉强度的生态袋，袋内充填采坑附近的耕植土以及中粗砂，两者比例为7∶3，以防治土壤板结，其中耕植土的含水率15%左右；然后对生态袋封口后沿着露天采坑的坡面一层一层按品字形堆放，各个生态袋之间采用排水连接扣进行连接；最后进行植被恢复，植被恢复选用的植被种类应需与当地的气候、土壤条件相适应，易成活，一般选用灌木或者草籽。

生态袋法适用范围较广，其优点是施工简单、通用性较强，缺点是当坡面的坡度较陡时需与格构或锚杆方式配合使用，成本较高，但效果较好。

3.3 开挖填充法

开挖填充法目前有开沟填充法与挖坑填充法两种相近的方式，矿山复垦中使用较多，适用性较广。

开沟填充法其主要程序为：沿着露天采坑坡面方向，根据坡面的坡角以垂直距离等距如2m、3m等开挖若干反坡向浅沟。根据复垦技术标准，露天采坑复垦为林地覆土厚度为0.5m，故浅沟选择深度在50cm；然后在开挖的浅沟中填充土壤，土壤选择一般为耕植土，含水率15%左右；最后进行植被恢复，植被恢复选用的植被种类应需与当地的气候、土壤条件相适应，易成活，一般选用藤本植物。挖坑填充法与开沟填充法相比仅在于沿着坡面方向以2*2或3*3间距开挖树坑，植被的选择不仅可以选择藤本植物，而且可以选择灌木或乔木。

开挖填充法主要对前述的两种坡面都适用，适用性广，其优点是成本小，技术可行性高；缺点是施工条件较差。

结语

矿山露天采坑坡面坡度较陡，直接覆土进行土地复垦难度较大，效果较差。本次以鄂西北地区为例结合多年经验总结的矿山露天采坑坡面复垦技术方法对类似地区的矿山露天采坑边坡实施土地复垦具有一定的借鉴意义。