矿山地质环境恢复治理及综合利用探讨

李欣远

（甘肃煤田地质局一四九队，甘肃 兰州 730000）

矿山地质环境是一个涉及众多学科的复杂问题，早在工业革命时期，外国一些研究人员就已经开始对矿山地质环境相关的理论进行了研究，并且在上个世纪三十年代美国、英国、法国等一些欧美国家就开始重视对矿山地质环境恢复和治理，综合利用矿山废弃物及废水，并且针对矿山地质环境恢复治理及综合利用问题形成了一套比较系统化的方法[1]。1985 年英国土地管理局还出台了矿山地质环境恢复治理长期目标战略计划，以及矿山地质环境综合利用方案，截止到目前为止，美国已经彻底清除了将近60 个废弃矿山，英国清除了54 个废弃矿山，由此可见外国政府对矿山地质环境恢复与改造是十分重视的。而国内对于矿山地质环境恢复治理问题比较轻视，在矿山开采过程中不注重地质环境保护，过度开采矿产资源，导致矿山地质环境遭到了严重的破坏，引发了一些列地质环境问题，其中包括水土资源流失、地质灾害频发、生态环境遭到破坏、水资源受到严重的污染等，再加上国内关于矿山地质环境理论研究相对比较落后，导致我国矿山地质环境治理恢复和综合治理进度长期处于停滞不前的状态[2]。直到近几年国家对生态环境污染问题日益重视，对矿山地质环境的理论研究也被提到日程上来，土地资源部也在积极的开发矿山地质环境的恢复和治理技术，并且也专门成立了相应的监管，还引进了一些国外的先进的矿山地质环境理论，在矿山地质环境恢复治理及综合利用方面也取得了明显的成果。但目前现有的矿山地质环境理论多数是针对局域问题的单因素分析，虽然目前我国的矿山地质生态环境恢复与治理工作已经有了很大的进步，但依然存在着严峻的问题，为此提出矿山地质环境恢复治理及综合利用探讨。

1 矿山地质环境恢复治理措施

1.1 妥善治理矿山施工用地地质灾害

矿山在施工过程中由于对原有地质结构造成了破坏，会引发一些列的地质灾害，地质灾害的发生不仅会给施工安全造成影响，还会扩大矿山施工用地地质损坏范围，所以若要恢复矿山地质环境，首要任务就是要对矿山施工用地地质灾害进行妥善处理。矿山施工用地地质灾害主要有泥石流及地面坍塌，泥石流形成的基本条件主要包括地质条件、水源条件以及地形条件三个因素。其中地质条件主要表现在泥石流形成的松散碎屑物质上，当矿山开采完毕后会产生了大量矿产废渣、废石和废土，而这些废弃物是形成泥石流地质灾害的主要物质来源；由于矿山沟谷之间的发育、山坡的坡度较大、相对高度较高等地形时形成泥石流地质灾害的主要地形条件；充足的水资源是形成泥石流地质灾害的必要条件，对于部分地区而言，强降水季节已经成为了泥石流地质灾害出现的高发季节。根据矿山施工用地泥石流形成条件，本文提出以下具有针对性的治理恢复措施：①清理水源条件。在矿山开采阶段立即实施排水及排导工程，例如截排水沟、埋设排水管管道等工程，防止矿区表面的水源汇入到矿区中的废渣场、废石场当中；②建立支挡工程。当对矿山开采后的物源清理时出现成本较高或没有合理的石、废渣、废土堆积场地时，应当采用修筑拦渣墙、拦砂坝以及格栅坝等永久性建设工程，从而防止物源向矿山下游地区的转移；③实施植被恢复工程。通过栽种树木、覆土种草的形式，恢复矿区施工用地的植被，利用植被防止雨水对废渣、废石和废土堆的溅蚀，进一步缩小地面水资源的径流，并起到对矿区土质加筋的作用，同时植被恢复还可促进矿区的可持续发展。

矿企在进行施工建设期间，由于需要对地下水进行抽采，会增加采空区面积，矿山地表易出现裂缝、下沉、塌陷等灾害[3]。对矿山水文地质条件进行有效勘查，再加上防渗帷幕治理措施，有助于控制矿山施工区域塌陷位置水位变化。对于地质灾害严重区域可以用材料进行回填，回填后平整处理，防止灾害进一步恶化；对于采空区中存在的地裂缝问题，应当采用注浆加固、土地平整等施工进行治理。通过实施以上提出的治理措施，恢复矿山施工用地的地质结构。

1.2 扩大矿业用地复耕还田规模

大多数矿山开采过程中都是采用平面拓展型露天开采，这种开采方法主要特点就是施工占地面积比较大、占地速率比较快，如果利用传统的复垦方法来恢复该区域地质环境具有较大的难度，且施工量比较大。针对这一问题，最有效的治理恢复方法就是扩大矿业用地复耕还田规模。矿业用地是由矿坑和四周边坡组成，由于四周具有一定的坡度，若要实现复耕还田首先需要在四周边坡种植植被，防止边坡水土流失覆盖农作物，种植的植被品种要与种植环境相符，否则边坡治理不会达到预期效果[4]。边坡距离施工点比较近，土壤中可能会含有大量的重金属，并且土壤中的养分和有机质含量比较少，在加上边坡土壤比较贫瘠，所以可以选择一些比较耐活、抗旱的植被物种。由于边坡各帮坡度不同，且受阳光照射情况也存在较大差异，考虑到各个区域植被生长环境，分别对边坡各帮植被种植选取了相应的植被物种，具体如下表所示。

表1 矿业用地边坡植被种植

对于矿山矿坑的复耕还田采用填充方法对矿坑进行填充。首先在矿坑最底部填充一部分矿山施工废料，厚度大约在3.5m ～4.5m 之间；再在该基础上覆盖一层红土，红土具有隔离的作用，可以有效阻挡废弃物中有毒有害物质，覆盖厚度大约在0.5m 左右；在黄土表层覆盖一层红土、黄土混合土，混合土的配比：红土：黄土=7 ：3，覆盖厚度为1m ～2m。如果覆土造田之后想要在该区域种植当地的农作物，还需要再在混合土表面覆盖一层当地的耕植土，厚度为0.5m 左右即可，耕植土可以选取矿山附近的农田土壤，覆土造田之后就可以在原本矿坑的表面上种植农作物。通过以上措施可以有效扩大矿业用地复耕还田规模，还可以提高矿业用地综合利用效率。

1.3 加强对矿山水资源恢复治理

矿山水资源是矿山地质环境恢复治理工作中的一个重要部分，此次对于矿山水资源恢复治理分为地表水资源与地下水资源两部分。矿山地表水资源恢复治理：①在矿山废弃物堆放点周围砌墙筑坝，防止雨水冲刷废弃物，起到拦截的作用。②增加植被覆盖率，防止水资源流失。③在施工点周围修建排洪渠，将地下水与自然降水引入到附近河流中。④对于施工过程中产生的工业废水进行集中收集，防止水污染。矿山地下水资源恢复治理：①加强对矿山地下水的动态监测，严格控制矿山地下水下降漏斗，以防止矿山地下水遭到污染。②合理开发矿山地下水资源，增加对矿山地表水用量。③注重矿山水工环地质环境勘查工作，根据勘查结果制定矿山开采方案，对开采层位和开采井位进行合理布局，将矿山施工活动对地下水水量减少的影响降到最小。

2 矿山地质环境综合利用

矿山开采过程中会产生大量的废水和废弃物，减小废水和废弃物对矿山地质环境的影响，以下针对矿山地质环境综合利用需求，对矿山废水和废弃物综合利用提出了相应意见和建议。

2.1 矿山废水综合利用

矿山废水主要有采矿废水、选矿废水以及矿资源林滤废水三种，其中采矿废水是指矿山在露天开采过程中因自然降雨产生的一些矿坑积水，由于这些废水接触不到矿山废弃物，所以选矿废水受污染的程度不是特别大，可以将该部分废水从矿坑中抽取出来，将其作为农业灌溉水对矿山农田进行灌溉；选矿废水是指在对矿石选取过程中产生的废水，这部分废水中会掺杂大量的矿体悬浮物，且与矿石接触时间较长，导致选矿废水中重金属浓度严重超标，从目前现有对选矿废水处理技术来看，如果单纯对该部分废水利用处理技术进行处理使其符合国家排放标准，不仅处理过程比较复杂，而且处理过程需要经历较长的时间。因此对于选矿废水的利用可以根据该部分废水的具体水质情况，再确定选矿废水的用途。将水质比较好的选矿废水利用处理技术进行处理，处理过后可以将其用作矿山周围农田灌溉，将水质较差的选矿废水回用到选矿工艺中，对其进行循环利用，这样不仅可以节约水资源，还能降低废水处理成本；林滤废水是矿山废弃物与雨水接触后形成的废水，该部分废水中含有可溶性的金属离子，如果不对其进行处理就将其排放，会对矿山附近河流以及矿山浅层地下水造成严重污染，同时还会影响到河流下游的农田。由于该部分废水比较少，容易收集，可以将其收集后进行统一处理，将废水中的可溶性金属离子去除后，可以利用其对矿山附近农田进行灌溉，或者将其用到矿山选矿工艺中，节约选矿工艺对新水的用量。

2.2 矿山废渣综合利用

矿山工程施工中所产生的废渣、废土、废石被随意放置，侵占了矿山一部分可利用的地质资源，长期堆放会造成水体污染、土壤污染。一般情况下，废弃矿物总含量占矿物总量的四分之一，为了防止矿山废渣未进行正确处理而引发化学污染问题，要做到对开采出的矿产资源进行合理利用，对废弃矿石进行二次加工，为建筑施工提供原材料。在废弃物加工过程中对矿物化学成分进行分析，检验加工后的原材料是否含有有害物质。若所加工出的原材料不含有害物质可作为井下施工的填充材料，提高矿山废渣、废石的利用率，减少废弃物的堆积。

3 结语

此次结合相关文献资料，对矿山地质环境恢复治理及综合利用进行了研究，有利于促进矿产行业可持续发展，此次研究具有一定的社会意义，对矿区地质环境恢复治理工作的开展具有一定的参考价值，同时也为矿山地质环境综合利用方案的制定提供了基础依据。由于此次研究时间有限，以及查阅的文献资料有限，虽然取得了一定的研究成果，但在研究内容上还存在一些不足之处，今后会对矿山地质环境恢复治理及综合利用进行深一步的探讨。