山西省阳泉市黄河流域历史遗留矿山生态修复技术分析

曲彦明

摘要：开采矿山获得经济利益的同时，给原有的生态环境也带来了破坏和影响。针对山西省阳泉市黄河流域历史遗留矿山，本文剖析了当地矿山开采引起的地形地貌、土地占用、土壤侵蚀、地表水水质、景观格局等方面对环境的影响，研究了矿山生态修复治理的技术，包括露采场边坡的治理技术和采空区的生态重建工艺等。

关键词：废弃矿山；露天开采；生态修复

20世纪80年代以来，随着国家对矿产资源需求的增加，山西省阳泉市矿业经济获得了迅猛发展，但是在矿山开采过后形成了大量的遗留矿山，造成了山西省阳泉市黄河流域生态环境破坏问题。特别是露天开采遗留矿山，不但影响自然景观、造成环境污染，而且还会诱发山体滑坡，造成水土流失等地质灾害。因此，如何恢复和重建山西省阳泉市黄河流域历史遗留矿山已退化的生态系统成为当前的重要课题。矿山生态恢复是以生态环境恢复为核心，研究如何根据实际情况，因地制宜、因矿施治，落实矿山生态环境恢复工作，从而取得生态、经济、社会的最佳综合效益。通过生态恢复促进山西省阳泉市黄河流域历史遗留矿山的生态和经济价值再生。

1.矿山生态环境破坏问题

随着矿山开采活动的加剧，环境问题变得日益突出，特别是露天矿山开采造成的生态环境问题越发严重（图1），这主要体现在下面几点：

1.1对土地资源造成大量消耗；

1.2对土地资源造成大量消耗，无法应用，不仅对生态系统造成巨大破坏，又影响土地资源与社会效益的发挥；

1.3矿山开采形成大量边坡，边坡失稳之后加剧地质灾害的发生；

1.4被矿山开采废弃物堆置，造成环境污染问题日益严重；

1.5矿山距离交通干线、河流、保护区或者城市相对较近的，在矿山开采过程当中，又会对这些区域造成巨大破坏，严重影响这些区域进行经济规划与建设，阻碍当地经济社会发展。

2.治理矿山生态环境的技术分析

治理矿山生态环境，主要涉及恢复与重建采矿场生态，如恢复重建矿山开采形成的边坡以及恢复重建矿区开采形成的大量采空区。

2.1恢复重建采场边坡

治理矿山边坡生态环境过程当中，主要涉及的内容包括两个方面：首先排除边坡的危险性，对于崩塌落实隐患予以消除，提高治理成效，同时恢复植被，将植被涵水、固土以及滞尘、同化，改善恶劣气候的生态功能充分发挥出来，这是矿山治理的根本目的。

2.1.1治理边坡稳定性

在治理边坡过程当中主要采用以下方式：

2.1.1.1针对一些和相关要求不符合的边坡，削坡减载已超过山顶开采面的边坡，如果边坡高度不大，可以运用坡脚填方方式进行治理；

2.1.1.2边坡区域富水的应当进行疏干排水，必要时可以利用钻孔排水进行治理；

2.1.1.3地质条件复杂易引发岩层滑动或者滑坡的，在治理过程当中应当设置挡石坝与抗滑桩；

2.1.1.4地质破碎带对局部造成影响的，通过锚杆、钢筋网喷砼护面进行防治；

2.1.1.5危岩体积较大，深部出现裂缝，可以运用长锚杆或者深孔预应力锚索加固处理；

2.1.1.6软质石边坡存在严重的岩石风化问题，容易引发塌方问题在削坡之后，通过挡土墙予以支撑，并运用框格式拱墙对高处进行护坡；

2.1.1.7为了避免滚石伤及人体，对撬毛工作严格检查，并实施工程绿化，将金属网或者塑料格栅网铺设山坡上进行治理；

2.1.1.8矿山地势较高的，认真检查堆砌的废碴场是否会引发坍塌、泥石流等灾害，与要求不相符合的，及时进行清理，或者建设拦碴坝进行拦挡。

2.1.2植被恢复

2.1.2.1创造生态复绿工程良好的基质条件

土壤、有机质、稳定剂、保水剂以及肥料和酸度调节剂与消毒剂、团粒剂在相应比例要求下合理配比，创建生态基质。通过生态基质的创建，其作用是：①为植物生长创造合理的物理结构；②确保基材混合物在坡面的稳定性，减少雨水造成的侵蚀现象；③为植物生长创造有利的养分供应；④确保植物生长过程当中有着良好的水分平衡；⑤与植物产生共同作用，对坡面封闭，减少风化因素影响，导致坡面剥落。

2.1.2.2如何选取修复矿山生态的植物

关停之后的露天开采矿山很多环境条件都十分恶劣，山体上裸露若大面积的岩石，有很多开采废渣堆积在地面上，缺水干旱，土壤非常贫瘠，自然绿化难度非常大，应当对合适的绿化植物进行选择。

（1）选取植物原则

与当地气候特点充分结合，考虑地理位置以及成土母质特性科学合理的选取植物：

抗性：基于生态因子下，植物在不断演化与适应过程中，产生一些特殊习性，能够在矿山环境下生存发展，如具有较好的耐热性，耐旱性，耐贫瘠性，抗污染性等；

区域性：选择适宜当地环境生长的乡土植物品种；

美化：矿山复绿过程当中，利用园林植物在局部地段进行造景，增加美化效果；

易采集：选择当地有着丰富资源，投入商业化运行的植物品种，或者是已经引入的外来植物品种与通过国内试验性能优越的植物品种；

长短结合：选择能够短期实现复绿效果，同时又能达到长期生物演替的植物品种，栽植方式可以运用分期栽植或者混种、混播。

在矿山生态修复过程当中，植物选择要充分考虑矿山未来发展过程当中土地的运用，和当地气候条件以及土壤条件，倘若是以自然生态恢复为目的植被，必须要对植物种类事先确定。

（2）配置植物

选择好植物种植类型之后，科学的配置，促进矿山生态修复植物健康生长，合理缩短植物演替周期，提高矿山修复效果。要做到：①结合暖季型和冷季型草进行种植，使其適宜矿山区域冬夏季节气候；②结合豆科植物与非豆科植物进行栽植，豆科植物根部有着很多根瘤菌具有很好的固氮作用，可以使基质营养得到有效改善；③木本植物和草本植物有效结合，提高固土抗寒性能；④常绿植物配合落叶植物，增加冬季绿化效果；⑤有效结合乔灌草花，增加绿化的立体多层性；⑥植物与深根植物有效结合；⑦多样性选择植物科学搭配；⑧搭配普通树种以及产业树种；⑨合理组合乡土品种与外来品种；⑩搭配植物过程当中还要充分考虑有无化感现象。

2.1.2.3治理矿山生态环境的工程绿化工艺

（1）喷混播型

针对矿山岩面坡度较大的设置平面铁丝、锚固以及塑料网，通过力喷混机，逐层的对土壤、有机质、肥料、粘合剂、保水剂以及疏松材料等进行喷涂，在岩面网架中进行喷射，下层固化之后，在进行相应的喷灌，达到相关厚度要求，之后将进行草籽喷播。也可把灌木以及草种在木屑、泥炭以及水、粘合剂、保水剂、土壤、化肥等混合料装入到相应容器当中，通过离心泵在坪床上利用软管输送进行喷播，使覆盖物保持均匀性，有效保护草种层，并在土中渗入多余水分。

（2）放缓边坡复土型

高度不高，且较大坡度的，通过将其境界扩大，边坡放缓，开展覆土绿化，将泥土堆积层向上、向后扒开，暂时进行存放，接着将边坡放缓，将堆积保存的泥土回覆到坡面上。

（3）营造台阶型

较大坡度的矿山，有着稳定致密的坡面，很难进行边坡放缓，可以创建台阶，台阶通常控制在10m以下，宽度控制在1m～2m，将种植槽设置在台阶上，按照60cm高度进行设计，在槽底5cm部位，合理设排水沟，将种植土回填其中。

（4）鱼鳞坑型

对于60°以下的坡度，坡面在60m高度以下的，具有较好稳定性，底质存在相应的风化，将浮石清除之后，交错的进行炸坑，也可以设置鱼鳞坑，控制坑的大小，将水泥石块围岩设置在坑底边，相聚坑底5cm部位设置排水沟，将具有保水剂的有机质营养土填入坑内，深度控制在50cm。

（5）框架复土型

含土非常少或者是没有土，存在较大坡度坡面，主要运用削坡处理，也可在坡面通过水泥进行框架构筑，砖砌面选择空心水泥砖，之后在其中填入土，再进行植物种植。

（6）暗台阶复土型

这一方式和框架复土型非常类似，主要应用于陡坡，在坡面上设置多个锚网台阶，通过水泥固化之后，将具有粘合剂的土壤复在暗台阶上，在进行植绿，前期阶段还应当将无纺布覆盖其上，避免雨水形成冲刷。

（7）植生袋法

将有机基质以及土和肥料、种子混合装入乙烯网袋当中，其大小应当依照实际情况进行确定，通常设置为33cm×16cm×4cm，也可有效放大，主要应用在坡面存在一些渣土的区域，种子袋摆放过程当中，不能和地面留有缝隙，合理压实，运用U形钢筋式带钩竹扦在坡面上合理固定种子袋，七天之后便可发芽，这段时间应当合理地进行浇水。

（8）堆土袋法

根据坡面向上堆置草袋子，其中装满土，并将灌木种子或者草籽加入其中，覆土绿化。

（9）藤蔓植物攀爬法

裸露的岩石陡坡在矿山中常见，复土植绿存在很大的难度，此时可以将藤蔓作物具有的优势充分发挥出来，对裸露的岩石陡坡进行绿化，如利用爬山虎藤蔓植物绿化岩石陡坡，还可以选择蔓常春藤、忍冬等藤蔓植物对裸露岩石陡坡起到绿化遮盖作用。

（10）高大乔木遮挡法

将大树或者高大乔木移栽到矿山坡脚部位，覆土栽植，乔木高大，树冠浓密，能够对裸露的山坡起到遮蔽作用，不仅具有良好的观赏性，而且还能为其他爬藤植物创造有利的生长环境，这一绿化方式工程量投入相对较少，操作起来也较为简单，能够大幅减少绿化成本。然而利用大树和高大乔木进行绿化，通常2年～5年才能形成绿化效果，绿化周期相对较长，同时，高大乔木种植过程当中需要种植基质符合相关要求，确保水肥科学供给。

2.2生态恢复与重建矿山采空区

矿山开采过程当中形成很多采空区，这些是由于采矿过程当中露天剥离以及回采之后引发的空场，这些区域地表植被和生态环境遭受严重破坏，很难快速地进行自然恢复，需要开展生态重建工作，在恢复治理采空区过程当中采用的模式主要有三种，下面细分如下：

2.2.1利用农林重建采空区生态模式

矿山露天采工区如果较为平缓或者没有积水的，可以利用农林进行生态重建，通过相应的工程措施，整平、覆土、充填露天采空区，之后种植农林，依照不同的充填物质合理充填，主要包括充填人造土层或者泥浆运输充填以及剥离物充填等。

2.2.2运用蓄水进行生态重建

如一些矿坑常年积水，或者是倾斜矿床开采过程当中产生的矿坑，可以发挥蓄水体的作用，将其作为水源池、发展渔业或者污水处理池等。

2.2.3挖深垫浅综合利用采空区生态重建模式

对于一些挖损坑有季节性积水或者不积水的，运用挖深垫浅方式进行处理，可以合理开挖设置成水体，用作水源或者进行水产养殖，还可以发展种植业。

3.结语

总之，经济社会发展，社会建设过程当中，对于能源的需求越来越大，矿山资源开采在满足社会各个方面能源需求的同时，极大地推动了经济社会的持续稳步发展。但是也必須要看到矿山采矿工作结束之后，产生的很多历史遗留矿山给生态环境造成了破坏性也相当的严重，严重阻碍生态环境持续发展。对于山西阳泉市黄河流域历史遗留矿山必须要尽快采取有效的措施进行修复，将破坏的矿山环境面貌及时修复与恢复。在此过程当中可以将生态修复技术充分利用，恢复治理矿山生态环境问题。并且在工作实际还应当对国外在矿山修复治理过程当中的立法经验，于保护环境管理制度科学借鉴，运用到当地遗留矿山生态环境修复工作当中，提高科技利用率，强化管理，将生态修复技术具有的优势充分发挥出来，提高矿山修复成效，实现环境更好保护，推动可持续发展。

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