四种不同矿山生态修复技术适用性分析——以湖北黄石地区某矿山为例

李 悦 王仁琮

湖北省地质局冶金地质勘探大队 湖北 黄石 435000

1 项目区地理地质环境

1.1 气象水文

本区具亚热带气候特征,四季分明,雨量充沛,冰冻期短。春季天气变化较大,多阴雨,夏季湿热,秋季凉爽,冬季干冷。据气象部门有关资料,黄石年平均气温16.7～17.8℃,7～8月最高气温可达40.1℃,1月最低气温可达零下10℃。区内降水季节性明显,3～8月为雨季,暴雨多发生于7～8月,年最大降雨量1964mm,最小降雨量1094mm,年均降雨量974.9～1722.6mm,年蒸发量1300mm。本区春夏多东南风,秋冬多西北风,但全年最多风向是东偏南、西,偏北次之。

2 地质环境

2.1 地形地貌

项目区属鄂东南低山丘陵区,地处幕阜山向长江冲积平原过渡地带。西北、西南、东南部多低山,且向东、中部倾斜,构成不完整山间盆地。东北部临江,境内地形复杂,地貌破碎,整个地势走向由西南向东北倾斜。父子山、大德山、石角山、后脑山等山脉错综分布,岗峦绵亘,丘陵起伏。最高峰为阳新境内的七峰山主峰南岩岭,海拔867.7米(吴淞高度),最低点富水下游河床8.7m。

项目区属丘陵地貌,地形总体趋势为北高南低,区内最高山峰狮子头海拔161.3米,最低位于矿区东北角的下叉湖底,标高约17米(为矿区侵蚀基准面),地形坡度角10至25度,山坡岩石部分裸露,植被发育一般,多为灌木。

2.2 地层岩性

项目区及其外围出露的地层主要为二叠系上统大隆组(P2d)、三叠系下统大冶组第一～四段(T1d1-4),第四系(Q)。现由老至新分叙如下：

2.2.1 二叠系上统大隆组(P2d)：出露于矿界北东部,深灰,灰黑色含海绵骨针硅质岩。硅质粘土岩,顶部夹生物屑-凝灰质白云质灰岩,凝灰岩及砾屑灰岩,底部夹薄层生物屑粉晶灰岩,岩层走向近东西,倾向南,倾角42°。分布于矿区中部。

2.2.2 三叠系下统大冶组第一段(T1d1)：浅灰色、黄灰色薄层状泥质灰岩夹中厚层状灰岩,下部为褐黄色钙质页岩,岩层走向近东西。分布于矿区中部。

2.2.3 三叠系下统大冶组第二段(T1d2)：浅灰色中厚层状微～细晶灰岩,具泥质条带及缝合线构造,常见小褶曲,位于矿区南部,岩层走向近东西,倾向南,倾角48°,是本区建筑碎石用石灰岩矿床的重要层位。

2.2.4 三叠系下统大冶组第三段(T1d3)：灰色、深灰色中厚层状微～细晶灰岩夹薄层状微～粉晶灰岩,偶见少量生物碎屑。岩层走向北西～南东,倾向南西,倾角58°,分布于矿区南部,是本区建筑碎石用石灰岩矿床的重要层位。

2.2.5 三叠系下统大冶组第四段(T1d4)：青灰色、深灰色厚层状～巨厚层状微～细晶灰岩,水平层理发育,顶部为灰色、灰白色、肉红色、浅灰带肉红色厚层状含粒灰岩,以缝合线构造,粒屑结构为其特征,分布于矿区南部。

2.2.6 第四系(Q)：零星分布在矿区矿体表层和矿区东部山脚坡地及垅岗地,厚0.8m～4m,为残积物,其主要组成为棕红色粘土和亚粘土。

3 边坡基本特征

边坡高程为+65m,相对最大高差71.68m。主要出露岩性为三叠系下统大冶组灰色中厚层状灰岩,产状一般为217～225°∠40～48°。岩层大部分裸露地表,局部坡脚有采矿废渣堆积。

4 生态修复设计

4.1 坡面平台外侧布设封边墙

该技术主要适用于有马道且马道宽度不小于1m坡面。主要技术措施为：在平台边缘不小于0.5m布设一道封边墙,防止雨水对平台上覆种植土形成冲刷。封边墙一般采用钢筋混凝土浇筑,每10m布设一道伸缩缝,沿封边墙底部布设一排泄水孔。

4.2 覆土绿化

该技术主要适用于坡度不大于30°的坡面,以及坡面上的马道、平台和平整的场地。主要技术措施为：在封边墙内侧以及采场底盘进行覆土,覆土厚度一般不小于50cm。覆土后选择适宜本地气候的乔木、灌木、草本等植物进行栽植,已达到生态修复的目的。

4.3 高次团粒喷播绿化

该技术主要适用于坡度在30°～60°的坡面,主要采用经特殊生产工艺制成的客土材料,加入植物的种子,并添加许多必要的其他材料,通过喷播、机械或人工作业的方式制成最适于植物生长的土壤培养基。这种“人工土壤”具有特殊的团粒结构,既有保水性,又有透水性、透气性,适于植物生长,又能有效抵抗雨蚀和风蚀,防止水土流失。主要工艺包括：坡面整形、铺网、钉网、喷射基质及种子,喷播植物种子后表面采用无纺布覆盖,防止雨水冲刷和水分蒸发。

4.4 陆地铠甲绿化

该技术主要适用于坡度在70°～80°的高陡岩质边坡坡面,该技术是一种新型绿化方法,在传统的客土喷播技术上进行了改良,主要适用于破损山体尤其是陡峭岩质边坡,坡面的养分、水份、土壤供给困难,立地条件极差,夏季热辐射高,干燥失水严重,靠自然条件很难恢复的区域。该方法主要是利用人工制造出具有优异性能的铠甲催化保墒层(称之为“生物温床”),一方面,这种类似于孵化器的结构,像海绵一样具有超强的吸水性、保水性、保肥性,同时又具有透水性和利于空气流通交换,适于植物生长,并且结构强度更好,抵抗雨水冲刷能力强,防止水土流失。当遇到干旱恶劣天气时,它会形成保水遮挡载体,防止深层土壤的水分持续蒸发,从而保持土壤湿润的状态,维系生长的需求。另一方面,它吸附着大量养分,供植物生长,同时具备优异的保水和透气的功能,可栖息多种多样的土壤微生物。植物生长发育的枯枝与落叶、昆虫等生物的的代谢骸体,等经过微生物降解,可转化为补充植物生长的天然介质,如此循环建立可持续的生态环境。

5 结语

矿山生态修复是一项复杂p的系统工程,在项目的实施过程中需要各部门的配合,项目的开展存在一定的不确定因素。同时,在工程的设计和施工过程中可能会根据实际情况及可能变化的因素而对原方案进行修改。因此在设计、实施过程中,要因地制宜,对不同的地区、不同的坡面要选用不同的方法,这样才能达到较好的绿化效果。