刍议矿山地质环境恢复治理新技术

陆英睿

（广西泰诚土地咨询有限公司，广西 南宁 530029）

0 引言

矿山地质环境问题来源于矿业开发活动，其类型、表现形式、损毁程度与矿山开采方式、开采规模、开采矿种、地区地质环境等因素相关，按矿业生产活动导致的结果可将矿山地质环境问题划分为矿山资源问题（包括闭坑、压占、煤矸石排放等问题）、矿山水文地质问题（指受矿山活动影响的地表水系结构、地下水结构、井下透水、突水等问题）、矿山地表地质灾害问题（如崩塌、滑坡、泥石流等采矿诱发的地质灾害）。本文表述的矿山地质环境恢复治理旨在通过多种生态环境修复手段，对矿山开发导致的矿山生态系统破坏，进行恢复与重建，其目的就是平衡矿山开采与生态保护之间的关系，总结矿山地质环境恢复治理的新技术。

1 矿山地质环境问题的类型划分

1.1 矿山资源问题

矿山资源问题的本质就是矿山开采带来的资源相关问题。主要包括开采矿山、在建矿山、政策性关闭矿山、历史遗留矿山的工业场地、煤矸石场、尾矿库等对表土的压占、损毁问题。主要表现形式为土地与植被被压占、地下水均衡系统遭破坏、地质遗迹遭破坏、地形地貌改观、人文景观被破坏等。从某种角度上讲，这类问题更偏向于规划问题，是可以在设计阶段通过规划手段来更好地实现矿区资源的利用。例如，通过煤矸石井下填充避免矸石山堆积，通过生活区景观湖净化后再利用，解决矿井涌水量、易污染、难消化的问题。

1.2 矿山水文地质问题

矿山开采活动对水文地质的影响分为对地下水结构的影响和对地表水系结构的影响。

对地下水结构的影响表现为：矿产品及矸石、尾矿等受雨水淋滤后，通过井巷或地层裂隙渗入、渗透到地下含水层，从面造成地下水水质污染；或进行井工开采时掘进巷道、硐室、工作面等导致地层塌陷、破坏含水层结构等造成地下水赋存空间的发生较大变化。对地表水结构的影响表现为：露天矿山开采或地下开采引发地表地形变化、塌陷等问题，从而对地表水系的径流及水体造成影响。

1.3 矿山地表地质灾害问题

矿山地表地质灾害问题是矿山开采导致的极为严重的问题。矿山开采引发的矿山地质环境问题是多样的，主要包括崩塌、滑坡、泥石流、地表塌陷、地表沉降、尾矿库溃坝矸石山自燃等。

1.4 矿山土壤环境问题

随着国家保护耕地资源的力度在加大，社会各界对矿山土壤环境的监测和治理更加关注。矿山资源的开发会对矿区土壤理化性质造成损害，值得注意的是，对于高潜水位地区，积水盆地中土壤因积水过深可能完全失去利用价值，在体量上失去的这部分土壤等于是被完全损毁。

2 矿山地质环境损毁的形式

2.1 形成地质灾害

矿山地质灾害是指矿业开发造成矿山地质环境恶化，进而给人类生产生活带来影响的地质灾害事件。在落实矿山地质环境恢复与治理措施前，一方面要调查矿区在建设前已经存在的地质灾害，如滑坡、崩塌、泥石流等；另一方面要排查地质灾害隐患，如露天采场失稳、崩塌灾害，尾矿场溃坝隐患，采空区上方裂缝、塌陷等，如表1所示。

表1 全国矿区地质灾害影响情况

2.2 影响地貌景观

景观环境是人类精神和理想在实质环境与自然环境的具体体现，在人类空间中相对稳定的构成要素，当景观环境中固定的形态特征要素发生变化时，都将会对人们的生产生活造成影响。有研究表明，仅色彩不和谐可降低受害者劳动生产率1%，漫天风少和烟尘可干扰视觉，甚至影响人体健康。井工开采造成的地表塌陷、露天开采后遗留的深坑、工业广场、生产建筑物及功能设施都会对原有地表植被和生态景观造成严重的影响。

2.3 设施损毁、土壤发生变化

矿山开发不仅会对农业生产设施及其布置造成影响，而且还会改变土壤生物的多样性。耕地一般会配套有灌溉、排涝、通行等基础保护设施，而耕地周边的矿山开采会造成部分设施损毁，导致耕地搞破坏能力及使用价值下降；开采带来的沉陷和裂缝会使地层结构和温度发生变化，会对土壤中的微生物造成直接的伤害，破坏生物多样性，进而影响植物的生长和农作物的产量。

2.4 影响大气与水文环境

矿山开采过程产生的扬尘及排放的有毒有害气体，会对区域空气质量造成影响，甚至会直接危害人体生命健康。强烈的采矿活动同时还干扰了地表水和地下水的分布结构，化学采矿的管理不当还会使水体受到污染，造成水体的严重污染。如氰化法处理金矿，一旦使含氰的废水或尾渣流入水体中，治理难度非常大，污染一般是不可逆的。

3 矿山地质环境主要恢复治理方式

3.1 仿自然地貌恢复技术

在矿山地质环境恢复治理实施方案的基础上，统筹考虑矿山的自然条件、地质环境条件、技术经济可行性等因素，按照因地制宜、分类施策的原则进行工程设计。为遭受破坏的矿山地质重建一个仿自然地貌的人工生态系统，是目前被广泛使用的理念。如经过人工重建的绿化煤矸石山、塌陷区经过人工改造后变成湿地公园等，都是典型的运用人工仿自然地貌恢复技术完成的。那些已经出现塌陷现象的矿山就要进行防渗透处理，重新种植花草树木，特别是以马尾松、爬山虎、葛藤为首的植被，提高植被的覆盖率，可以采用这种方法来解决水土流失和塌陷的问题，但因其具有较重的人工痕迹，且改造花费费用较大、不易保持等特征，这对于面积较广大的矿区来说并不是最佳选择。例如，在了解当地自然生态系统特征及其演化规律的基础上，分析采矿扰动对原生生态系统结构与功能的影响，按照仿自然生态景观恢复的原则，构建景观美学和环境学中能与临近未扰动景观相协调的景观系统，恢复动植物栖息地，逐步提高生物多样性承载能力，如图1所示。

图1 具有生物多样性承载能力的露天矿山地质环境恢复示范景观

3.2 边采边恢复技术

边开采边恢复其实也是采复一体化的另一种说法。首先要有把矿山地质环境恢复治理作为采矿的一部分意识，在矿井开采设计阶段便能充分考虑矿山地质环境恢复与治理的效果与要求，将规划开采工艺与地质环境恢复治理措施相结合，以实现“边采矿，边恢复”的目的。

3.3 植物与微生物恢复技术

直接通过动植物、微生物进行矿区地质环境恢复治理，是目前衍生出较新的修复方法。其中植物修复的方法是：首先，建立稳定、可持续的乔、灌、草、藤多层次植物群落，再通过植物群落对土壤、空气等修复对象的反作用来实现修复的手段；微生物修复的方法是：利用微生物的优势，改善植物营养条件，促进植物生长和植被覆盖，改善土壤质量，以达到恢复矿山地质的目的。

4 结语

矿山地质环境恢复治理的对象一般是特定的，而其恢复和治理的技术措施却是多种多样的，由于矿山地质环境恢复治理技术的理论体系目前尚未完善，也未能形成系统集成，再加上目前恢复治理过程中普遍存在重成本、轻效果的现象，造成了矿山地质环境恢复治理效果差、治理措施流于形式。接下来如何规避矿山地质环境恢复治理技术缺乏流域及整体恢复治理概念的弊端，如何实现矿山地质环境治理效果整体性和长效性，将成为矿山生态修复领域重点研究的工作之一。