采矿区生态修复治理工程技术研究

来源:用户上传      作者:

　　摘要：采矿区生态修复治理可以消除矿山开采产生的地质灾害隐患，恢复生态环境。对治理区进行现场调查，收集有关资料，经过室内综合分析、整理与研究，依据相关规范规程要求，制定矿山生态恢复治理工程技术方案并实施，以全面恢复治理区地质环境与生态环境。
　　关键词：采矿区;生态修复;治理工程;技术
　　中图分类号：TD167    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2020）01-0010-04
　　为消除矿山开采产生的地质灾害隐患，恢复生态环境，需要对采矿区进行生态修复治理。本工程治理对象为废弃闭坑露天采坑1处、排岩场1处、尾矿坝1处;破坏土地类型为有林地;总治理区面积为38.358 8 hm2，其中废弃露天采坑破损面积5.882 2 hm2，排岩场占用破坏面积18.568 6 hm2，尾矿坝面积13.908 0 hm2;主要地质环境问题是山体破损、地质灾害隐患、地形地貌景观和土地植被资源遭到不同程度破坏。
　　1 边坡稳定性评述
　　经实地测绘调查，治理区废弃露天采场位于山体半山处，形态呈条带状，展布方向为东西向，按照边坡坡向与岩层倾向的关系，一侧边坡为顺向坡，另一侧为反向坡。露天采坑边坡为岩质边坡，岩石风化破碎强烈，节理裂隙发育，造成岩体完整性与稳定性差。排岩场沿山坡形成，边坡形态均呈弧状的“U”字形，长650～740 m，宽270～340 m，高8～85 m，边坡坡度30～45 °，平均厚48 m。排岩场组成物质为斜长角闪片麻岩，其在地表径流的冲刷和重力作用下易于向下溜动，总体稳定性比较差。尾矿库南侧主坝体坝底标高为458 m、坝顶标高498 m，总坝高40 m。尾矿库一旦溃坝可形成泥石流，边坡不稳可能会产生滑坡，地质灾害危险性大，将严重威胁到当地群众的人身和财产安全，可能造成重大事故。
　　2 恢复治理工程技术
　　2.1 露天采坑恢复治理
　　本次治理的露天采坑面积5.882 2 hm2，恢复治理方向为林地。
　　2.1.1 露天采坑削坡工程 治理区有1个露天采坑CK1，采场长850～860 m，宽170～200 m，深8～85 m，边坡角55～75 °，呈近东西向展布，地势西高东低。CK1内有东西两处大小不等的露天采坑：西部采坑CK1-1长140～180 m，宽80～95 m，深10～25 m，边坡角55～75 °;东部采坑CK1-2长340～380 m，宽100～120 m，深8～50 m，边坡角55～65 °。依采坑规模大小及实际情况和矿山治理条件，对CK1-1，CK1-2及其南侧边坡开展治理。
　　对已废弃的露天采坑CK1进行削坡，在增强边坡稳定性的同时，降低崩塌地质灾害发生的可能性。对CK1-1南侧边坡600 m和CK1-2南侧边坡570 m标高以上部分进行削坡处理，处理后使其边坡角不大于25 °;削坡过程中保留上部0.3 m厚土层留作植被恢复使用。经估算，削坡共产生废石土2 600 m3，其中CK1-1产生废石1 352 m3，CK1-2产生废石1 248 m3，废石回填至采坑内，回填后采坑与周围地形相协调。削坡后CK1-1南侧边坡形成600 m和605 m两个平台，CK1-2南侧边坡形成580 m和590 m两个平台，为后期覆土、植树做准备。在斜坡上种草。
　　2.1.2 露天采坑回填工程 西部采坑CK1-1深10～25 m、面积为1.547 2 hm2，东部采坑CK1-2深8～25 m、面积为2.688 6 hm2，拟用矿山开采产生的废石排岩场PY1回填采坑。CK1-1回填至585 m标高，回填废石土量需110 258 m3，另有削坡工程量1 352 m3 回填采坑内，则实际需要量为108 906 m3。CK1-2回填至570 m标高，回填废石土量需142 380 m3，另有削坡工程量1 248 m3 回填采坑内，则实际需要量为141 132 m3。总计需回填废石土量总量为250 038 m3。回填后CK1露天場形成585 m和570 m标高的二级平台。平台经平整、客土、种植可恢复植被。平台形成后从西至东可达到自然排水。
　　2.1.3 客土工程 当地客土土源比较贫乏，设计采用外购方式解决客土问题。客土为粉质粘土，质地粘性，缺乏有机质和养分，pH值7.0～7.5，不含有毒有害物质。采用全面地毯式客土方法，平整后达到铺覆平坦、厚薄均匀。恢复林地客土厚度0.5 m，恢复面积5.882 2 hm2，客土土方量28 691 m3。其中：CK1-1治理面积1.547 2 hm2，客土量7 736 m3;CK1-1南侧斜坡治理面积0.562 6 hm2（平台面积0.448 4 hm2，斜坡面积0.114 2 hm2），客土量2 660 m3（平台覆土2 242 m3，斜坡覆土418 m3）;CK1-2治理面积2.688 6 hm2，客土量13 443 m3;CK1-2南侧斜坡治理面积1.083 8 hm2（平台面积0.660 2 hm2，斜坡面积0.423 6 hm2），客土量485 2 m3（平台覆土3 301 m3，斜坡覆土1 551 m3）。
　　2.1.4 整地工程 根据栽植乔木对平台进行穴状整地，乔木林地栽植穴规格为0.5 m×0.5 m×0.5 m，株行距为2.0 m×3.0 m，呈品字形布置，密度为1 666株/hm2，设计挖树坑8 902个。其中：CK1-1面积1.547 2 hm2，设计挖树坑2 577个;CK1-1南侧斜坡平台面积0.448 4 hm2，设计挖树坑747个;CK1-2面积2.688 6 hm2，设计挖树坑4 479个;CK1-2南侧斜坡平台面积0.660 2 hm2，设计挖树坑1 099个。
　　2.1.5 植被恢复工程 栽植苗木选择3 a生侧柏。栽植时先将苗木轻放于已经整理好的树坑中，使其位于树坑正中并垂直于地面，然后分层回填土壤并踩实，填平后在四周做好围堰，以便于灌溉和保水。测算植树8 902株;针对客土缺乏有机质和养分，设计每个树坑施用农家土杂肥0.002 m3进行调节，共施用农家土杂肥18.000 m3;每株浇水0.050 m3，共浇水445.000 m3，水源为合格水。所有植被栽植完毕后当天浇水一次，浇水过程应缓浇慢渗，达到饱和，使土壤吸足水分，以利于苗木萌发成活;之后要定期观测土壤墒情，出现旱情及时浇水。保证1 a后成活率不低于75%;对没有成活的苗木，次年及时补栽。 　　对CK1-1和CK1-2南侧边坡播撒草籽，使树木之外的地方恢复为天然草地。草种均为当地适生草种，非常适合绿化和固土保水。CK1-1和CK1-2南侧边坡面积分别为0.114 2 hm2和0.423 6 hm2，按15g/m2标准，需播撒草籽20 kg和78 kg，共计98 kg。
　　后期的养护期限为2 a，采取封育措施，严禁放牧、砍柴、割草，给树草创造一个利于成活生长的环境。此外，根据土壤含水量、有机质及养分含量、成活及生长情况、有无病虫害等，及时浇水、追肥、防治病虫害、培土和补植，促使其初步形成比较稳定的新生生态系统。
　　2.2 排岩场恢复治理
　　排岩场总治理面积18.568 6 hm2，恢复治理方向为林地和草地。
　　2.2.1 排岩场平整工程 经现场调查，治理区有1处排岩场PY1，长650～740 m，宽270～340 m，高8～85 m，边坡坡度30～45 °，平均厚48 m;边坡角度较大，稳定性较差。对排岩场PY1进行降坡。1） 以600 m标高做一级平台PY1-1，形成东西宽150～200 m、南北长200～260 m的平台，降低高度5 m，平整、压实场地，为后续覆土、恢复植被打好基础。为增强排岩场的稳定性，降低荷载，在PY1-1前缘修筑一条宽8～10 m的马道。产生废石172 275 m3，废石先运至采坑CK1-1内，剩余部分回填CK1-2。2） 以615 m标高做二级平台PY1-2，形成东西宽10～40 m、南北长约240 m的平台，降低高度5 m，平整、壓实场地，为后续覆土、恢复植被打好基础。产生废石19 018 m3，运至CK1-2采坑内。3） 以620 m标高做三级平台PY1-3，形成东西宽120～140 m、南北长约150 m的平台，平整、压实场地，为后续覆土、恢复林地打好基础。4） 以615～620 m标高做四级平台PY1-4，形成南北宽80～120 m、东西长160～170 m的平台，降低高度5 m，平整、压实场地，为后续覆土、恢复林地打好基础。产生废石58 745 m3，运至CK1-2采坑内。5） 以625～630 m标高做五级平台PY1-5，形成南北宽50～100 m、东西长190～200 m的平台，平整、压实场地，为后续覆土、恢复林地打好基础。6） 以630～635 m标高做六级平台PY1-6，形成东西宽120～140 m、南北长220～240 m的平台，平整、压实场地，为后续覆土、恢复林地打好基础。整理后边坡坡度小于35 °，排岩场整体稳定。排岩场共计提供250 038 m3废石。
　　2.2.2 客土工程 设计采用外购方式解决客土问题。客土土质为矿山周边黄土，质地粘性，缺乏有机质和养分，pH值7.0～7.5，不含有毒有害物质。采用全面地毯式客土方法，平整后达到铺覆平坦、厚薄均匀。排岩场平台客土厚度0.5 m，为种侧柏做准备，客土面积12.165 0 hm2，客土土方量60 825 m3;斜坡坡面客土厚度0.3 m，为种草做准备，客土面积7.817 8 hm2，客土土方量23 453 m3。排岩场总计需客土土方量84 278 m3。
　　2.2.3 整地工程 根据栽植侧柏的株行距对排岩场平台进行穴状整地，树坑规格为0.5 m×0.5 m×0.5 m，株行距为2.0 m×3.0 m，呈品字形布置，密度为1 666株/hm2;根据平台恢复植被面积12.165 0 hm2，设计挖树坑20 266个。针对客土缺乏有机质和养分，设计每个树坑施用农家土杂肥0.002 m3进行调节，共施用农家土杂肥41.000 m3。
　　2.2.4 植被恢复工程 栽植苗木选择侧柏。栽植时先将苗木轻放于已经整理好的树坑中，使其位于树坑正中并垂直于地面，然后分层回填土壤并踩实，填平后在四周做好围堰，以便于灌溉和保水。测算植树20 266株;每株浇水0.050 m3，共浇水1 013.000 m3，水源为合格水。所有植被栽植完毕后当天浇水一次，浇水过程应缓浇慢渗，达到饱和，使土壤吸足水分，以利于苗木萌发成活;之后要定期观测土壤墒情，出现旱情及时浇水。保证1 a后成活率不低于75%;对没有成活的苗木，次年及时补栽。
　　对边坡覆土后播撒草籽，按15 g/m2标准，需草籽1 172 kg。
　　后期的养护期限为2 a，采取封育措施，给树草创造一个利于成活生长的环境。此外，根据土壤含水量、有机质及养分含量、成活及生长情况等，及时浇水、追肥、防治病虫害、培土和补植，促使其初步形成比较稳定的新生生态系统。
　　2.3 尾矿坝恢复治理
　　尾矿坝治理面积13.908 0 hm2，恢复治理方向为林地和草地。
　　2.3.1 尾矿坝平整工程 尾矿坝南侧平整后形成一处以初期坝457～458 m标高平台PT1。其上方为马道MD1，与尾矿坝坝体西侧相连做一级平台，标高467～488 m。MD1上方为马道MD2，走向与MD1相近，做二级平台，标高476～477 m。MD2上方为马道MD3，走向与MD2相近，做三级平台，标高486 m。MD3上方为平台PT2，做四级平台，标高495～496 m，该平台东南西相连接。
　　与尾矿坝坝体西侧相连有两处尾矿废渣，形成平台W1和平台W2，标高分别为488～490 m。尾矿坝坝体东侧平台下方形成一处南北向马道平台DMD，标高488～489 m。对平台与平台间的斜坡进行平整、压实，为后续覆土、恢复植被打好基础。整理后边坡坡度小于35 °，使坝体整体稳定。
　　2.3.2 客土工程 设计采用外购方式解决客土问题。客土土质为矿山周边黄土，质地粘性，缺乏有机质和养分，pH值7.0～7.5，不含有毒有害物质。采用全面地毯式客土方法，对马道两侧进行穴状客土，平整后达到铺覆平坦、厚薄均匀。尾矿坝平台客土厚度0.5 m，客土面积8.426 6 hm2，为种侧柏做准备，客土土方量 　　34 903 m3;斜坡客土面积5.481 4 hm2，坡面客土厚度0.3 m，客土土方量19 032 m3，为种树木做准备。总计尾矿坝需客土土方量53 935 m3。
　　2.3.3 整地工程 根据栽植侧柏的株行距对坝体平台进行穴状整地，樹坑规格为0.5 m×0.5 m×0.5 m，株行距为2.0 m×2.0 m，呈品字形布置，密度为2 500株/hm2;根据平台恢复植被面积8.426 6 hm2，设计挖树坑18 523个。根据栽植侧柏的株行距对坝体斜坡进行穴状整地，树坑规格为0.3 m×0.3 m×0.3 m，株行距为2.0 m×2.0 m，呈品字形布置，密度为2 500株/hm2;设计挖树坑15 861个。总计挖树坑34 384个。针对客土缺乏有机质和养分，设计每个树坑施用农家土杂肥0.002 m3进行调节，共施用农家土杂肥68.000 m3。
　　2.3.4 植被恢复工程 栽植苗木首选侧柏，其他（丁香、刺槐、紫穗槐与连翘）可因地适宜作为备用树种选择，栽植时先将苗木轻放于已经整理好的树坑中，使其位于树坑正中，并垂直于地面，然后分层回填土壤并踩实，填平后在四周做好围堰，以便于灌溉和保水。测算植树34 384株;每株浇水0.050 m3，共浇水1 719.000 m3，水源为合格水。在马道两侧穴状栽种侧柏。前期已恢复治理的两处斜坡复绿工程不计本次治理工程内（MX1-1和XP1，面积2.460 0 hm2）。所有植被栽植完毕后当天浇水一次，浇水过程应缓浇慢渗，达到饱和，使土壤吸足水分，以利于苗木萌发成活。之后要定期观测土壤墒情，出现旱情及时浇水。保证1 a后成活率不低于75%;对没有成活的苗木，次年及时补栽。
　　对WXP1边坡播撒草籽，按15 g/m2标准，需草籽52 kg。
　　后期的养护期限为2 a，采取封育措施，给树草创造一个利于成活生长的环境。此外，根据土壤含水量、有机质及养分含量、成活及生长情况等，及时浇水、追肥、防治病虫害、培土和补植，促使其初步形成比较稳定的新生生态系统。
　　参考文献
　　[1] 杨晓光.采矿区植被恢复工程设计研究[J].农业科技与装备，2019（3）：11-13.
　　[2] 刘占梅.辽宁省喀左县道虎沟山坡崩塌地质灾害防治工程设计[J].地质灾害与环境保护，2017，28（2）：16-20，25.
　　[3] 孙美娜.兴城市团山子金矿尾矿库地下水污染预测[D].阜新：辽宁工程技术大学，2014.
　　Abstract： Ecological restoration and treatment in mining areas can eliminate the hidden dangers of geological disasters caused by mining and restore the ecological environment. Carry out on-site investigation on the management area， collect relevant data， conduct indoor comprehensive analysis， collation and research， and formulate and implement engineering and technical plan of mine ecological restoration and treatment according to the requirements of relevant codes and regulations， so as to comprehensively restore the geological environment and ecological environment of the management area.
　　Key words： mining areas; ecological restoration; treatment engineering; technology
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15162984.htm