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京津冀地區(qū)廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理及生態(tài)修復(fù)6個方案分析
2022年9月15日 09:57瀏覽：4407
京津冀地區(qū)是我國重要的經(jīng)濟(jì)增長極，礦山開采對區(qū)域建設(shè)提供了物資保障，但也留下了危巖、地面塌陷、基巖裸露、植被覆蓋率下降、揚(yáng)塵等嚴(yán)重的礦山地質(zhì)和生態(tài)環(huán)境問題。
本文以河北某礦區(qū)為例，分析了廢棄礦區(qū)存在的地質(zhì)及生態(tài) 環(huán)境問題，結(jié)合區(qū)域自然條件和生態(tài)環(huán)境，提出了礦山修復(fù)細(xì)分目標(biāo)，并針對性提出了成套技術(shù)方案， 為京津冀地區(qū)礦山修復(fù)及環(huán)境改善提供參考。
1.廢棄礦山地質(zhì)及生態(tài)環(huán)境問題現(xiàn)狀
礦山開發(fā)過程中巖土體天然應(yīng)力—應(yīng)變狀態(tài)的改變極大地提高了廢棄礦山發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險。京津冀地區(qū)廢棄礦山地質(zhì)問題分類見表1。
礦產(chǎn)活動對地形地貌及植被造成不可逆的破壞。礦山開采完結(jié)后，遺留的廢棄礦山存在采坑、地面塌陷、地裂縫等問題；礦山開采產(chǎn)生的廢棄石渣和尾礦占壓或損毀大量自然植被、人工林地、農(nóng)業(yè)用地，導(dǎo)致礦區(qū)植被覆蓋率降低、農(nóng)作物減產(chǎn)；同時，伴隨著水土流失、地面沉降等問題。
資料顯示，大型廢棄礦山的揚(yáng)塵影響范圍達(dá)10～12km?，對下風(fēng)向區(qū)域的污染最為嚴(yán)重。礦區(qū)緊鄰北京，在風(fēng)力作用下，礦區(qū)揚(yáng)塵嚴(yán)重危及北京的大氣質(zhì)量。
2.礦山地質(zhì)環(huán)境治理及生態(tài)修復(fù)6個方案
根據(jù)礦區(qū)的實際情況和區(qū)域自然條件，確定廢棄礦山的地質(zhì)環(huán)境治理及生態(tài)修復(fù)目標(biāo)，選定地質(zhì)環(huán)境及生態(tài)修復(fù)的工程技術(shù)措施。
廢棄礦山治理的總體目標(biāo)為：改造礦山巖土體、修復(fù)水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、恢復(fù)區(qū)域生態(tài)植被。廢棄礦山治理修復(fù)細(xì)分目標(biāo)見表2。
礦區(qū)存在危巖浮石、采坑、掌子面、孤山等地質(zhì)災(zāi)害問題，地表裸露、礦渣堆砌成山，渣坡滑坡風(fēng)險突出。針對該礦區(qū)存在的具體問題，本研究制定了以地質(zhì)災(zāi)害治理為基礎(chǔ)，礦山復(fù)綠工程為重點(diǎn)的技術(shù)方案，主要技術(shù)措施見表3，技術(shù)路線如圖1所示。
在消除地質(zhì)災(zāi)害隱患的前提下，采用削高填低的方式，盡量多地整理出可利用的平地資源，為區(qū)域土地復(fù)墾奠定基礎(chǔ)。礦區(qū)內(nèi)無明顯的危巖體，開采面整體較穩(wěn)定，但在大部分的開采面及坡面堆有浮石，存在滑落的可能。
為徹底消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，可通過人工和機(jī)械結(jié)合清除浮石的方式，機(jī)械臂長工作范圍內(nèi)的采用炮錘和挖掘機(jī)清理；無工作面、高度較高的地方，采用人工清理，人工清理原則安全第一。坡面浮石清理先清理松散、不穩(wěn)定的石塊，再將開采面及坡面浮石全部清除，徹底消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。
礦區(qū)的采礦平臺可根據(jù)其所處位置分為低位平臺和高位平臺。低位平臺指位于區(qū)內(nèi)采坑坑底的平臺和采坑坑壁局部的開采平臺，高位平臺即位于采坑坑口以上，連接各采坑的平臺。高位平臺上的料堆可采用清運(yùn)、渣堆平整或回填采坑方式處理。
對于區(qū)內(nèi)的高位平臺，可依據(jù)原地勢坡度，平整后布置綠化工程，形成綠化帶。對于低位平臺，可按照相近相連的原則，通過局部土石方挖填，形成較大的連續(xù)平臺，形成連片的可利用地。治理后同一標(biāo)高的平臺地面坡度一般不超過5°，同一平臺各角標(biāo)高不一致的，平緩過渡形成緩坡。
礦區(qū)內(nèi)的臺階以礦山開采時開采面上形成的臺階為主。開采臺階經(jīng)平整、清渣、修理坡面后，形成較為平整的臺階，對臺階覆土綠化，臺階邊緣修建漿砌擋土墻，起到美觀和擋土作用。開采形成的邊坡進(jìn)行浮渣清理，利用微地貌局部小臺階覆土綠化，形成“點(diǎn)綴”景觀。
針對部分高陡開采面下的渣坡，進(jìn)行放坡修整，形成分階的臺階，減少清運(yùn)渣量的同時適當(dāng)遮擋裸露的高陡巖面，起到美觀和擋土作用。
殘山是指原山體四周均被開采，遺留的孤立山體。殘山治理采用爆破和機(jī)械破碎、分層清除、機(jī)械挖運(yùn)等工程手段進(jìn)行削挖、清除，破碎后留下的石料填埋于設(shè)計復(fù)墾平臺就近低洼區(qū)域。
采坑填埋應(yīng)從坑邊開始、逐步推進(jìn)，最后按高程使用推土機(jī)找平，土地平整后合理布置綠化工程，形成綠色景觀帶。
礦區(qū)截排水方案主要由主排水渠、消力池、地塊平臺截排水組成，可對礦區(qū)匯水范圍內(nèi)的降雨進(jìn)行匯集疏導(dǎo)，消除礦區(qū)內(nèi)無規(guī)則的集中束流或泥石流災(zāi)害，減小降水對礦區(qū)內(nèi)環(huán)境恢復(fù)治理工程造成的損失，避免覆土區(qū)域的水土流失，保護(hù)綠化區(qū)域的植被免受破壞。由于礦區(qū)上游為前期已完工的礦山治理工程，對本礦區(qū)的排水影響最大。
因此，按照區(qū)域排水總體規(guī)劃，修建相應(yīng)斷面的排水主渠和匯水坑。每個治理分區(qū)的截排水工程與道路排水渠及排水主渠連接，形成整體排水系統(tǒng)。
土地復(fù)墾區(qū)主要根據(jù)現(xiàn)有地形地質(zhì)條件，結(jié)合灌溉排水系統(tǒng)布置、道路系統(tǒng)布置和農(nóng)作物種植要求等因素，按照區(qū)域用地規(guī)劃，遵循“因地制宜、切實可行”的原則，做到土地利用規(guī)劃與相關(guān)設(shè)計規(guī)范相一致，田、路、水協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
復(fù)墾區(qū)內(nèi)進(jìn)行削高填低處理，對較高的殘山、渣堆、平臺、渣坡等區(qū)域，采用爆破和機(jī)械破碎、分層清除后，相近相連形成大面積的平緩區(qū)域，對填方區(qū)設(shè)置臺階放坡處理。對土地復(fù)墾區(qū)域進(jìn)行平整后，大部分區(qū)域為裸露基巖及回填礦渣，結(jié)合土壤來源和質(zhì)地實際情況，外運(yùn)土壤作為種植土壤。
根據(jù)《土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》（TD／T1036～2013），并結(jié)合礦區(qū)地形特點(diǎn)、農(nóng)田耕作以及防治水土流失等要求，平整區(qū)域及放坡區(qū)域進(jìn)行客土覆土，客土運(yùn)至礦區(qū)后采用推土機(jī)推平，覆土厚度1.0m，坡面覆土厚度0.3m。
由于外運(yùn)土壤肥力差，需進(jìn)行土壤改良。復(fù)墾可利用土地通過施撒有機(jī)肥，可有效地改善土壤理化性狀和生物特性。治理實施后，土壤有機(jī)質(zhì)含量需達(dá)到適合植被生長的水平。為增加土壤透氣性，促進(jìn)土壤中微生物的繁殖，使土、肥相融，提高地力，覆土后應(yīng)對土地進(jìn)行翻耕、松土及人工精細(xì)平整。
復(fù)墾區(qū)內(nèi)適當(dāng)位置修建機(jī)井，并配套相關(guān)設(shè)施，在復(fù)墾田塊種植綠化植物。平臺、臺階上的綠化工程配套灌溉管網(wǎng)，開采面及邊坡采用人工灌溉養(yǎng)護(hù)，保證后期養(yǎng)護(hù)的綠植成活率。根據(jù)田塊、平臺、臺階種植的物種和面積布設(shè)蓄水池和不同管徑的管道，形成灌溉網(wǎng)絡(luò)，蓄水池與水井直接相連，蓄水池通過二次加壓與灌溉網(wǎng)絡(luò)相連，為后期養(yǎng)護(hù)用水提供必備條件，保證綠化工程的灌溉。
結(jié)合京津冀地區(qū)的自然條件及生態(tài)環(huán)境，設(shè)計在復(fù)墾區(qū)域斷面底部和頂部種植爬山虎，種植間距0.5m；邊坡處種植新疆楊，種植間距2.5m，以遮擋白斑。
田塊間種植經(jīng)濟(jì)作物油菜花和油葵，油菜花和油葵的種植比例為1：1，油菜花撒種子0.45g/m2，油葵撒種子0.75g/m?，以提升整體治理效果，提高經(jīng)濟(jì)效益。
為提高修復(fù)礦區(qū)的生態(tài)結(jié)構(gòu)和區(qū)域綠植結(jié)構(gòu)，在后期可結(jié)合區(qū)域建設(shè)目標(biāo)，種植適當(dāng)種類的經(jīng)濟(jì)或景觀植物。
京津冀地區(qū)廢棄礦山的地質(zhì)及生態(tài)環(huán)境遭到破壞，存在重大地質(zhì)災(zāi)害隱患，區(qū)域環(huán)境污染嚴(yán)重。針對河北省某礦區(qū)存在的問題，提出了適用于京津冀地區(qū)礦山修復(fù)的方案。詳述了地質(zhì)災(zāi)害隱患治理、地形地貌修復(fù)、土地復(fù)墾和綠化技術(shù)路線，為京津冀地區(qū)礦山修復(fù)提供了技術(shù)參考，對區(qū)域環(huán)境修復(fù)和綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
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