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矿山生态修复技术规划十篇

发布时间:2024-04-26 03:57:57

矿山生态修复技术规划篇1

关键词矿区生态系统;人为干扰;修复与重建技术

中图分类号X3文献标识码a文章编号1674-6708(2010)18-0096-02

1人为干扰对矿区生态系统的影响

1.1人为干扰的概念

人为干扰是区别于自然干扰的另一种主要干扰方式,是指由于人类生产、生活和其它社会活动形成的干扰体对自然环境和生态系统施加的各种影响。人为干扰无论从伤害强度、作用范围、持续时间还是发生频率、潜在危害、诱发性等方面,都常常高于自然干扰。

1.2人为干扰的方式

对于中国矿区环境生态系统,人为干扰的主要方式是污染。主要包括:水资源的破坏和污染、废气污染、固体废物污染、噪声污染等污染。

煤矿开采矿区废水的排放使许多水域被污染,水质下降甚至丧失饮用水的价值,洗煤污水的污染程度较矿井水为重;煤矸石在露天堆放过程中,经雨水淋溶后部分物质形成地表径流进入土壤、地表水体或地下水体时,造成土壤、地表水或地下水的污染;煤矿开采过程中噪声污染主要是由于各种机械设备工作时所产生的,不仅直接影响的身体健康,还会影响周围居民的工作、生活和学习。

2矿区受损生态系统的特征

根据目前的研究成果,矿区受损生态系统的主要特征可以概括为:

1)生态系统受损伤的各种变化都始于结构的改变

矿区水土资源受到污染破坏、物种资源急剧衰减、矿区植被面积下降、植物光和作用的转换效率低,能量流动效率降低、物质循环受阻等,修复矿区生态需要借助于生态系统的外部力量才能促进矿区生态功能的转变,矿区生态治理和维持成本加大。

2)生态系统过程受阻和功能衰退是受损生态系统的主要特征

矿区产业结构的演变通过对生态系统的破坏力和生态修复能力而影响矿区生态系统功能的发挥。开发初期,矿区生态恶化程度较低,生态系统维持成本较低,矿区生态自我修复的能力较强,对矿区生态长期影响较小;矿区形成期,矿区污染和生态环境破坏力加大,矿区生态的自我修复能力急剧下降,治理成本上升,但是矿区生态治理在可以接受的范围之内,需要加大矿区治理的力度或实行清洁化生产,以消除开采过程生态系统的破坏力。如果失去矿山生态治理的时期,矿区进入衰退期,整个矿区的恶化程度急剧上升,矿区生态修复的周期长、成本高、修复能力脆弱,对矿区持续发展的长期影响大,严重阻碍矿区社会的持续发展能力。

3)关键组分和过程的状态决定着生态系统的回复进程

一个具有自我维持能力的生态系统才是真正健康的生命系统,生态系统的关键物种(如建群种、优势种、关键的传粉动物、顶级食肉动物等)和关键生态过程,在受损伤的的生态系统中还是否存在,对于受损伤的生态系统的恢复进程至关重要。在矿区生态修复的过程中,要注重生物种类、数量、生物量的增加,更要注重物种间的竞争和协同关系,才能更充分地利用系统自身的潜能,促进矿区生态系统的恢复进程。

3探索人为干扰下的生态演替规律

矿区生态系统是人类生态系统经过漫长的发展时期才产生的,在人为干扰下矿区生态系统先后存在3种不同的类型:

1)原始型矿区生态系统

人类社会早期矿区生态系统,社会生产力水平低,矿业开发利用程度很低,对自然生态系统的压力不大,生态与矿业开发的矛盾没有显现。

2)掠夺型矿区生态系统

19世纪开始社会生产力有了飞速提高,对矿产的需求量不断扩大。人们仅仅为了追求经济发展而进行掠夺式的开发,环境污染严重,矿区环境生态系统严重破坏。

3)协调型矿区生态系统

这种矿区生态系统类型以生态与经济协调和可持续发展的理论作指导,必将成为普通存在的先进矿区生态系统类型。矿产资源的综合利用率高,矿区灾害很少发生,矿区生态系统处于健康状态。

4矿区生态系统修复和重建技术

矿区生态修复的综合技术主要包括监测、预测及风险评估技术,管理技术,规划设计技术,工程修复技术,化学与生物修复技术。

4.1监测、预测及风险评估技术

主要是对矿区生态环境损害进行动态监测与预测,揭示损害的程度、范围、机理和规律及风险,为矿区生态环境治理技术的选择和有关法规与技术标准的制定提供依据。

4.2管理技术

主要是对受损矿山生态环境进行科学的管理、宏观过程管理以及矿山整个生命周期的环境修复管理。

4.3规划设计技术

矿区生态环境规划设计技术包括传统规划法和计算机辅助规划法。在详尽调查、监测的基础上,运用先进的规划技术和手段对矿区生态进行详细的规划。

4.4工程修复技术

包括回复生态系统的各种工程措施。应根据不同的破坏特征、不同的自然条件采取不同的技术措施,主要包括生态破坏的工程修复技术和环境污染的工程(物理)修复技术。

4.5化学与生物修复技术

指提高和改善重建系统生产力和环境安全的各种化学和生物措施,其中生物工程(含植物修复)、生态工程、化学修复和土壤改良技术等是十分重要的。

4.6采煤沉陷区生态修复技术

采煤沉陷是我国两大面广的矿区生态问题,其主要的修复技术主要包括疏排法、挖深垫浅法、充填复垦法、直接利用法、修整法、生态工程复垦法等方法。将土地复垦技术和生态工程技术结合起来,综合运用生物学、生态学、经济学、环境科学、农业科学、系统工程学的理论,运用生态系统的物种共生和物质循环再生等原理,结合系统工程方法对破坏土地所涉及的多层次利用的工艺技术。

5结论

本文主要阐述了在人为干扰下生态系统的变化,特别是对中国矿区生态系统的研究,提出矿区生态修复和重建技术,在开发矿产能源的同时,走经济与生态环境的可持续发展之路。

参考文献

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[3]萧笃宁主编.景观生态学.理论、方法及应用[m].北京:中国林业出版社,1991.

矿山生态修复技术规划篇2

[关键词]矿区;生态平衡;整治技术

[中图分类号]X171.4[文献标识码]a

我国是世界上煤炭产量最大的国家,煤炭作为我国的主要能源,约占一次能源构成的74%,为我国国民经济的高速发展提供了重要支撑。但近年来由于矿产煤炭资源开采等高强度干扰的负效应导致环境质量明显下降,由于直接挖损、采掘引起地表沉陷和煤矸石堆积等原因,破坏和占用大量的土地,使本已十分脆弱的自然生态系统不断退化,矿区退化生态系统稳定性差、自我调控能力低,产生诸如耕地数量急剧下降、农作物减产、生态环境恶化等形式的退化,表现出极端的脆弱性,甚至已威胁到矿区生态安全,同时也给人体健康带来直接或间接的负面影响(胡振琪,2009,2010)。因此,基于以往研究提出矿区土地生态整治关键技术,将为矿区土地生态整治提供科学依据。

1矿区土地生态整治研究进展

发达国家对矿区生态修复与调控技术研究非常重视。美国平均每年采矿占用土地4500hm2,其中47%已得到整治,1970年以来其生态治理率也达到70%左右;英国的土地生态恢复率达到87.6%;德国生态治理率达53.5%;澳大利亚矿区生态恢复与土地生态整治被认为是世界上先进的。我国矿区土地复垦与生态整治工作起步较晚,直到1989年《土地复垦规定》的生效实施,土地复垦才被真正得到重视。目前,我国的土地复垦与生态恢复工作发展迅速,已复垦土地34万hm2,复垦率已达12%。近年来,我国土地复垦与生态重建研究在土地破坏机理、复垦土壤生产力模型、土地复垦界面演替、残余变形预测、矿山区域土地与生态价值评价等以及非充填复垦和充填复垦技术方面取得了较大进展(胡振琪,1997,2001,2009,2010;白中科,1997,2004;卞正富,1998,1999,2000)。土地复垦与生态恢复研究内容更加注重生态与环境问题和生态持续能力的恢复,矿区土地生态整治将得到深入研究和推广;农林科学、生态学和环境科学等领域的研究成果也不断被引入土地生态整治中,使复垦土地重构、重新植被、土壤改良、侵蚀控制等技术更加科学高效(胡振琪,1997,2001,2009,2010;白中科,1997,2004;卞正富,1998,1999,2000;秦文展,2010)。

矿区土地退化是当今土地与生态环境科学领域研究的重要内容。国内外相关研究主要集中在研究退化土壤的定向培育技术,人工土壤构造技术,复垦土壤的侵蚀控制,污染土地适宜的覆土厚度,污染土壤生物修复技术等方面(胡振琪,2001,2009,2010;白中科,1997,2004;卞正富,1998,1999,2000)。目前,国内外矿区土地生态整治工作主要集中在工程处理、受损土壤物理处理和化学处理、生物处理以及矿区景观研究、主要污染治理和生态恢复技术包括开采沉陷预防及控制技术、煤矿塌陷区地表恢复及复垦技术、煤矸石山植被覆绿及景观重建技术、水资源综合利用技术、矿区环境综合治理技术及其应用等(胡振琪,1997,2001,2009,2010;白中科,1997,2004;卞正富,1998,1999,2000;李树志,2000)。

2矿区土地生态整治关键技术

2.1矿区植被恢复技术

植被作为矿区生态系统的重要组成部分,在很大程度上决定着矿区土地退化的进程和逆转,是矿区生态系统演化的主要指征之一,因此,生态系统退化阻控与恢复的核心问题最终归结到退化生态系统植被生态保育上。筛选适应矿区生态环境的适生植物是合理重建矿区植被的重要前提。一般地,所选植物应具有较强的适生性、固氮潜力、成活率和发达的根系。植被栽植应注重工程设计,更应重视植被保护及管理。

2.2人工土壤重构技术

土壤重构是在重塑地貌的地表再造一层人工的土体,以便于种植。复垦土地往往缺少熟化的表土或土壤贫瘠,一些人造表土可作为自然表土的改良剂或直接作为表土使用(胡振琪,2005)。

2.3沉陷地貌重塑技术

沉陷地貌是由于采矿运走了埋藏于地层内部的矿体和部分围岩,或者采矿的同时将地下水疏干,原来的力学平衡被打破,上部岩石发生弯曲变形,重新形成新的应力张力平衡,使地面下凹而形成的再塑地貌。与挖损地貌不同的是,沉陷地其地表物质组成不变,只是地面下沉呈坑状、凹型盆地,同时在四周出现裂隙。针对不同的沉陷地貌,可以采用煤矸石填充法复垦,作为农田进行再种植,或者作为迁村用地或路基。地貌重塑是土地复垦与生态重建的基础工程(汤惠君,2004)。具体的工程技术常见的有梯田法复垦技术、疏排法复垦技术、挖深垫浅法复垦技术、泥浆泵充填复垦技术、利用粉煤灰(矸石、塘泥)造地复田技术等。

2.4生物修复技术

矿区生态恢复主要的生物技术措施包括植物修复和微生物修复。植物修复主要是利用超富集植物对重金属的吸收作用把重金属由地下转移到地上部分,收割地上部以降低土壤中重金属含量。另外,利用重金属耐受型植物稳定修复也是较好的途径。豆科植物是理想的先锋植物,可加速脆弱矿区生态演替(黄铭洪和骆永明,2003)。

微生物修复是指利用微生物的代谢活动降低土壤中有毒有害物的浓度或使其无害化,从而使污染土壤环境尽可能恢复到原始状态的过程(黄铭洪和骆永明,2003)。近年来,关于丛枝菌根(am)真菌在矿区土地生态整治中的应用研究越来越深入。是自然界中普遍存在的一种土壤微生物,90%以上的陆生有花植物都能与它形成共生体系。丛枝菌根能够促进植物吸收利用矿质养分和水分,提高作物抗逆性和抗病性,改良土壤结构,增强土壤肥力,提高苗木移栽成活率,促进植被恢复,丛枝菌根的这些生理生态特性使得菌根技术具有克服矿区生态重建中氮、磷及有机质含量极低、土壤结构不良、持水保肥能力差、极端值、干旱或盐分过高引起的生理干旱等潜力。在受损的生态系统中人为地引入am真菌接种剂,能够加速被破坏生境中植被的恢复。在长期世代演替的自然生态系统中,am真菌是其结构发生变化的一个重要调节因子,已被认为是矿区、退化草场等生境植被恢复的“生物调节剂”。迄今为止,已有很多关于应用菌根生物技术恢复退化生态系统的成功范例。澳大利亚在矿区土地复垦中广泛地使用了菌根生物技术。在煤矸石山和矿区塌陷地栽培植物时接种am真菌,不但提高了植物的成活率,而且提高植被盖度,增加了物种丰富度,对植物生长具有明显的促进作用,对土壤具有一定的改良效应,提高了生态系统的稳定性(毕银丽等,2007,2008,2010;杜善周等,2008)。大量的试验已经证明在被扰动生境的恢复过程中,外来菌种的引入和土著菌种的培育可以增加植物的产量,也可以促进原生植被恢复。

2.5化学改良技术

多数矿区退化土壤缺乏有机质和矿质营养元素。整治土地未来利用方向为农林业的,其首要前提是培肥土壤。有机废弃物可作为土壤添加剂,同时可通过螯合作用降低其毒性。包括化肥等无机添加剂也可有效改善土壤肥力特性,大部分矿区废弃地缺乏n、p等营养物质,一般添加肥料或利用豆科植物的固氮能力来提高土壤肥力(黄铭洪和骆永明,2003)。

2.6景观恢复技术

采矿迹地是剧烈人为干扰下的一种特殊景观类型,是人类为获得矿产资源而对土地进行剧烈改造的区域。基于景观生态规划与设计的生态重建就是使采矿废弃地具有具体利用方式和一定水平的生产力,维持相对稳定的生态平衡,与周围景观特征相协调,最终达到生态整体性目标。矿区废弃地有多种类型,不同类型具有不同的生态重建途径。矿区废弃地隶属各种尺度的景观类型,基于景观生态学原理设计科学的景观格局和适合的生境条件,即依靠景观生态规划与设计实现生态重建目标(龙花楼,1997;陈秋计,2006;谢宏全,2007)。通过土地整治和生态建设提高自然和半自然生境的面积,增加土地利用的多样性和景观要素的镶嵌性,以提高农田的生物多样性保护和景观娱乐休闲功能。

农田景观恢复施工技术。矿区开采沉陷量不大或开采下沉后土地坡度变化较小的非积水塌陷区。采用直接平整利用或自然恢复利用的方式:积水较少区利用煤矸石、粉煤灰等固体废弃物进行充填复垦;积水较深区域,采用挖深垫浅法,建立塘基式农田;未稳定沉陷区采用预复垦。

另外,对于位于沉陷区的村落,可采用村落恢复技术,在新农村建设中注意保护、规划村落,发展中心村,节约用地,维护乡村特色。矿山尤其是露天矿采矿时常常会破坏山体,可采用山体恢复技术对山脊生态廊道进行修复,保持山脊线的自然连续性,并尽可能留出更宽的视线通廊。

参考文献:

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矿山生态修复技术规划篇3

关键词:矿山环境;治理模式;生物修复

中图分类号:D922文献标识码:a

我国矿山生态环境污染与破坏十分严重,矿山开采不当造成地表塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、水体污染、矿震等各种地质灾害,给国家造成了严重的经济损失并危及人民生命财产安全。做好矿山环境地质环境工作迫在眉睫。

一、我国矿山环境治理现状

由于我国矿山数量众多,生态环境问题严重。因此,矿山环境治理是一项巨大的系统工程,具有长期性、艰巨性、复杂性等特点。从总体上成绩显著,任务艰巨,问题突出,有喜有忧。

1、主要成就:

(1)加强制度建设。从国家层面修订法律法规,制定了一系列方针政策和规章规划,注重从源头上治理和保护环境。

(2)加强全国范围的工作部署,开展大规模全面系统的矿山地质环境调查与评估,摸清了我国矿山环境的基本情况。

(3)加大对矿山环境的综合治理力度,政府和企业投巨资实施矿山环境治理示范工程,收到了显著成效。

2、主要不足:

(1)基础薄弱。我国基础地质工作程度总体偏低,矿产勘查后备基地较少当前2/3的国有骨干矿山已进入中晚期,国内矿产资源保障程度下降,迫切需要加大勘查力度,高强度的开发导致矿山环境恶化。

(2)制度缺失。我国矿山环境管理制度包括国家法律、法规、条例和行政规章规定。当前在制度建设方面,尚需改进和加强。

(3)管理缺位。在矿山开发与生态环境保护过程中,一些地方政府和矿山企业负责人由于大局观念淡薄,受政绩和利益驱动,片面强调发展速度,降低经济建设的生态环保门槛。

二、我国矿山环境问题日益严峻及原因

2010年,国家环保总局、国土资源部、国家安全生产监督管理局三部门首次联合了矿山生态环境保护专项执法检查行动。结果发现我国矿山开采生态破坏和环境污染仍十分严重,大型矿山生态恢复困难重重,小型矿山乱采滥挖破坏生态现象普遍,矿山生态环境保护监管薄弱,局部地区出现失控。我国矿山生态环境呈现出局部好转,整体恶化的局面。

导致我国矿山环境问题严重的原因主要有以下几方面:

1、管理薄弱,法律法规不完善。

长期以来,我国的矿山环境管理十分薄弱,矿山地质环境保护的法律法规分散,且操作性不强。在立法上,《环境保护法》、《矿产资源法》、《煤炭法》、《水土保护法》等都提出了原则性的要求,但缺少具体的、具有针对性的管理法规。在管理体制上,矿产资源开发分散在十多个部门管理,矿山地质环境管理又涉及多个执法部门,职能互相交叉,严重影响矿山地质环境的治理与保护工作。

2、矿山环境治理缺乏有效的机制。

我国部分矿山企业是在计划体制下建立的,建国几十年来,开采了大量的矿产资源,为国家经济建设做出了很大的贡献,利润大部分交给了国家,国家没有给企业留下矿山治理的资金,现在让企业负担多年形成的矿山环境破坏的责任,企业无法承担。另外,目前我国许多矿山企业处于亏损或维持状态,无大量财力投入。

3、治理技术欠缺、融资渠道不畅通。

矿山地质环境预测滞后,缺乏恢复手段。矿山地质环境保护特别是地质灾害治理是一项专业性和技术性很强的工作,但目前缺少矿山环境保护工作所必需的技术投入和支持,矿山开采技术落后,矿山地质环境预测滞后,并缺乏生态环境恢复的手段。同时,矿区生态环境恢复是一个系统工程,需要投入大量的资金。由于部分国有矿山企业经济效益不高、负担重,使得矿山环境治理工作困难重重。

三、矿山环境治理的对策

1、研究探索矿山环境治理技术

只有探索和研究一条治理矿山环境治理的各种技术才能从根本上解决矿山环境问题。将法律法规和技术相结合,这就为矿山环境治理工作带来了很大的方便,从而为各项事务的实施提供了可靠的证据,以免出现不必要的纠纷和事故。当然,不同类型的矿山开采所采取的技术也不尽相同。例如开发放射性元素的矿山,处理的技术应该以放射性元素的处理技术及方法相关;露天开采的矿山则是对该区域的植被破坏严重,产生的污染一般表现为灰尘污染,而地下开采多半表现为地质塌陷等灾害,针对地表和地下开采所采取的技术路线肯定不同。

2、借鉴国外矿山环境治理的经验

我国的矿山环境治理还未发展成熟,因此,这就需要根据我国矿山环境的特殊情况,对国外矿山环境治理的经验加以借鉴。如美国就对矿山环境治理的制度方面做了很多的工作,它制定了矿山环境审查评价制度、环境恢复保证金制度及矿山环境许可证制度等;澳大利亚也采取了一项行之有效的办法,即一边开采一边把开采结束的矿山进行修复。这些制度、原则都是我国矿山环境治理过程中需要学习和引用的。

制定系统的、健全的矿山环境治理法规制度

政府相关部门应制定严格的矿业行业法律法规制度,去约束我国矿山开采时所暴露出的污染生态环境的行为。目前,关于环境的保护法规制定了很多,但是关于矿山环境治理的法规却很少,笔者认为这是由于矿山环境的特殊性决定的。或者某些环境法规虽对矿山环境的治理进行了规定,但是针对性并不强。

四、现阶段所用的治理模式

1、强工程模式

该模式强调的理念是安全重于一切。主要适用于土地资源破坏效应和次生地质灾害效应较严重的矿区,针对矿山环境问题中稳定性问题突出的治理对象。

采用该模式的首要目的是恢复和提高治理对象的安全性,优先考虑的治理对象是非稳定地质体。治理对象属于成灾风险指数较高的一类,即成灾危险性和致灾可能性较大,且危害性严重,若不及时采取工程治理措施,一旦具备了条件,可能导致次生灾害。

2、强生态模式

矿山生态环境包含了矿区范围内的大气、水体、岩土、地下矿藏、地上植被、地貌景观、以及在此环境中生存的包括人类在内的一切生物。矿山生态环境的破坏起因于矿产资源开发,其结果往往是水土破坏、矿产资源耗竭,后果殃及构成矿山生态环境的每个构成要素。

强生态模式提倡的理念是创造可持续发展的矿山生态环境。主要适用于景观与生态破坏效应严重的矿区,沙漠化、水土流失、地貌景观破坏等问题突出的治理对象。这类矿山环境问题属于累进性问题,是矿山环境经受长时间影响、被深层次改造的后果。此类问题对应的矿山环境只能在一定程度上加以改善,也就是将遭到破坏的矿山生态环境予以修复。争取修复后的矿山环境能逐步实现生态环境良性循环,恢复其自身的再生能力、自净功能、物种演进等功能。

3、强生物模式

该模式原理是理顺生物链,主要适用于水土污染问题突出的矿区。当矿山环境问题重点反映在水土污染方面,污染程度严重到超出了环境自我恢复能力,需调用强生物工程模式进行治理。

多元复合模式

一般情况下,待治理的矿区往往环境问题成堆,呈现多种矿山环境问题复合、多种环境效应叠加的状况。多元复合治理模式适用于此类治理对象。该模式强调的是治理技术的针对性和有效性。其适用于土地资源破坏效应、水环境效应和次生灾害效应等环境效应并存的规划治理区。

多元复合模式的组合形式可以是两两组合或者三者并用,多元模式又可根据需求组成强化复型与弱化复合型,强化型多针对矿山环境效应严重、风险等级较高的情况;弱化型用于矿山环境效应相对稍轻、风险等级较低的情况。

结语:

基于以上所述,我国的矿山环境治理是亟待开展的核心工作,它的重要意义在于对矿山环境进行治理,有利于我国建立一个环境友好型的国家;对矿山环境进行治理,显示了我国政府对环境保护的决心,向世界证明我国政府是相当重视环境问题的;对矿山环境进行治理在追求经济利益的同时,人类所生存的环境依然良好。

参考文献:

[1].赵仕玲.国外矿山环境保护制度及对中国的借鉴[J].中国矿业,2007,16(10):35—38

矿山生态修复技术规划篇4

主题词:沂源 矿管 形势 对策

一、形势分析

(一)现状分析。一是资源条件分析。我县地处鲁中山区,地质构造发育,山石资源非常丰富,特别是建筑用石料及建筑用风化砂资源分布广、储量大、品位高、赋存条件好,大张庄镇、鲁村镇、悦庄镇、南鲁山镇建筑用风化砂资源丰富;西里镇、南麻街道、鲁村镇、悦庄镇、燕崖镇建筑石料资源丰富,为我县规模化、集约化开发山石资源提供了良好的资源基础。二是开发条件分析。受社会经济发展历史阶段所限,我县山石资源开发历史上一直处于原始“开山劈石”状态,以往的粗放式、低效化开采形成的“多、小、散、乱”资源开发模式给我县生态环境带来一定的负面影响。特别是十八大以来,随着绿色发展理念的深入人心,这种粗放式、掠夺式、破坏式开采模式已难以为继,必须转变开发模式,规模、集约、绿色、环保开发是唯一出路。从我县生态建设实际看,山石资源开采条件差,受限因素多。虽然资源分布广,但我县属于重点生态功能区,不在“三区两线”可视范围内、不占用生态公益林且不占用耕地,离居民点远适宜大规模开发的山石资源很少。三是管理现状分析。自2015年6月市政府办公厅下发了《淄博市石灰石矿山关闭治理工作实施方案》(淄政办字[2015]55号),对石灰石矿山实施关闭治理,并明确规定除市政府确定保留的石灰石矿山外,全市停止审批新设、扩界和延续石灰石采矿权。2016年8月,山东省环保厅、国土资源厅等5部门联合印发了《山东省露天开采矿山专项整治行动方案》(鲁环发〔2016〕162号),明确提出:加强源头管控,严禁在“三区两线”可视范围内和城乡结合部发放采矿许可证;对其他区域,自2016年10月1日起,各地原则上暂停新设露天开采矿山审批。为落实上述政策,我县采取了两方面措施。一方面,加大关闭力度,对28处山石资源矿山实施了关停。截至目前,全县有证矿山13个,其中铁矿6个(华联矿业4个证,鲁南矿业2个证),煤矿1个,矿泉水1个(一直未开采),花岗岩3个(其中1处一直未开采、2处处于停产状态),砖瓦用页岩1个(为西里镇苗庄砖厂提供原料),建筑用砂1个(批准范围内资源已近枯竭),无建筑石料矿山。另一方面,加大治理力度。根据淄博市人民政府办公厅《关于印发淄博市已关闭露天矿山生态修复实施方案的通知》(淄政办字[2018]26号)文件精神,结合我县实际编制上报了《沂源县已关闭露天矿山生态修复实施方案》,完成了93处历史遗留矿山地质环境问题野外调查,并在此基础上,编制了已关闭矿山地质环境治理规划;完成了6处废弃矿点复绿工程,启动了8处已关闭矿山地质环境治理,其中,2处(洪成、宝隆)已基本完成治理任务,1处治理(春军)也已接近扫尾阶段,其余5处正在进行治理。

(二)问题分析。一是生态保护与保障发展之间的矛盾十分突出。2015年,我县根据市政府要求,关闭了辖区内所有建筑石料用矿山,仅有的1家风化砂储量也接近枯竭,而基础设施、民生工程建设所需最多的也是砂石资源,光堵不疏导致建筑砂石价格飞涨,受巨大利益驱动,私采滥挖及以平整场地、恢复治理、土地复垦等各种项目名义偷采山石资源的行为屡禁不止,不仅造成国有资源流失,也给国土执法、安全监管带来很大压力,目前,实行24小时不间断执法也堵不住受巨大利益诱惑的不法行为发生。发展对砂石资源的需求与生态对资源的约束之间的矛盾在我县十分突出,亟需破解。二是传统认知与现实条件存在一定偏差。一方面,受以前传统开发模式的影响,矿区周边群众和一些基层管理者一提起开石挖山普遍非常抵触,认为山石资源开采既破坏了当地生态环境,又增加了安全、环保监管压力,对地方没有一点好处,不允许开采最好;但目前随着山石资源供给侧改革的深入推进,如果提高安全、环保标准,加大恢复治理投入,对山体实施统一规划,整体开发,整体恢复,并不会造成很大的生态环境破坏。另一方面,采矿者普遍缺乏“规模化、环保化、绿色化、共享化”开采理念,对先进开采技术、全封闭化加工、矿地和谐化发展等新开发模式还处在模糊认识阶段,缺乏实际可参考的例子。三是受资源效益瓶颈约束,绿色矿山建设推进缓慢。我县露天开采的山石资源持证矿山目前只有3家饰面用花岗岩(1家一直未开采、2家因企业效益不好处于停产状态)及1家建筑用砂(矿区范围内批准的资源已濒临枯竭)。受市场环境、资源储量、品位等因素影响,采矿权人普遍缺乏长远发展规划,对绿色矿山建设处在观望状态,导致我县绿色矿山建设总体进展不理想。四是历史欠账多,已关闭历史遗留矿山地质环境修复难度大。一方面,治理资金筹措难度大。我县已关闭矿山大部分是政策性关闭,治理责任主体是地方各级人民政府。据前期调查结果初步统计,我县历史遗留已关闭矿山总数共93处,需要治理的共82处,需要治理总面积2645.15亩,约需治理资金8215万元。而我县自2010年按照政策规定共收取28家矿山治理保证金553.79万元,仅靠财政投入和已收取的恢复治理保证金开展已毁山体治理资金缺口多、治理难度大。另一方面,激励政策、机制很不完善。政府出台的各种规范性文件都有“开发式治理、市场化运作”这种提法,但具体如何操作又缺乏有力的政策依据。按照目前国家政策规定,除了“群众自采自用开采少量矿产资源和工程建设在批准的用地范围内开采只用于本工程建设的矿产资源”两种情形外,其他只要没有取得采矿许可证的开采行为都属于非法采矿范畴,按照这个规定,恢复治理中台阶开采形成的废石料只能用于治理,不能外卖,一旦外卖,就造成非法采矿。而如果不允许外卖,多余的石料就无处堆放,同时,治理资金就无处筹措,早成两难局面。五是监管手段薄弱,缺乏有力监管。一方面,山石资源开采、地质环境恢复治理等地矿管理工作由于行业特点,技术含量高,专业性强,需要强大的专业技术机构作支撑,而县级相对来说,监管技术人员相对缺乏,对矿产资源开采、治理等工作缺少有力监管。另一方面,由于行业特点,广大干部群众大都认为开矿挖矿、修复治理就是国土部门一家的事,政府主导,国土、环保、安监、林业等职能部门齐抓共管,镇、村及矿区周边群众联合参与的监督局面还远没有形成。

二、建议

为彻底改变目前光堵不疏的管理模式,加快山石资源利用方式新旧动能转换,达到既保证经济社会发展对山石资源的需求,又能实现绿色、环保矿业开发,提出如下建议。

(一)开源节流,实施资源整体、环保开发。对符合生态红线保护规划和矿产资源总体规划、远离“三区两线”可视范围、植被覆盖率低、储量大品位高且适合规模集约开发的3处区域(悦庄镇迟家峪—桃花峪地区建筑用砂矿区、沂源县悦庄镇下龙巷建筑用石灰岩矿区、西里镇蝙蝠峪地区建筑石料用灰岩矿区)组织有关部门、镇办和专家进行详细论证整体开发的可行性。开发实行资源储量和生产规模双控机制,生产规模不低于100万吨/年,服务年限不少于10年,建设标准必须达到绿色矿山建设规范要求;新办矿山必须按照招拍挂方式公开出让,所得资源收益除去上缴中央、省分成的60%以外,按照县、镇、村三级进行合理分成,县级分成原则上用于历史遗留矿山恢复治理,镇村分成用于原承包人补偿和日常监管。

矿山生态修复技术规划篇5

关键词:采矿工程专业;高等工程教育;可持续发展;卓越人才培养模式

中图分类号:G640文献标志码:a文章编号:1674-9324(2014)15-0205-02

为适应我国从矿业大国向矿业强国发展的需求,高等教育和高等学校采矿工程专业必须顺应国家大政方针政策的指引,根据社会经济可持续发展对矿产资源开发要求,以及国民经济的可持续发展要求在全球范围获取矿产资源的形势,结合采矿工程的工程教育特点,根据卓越工程师培养计划要求,着力改进和完善人才培养教学体系、加强素质教育,培养掌握现代高新技术和决策能力的综合性、国际化矿业类卓越技术人才。为此,东北大学采矿工程专业作为每年向国家输送大批高层次矿业专业技术人员的工程教育重点建设专业在以往教学改革成果基础上,总结我国工程教育历史成就和借鉴国外成功经验,进一步解放思想,更新观念,对本专业工程教育人才培养模式进行了改革。

一、成果简介及主要解决的教学问题

根据我国工程教育改革发展的战略重点:一是要更加重视工程教育服务国家发展战略;二是要更加重视与工业界的密切合作;三是要更加重视学生综合素质和社会责任感的培养;四是要更加重视工程人才培养国际化。东北大学采矿工程专业以培养卓越工程人才为目标,对原有人才培养模式进行改革,取得了一系列高水平的效果。其中:《采矿学》课程2008年被评为国家精品课,《岩石力学》课程2008年被评为辽宁省精品课;《采矿学课程建设与教学改革实践》教改项目2008年获东北大学教学成果特等奖,2009年获辽宁省教学成果一等奖;《矿业类研究型人才培养教学体系的研究与实践》教改项目获2010年东北大学教学成果特等奖,2012年获辽宁省教学成果一等奖;《采矿学教材建设》教改项目2012年获宁省教学成果一等奖。采矿工程专业于2010年被教育部评为国家特色专业;2012年本专业被列入“国家卓越工程师教育培养计划专业”,以卓越采矿工程师培养为背景,东北大学2012年申报的“采矿专业综合改革试点”被教育部列入《高等学校本科教学质量与教学改革工程》项目进行重点建设。多年来围绕教学改革的教材建设工作,目前已经完成包括《采矿学》等教材建设20余部,其中《采矿学》等4部教材为部级规划教材。

新的人才培养模式的建立围绕国家资源战略对矿产开发利用技术的重大需求,针对现代矿业的新特点与内涵,以新的视野和思维,能够解决深部困难条件的安全高效采矿方法和工艺问题、经济-生态一体化规划设计及数字矿山、矿山动力灾害发生机理与预测、矿山生态修复与矿山废弃物资源化利用等问题。

二、成果解决教学问题的方法

21世纪的矿业类人才必须具有可持续发展所需的资源观、经济观、生态观和全球观。针对这一全新的要求,本学科对教学体系结构在原有基础上优化与调整。在以往教改成果基础上,以构建创新型国家和社会需求为导向,按照我国工程教育改革发展的战略重点,教育部培养卓越工程人才的总体要求,充分借鉴世界先进国家矿业工程类专业高等工程教育的成功经验,进一步探索矿业工程类专业卓越工程师教育培养模式,引入先进的教育教学理念,发挥产学研合作教育传统与优势,实施矿业类专业高等工程教育人才培养模式综合改革建设。新的教学体系建设重点落实在主干专业课群教学内容的改革上,在采矿方法与工艺教学中增加了新方法、新工艺、优化技术和信息技术的应用。改革目标最终实现优势集成、资源整合、特色鲜明,为国家矿产资源开采领域培养大批具有扎实基础理论、宽厚专业知识和坚实实践能力的卓越采矿工程人才,成为资源环境领域面向全国、紧跟国际科技前沿的理论研究、技术创新及高级专门人才培养基地,为我国走新型工业化道路和建设创新型国家提供坚实的人才支撑和智力保障。

本次主干专业课群教学内容的改革以矿产资源的安全、高效、生态型开发和利用为主线,实现教学与科研的互动和相互促进,凝练成四个主要研究方向作为实施改革目标,进行重点建设:(1)深部困难条件的安全高效采矿方法和工艺问题。以复杂难采矿床的“两高”(高效率、高效益)、“三低”(低损失、低贫化、低事故隐患)开采为目标,以“三律”研究(散体流动规律、岩体冒落规律、地压活动规律)为基础,开展绿色、高效、低贫损、低废、安全开采的工艺、方法和技术研究。基于研究提出的随机介质放矿理论、控制岩体冒落的冒落线与冒落散体的相互作用原理、控制地压活动的崩落卸载原理等,研发金属矿床地下高强度、低贫损开采工艺技术、巷道与采场支护理论、厚矿体高效开采模式、中厚矿体低贫损开采模式、卸压开采技术、岩体综合稳固技术、水体下采矿、岩体冒落预测和控制技术等,形成了“三律”适应性开采理论与技术体系。(2)经济-生态一体化设计与数字矿山。适应经济-生态一体化设计与数字矿山要求研究开发矿山开采方式、方案的生态化、数字化设计方法与平台,在矿产开发中践行“环境友好型设计”的新理念,在露天金属矿和煤矿的整体优化、地下和露天矿生态压力量化和生态成本计算方面,取得重要进展,基本形成了矿山开采重要决策的优化理论与方法体系,具有自主知识产权的矿山优化设计软件系统,实现了整个矿床的经济效益最大化和环境冲击最小化;进一步完善岩石应力与灾变遥感观测实验系统,建立三维建模与仿真实验系统和高精度变形监测系统,基本形成数字矿山的数据集成、共享、建模平台,初步建立了采矿虚拟现实系统。(3)矿山动力灾害发生机理与预测。以岩石工程中的破裂失稳与智能控制为核心,运用实验、理论分析和数值试验方法,系统地研究岩石破裂与失稳的基本理论和控制技术。基于提出的失稳加载条件下研究岩石破裂全过程的学术思想,研究非均匀岩石介质的脆性损伤失稳理论,揭示破裂过程中的伴随特征(声发射、红外辐射等);针对深部开采的“三高”(高地压、高地温、高井深)对矿产开采提出的新要求,深入地研究“三高”环境下岩体的力学性能进行,以围岩破损区、关键点位移、最大拉应力、工程成本等的综合判别作为优化目标,研究结构可以自动识别的神经网络模型、优化目标与各影响因素之间的非线性关系;基于遗传算法构建多参数、全局空间上的搜索算法,建立考虑地质和环境力学效应的分区优化理论。研究适应深井困难条件的新方法、新工艺,如利用高地压进行诱导冒落和破碎的节能开采方法、废石不出坑的绿色采矿工艺等,并应用现代监测技术,研究高压、渗流和动、静载荷下岩体的破坏机理,实现岩体失稳的有效预测。以降低矿产资源开发利用对生态环境冲击和提高矿物性能与附加值为目标,(4)矿山生态修复与矿山废弃物资源化利用。进一步推进矿山生态复垦,以废弃物的生态化利用,建立矿业清洁生产与矿业循环经济产业模式,以减少土地占用为目的,研究煤矸石、金属矿山剥离废弃物及选矿尾矿等矿业废渣的综合利用和高性能、高附加值矿物材料制备成套技术。将矿业废渣无废化、减量化处置与充填采矿、环境保护紧密结合,构建无废矿山新的矿业发展模式,实现矿山无废、绿色开采。

通过科研与教学的互动,把最新的科研成果融入到教学活动中,促进学生深刻理解采矿工艺过程和矿业发展趋势。

三、成果的创新点

1.新教学体系改革更加重视工程教育服务国家发展战略;围绕国家资源战略对矿产开发利用技术的重大需求,针对现代矿业的新特点与内涵,以新的视野和思维,能够解决顺应深部困难条件的安全高效采矿方法和工艺问题、经济-生态一体化规划设计问题、矿山动力灾害发生机理与预测、矿山生态修复与矿山废弃物资源化利用问题。

2.以培养“综合素质高,社会责任感强”的创新性、实践型人才为目标,将人才培养定位与社会背景、产业背景、职业岗位背景及其发展趋势紧密结合,与学生综合素质和社会责任感相结合,为矿业培养既掌握现代采矿技术,又掌握科学决策手段,能够从技术、经济、资源、生态等角度甚至战略的高度综合考虑矿产开发问题的卓越专业人才,是本专业的教学与人才培养特色。

3.根据工程教育的特点,构建采矿虚拟现实系统实践教学平台,建立三维模型,模拟凿岩、爆破回采等采矿工艺过程,促进学生对采矿工艺的理解和掌握,并实现采矿三维设计,提高学生的采矿设计能力和实践能力。

4.以国家“211工程”和“985工程”重点学科建设项目为契机,以完善“理论教学、实验教学、工程实训、科研训练”四个环节有机结合的高层次创新人才培养模式为目标,与山东招金集团联合建设国家工程教育实践中心,构建实践教学系统平台,以矿产的安全、高效、生态型、信息化开发为核心,建设一个以现代高新技术和现代信息与决策技术为主导、能够解决未来矿山开采关键技术难题的矿业新技术研究基地和实践教学基地;通过产学研结合,着重培养学生的工程实践能力。夯实“实验教学、工程实训、科研训练”三位一体的递进式、全学程的实践教学培养体系。

四、成果的推广应用效果

本项目实施教学体系改革取得的研究成果不仅作为新知识更新到课堂上让采矿专业教学紧跟世界采矿科技的发展步伐,让学生的专业知识结构和理念得到更新,同时,也为各大矿山解决现场实际问题提供科学依据和技术手段。如:深部开采硬岩破坏、冒落规律研究成果先后为大石桥圣水菱镁矿、弓长岭铁矿等矿山诱导冒落开采方案提供了科学依据;露天转地下提出的崩落法多分段同时回采技术,成功解决了过渡期增产衔接难题,顺利解决了厂坝铅锌矿、海南铁矿、黑山铁矿、小汪沟铁矿等矿山的露天转地下生产难题。对复杂多空区矿体开采提出的利用基于“三律”(散体移动规律、地压活动规律、岩体冒落规律)的诱导冒落开采技术,达到了低损失、低贫化、低事故率、低成本、高效率的“四低一高”先进开采工艺技术体系。新建成的散体力学实验室为研究散体压力场和速度场提供了实验条件,为崩落法开采中的放矿规律等研究提供了装备和技术保障,如赞比亚Chimbishi铜矿、北铭河铁矿、弓长岭和眼前山铁矿等的采场结构参数优化提供了分析研究手段,结构尺寸进一步增大,矿石损失贫化大幅降低,大大降低了生产成本。

通过学生实践能力和创新精神的培养、实验教学及实践教学基地的建设,使学生实践、创新、科研能力有了较大提升。近几年本专业有百余名学生参加了相关教师的科研课题、80余人参加了校级创新实验以及国家大学生科技创新实践活动,其中9项活动为校级优秀,5项省级奖励,2项部级奖励。

新知识体系的构建,使学生知识面得到了有效拓展;同时综合素质和强社会责任感的国际化人才培养使我们的毕业生就业从国内扩展到国外,就业面从以前单一的有色和冶金矿山行业,扩展到石油、海洋、资源环境评价、地理信息系统和资源规划与管理等诸多行业。毕业生就业率连续5年100%,供需比达到1∶5~1∶6。

参考文献:

[1]教育部.卓越工程师教育培养计划(简称“卓越计划”)[eB/oL].

http:///high/tbch/2010/zygcs/,2010,(6).

[2]新华社.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)[m].北京:人民出版社,2010.

[3]新华社.国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020年)[m].北京:新华社,2010.

[4]魏德洲,王青,任凤玉,等.矿业类研究型人才培养教学体系研究与实践[J].教育教学论坛,2011,(33).

[5]魏德洲.关于地矿类创新型人才培养的思考[J].教育教学论坛,2011,(29).

[6]魏德州,王青,顾晓薇,等.采矿工程专业创新型人才培养教学体系建设与实践[J].教育教学论坛,2011,(30).

[7]王青,顾晓薇,凤玉等.采矿学课程建设与教学改革研究[J].重庆大学学报(社会科学版),2010,(16).

[8]丁烈云.建设学生的大学、学者的大学、学术的大学[n].光明日报,2013-03-03.

矿山生态修复技术规划篇6

关键词:采矿废弃地;生态恢复;滇池流域

中图分类号:S718.52;S728文献标识码:a文章编号:1671-3168(2012)01-0072-06

ecologicalRestorationtechniquesforminingwastelandinDianchiBasin

ZHoUHuirong

(ecologyBranchofYunnanForestryinventoryandplanninginstitute,Kunming650031,China)

abstract:accordingtothecharacteristicsandlandtypesofminingwastelandinDianchiBasinminingarea,withtheideascombinedrehabilitationanddevelopmenttogether,thispaperproposedthreekindsofecologicalrestorationtechniques:topographyrecoveryandmaintaintechniques,soilmatrixrecoverytechniquesvegetationrecoverytechniques,andelaboratedmethodsandmeasuresonvariousaspectsoftechnology。takingHuangtupoquarry,KunmingeconomicandtechnologicalDevelopmentZoneinDianchiBasinasexample,technicalpointsofecologicalrestorationofquarrywastelandalsobeensummarizedinthispaper。

Keywords:miningwasteland;ecologicalrestoration;DianchiBasin

收稿日期:2012-01-13.

作者简介:周惠荣(1975-),女,广西柳州人,工程师。从事林业调查规划设计工作。长期以来,滇池流域范围内的大量矿山开采对流域生态环境及整体景观造成极大影响,为此,昆明市委、市政府作出全面关停滇池流域“五采区”的决定,矿区关停后形成的大量采矿废弃地亟需治理和开展生态恢复。

开展采矿废弃地生态恢复工作是保护滇池流域生态环境、建设昆明宜居城市的重要举措,也是推动“城镇上山”和工业项目上山实施的土地专项整治重点之一。由于采矿废弃地是一种严重退化的生态系统,其生态特点接近于裸地,生态恢复难度极大,恢复技术的选择和设计尤为关键。

1采矿废弃地生态恢复的主要理论基础

1.1恢复生态学理论

恢复生态学理论认为,退化生态系统依靠自然恢复或通过人工措施,采用适当的工程方法和植被重建,可恢复退化的生态系统[1],且恢复后的生态系统具有自我维持和自我调节能力。自然恢复指生态系统受损未超负荷,压力和干扰去除后,恢复可以自然发生。当生态系统的受损超负荷并不可逆时,依靠自然力很难或无法使系统恢复到初始状态,必须依靠人工措施恢复,如图1所示。

图1生态恢复途径

Fig.waysofecologicalrestoration

许多研究认为,自然恢复会形成更为稳定、丰富的植被群落,但采矿废弃地上植被的自然恢复是十分缓慢的,出现木本植物定居最快也要在5年以上,再经过20~30年,木本植物的盖度才能达到14%~35%[2],50~100年左右才能渐渐恢复,而土壤系统的恢复可能要持续100~1000年[3]。采矿废弃地属极度退化生态系统,其受损是超负荷的,是生态学中典型的极端条件下的恢复和重建[4],恢复途径应以人工恢复为主。

1.2基础生态学理论

相关的基础生态学理论主要有群落演替、限制因子、生态适宜性和生态位、生物多样性等理论。限制因子即影响植物生长的土壤、水分、温度或光照等一个或多个因子;生态适宜性及生态位理论中,“生态位宽度”、“生态位重叠”被认为是物种多样性和群落结构的决定因素[5]。生物多样性有利于维持生态系统长期的生产力和稳定性。

生态恢复一般应遵循从低级到高级、从先锋群落到顶级群落的演替规律,并首先解决恢复中的限制性因子问题。生态位宽的物种具有较强适应性,可作为先锋树种;生态位重叠小的物种适宜作为伴生树种,需考虑适宜的个体数量以维持物种多样性。

林业调查规划第37卷第1期

周惠荣:滇池流域采矿废弃地生态恢复技术

1.3景观生态学理论

景观生态学理论认为,景观异质性有利于物种生存延续和生态系统稳定,结合景观异质性原理建立生态恢复的目标,可给退化生态系统恢复带来现实、空间联系及高效的优势。

生态恢复除了物种层次、种群和群落层次的恢复外,还应考虑景观层次的恢复,即从更广的区域至景观尺度综合考虑。但景观层次的生态恢复实践刚起步,其尺度大小和有效性有待研究。

1.4土壤学理论

土壤是植物生长繁育的基础,不同土壤的理化性状,即土壤物质组成、质地、结构、养分以及水、气、热状况等直接影响到植物能否健康持续生长。

采矿废弃地中,只有在土壤基质恢复的前提下,植物群落才能在废弃地上重新构建,而后生态系统才能渐渐恢复。

2采矿废弃地现状

2.1采矿废弃地类型及特点

滇池流域采矿废弃地共224个,总面积为2990.6hm2,分布在主城四区及呈贡新区、经济技术开发区、晋宁县,均位于滇池流域Ⅱ级保护区范围内[6]。开采方式均为露天开采,根据采矿矿种可分为采石、采矿、取土和采砂4类废弃地,其中以采石、采矿(主要是磷矿)类废弃地为主,分别占总面积的40.3%和40.6%。

2.2采矿废弃地对滇池流域生态环境的影响

2.2.1环境污染

由于废弃地内植被破坏、地表,产生大量扬尘污染大气环境;疏松堆积物极易流失,影响地表和地下水;采矿废弃物中含有污染成分,伴随着水土流失而污染滇池水体。据霍震等人(2009)研究,滇池流域生态环境高敏感区主要受到采石和磷矿污染源影响[7]。

2.2.2水土流失

矿产开采导致大面积人工裸地的形成,水土流失严重。根据滇池流域土壤侵蚀遥感调查成果,滇池流域水土流失面积达736.84km2,占流域总面积的12.8%,年土壤侵蚀总量283.1万t,土壤侵蚀模数为994t/(km2·a),年均剥蚀厚度0.74mm/a[7]。

2.2.3景观破坏

露天采矿造成山体、岩石,特别是采石形成的众多山体缺口使城市面山千疮百孔、支离破碎,严重破坏了滇池面山景观,影响景观的环境服务功能。

3采矿废弃地生态恢复技术

3.1恢复原则和思路

遵循可持续性、协调性、与景观再造相结合等原则,按照恢复与开发利用相结合的基本思路,结合“城镇上山”和工业项目上山的需求,尽快恢复植被、控制水土流失、消除安全隐患,将废弃地恢复到自然的或可利用的状态。

3.2技术分类

针对滇池流域采矿废弃地特点,结合恢复原则及思路,将生态恢复技术分为地形地貌恢复及修整技术、土壤基质恢复技术及植被恢复技术3类。在采取削坡、护坡、场地整治、客土覆盖等工程措施以维持地表基底稳定、恢复土壤本底的基础上,实施植物措施来恢复和重建稳定的植被群落。

对于分布在城镇面山、重要交通干线两侧,对生态环境和城市形象有重大影响,或面积较大、具有较大开发利用价值或存在较大安全隐患的废弃地,必须先进行地形、地貌的恢复和修整,在此基础上恢复土壤基质及植被或进一步开发利用;面积小、影响不大或无开发利用价值的废弃地则以植被恢复措施为主。

3.3生态恢复技术及方法

3.3.1地形地貌恢复及修整技术

地形地貌恢复和修整包括山体修整、场地整治、防排水工程3方面,山体修整即实施削坡、护坡工程,使开挖边坡坡面和山体稳定;场地整治是通过回填、挖高填低或挖低填高,对破碎地形进行恢复或整理,使场地景观与自然景观协调,为后续开发利用奠定基础;设置防排水系统是为满足场内防洪及安全的要求。

1)削坡工程

对土质边坡高度大于5m、石质边坡高度大于8m的不稳定边坡进行分级削坡,同时清除坡面浮土和松动危岩体,使坡面安全稳定。削坡一般采用直线型、台阶型和分级马道3种形式。直线型适用于高度小于15m且结构紧密的均质土坡,或高度小于10m的非均质土坡;台阶形适用于高度在12m以上、结构较松散,或高度在20m以上、结构较紧密的均质土坡以及石质坡面;分级马道适用于高度在10m以上的弃渣场、排土场和采砂场边坡,马道宽2m。削坡后的坡比一般应缓于1∶0.5。

2)护坡工程

护坡包括坡脚防护和坡面防护,坡脚防护以挡土墙为主,墙后排水;坡面防护以植物护坡为主,也可采用工程护坡或砌石草皮等综合护坡;另外,对现场条件不允许、削坡工程量太大或削坡无法有效改善其稳定性的边坡,可采取注浆加固法、预应力锚杆(索)和SnS主动防护网进行加固防护。

3)场地整治工程

对采石场、采矿废弃地的采空区、采坑等坑凹地,利用煤矸石、粉煤灰或其它城市固体废弃物和工业废弃物,或污泥、垃圾等有机废弃物填平,恢复原地形地貌;对于地形破碎的采区,按合理的场地标高,挖高填低修整地形;挖低填高则是利用场内采空区、采坑或凹陷地形,进一步深挖改建作为小水库、鱼塘等利用,填高部分恢复为农地、园地或林地。对整治后作为建设用地利用的,对场地稳定性和坡度要求较高,坡度一般应小于8°,回填材料以土夹碎石为主并分层铺设辗压;复垦为农地的一般坡度在15°以下即可,回填材料则以有机废弃物为主。

4)防排水工程

场内根据防洪排水需要修建浆砌石或土质排水沟渠,排水沟分干渠与支渠,断面形状采用梯形或矩形,断面大小根据汇水量和洪峰流量计算确定。

3.3.2土壤基质恢复技术

1)覆土工程

对土层薄或无土壤层的采石场、采矿废弃地,须采用全面或局部客土覆盖的方法恢复土壤基质。客土土源首选表土或熟土,如昆阳磷矿开采时设置的内排土场存放剥离表60.7万m3,全部用于闭坑区植被恢复。而绝大部分废弃地没有收集存放表土,若异地取土则会造成2次环境破坏,因此客土可利用渣土或基础建设开挖弃用的心土进行土壤熟化后再使用。常用土壤熟化技术措施有:施用有机肥(如人畜粪、塘泥、沼气渣肥、食用菌袋料渣、废弃中药渣等)、种植绿肥(如紫花苜蓿)、施用生土熟化专用肥等。全面客土覆盖厚度一般为:土质边坡3~5cm,岩质土边坡5~10cm,岩质边坡15~20cm。

2)土壤改良工程

土壤瘠薄、结构差的取土场、采砂场废弃地采用物理方法或化学方法直接改良土壤,即通过深翻、施加有机质(如秸秆、锯木屑、糠壳等)等改善土壤结构,或施用有机肥料、无机肥料、种植绿肥等提高土壤肥力。

3)水土保持工程

主要是通过坡顶修建截水沟、坡脚排水沟等措施,或用土工布、彩条膜等临时覆盖,在植被恢复前减轻水土流失,水土保持工程与防排水工程结合考虑。

3.3.3植被恢复技术

1)植物选配

植物种选择应遵循生态适应性、先锋性、可演替性及持续稳定性、物种多样性、兼顾景观效果等原则,树种以乡土树种为主,共选择推荐包括乔、灌、藤、草在内的41个植物种类用于生态恢复(表3)。

树种配置上宜乔则乔,宜灌则灌,乔、灌、藤、草结合,配置时考虑生态位错开,如先锋树种与群落优势种、速生树种与慢生树种、乔木与灌木草本、常绿树种与落叶树种搭配等。一般情况下,坡度35°以下可采用大中乔木、灌木、草本混合搭配,坡度36°~45°配置小乔木、灌木和草本,坡度46°~60°以草本、攀缘性灌木为主,坡度超过60°的种植藤本。

乔木云南松(pinusyunnanensisFranch.)、华山松(pinusarmandiFranch.)、藏柏(CupressustorulosnD.Don.)、柏木(Cupressusfunebrisendl.)、旱冬瓜(alnusnepalensisD.Don.)、滇青冈(CyclobalanopsisglaucoidesSchott)、麻栎(QuercusacutissimaCarr.)、滇朴(CeltisKunmingensisChengetHong.)、清香木(pistaciaweinmannifoliaJ.poiss.exFranch.)、栾树(KoelreuteriapaniculataLaxm.)、黄槐(CassiasurattensisBurm.f.)、构树(BroussonetiapapyriferaL.exVent.)、黄连木(pistaciachinensisBunge)、合欢(albiziajulibrissinDurazz.)、冬樱花(Cerasusserrulata(Linds.)G.DonexLondon)、银杏(GinkgobilobaLinn.)、香樟(Cinnamomumglanduliferum(wall.)nees)

灌木胡枝子(Lespedezabicolorturcz.)、火棘(pyracanthafortuneana(maxim.)Li)、车桑子(Dodonaeaviscose.(L.)Jacq.)、苦刺(SolanumdeflexicarpumC.Y.wuetS.C.)、云南含笑(michliayunnanensisFranch.exFinetetGagnep.)、红叶石楠(photiniaserrulataLindl.)、女贞(LigustrumquihouiCarr.)、夹竹桃(neriumoleanderL.)、五色梅(LantanacamaraL.)、云南黄素馨(Jasminumsubhumilew.w.Smith)、多花蔷薇(Rosamultiflorathunb.)

藤本地石榴(FicustikouaBur.)、常春藤(HederanepalensisK.Kochvar.sinensis(tobl.)Rehd.)、油麻藤(mucunasempervirensHemsl.)、三角梅(BougainvilleaglabraChoesy)

草本戟叶酸模(RumexhastatusD.Don)、波斯菊(CosmosbipinnatusCav.)、孔雀草(tagetespatulaL.)、紫花苜蓿(medicagosativaL.)、金鸡菊(CoreopsisbasalisL.)、白三叶(trifoliumrepensLinn.)、香根草(VetiveriazizanioidesL.)、芒草(miscanthus)、狗牙根(Cynodondactylon(Linn.)pers.)

2)建植技术

由于矿区立地条件差,采取挖大塘或开挖种植槽后回填客土的整地方法。坡度45°以下建植方式以植苗为主,超过45°坡面以播种为主,并结合生态植被毯、生态植被袋、三维网、生态灌浆、植生基材喷附等特殊措施建植;高陡边坡采用垂直绿化的方式,在坡顶坡脚及分台台阶上,或利用石壁中凹陷微地形、石缝等砌筑植生盆种植藤本。

3)养护管理

养护管理主要包括水肥管理、修剪、人工调控几个方面。植被恢复初期水分管理尤为重要,有条件的地方应修建蓄水池和灌溉管网进行浇灌。早期人工调控指更换树种、补植,后期则通过整枝、间伐、刈割等措施,及时调整种内种间关系,使植被向稳定群落演替。

4昆明经济技术开发区黄土坡采石场废弃地生态恢复技术方案黄土坡采石场面积达277.7hm2,是滇池流域面积最大的采石场,位于昆明经济技术开发区洛羊街道办事处黄土坡村,老昆石公路和呈黄公路交叉口北侧,地理区位突出,拟建的呈黄快速公路及昆嵩高速公路从矿区纵贯而过。采石场地处滇池盆地边缘中山丘陵区域,属北亚热带高原季风气候。场内零星分布有云南松、圣诞树、圆柏、小叶栒子、火棘、蕨类、白茅等树种,周围主要森林类型为云南松林和圣诞树林。

4.1恢复重点及难点分析

采石场最突出的特点是地形极其破碎,边坡高陡,据调查,采石场内现有87个高陡不稳定边坡,坡度多在60°~80°,最高边坡高度达86.1m;其次是基岩,土层极薄甚至没有土壤,坡质以石质、土石质为主,立地条件极差。采石场恢复重点是场地整治,高陡边坡是恢复难点,土壤是植被恢复的关键因子。

4.2恢复模式考虑

基于采石场面积较大、地理区位突出的优势,其恢复方向主要是土地开发利用,而植被恢复和景观营造可提升土地价值,因此恢复模式分为建设用地开发、绿地景观营造和植被恢复3种,建设用地按土地Ⅰ级开发整理的标准和要求进行恢复,景观营造恢复为园林绿化用地和风景林地,植被恢复则起到防护、隔离作用。

4.3主要技术措施

4.3.1建设用地场地平整

为避免大挖大填,结合现状地形,采用分台场平的方法,各台标高参照道路设计标高等合理确定。

4.3.2高陡边坡削坡与植被恢复

削坡坡比为1∶1、1∶0.8、1∶0.67和1∶0.5,即削坡后的坡度分别为45°、51°、56°和63°,分2~4个台阶削坡,台面宽2m、沿内侧按2°放坡排水;坡顶和坡脚种植地石榴,台阶上种植清香木和多花蔷薇,利用地形的凹陷处、石缝等种植多花蔷薇和地石榴。

4.3.3土壤改良及整地

由于采石场土壤缺乏,所以采用外调客土全面覆盖,客土来自经济技术开发区信息产业基地1#主干道两侧的建设工地,经熟化处理后使用。植穴规格:乔木100cm×100cm×100cm、灌木60cm×60cm×60cm;种植槽规格为50cm×50cm,植穴或种植槽中回填客土。

4.3.4恢复目标群落拟定和树种选择

拟构建以滇青冈为优势种的植物群落,选择滇青冈、旱冬瓜、构树、清香木、滇朴、黄连木、火棘、胡枝子、多花蔷薇、地石榴、草本地被(戟叶酸模、波斯菊、孔雀草和紫花苜蓿混播)等树种,根据场地坡度、坡质等的不同进行不同搭配,平台及缓坡区采用乔、灌、草混合搭配,坡度较陡区种植多花蔷薇和草本地被混播。

4.3.5绿地景观营造依山就势

如利用采石场内现有采坑,进一步深挖后改造为水体景观,保留部分开采遗迹景观作为科普和展示,稳定边坡改造后作为户外攀岩运动、拓展训练场地等。并选用红叶黄栌、银杏、黄连木等色叶树种营造季相变化丰富的植被景观。

5讨论

1)采矿废弃地普遍存在地形地貌破坏、山体缺损、土层破坏、植被丧失等特点,须采用工程方法和植被措施结合进行生态恢复,视其恢复或利用方向而有所侧重。

2)植物群落的构建和演替是一个漫长的过程,而生态恢复往往在较短时间内就要评价其效果,应尽快建立采矿废弃地生态恢复评价时间及标准体系,且该体系应尽量与管理体系相适应。

3)采矿废弃地恢复或利用形式可多样化,如复垦为农地,栽种经济林果,生态旅游,健身运动场地,修建小水库和鱼塘,种养业结合,苗木基地建设,开采遗迹景观保护及开发等。具有区位优势且符合土地利用规划和城镇规划的,可优先恢复为建设用地。另外,选择有代表性的2~3个矿区作为生态恢复示范点,进一步研究废弃地恢复技术和利用方向,探索市场化运作模式,为全省范围内推广应用提供基础。

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[13]李秀珍,冷文芳,解伏菊,等.景观与恢复生态学——跨学科的挑战[m].北京:高等教育出版社,2010.

矿山生态修复技术规划篇7

【关键词】生态环保;矿产资源管理;机制创新

1前言

现阶段,资源和环境问题已经成为了制约我国持续发展的一个重要因素,转变过去的矿产资源管理模式,使其从粗放型的管理模式向着更加生态环保的方向演变,是实现我国矿产资源开发和利用工作提质增效转型的关键,必须得到足够的重视。本文正是出于这一立场,对生态环保视角下的矿产资源管理机制进行了探讨,目的是为了解决矿产资源开发利用和生态环保之间的矛盾,进而寻找到一条能够对我国的经济社会发展产生持续促进作用的资源管理机制。

2当前矿产资源管理中存在的问题分析

近年来,我国进入了经济和社会发展的关键时期,第三产业在国民经济中的占比提升明显,但因为受到传统经济增长方式的影响,重工业和第二产业的占比优势还是会持续相当长的一段时间,而这就决定了对矿产资源的开发和利用工作在以后的一段时间内还依然是重点。虽然近年来我国的矿产资源管理水平取得了明显的进步,尤其是在快速推进工业化、城市化等进程中发挥了重要作用,但从生态环保的角度来说,我国的矿产资源管理中还存在着一系列的不足,具体表现为以下几个方面:第一,我国很多地方对矿产资源的开发和利用工作依然比较粗放,高消耗、高污染和高排放的现象非常严重,由此带来的直接恶果不仅表现在经济增长方式的低效上,而且还体现为矿山的生态环境日益恶化,与践行可持续发展的理念背道而驰;第二,众多小规模矿山的采选技术落后,存在只重视产量却忽视生态环保的现象,一些企业更是存在只采矿不回填等问题,而这不仅会造成生态环境的恶化,而且还会产生很多自然灾害隐患;第三,经过多年的发展,很多优质、易采的矿区都陆续得到了充分的开发,这些矿区的资源贫化问题逐渐暴漏,再加上新矿的勘探和开采难度不断提高,进而都造成了矿山的生产成本增高、资源的紧缺形势日益严峻。

3矿产资源管理不注重生态环保的原因及表现

工业化和城市化对生态环保产生不利影响的一个主要原因就是矿产资源的过度利用,具体则表现为矿产资源管理不注重生态环保,体现为:第一,矿产资源开发利用的监督管理机制不健全,有些甚至还在沿用传统计划经济体制下的手段,这种粗放的管理机制忽视了对生态环境的评价,乱采滥挖、大矿小开、采富弃贫、破坏生态等现象非常普遍。在这种情况下,对矿产资源加强管理和整合,尤其是对于一些对生态环境破坏较大的矿山企业进行治理已经成为了当务之急。第二,很多矿山企业缺乏基本的生态环保意识,存在只重视产量而忽视生态环境修复和治理的问题,至于实际应用中的环境修复和治理措施更是非常缺乏,导致矿山周边的生态环境可能会遭到严重破坏,如图1所示。例如金属矿山开发中形成的废石、废水、废气和尾砂等没有经过处理就随意注入到周边的自然环境当中,各种露采小矿山毁坏、压占土地的现象十分严重,没有得到有效地治理。

4生态环保视角下的矿产资源管理机制创新途径

(1)矿产资源法律体系建设生态化,明确生态环保目标。首先,国家和地方政府应建立健全矿产资源法律体系,尤其要重点突出生态环保的内容,对矿产资源开发利用中的生态环境保护责任必须加以明确。其次,生态环境保护不是一种单独的法律责任,而是需要借助多种法律手段来实现,例如可以加入与环境影响评价、环境修复监督、环境保护保证金等相关的法律制度,以形成一个比较完备的生态环保体制。最后,加强矿产资源保护与综合利用的立法,融入生态环保的理念,为促进矿产资源行业绿色发展提供法律依据。

(2)健全矿产资源规划管理制度,体现生态环保理念。矿产资源的规划管理要统筹好资源开发利用、生态环境保护和地区经济发展之间的关系,实现矿产资源的可持续利用。此外,还要建立矿产资源规划实施的配套监督机制,对依生态环保理念制定的规划的落实情况加强监督。

(3)矿产资源税费管理制度生态化,突出税收对生态的调节作用。首先,在矿产资源的税费法律体系中,要体现诸如促进矿产资源的合理开发使用、提高资源的利用率、减少对环境的污染以及重视对环境的修复等理念;其次,对当前的矿产资源税费进行调整,调整后的税费应主要用于对矿山生态环境的修复和治理上;最后,构建矿产资源生态税费体系,设立诸如生态环境保护税、矿山环境修复保证金等税费制度。

(4)重视资源环境监督,完善矿产资源监督管理制度。首先,根据生态环保的要求和当前的开发技术水平制定新的矿产资源开发利用考核制度,从而促进矿产资源行业的绿色发展;其次,矿产资源监督要进一步强化对矿业权人履行生态环保义务的监督,督促其在开发利用中就采取措施减少生态破坏和加强环境修复;最后,国家和地方政府要高度重视并有效制止各类严重破坏生态环境的开采行为,做到及时识别和查处,并依法追究相关企业和人员的责任。

5结语

新时期下,经济增长方式要求实现提质增效转型,而作为经济发展重要物质基础的矿产资源也必须进行管理机制创新,只有更加突出生态环保的理念,才能促进矿产资源行业的长远发展,进而也才能为经济社会的发展提供更好地支撑。

参考文献:

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[3]陈从喜.构建基于生态文明建设下的矿产资源管理新机制[J].矿产保护与利用,2012(6):1~5.

矿山生态修复技术规划篇8

有机质改良土壤

有机质改良是通过施加有机肥、氮磷钾肥等改善土壤质地。实验证明,施用矿质肥料能有效地提高人工林的生产力。生物活性和惰性有机肥都可以作为阴阳离子的有效吸附剂,提高土壤的缓冲能力,降低土壤中有害盐类的浓度,有些有机质还可以螯合或络合部分重金属离子,提高土壤肥力及保水能力。Blaga等通过对露天采矿地的理化性质、矿质元素、生物特性分析,提出了施肥类型及其比例。美国Schoenholtz等认为有机肥改良能提供更加稳定的n源。Leiros等在Spain西北部露天开采煤矿土壤恢复试验表明,施用有机肥较无机肥有效,用牲畜肥处理的土壤,植物生长迅速,土壤中微生物活性大,土壤理化性质好。国内用城市污泥作为肥料改良煤矿废弃地取得了一定的进展。

植物改良通过植物使土壤性质发生改变,肥力增加。主要利用超积累植物对土壤中的有害物质进行处理,利用某些植物对重金属的吸收性,把土壤中的重金属由地下转向地上,使之与土壤分离。还可利用某些植物的固氮作用,改变土壤的养分组成,改善土壤的理化性质。澳大利亚通过对废弃地种草类型的研究,推荐建立豆科植物草场,使废弃地地表很快稳定,从而改变覆土的理化性质。

国内植物改良土壤也取得了明显成果,通过植物品种筛选,根据当地的气候和土壤条件,筛选出来的植物再经过实验室模拟实验、现场种植试验、经验类比等,最终确定植物种类。

微生物改良微生物的生命代谢活动能够减少土壤中有毒有害物质的浓度或者使有毒有害物质完全分解。微生物具有嗜重金属性,可以利用其对重金属污染的土壤进行处理,使之无害化。Shetty发现根瘤真菌可改变重金属离子在植物体内的运输方式,根据这一反应,可用它来选择污染土地上复垦树种。美国学者pflegr等研究了Va菌根真菌与植物演替及多样性关系。用Va菌根真菌接种后,复垦地上的植被生长量增加。澳大利亚在菌根技术研究中,把筛选品种的研究提高到分子水平;匈牙利的Biro等也研究了根瘤菌在复垦中侵入的变化。国内毕银丽等人系统分析了煤矸石的基本理化性质,利用菌根真菌和根瘤菌对煤矸石山进行修复。

煤矿废弃地综合治理

土地复垦是煤矿废弃地生态修复中最有效的方法。煤矿废弃地土壤结构差,有机质与营养元素相对缺乏,植物难以生长,生态自然修复十分困难。20世纪50年代一些发达国家已经开始了科学复垦阶段,70年代后期发展成为多学科综合性课题。澳大利亚对煤矿废弃地的治理相当重视,其土地复垦管理工作主要由环境局负责,其复垦的技术在世界上也处于领先水平,复垦的工程设计将土地修复与废弃物对水环境的影响作为主要参照点,依托卫星遥感等高科技的指导与支持,通过计算机的辅助设计完成原有形态的恢复,采用效用--效率优化原则来设计复垦方案。法国对废弃地的土地复垦也有深入地研究,尤其是在露天煤矿的土地复垦方面。Lamartini煤矿所创建的土地复垦“脚坝”技术,成为露天煤矿土地复垦很值得借鉴的成功经验,对后期土地复垦和生态修复具有很重要的指导意义。在美国,煤矿废弃地的治理有相关的法令和法规强制执行,3S技术和其他新技术、新理念在生态修复中得到了广泛的应用。

新墨西哥州西北部Farminton的Laplatamine煤矿,2001年矿区的生态修复首次采用“师法自然生态修复法”理念和技术。国外由于其人地矛盾不像我国那么突出,在复垦方面的研究重点集中在露天煤矿和矸石山,复垦地主要用于植树和草地或作为湿地加以保护,偏重于生态恢复,主要采取植被恢复和重建技术。我国在废弃地的生态修复方面较发达国家晚,20世纪50、60年代个别煤矿废弃地才开始土地复垦工作,主要采用填埋、剥离、覆土等工程措施来达到将废弃地改造成耕地的目的,实现矿区土地农业耕种的目标。20世纪80年代后,废弃地的治理才真正被重视起来,国务院1988年颁布了《土地复垦规定》,标志着我国土地复垦工作真正有了法制保障。现在在废弃地的生态修复方面,土地整理、土壤修复、生态重建、生态平衡等方面都开展了相应的研究工作。

经过近30a的研究实践,研究出了一系列的实用技术,如“剥、采、复三位一体”,“挖深填浅”,“降酸培肥”,“恢复区生态农业建设”以及与之配套的矿山土地生态恢复规划与设计技术。平朔露天矿区采煤废弃地复垦与生态重建的技术框架包括土地重塑、土壤重构和植被重建。其生态重建的效益分为三部分:减少破坏、清洁生产;初步建立生态系统雏形,包括排土场建设、地面整理、水土保持、土壤熟化、植树种草等;生态效益、经济效益和社会效益高度统一的生态系统动态平衡阶段。

矿山生态修复技术规划篇9

关键词:矿区废弃地;环境问题;生态修复;技术措施

中图分类号:X171文献标识码:a文章编号:1674-9944(2012)12-0060-03

1引言

矿产资源为国民经济和社会可持续发展提供了重要的物质基础,是人类社会可持续发展的重要保障[1]。但是经济的发展使得矿产资源需求量不断增大,导致的生态环境问题与日俱增,成为影响可持续发展的重要因素[2],因此,使矿区在生态修复后能达到最佳的生态环境效益、社会效益和经济效益,满足可持续发展的需要,成为目前急需解决的问题。

2矿产资源开发对生态环境和社会的

影响2.1对地表景观的破坏

矿产资源的开采包括露天开采和地下开采,都不同程度地对地表景观造成破坏。露天开采主要通过剥离挖损土地而改变地表景观;地下开采由于矿物的采出而导致上覆岩层发生变化甚至破坏。矿产资源的开采破坏了原有的森林、草地等自然植被以及山体本身,严重破坏了地表景观[3,4]。

2.2对土地资源的破坏

矿产资源的开采通常要压占大量的土地。露天开采中,采矿剥离的表土、井工采矿后的废石,以及选矿后的尾矿都会破坏与压占矿区土地[5]。地下开采中,挖损土地会导致地面沉降和塌陷,同时加速水土流失和土壤侵蚀。

2.3对水资源的破坏

矿产资源的开采对地表水资源以及地下水资源造成影响。对地表水资源的影响主要有取水、河道和水文的改变、水质的污染等。对地下水资源的影响主要是导致地下水位的下降和地面沉降等。

2.4诱发地质灾害

矿产资源的开采和相关工程的建设会对矿区地质结构产生扰动,地下开采、地面及边坡开挖都有可能诱发崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地震等地质灾害[6]。同时在开采过程中,如果尾矿库管理不当,易引发溃堤垮坝等灾难事故,引起泥石流,淹没耕地、淤塞河道、损毁公路,给人民生命财产带来巨大损失,严重威胁着人类的生存环境[7]。

2.5对生物多样性的破坏

矿产资源开采过程中的植被破坏、矿渣堆放等都会对矿区的生物多样性造成破坏,同时由于废弃土地中微生物活性差,生态系统的自身修复十分缓慢[4]。

3矿区废弃地的类型及特点

矿区废弃地是指在矿产资源开采过程中所破坏的、不经过一定的处理而无法使用的土地。主要分为以下4种。

(1)废石堆废弃地,是由剥离的表土、开采的废石及低品位的矿石堆积形成的。这种废弃地的特点是废弃物粒径常在几百乃至上千毫米,难以在短期内自行粉碎风化,并且空隙大,持水性差。

(2)开采坑废弃地,是伴随矿物开采而形成的采空区及塌陷区。开采坑废弃地形成的深坑会因常年积水形成潮湿的湿地。

(3)尾矿废弃地,是通过分选精矿物后剩余的固体废物形成的。由于现在的技术条件有限导致选择矿回收率较低,使得尾矿排放量较大。

(4)采矿作业面、机械设施、矿区辅助建筑物和道路交通等先占用后废弃的土地[7]。

4矿区生态修复的技术措施

矿区生态修复是指对采矿引起的土地功能退化、生态结构缺损、功能失调等矿区生态系统退化的问题,通过工程、生物及其他综合措施来修复和提高生态系统的功能,修复其生态平衡的过程[8]。目前研究的主要生态修复技术措施如下。

4.1矿区生态修复的工程措施

矿产资源开采过程造成的最重要的生态破坏就是土地退化,因此,矿区生态修复的重要环节就是土壤基质改良。

4.1.1地表土保存技术

因为可耕种的表土的形成需要很长时间,所以,在矿山开采之前,可先取50cm左右厚的土壤保存,在矿山开采结束后,再把封藏的表土填回[9]。

4.1.2废弃地改造技术

因为废渣的淋溶水中镉、汞、铅、砷等剧毒元素的含量均超过国家水质标准,所以,在进行地表造之前,可先建造一个人工隔水层,减少地表水下渗,从而减少淋溶水中有毒元素的含量[10]。

4.1.3土壤增肥改良技术

在矿区生态修复过程中,可以添加营养物质、有机物质等有效物质来改良土壤的物理化学性质,缩短植被演替的过程,加快矿区的生态修复。

4.2矿区生态修复的生物措施

4.2.1植被修复措施

植被修复是生态修复中生物措施的关键,而根据具体环境条件与需要选择适宜的树种是其关键技术之一。

首先分析土壤的物化、生化性质,查明土壤pH值,土壤含水量、通气性、土壤氮素等,从而选择树种、草种。应遵循的原则是:①生长快,适应性强,抗逆性好;②优先选择固氮树种等植被;③尽量选择当地优良的乡土树种和先锋植被种子,也可以引进外来速生植被;④植被修复时不仅要考虑经济价值高,更主要的是要考虑多种功能效益,主要包括抗旱、耐湿、抗污染、抗风沙、耐瘠薄、抗病虫害以及具有较高的经济价值。

同时,矿山废弃地一般重金属污染较重,植被修复在重金属污染修复中也起到关键作用,目前主要通过植物吸收、植物挥发、植物固定3种措施来进行重金属污染土壤的植物修复。

4.2.2微生物技术的应用

微生物在矿山植被恢复过程中起到越来越重要的作用。利用微生物技术可以增加植物对营养的吸收、改良土壤结构、减少重金属的毒害以及抵抗不良环境。主要运用的微生物有以下两种:一是抗污染的细菌,二是利于植物吸收营养物质的微生物[11]。

4.3尾矿的综合利用

未经处理或再利用的尾矿不仅占用了大量土地而且还污染环境,对尾矿进行合理的综合利用,能带来显著的环境及经济效益:①从废弃物中进一步回收有价元素,不仅降低了成本,还可以减少环境污染;②作为二次资源制取新形态物质,不仅能变害为利,更能降低有毒、有害物质对人类造成的伤害;③用废石与尾矿作为井下采空区的充填材料不仅能节省费用,还能避免土地占压,又可减少水土流失源。

5结论与建议

矿区生态环境的形成是一个非常复杂的过程,必须按照科学发展观的要求,从当地的社会自然环境和长远规划出发,同时结合矿产资源开发过程中对生态环境和社会产生的影响以及矿区废弃地的类型和特点,采取工程措施、生物措施和尾矿的综合利用等切实可行的措施,使受损的生态环境得到有效的修复,使矿区经济和社会的发展相一致,人类活动和遵循自然规律相互协调,促进和谐社会建造,实现生态修复的目的。

目前矿区生态修复已经取得了一些成绩,根据我国的实际情况,还应当在以下几个方面继续加强。

(1)目前,对矿山废弃地中单个重金属的污染治理已经有一定的理论基础,但是一般矿山都不是单一的重金属污染,因此需要找到适合治理多种重金属污染的方法。

(2)矿区生态环境的治理与保护必需纳入法制化轨道,在已有法律条款的基础上,结合矿区环境的特点,建立符合我国国情的矿区环境保护法律法规体系和技术标准体系。

(3)采矿企业追求利润、法律法规在执行中不当等都导致了矿山的破坏,所以,要各尽其责,做好防范措施,减轻后期的治理。

(4)动员全社会的力量参与矿区生态环境保护,增强广大群众的生态环保意识和参与意识,唤起全社会对生态环境修复的广泛关注,促使企业自觉地保护矿区生态环境。

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矿山生态修复技术规划篇10

我市的地质环境整治工作始于。几年来,在市委、市政府和省国土资源厅的正确领导下,全市国土资源系统认真贯彻落实《地质灾害防治条例》、《省人大常委会关于限制开山采石的决定》、《江苏省矿山环境恢复治理保证金收缴及使用管理暂行办法》等法规政策,从加强地质灾害防治和矿山环境保护入手,创造条件逐步开展地质环境整治工作。

近期我们先后到九里区、经济开发区、贾汪区、新沂市等地质环境治理项目现场进行了实地调查,并结合原来掌握的资料和当前工作实际,形成调研报告如下:

一、我市地质环境现状

从开始,我们先后组织开展了全市露采矿山地质环境调查、城市规划区及各县(市)地质灾害调查评价,基本查清全市地质环境现状。

1、地质灾害隐患点多面广。地质灾害种类有岩溶地面塌陷、采空地面塌陷和崩塌滑坡灾害等。岩溶地面塌陷主要分布在城区地面建筑密集区,受地质构造和地下水过量开采影响;采空地面塌陷分布于煤矿、石膏矿、铁矿区,由于地下矿产资源开采引发;崩塌滑坡分布在低山丘陵区,因开山采石和道路切坡引起岩体边坡失稳。据调查,全市各类地灾隐患点、危险点129处。

在自然因素和人类工程活动的双重影响下,来我市共发生小型地质灾害23起,其中地面塌16陷起、崩塌滑坡7起,没有人员伤亡,直接经济损失约70万元。

2、矿产资源开发利用引发大量矿山环境问题。全市采煤塌陷地面积达32万亩,煤矿、铁矿开采、加工、洗选过程中形成的废水、废气、废渣(煤矸石、粉煤灰、煤尘、煤泥等)占用土地、污染环境。长期以来的有山就开,导致全市大大小小的山头上分布有939个采石宕口,山体原有地形地貌和林木植被遭到破坏。特别是在城市规划区、自然风景区、铁路、高速公路及国道两侧,实行禁采后遗留下来的废弃采石宕口,对环境景观影响较大。

二、地质环境整治工作的进展

1、完成地质环境专项规划编制。《市城市规划区地质灾害防治规划》经市政府批准实施,《市矿山环境保护与治理规划》经省国土资源厅批准实施,以此指导地质环境整治工作。

2、基本建立矿山环境恢复治理制度。一是《关于进一步规范矿山环境恢复治理保证金收缴及使用管理的通知》,明确保证金收缴范围、标准、程序和时限要求,将缴纳保证金作为办理采矿许可证的前置条件,规定了新办矿山企业不缴纳保证金的不予办理采矿登记手续、已取得采矿权的矿山企业未缴或拖欠缴纳保证金的不予年检等管理措施。截至底全市累计收缴保证金1055万元。二是制定《市矿山地质环境治理专项资金使用管理办法》,明确了部、省财政补助经费项目的支持重点、申报程序、项目监督和资金管理等要求,为废弃矿山治理提供制度保障。三是发出“关于加强露采矿山环境保护工作的通知”,强化矿山环境管理。实行新设开山采石采矿权的矿山环境保护审查,按照“矿产资源开发利用与生态环境保护并重、预防为主、防治结合”的原则,禁止在完整山体和林木植被覆盖较好的山体新设采矿权,避免产生新的矿山环境问题。督促在采矿山增强矿山环境保护意识、自觉履行矿山环境保护承诺和恢复治理义务,落实边开采、边治理措施,最大限度地减轻矿业活动对生态环境的影响与破坏。

3、废弃露采矿山环境整治工作取得进展。几年来我市共争取国家和省级财政补助项目9个、经费2150万元。其中:新沂市马陵山关闭矿山治理项目已经完成,并通过省国土资源厅组织的竣工验收;铜山县皇姑窝、新沂市陆庄一期废弃矿山治理已经完成,等待验收;铁矿集团西马山采区地质环境治理项目已完成工程量的90%;九里山襄王路口、贾汪大吴虎山口治理项目正在施工;新沂陆庄二期、铜山大刀山、九里区大孤山治理项目即将启动。

在国家和省级财政补助项目带动下,地方财政和社会资金也开始投资废弃矿山治理。两山口废弃矿山治理被列为48项城建重点工程之一,亚美房地产公司投资200多万元进行边坡治理和场地平整绿化,由于治理效果不明显,市财政又投资850万元对两山口废弃矿山进行治理,采用台阶式挂网喷播技术,治理岩石边坡约1.7万平方米,有效地改善了新老城区结合部的山体景观。有关县(市、区)国土资源局也积极争取地方财政资金投入,开展了铜山县三堡洞山、睢宁乔山和汉画像石馆新馆后侧边坡治理等废弃矿山整治试点。“陡峭悬崖下建起小学校”经媒体报道后,日成房地产开发有限公司投资205万元,委托香港东阳绿化有限公司采用台阶式挂网植生技术、鱼鳞坑植生技术,对铁刹山4200㎡的岩石边坡进行综合整治,有效地消除安全隐患、美化小区环境。

4、地质灾害隐患得到治理。贾汪区东大洼耐火粘土坑塘渗水危及韩桥煤矿井下安全,为此贾汪区会同矿务集团投资113万元进行防渗治理。幼儿高等师范专科学校投资400多万元对办公教学楼后侧的洞山西坡进行爆破削坡,清理危岩5600m2;利用山势建成攀岩场地。鼓楼区实施天齐南路拓宽改造工程,有效消除山体崩塌隐患。

5、采煤塌陷地生态修复开始启动。九里湖生态湿地公园建设全面推进,九里区完成投资1.4亿元,建成了800亩东南湖和1700亩西湖,水景景观区初见规模。贾汪区投资5100万元实施小南湖扩建工程,因地制宜地整治采煤塌陷地,建设生态景观公园。社会资金投入近万元,对市区三环西路西侧、废黄侧的亩采煤塌陷地进行综合治理,初步建成桃花源休闲旅游度假村。

三、存在问题

1、历史欠帐多,整治任务重。一是全市禁采区(带)内有废弃采石宕口464个,岩石面积约200万m2、废弃地面积约670万m2。二是据初步调查,常年积水、不适宜复垦的采煤塌陷地约5.6万亩需要进行生态修复。

2、治理资金需求量大,经费筹措难,多元化投资机制尚未形成。初步估算,464个废弃采石宕口治理约需经费8亿元;常年积水的5.6万亩采煤塌陷地生态修复整治约需经费20亿元。

地质环境治理注重的是社会效益和环境效益,投入大,见效慢或经济效益不明显,因而社会公众参与度低,投资地质环境治理工程的积极性不高。仅仅依靠争取国家和省级财政补助经费,远远解决不了我市的地质环境历史欠帐。作为振兴老工业基地的一项特殊政策,对煤炭企业税前按吨煤20元提取可持续发展准备金用于采煤塌陷地生态修复整治,迟迟不能落到实处。

3、露采宕口整治技术难度大,地方承诺的配套资金不到位。我市城市周边山体主要由石灰岩、白云岩等岩石组成,由于上覆土层较薄或岩石直接,在山体上植树绿化本身就较为困难,而在高差大、坡度陡的废弃露采宕口边坡进行生态环境恢复治理,其难度更大。南方大多采用的喷播复绿技术,在我市的气候条件下很难全面推广;九里山襄王路项目和铜山县皇姑窝项目,虽然设计为刻槽台阶式复绿,但在实际施工过程中难度大、成本高。由于各县(市、区)地方财力有限,近几年争取的部、省补助项目,申报立项时承诺的地方配套资金基本没有落实到位,因而就只有按照上级下达的项目补助经费进行招标和施工,造成了工程施工进度慢、效果差。

4、治理责任制度和补偿机制尚未真正形成。在矿山开采过程中,采矿权人不惜以浪费资源、破坏环境为代价获取经济利益,重开采、轻保护、不治理的现象还是大量存在。开山采石企业以采矿权有偿取得、负担过重等种种理由为借口,想方设法不缴或少缴矿山环境恢复治理保护金,即使足额缴纳了保证金,也不愿意履行恢复治理的义务,因为治理的投资额远远大于所缴的保证金数额。而对于煤矿、铁矿、石膏矿等地下开采的矿山而言,尚未落实矿山环境恢复治理保证金制度。

四、建议

1、进一步加强露采矿山采矿权设置管理。一是按照《江苏省地质环境保护条例》要求,加强山体资源保护,划定山体资源特殊保护区。在山体资源特殊保护区内禁止开山采石;在山体资源特殊保护区外要实行限制性开采。二是对允许开采的山体,要集中设置采矿权,直至这一山体全部开采完毕,不得开采地面标高以下部分。三是采矿权要设置到山体顶部,推动自上而下的分水平台阶式开采;不要设置到山体一侧,禁止斜坡式、一墙式开采。四是在现有基础上,继续促进开山采石企业规模化经营,发展大企业,既可实行类似于中联的台阶开采,又可保证经济建设的资源需求,同时还可避免产生新的矿山地质环境问题。

2、严格执行矿产资源开发利用方案。对于历史遗留的矿山环境欠帐,各级政府将付出巨大的代价来进行整治,而目前在建和生产的矿山企业能否规范作业,成为是否会产生新帐的问题关键。而当前,大多采石矿山不按照已批准的开发利用方案,仍是斜坡式、一墙式开采,在采矿许可证到期后,留下新的采石宕口和高陡边坡,或存在隐患,或影响景观。在石膏矿山,也不同程度的地存在违反开发利用方案现象,有的甚至引发地面塌陷。

因此,要切实加强对采石矿山的监督管理,督促矿山企业严格执行矿产资源开发利用方案,不留新的环境欠账。

3、建立矿山环境保护诚信准入制度。对没有履行矿山环境保护与恢复治理义务或不缴、少缴、拒缴保证金的矿山企业,列入矿山环境保护诚信档案黑名单,采取不予其办理采矿许可证延续或变更登记、不受理其新的采矿权申请等管理措施;对黑名单矿山的开办、投资、入股、出资、控股单位和个人,限制其进入采矿权市场参加竞买的资格。

4、开展“绿色矿山”创建试点。督促矿山企业落实边开采、边治理措施,推广台阶式、机械化开采,推广无尾矿、清洁生产,减少废弃物排放量,实现矿山环境保护与矿产资源合理开发利用的相协调,最大限度地减轻矿业活动对生态环境的影响与破坏。建立“绿色矿山”激励机制,对列为“绿色矿山”创建的在采矿山,可由企业提出整治方案,由收取保证金的国土资源主管部门批准后实施,项目竣工经验收合格后,其整治经费可从该矿山上缴的保证金中按整治面积比例进行返还。矿山最终闭坑时必须完成矿山环境治理。

5、进一步落实矿山环境恢复治理保证金制度。加大矿山环境恢复治理保证金收缴力度,严格按照规定标准,足额收缴保证金。开展保证金收缴情况清查,依法限期追缴。拒绝缴纳保证金的,不予办理采矿许可证年检、注销采矿许可证。

6、地质环境治理资金筹集。在加大政府投入基础上,完善市场化运作、多渠道筹集,广泛吸纳包括外资在内的商业投资。一是对于历史遗留的矿山地质环境问题,尤其是老矿山的生态环境问题,考虑其为地方经济建设做出了巨大的贡献,矿山企业所获得的利润绝大部分都已上缴国家,因此,其治理应以国家投资为主;同样,生态环境破坏严重且责任主体缺失的废弃矿山,其环境治理也只能以国家投资为主。治理资金可采取市、县(市、区)财政共同出资,并积极争取中央财政和省财政的补助经费支持。二是矿山治理后可作为建设用地的国有矿山废弃地,纳入政府土地储备,土地使用权有偿出让,其土地出让后的净收益可部分或全部用于其它矿山的治理;整治后转为农用地的,经验收合格,可以进行建设用地指标置换,并从土地复垦资金中安排一定费用作为治理专项资金。三是根据治理规划,对残留山丘和高陡岩质边坡可实施修复式整治,在消除安全隐患的同时,取得余量资源收益可作为矿山环境综合整治资金。四是按照“谁投资、谁治理、谁收益”的原则,制定优惠政策,鼓励社会各界投资废弃矿山环境治理,凡经政府批准治理立项的单位或个人,优先享有土地使用权,并减免与治理工程相关的税费。五是按照《江苏省矿山环境恢复治理保证金收缴及使用管理暂行办法》,足额收取保证金、专门用于矿山环境的整治,不列入地方财政预算,不得挪作他用。对不予返还的保证金,统筹用于急需治理的矿山。