闭坑矿山地灾治理及生态修复新思路探讨.pdf

世界有色金属2023年6月上202闭坑矿山地灾治理及生态修复新思路探讨孙川江（甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院，甘肃 张掖 7 3 4 0 0 0）摘 要：结合我国当前地质情况研究信息分析可知，目前闭坑矿山数量达到一定规模，这些废弃的矿山对生态环境和地质环境造成严重影响，基于此，加强闭坑矿山治理和修复成为一项重点任务，愈发受到社会各界重视，同时国家也针对我国废弃矿山具体情况提出一系列决策部署，指导相关部门开展工作，围绕实际目标，对废弃煤矿等采取治理措施。关闭矿山、实现治理修复程序复杂，不是一项短期性可完成工作，想要充分发成预期目标，需要提前做好勘探、测量及相关数据整理分析归档，然后以科学数据报告为支撑提交审清，得到允许之后，才能可以进行闭坑作业，最后还需要针对实际情况，从土地复垦、水土保持等方面入手，提出科学可行的地质、生态环境治理、恢复方案，在此以江苏省x x x 市的X P L 矿为研究对象，结合该废弃矿山的实际情况，总结探究地灾治理及生态修复新思路。关键词：闭坑矿山；地灾治理；生态修复中图分类号：T D 8 8 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2-5 0 6 5（2 0 2 3）1 1-0 2 0 2-3Discussion on new ideas of ground disaster control and ecological restoration in closed pit minesSUNChuan-jiang(Z h a n g y e Mi n e r a l E x p l o r a t i o n I n s t i t u t e o f G a n s u No n f e r r o u s Me t a l s G e o l o g i c a l E x p l o r a t i o n B u r e a u,Z h a n g y e 7 3 4 0 0 0,C h i n a)Abstract:A c c o r d i n g t o t h e a n a l y s i s o f c u r r e n t g e o l o g i c a l r e s e a r c h i n f o r ma t i o n i n C h i n a,t h e n u mb e r o f c l o s e d mi n e s h a s r e a c h e d a c e r t a i n s c a l e,a n d t h e s e a b a n d o n e d mi n e s h a v e a s e r i o u s i mp a c t o n t h e e c o l o g i c a l e n v i r o n me n t a n d g e o l o g i c a l e n v i r o n me n t.B a s e d o n t h i s,s t r e n g t h e n i n g t h e g o v e r n a n c e a n d r e s t o r a t i o n o f c l o s e d mi n e s h a s b e c o me a k e y t a s k,w h i c h h a s a t t r a c t e d mo r e a n d mo r e a t t e n t i o n f r o m a l l s e c t o r s o f s o c i e t y.A t t h e s a me t i me,t h e c o u n t r y h a s a l s o p u t f o r w a r d a s e r i e s o f d e c i s i o n s a n d a r r a n g e me n t s a c c o r d i n g t o t h e s p e c i f i c s i t u a t i o n o f a b a n d o n e d mi n e s i n C h i n a t o g u i d e r e l e v a n t d e p a r t me n t s t o c a r r y o u t t h e i r w o r k,T a k e me a s u r e s t o c o n t r o l a b a n d o n e d c o a l mi n e s b a s e d o n a c t u a l o b j e c t i v e s.I t i s n o t a s h o r t-t e r m t a s k t o c l o s e t h e mi n e a n d r e a l i z e t h e r e h a b i l i t a t i o n p r o c e d u r e s.T o f u l l y a c h i e v e t h e e x p e c t e d g o a l s,e x p l o r a t i o n,s u r v e y a n d r e l e v a n t d a t a s o r t i n g,a n a l y s i s a n d a r c h i v i n g n e e d t o b e d o n e w e l l i n a d v a n c e,a n d t h e n s u b mi t t e d f o r r e v i e w w i t h t h e s u p p o r t o f s c i e n t i f i c d a t a r e p o r t s.On l y a f t e r b e i n g a l l o w e d,c a n t h e p i t c l o s i n g o p e r a t i o n b e c a r r i e d o u t.F i n a l l y,i t n e e d s t o s t a r t w i t h l a n d r e c l a ma t i o n,w a t e r a n d s o i l c o n s e r v a t i o n,e t c.a c c o r d i n g t o t h e a c t u a l s i t u a t i o n,A s c i e n t i f i c a n d f e a s i b l e g e o l o g i c a l a n d e c o l o g i c a l e n v i r o n me n t t r e a t me n t a n d r e s t o r a t i o n p l a n i s p r o p o s e d.T a k i n g X P L Mi n e i n x x x C i t y,J i a n g s u P r o v i n c e a s t h e r e s e a r c h o b j e c t,c o mb i n e d w i t h t h e a c t u a l s i t u a t i o n o f t h e a b a n d o n e d mi n e,a n e w i d e a o f g e o l o g i c a l d i s a s t e r t r e a t me n t a n d e c o l o g i c a l r e s t o r a t i o n i s s u mma r i z e d a n d e x p l o r e d.Keywords:c l o s e d p i t mi n e;L o c a l d i s a s t e r ma n a g e me n t;E c o l o g i c a l r e s t o r a t i o n收稿日期：2 0 2 3-0 3作者简介：孙川江，男，生于1 9 8 4 年，汉族，本科，工程师，研究方向：生态修复。废弃的矿山如果放任不管，会对周围环境造成负面影响，基于此，加大对闭坑矿山的关注度，尤其是地灾治理和生态修复两方面内容，是相关部门关注的重点。在新时期技术发展和经济发展支持下，废弃矿山地灾治理和生态修复可用方法得到进一步丰富，在国内外成功经验指引下，提出更多具有可行性的新思路。积极推动安全、绿色等理念贯彻落实，通过上述活动的持续化开展，使得我国废弃矿山得到有效治理，生态环境、地质环境得到保护，这对实现“美丽中国”战略目标提供深远支持。1 闭坑矿山实际案例阐述本文以江苏省xxx市的XPL矿为研究对象，通过详细分析该矿山资源实际情况，总结其废弃之后对周围生态环境及地质环境造成的影响，并分析产生原因，可为后续提出地灾治理及生态修复新思路奠定坚实基础。1.1 工程案例阐述矿山位于江苏省xx市北部区域，远离市中心位置，但为了便于运输，与市区中心距离不超过4km，周围建筑物繁多且功能复杂，具体来看，东面临近一家农场，西面临近养殖场，南面区域相近不远就是一座220kV变电站和自来水厂，为矿山工作人员日常生活和生产作业提供支持，且XPL矿区东面接近2km区域是一条铁路路线，分布有两个站点，同时距离xx市区东部主干道路约为千米，在矿区区域内北部方向有一条310国道穿插而过，周围复杂的线路和建筑物分布条件，为后续的灾治理和生态修复提出更高挑战。XPL矿山在为废弃之前，设计生产能力达到每年约为30万吨，最初设想该矿区可以服务25年时间，但经过实际探测分析，由于地质条件的影响，实际生产能力相差很大，每年只能达到1215万吨的生产力。结合该矿区的地质条件和矿产分层，采用地下开采方式获取矿产资源，利用竖井构建开采通道，主要依据浅眼房柱法和深孔阶段矿房法两种方法完成矿产资源开采，该矿区主要范围较大，最低可达到地下400m距离，在多年开采中，在2016年矿山资源面临枯竭正式停止生产进入闭坑阶段。1.2 闭坑矿产进行地灾治理和生态修复的重要性结合上文对XPL矿的阐述，探究地灾治理工作和生2023年6月上 世界有色金属 203态修复工作开展的重要性。XPL矿主要开采区域位于地下50m至地下400m范围内，在开采完成之后，势必会导致地下留下大面积的采空区，进而导致地质结构、地面稳定性等受到影响，如果缺乏安全管控和科学治理，很容易出现地面坍塌事故。一旦坍塌事故出现，不仅会造成严重的伤亡，还会导致周围的环境受到影响，同时生物修复工作也是如此，矿山开采过程中，势必会导致地质结构发生变化，且作业过程中也会对周围生态、自然环境等造成干扰，当矿山闭坑之后，如果没有采取科学措施，针对具体情况提出可行的生态修复方案，会导致该区域环境日益恶化，进而对人类可持续发展产生负面影响。2 矿山开采造成的常见问题及成因分析2.1 问题分析矿产多数位于地下，在开采过程中，就算在规范、按照要求操作，也不可避免会对地质结构及周围生态造成影响，更何况由于当前技术发展水平、人员综合素质发展水平限制，很难真正做到完全规范化操作，这必然会在矿山开采阶段造成更为严重的负面影响，这些问题的存在会造成矿山所处区域治理和修复更为艰难，在此详细分析，矿山开采过程中容易造成的问题：2.1.1 对周围环境造成干扰矿山开采过程中，粉尘、固体废弃物难以避免，部分矿区还会出现重金属等有毒物质，在开采阶段，现有技术水平很难对这些“垃圾”进行完全处理，而这些内容会渗透进周围的生态环境中，例如土壤、河流、空气及地下水中，且这些内容很难自然降解，如果缺乏科学治理，对人群和自然都会产生严重影响1。2.1.2 地面下沉、采空区塌陷开采过程中，原本地质结构受到破坏，且开采挖掘会造成地下出现大量孔洞，使得岩石等稳定性受到破坏，尤其是操作不合理或者违规开采会加剧此种情况，再加上缺乏规范化处理，很容易造成该区域塌陷。同时由于当前技术发展水平有限，势必存在“大面积挖掘问题”，导致该区域地质结构更为脆弱，如果周围区域开发或者建筑物逐渐增多，很容易导致岩石难以承载重量，进而造成地面下沉事故2。2.1.3 山体滑坡或者泥石流矿山开采是一项综合性工作，且工作周期长。在长期开采挖掘过程中，会导致矿山稳固性和生物链、自然植物等受到干扰，如果遇到恶劣自然气候，再赶上矿山陡峭位置堆放大量固体堆积物，很容易导致山体滑坡事故出现，如果碰巧赶上高频率暴雨，很容易演变为泥石流。2.1.4 水土流失及生物多样性被破坏矿山开采过程中，人类会对矿区位置的土壤、植被及树木等进行处理，自然会导致该区域生物栖息地缩减，且人类再该区域的行为也会影响生物生存发展，必然会造成水土流失和生物多样性减少，且闭坑之后，不对该区域进行生态修复，依靠自然力量需要大量时间恢复生态，再加上矿山开采对土壤等造成的污染，均会导致该区域短期难以在得到应用。2.2 成因分析结合上文对矿山产生的地质灾害问题进行总结，可得出产生的原因：2.2.1 矿体内部因素矿山开采过程中，规范性、科学性不足，没有完全按照要求实施作业，缺乏完善的监督管控体系，以及部分工具和设备应用不当，都会导致矿山出现地质灾害问题，同时人类安全意识缺乏，作业过程中忽视安全检查，或者存在侥幸心理，也是导致问题的成因，例如由于违规作业，容易导致原本无需破坏的区域被破坏，进而导致地质稳定性被削弱，或者人员缺乏安全意识，在开采区域违规用火等，不仅会造成生命财产损失，还会加深对地质环境的负面影响。2.2.2 地下水、岩体因素矿山开采过程中会导致地下水出现变化，如果在作业阶段缺乏科学监测和及时预警，不仅会影响作业也会为后续埋下安全隐患。同时地下岩体变形也会产生负面作用，例如不合理开采导致岩石层变形，稳固性下降，此时很容易出现坍塌问题，等到矿山挖掘到底时，自然会导致地面稳固性差，承载能力差问题。3 闭坑矿山地灾治理及生态修复总体思路分析3.1 案例矿山地灾治理和生态修复思考要点XPL矿从2013年开始，该矿区地灾事故开始频繁出现，该年在12月份就发生多起小规模地表塌陷事故，由于发现及时且处置得当并没有出现人员伤亡，但进一步凸显该矿山的开采已经进入“倒计时”。经过专业的地质调查机构进行勘探研究，对该矿山的地质灾害危险性进行评估。最终结果如下：经过科学测量地下采空区塌陷影响范围达到3km2，其中按照危险严重性进行划分，最严重区域达到86公顷，中等危险区域达到46公顷，低危险区域达到166公顷。结合结果可知，该矿产应该立即采取相应措施及闭坑，不然会造成严重后果。XPL矿所在区域是市区向外延伸的必经之路，也凸显矿山地灾治理和生态修复迫在眉睫，如果该闭坑矿山所处区域土地资源长期不能恢复，不仅会导致大面积土地浪费还会制约当地经济发展，如果基于实际情况，结合地灾治理和生态修复的主要思路进行思考，创新性提出新的可行思路，可对当地发展提供更多支持，也可为其他闭坑矿山快速完成治理和修复提供借鉴。3.2 地灾治理与生态修复的大体思路分析结合上文对案例矿山地灾治理和生态修复的要点，以及结合当前研究成果分析，可总结出闭坑矿山地灾治理和生态修复的大体思路。3.2.1 科学进行评估想要提出切实可行的方案，在采取措施之前，利用现代世界有色金属2023年6月上204化设备对整体进行监测和勘探，收集整理闭坑矿山的各项参数数据，科学预测分析面临的安全风险，并以书面形式形成报告，可为后续工作实施提供坚实依据。3.2.2 科学编制报告选择专业人士科学编制闭坑矿山地质报告，将开采历史、闭坑原因及矿山剩余储量等进行科学测量，并通过实际探测，对该矿山的周围地质条件及井下采空区的分布等有较为精确的了解，以书面报告形式确保各项工作有切实参照数据作为支撑，同时报告编制完成之后，需要经过相关部门审核之后才能发挥作用。3.2.3 科学设计治理、修复方案以编制的地质报告为依据，结合闭坑矿山的实际情况，科学制定地灾治理和生态修复方案，思考方案的可行性，在分析过程中，应坚持规范、科学、严格原则，如此才能保证最终实施效果。3.2.4 遵循统筹规划原则时代发展，使得我国土地可用面积逐渐缩小，这使得土地再利用和科学利用成为重点，因此在进行闭坑矿山地灾治理和生态修复时，应结合该区域发展规划方向和主要任务进行思考，并考虑时间因素，从而细化工作目标，确保方案科学可行。同时在科学规划矿山区域时，需要不断结合实际情况调整制定的方案，并结合不时暴露的问题提出针对性对策，如此才能保证最终工作质量。3.2.5 确定具体化目标闭坑矿山修复是一项长期性工作，通常由于城镇化建设和经济发展需求，难以有足够的时间等待，此时需要分清主次，围绕核心要求，细化地灾治理工作和生态修复目标，按照阶段进行划分，如此才能保证其与新时期经济发展相契合。4 闭坑矿山地灾治理及生态修复新方法的分析4.1 加强法律法规建设想要保证闭坑矿山地灾治理和生态修复工作科学有序实施，以法律法规为武器，发挥执法部门强制效用，制定完善、系统化法律法规体系，指导督促相关工作落实，可为其创新发展提供指引。例如法律明确复垦土地和环境产权使用权，通过细化责任和权限，避免多部门“打太极”问题。4.2 加强矿山地灾监测和防控闭坑矿山虽然已经不再投入使用，但之前长期的开采自然导致该区域地质条件和生态因素受到干扰，尤其是地下采空区的存在，导致地面承载力下降，如果遭受自然因素干扰，很容易演变为严重的灾害事故，例如暴雨冲击导致地面下陷，但定期开展科学化治理可用做到提前预警和风险防控，及时了解闭坑矿山区域地质条件，可提前做出应对，进而避免演变为不可控事故。4.3 增加闭坑矿山生态修复和地灾治理资金矿山地灾治理和生态修复是一项长期性工作，很难短期取得显著成果，且在实施过程中需要大量资金提供支持，如果缺乏资金支撑，很容易出现敷衍了事或者形式化问题，因此，政府部门加强对闭坑矿山治理修复的关注度，通过政策等增大相关资金数额，可提升治理效果。4.4 发挥现代化技术优势随着时代发展，越来越多的先进技术面世，其中尾矿充填技术在地灾治理和生态修复中发挥重要作用，所谓的尾矿充填技术就是依据矿山实际情况和周围区域条件等进行填充，从而有效控制其出现坍塌下陷问题，例如工厂废物可以作为填充物，其不仅实现废物再利用还可以避免尾矿堆积对环境和生命财产造成威胁。基于此，科学引进现代化技术，利用现代化技术优势丰富地灾治理和生态修复方法有积极作用。4.5 科学利用生态恢复技术闭坑矿山势必会导致该区域附近自然环境受到影响，例如原有植被、生态景观等被破坏极为常见，而植被等缺失也极大水土流失，无形中加大地灾破坏力，因此，科学利用生态修复技术提升生态系统恢复速度有积极作用，在治理和恢复过程中，应集合原有的地质、地貌和土壤因素进行选择，且需要考虑气候、温度等因素，如此才能达到预期效果，在此以地下岩层分布为例，阐述选择植被恢复方法的要求，选择原则如下表1所示。表1依据地质条件选择植被修复方法总结表（局部）类型区边坡倾角/()植被重建主要方法平缓区25穴种、播种陡急坡区土壤区25 45鱼鳞坑穴种、平台穴植基岩区普通喷播、植生带、生态植被毯等险崖坡区土壤区45票台种植、燕巢种植基岩区挂网喷播5 结语综上所述，随着矿山行业迅速发展，大量的矿山资源面临枯竭或者自身结构已经不再利于开采，此时需要进行闭坑处理。而随着城镇化脚步加快，土地资源不足成为代表问题，且在发展过程中，部分闭坑矿山所处区域较为特殊，城镇对外扩建时难以规避，这都提升了闭坑矿山地灾治理和生态修复工作的重视度，在此以江苏省xxx市的XPL矿为例，结合该闭坑矿山相关信息，提出促进地灾治理和生态修复实施的可行思路，希望本文的研究，为我国同类型矿山再利用提供更多参考。1张耀,张赫然,等.矿区棕地治理与生态修复以安徽省定远县废弃矿山为例J.现代园艺,2021,44(21):114-117.2张云波.长江沿线某石灰岩矿山生态修复治理探讨J.南方农业,2021,15(31):101-104.