在礦山開(kāi)采過(guò)程中，大量土地因失去利用價(jià)值而成為廢棄地，如露天采場(chǎng)、廢石場(chǎng)、尾礦庫、塌陷區等。礦山修復，就是對礦業(yè)廢棄地污染進(jìn)行修復，實(shí)現對土地資源的再次利用。在自然條件下，礦山廢棄地經(jīng)過(guò)自然演替恢復生境大約需要上百年。因此，通過(guò)人工干預恢復礦山廢棄地的生態(tài)環(huán)境顯得尤為必要?？梢哉f(shuō)，礦山生態(tài)修復既是緩解土壤流失、荒漠化的重要步驟之一，也是通過(guò)礦山生態(tài)修復及改造利用，挖掘其蘊含的價(jià)值重要手段之一。
目前，隨著(zhù)世界各國對于生態(tài)環(huán)境的重視，很多國家紛紛注重礦山的修復工程，加大礦區的生態(tài)建設。據了解，在國內外針對礦山改造的成功案例很多，綜合其不同功能與特性，歸納主要有以下7種類(lèi)型：生態(tài)恢復類(lèi)、博物資源利用類(lèi)、旅游開(kāi)發(fā)類(lèi)、復墾造田類(lèi)、引水造湖類(lèi)、垃圾處理廠(chǎng)類(lèi)、倉儲類(lèi)。其中，生態(tài)恢復類(lèi)、旅游開(kāi)發(fā)類(lèi)占據礦山修復案例的一半以上，具有較高的修復價(jià)值。實(shí)踐中，廢棄采石場(chǎng)的改造主要是在其自身的土地資源以及獨特的自然景觀(guān)的基礎上加入人文景觀(guān)元素，在修復生態(tài)的同時(shí)將其改造成濕地公園、生態(tài)公園、城市公園等旅游景區。
（一）
上個(gè)世紀初，西方發(fā)達國家就開(kāi)始了采石場(chǎng)生態(tài)修復的相關(guān)工作。英、美、澳等發(fā)達國家采礦歷史久遠，最初研究恢復生態(tài)學(xué)主要是集中在對采礦后遺留的廢棄地植被的恢復，美國在1971年的礦山土地復墾率為79.5%。美國土地復墾的理念主要強調能夠恢復為破壞之前的狀態(tài)，要求使農田和森林恢復原狀，要求控制水蝕和有毒物的沉積；保證地表不變和地下水位維持原有水平；保持表土仍在原位置；注重有害和酸性物的預防和治理；防止堆積物產(chǎn)生滑坡等災害。德國自1940年開(kāi)始，在采礦過(guò)程中極其注意最大程度地減少破壞生態(tài)環(huán)境，開(kāi)采后進(jìn)行的復墾不單是種樹(shù)或整地，而是從宏觀(guān)上考慮生態(tài)的變化以及居民對環(huán)境的要求。法國由于人口稠密、工業(yè)發(fā)達，首先在不改變農林面積的前提下，防止污染并恢復生態(tài)的平衡。法國非常重視在露天排土場(chǎng)進(jìn)行植草并促進(jìn)土壤的活化，經(jīng)過(guò)一定的復墾后變成新農田。澳大利亞政府重視恢復廢棄礦區，并嚴管生產(chǎn)礦區的生態(tài)環(huán)境，堅持走可持續生態(tài)礦業(yè)之路，實(shí)行多專(zhuān)業(yè)聯(lián)合投入，并引入許多新計算機技術(shù)，現在已將復墾作為開(kāi)采工藝的一部分。在美國和澳大利亞等國家，目前引用的現代3S技術(shù)和其他新技術(shù)、新理念在生態(tài)恢復中已得到廣泛應用。生態(tài)恢復的目標也不僅僅是種樹(shù)種草，而是建立一個(gè)能夠進(jìn)行自我維護、運行良好的完整生態(tài)服務(wù)系統。
英國和美國最早產(chǎn)生了工程綠化技術(shù)，1940年初，一些歐美國家為防止坡地雨水侵蝕發(fā)明了植物盆、液壓噴播等技術(shù)；英國發(fā)明了植物種子噴播和噴射乳化瀝青技術(shù)，日本在1958年多次試驗后開(kāi)發(fā)出了比較實(shí)用的噴射綠化技術(shù)。1973年，日本開(kāi)發(fā)出了纖維土綠化方法，通過(guò)混合纖維、砂質(zhì)土和泥，并呈臺階型噴射。1960年后，一些發(fā)達國家開(kāi)始研制邊坡綠化技術(shù)，結合工程和植被，比如水平格、植生袋綠化和客土植草技術(shù)，最后發(fā)展為噴混植生技術(shù)。
（二）
我國對礦山廢棄地生態(tài)修復的研究起步較晚。上世紀60年代，我國開(kāi)始了礦山復墾實(shí)踐，大多是在廢石場(chǎng)或閉庫的尾礦庫上進(jìn)行簡(jiǎn)單的平整和覆土綠化。由于礦山廢棄地受其生態(tài)環(huán)境惡劣、基質(zhì)有毒、缺乏土壤等因素限制，其復墾率還停留在較低水平。隨著(zhù)我國礦山復墾工作的逐步推進(jìn)，礦山廢棄地生態(tài)修復技術(shù)的研究也得到廣泛關(guān)注，上世紀90年代以后初步形成一定規模。近年來(lái)，隨著(zhù)我國經(jīng)濟實(shí)力的增強和生態(tài)環(huán)境保護意識的提升，人們越來(lái)越關(guān)注廢棄礦山的生態(tài)修復及改造利用。研究領(lǐng)域主要集中在煤礦廢棄地和有色金屬尾礦庫植被覆蓋等。目前國內對礦區廢棄地的研究主要是與土地開(kāi)發(fā)、土地整理相結合的研究，根據實(shí)際情況將廢棄礦山開(kāi)發(fā)改造成工業(yè)用地、耕地、旅游景觀(guān)和旅游用地、倉儲用地、養殖用地、軍事用地或綠地。
礦山環(huán)境問(wèn)題因為礦產(chǎn)資源的不同，其廢棄礦山的治理關(guān)鍵也不相同。煤礦廢棄地的環(huán)境問(wèn)題為采空區、塌陷區、煤矸石堆等，其治理關(guān)鍵是對采空區的治理和對煤矸石堆的處理；有色金屬礦山如銅礦、鉛鋅礦，其治理除了礦坑的治理，還要對廢棄渣堆進(jìn)行化學(xué)處理，防治廢渣堆等通過(guò)雨水的淋漓作用污染附近的土壤和地下水；廢棄采石場(chǎng)則主要進(jìn)行滑坡、泥石流等地質(zhì)災害的防治以及植被的恢復。
廢棄采石場(chǎng)作為礦山廢棄地的一種，其恢復治理過(guò)程應為：廢棄采石場(chǎng)現狀調查→恢復治理總體規劃→地質(zhì)災害防治→不穩定邊坡、廢氣坑、礦坑等的治理→植被恢復。
如今，礦山的生態(tài)修復工作正在我國各個(gè)地方有序而廣泛地開(kāi)展。在收獲不錯效果的同時(shí)，我國也積極探尋新的礦山修復模式，多借鑒國內外代表性的修復工程，使礦山修復的工程由簡(jiǎn)單而純粹的植被恢復到新興的產(chǎn)業(yè)靠近轉變。依據城市的規劃建設，在城市的郊區邊緣，選擇適宜的礦山廢棄地采取因地制宜的方式建設礦山遺址公園、生態(tài)示范公園、游園等多種類(lèi)型的景觀(guān)，不僅可以使礦山廢棄地得以重新利用，同時(shí)也為城市的建設多添一處靚麗的風(fēng)景線(xiàn)，賦予了這座城市更多的文化內涵。
（三）
在金屬礦山廢棄地生態(tài)修復過(guò)程中，植物修復被認為是應用前景最好的技術(shù)?；|(zhì)改良技術(shù)是從根本上改變植物生長(cháng)的限制因子，是植物修復的先決條件，而微生物修復技術(shù)又能提高植物的修復作用。
目前，金屬礦山廢棄地生態(tài)修復技術(shù)的研究大多是在溫室盆栽、小規模試驗地進(jìn)行的，由于不同區域、不同類(lèi)型金屬礦山的廢棄地差異性較大，將這些技術(shù)用于實(shí)地修復時(shí)往往由于環(huán)境因子、立地條件發(fā)生改變而達不到預期效果。這就需要開(kāi)展礦山廢棄地生態(tài)修復效益評價(jià)體系的研究，從而為合理選擇生態(tài)修復技術(shù)提供支撐。
金屬礦山廢棄地生態(tài)修復技術(shù)主要有：一是基質(zhì)改良技術(shù)?；|(zhì)改良是生態(tài)修復的前提條件。物理改良主要包括表土回填、客土法等?；瘜W(xué)改良用于多數金屬礦山廢棄地修復，對于堿性廢棄地，宜采用硫酸亞鐵、碳酸氫鹽和石膏等進(jìn)行改良。二是植物修復技術(shù)。植物修復是礦山廢棄地生態(tài)修復中應用前景最好的技術(shù)。通過(guò)在廢棄地上建立適宜、穩定的植物群落，不僅可以有效控制廢棄地的各種污染，改善受損的生態(tài)環(huán)境，還可以利用植被恢復的更新、促進(jìn)作用，逐漸恢復土地的功能，改良和美化景觀(guān)，增加生物多樣性，最終使生態(tài)系統進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)。植物修復技術(shù)包括植物提取技術(shù)和植物穩固技術(shù)。三是微生物修復技術(shù)。微生物修復技術(shù)是通過(guò)對廢棄地的建植植物接種菌根，利用根際微生物活動(dòng)，改良土壤微環(huán)境的同時(shí)，改善植物營(yíng)養條件，促進(jìn)植物生長(cháng)發(fā)育，從而對廢棄地進(jìn)行生態(tài)修復的一種技術(shù)。四是輔助修復技術(shù)。針對礦山廢棄地的特征，除了采取必要的生態(tài)修復技術(shù)外，還需要輔助一些如邊坡穩定、截排水措施等，才能達到生態(tài)修復的最佳效果?！?br />
國內外礦山生態(tài)環(huán)境修復典型
目前，在國內外針對礦山改造的成功案例很多，有著(zhù)不同功能與特性。由于國外城鎮基礎建設起步較早，采石場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題發(fā)生較早，也較為嚴重，因此對采石場(chǎng)生態(tài)恢復的研究與實(shí)踐相應也更為深入。近年來(lái)，國內對廢棄采石場(chǎng)的恢復治理工作研究和探索的實(shí)踐不斷涌現。
1.日本國營(yíng)明石海峽公園
日本國營(yíng)明石海峽公園原來(lái)是一處大型采石采砂場(chǎng)，裸露山體范圍達140平方公里左右。20世紀80年代開(kāi)始，該島所在的兵庫縣委托著(zhù)名設計師安藤忠雄進(jìn)行規劃設計，并成立綠化專(zhuān)家委員會(huì )，進(jìn)行植被恢復。其規劃強調恢復自然的狀態(tài)，形成良好的景觀(guān)和創(chuàng )造為人服務(wù)的游憩空間，其主題是“使園區得到生命的回歸”。整體目標首先是治愈山體幾十年來(lái)被開(kāi)采留存的傷痕，具體包括在基巖上固定蜂窩狀的立體金屬板網(wǎng)，灌入新土后覆以草簾，以涵養水分。同時(shí)，公園還要成為區域的服務(wù)基礎設施，包括國際會(huì )議中心、星級旅館、大型溫室、露天劇場(chǎng)等設施創(chuàng )造面向未來(lái)的休閑場(chǎng)所。
2.法國B(niǎo)iville采石場(chǎng)生態(tài)恢復
法國B(niǎo)iville采石場(chǎng)具有尺度大、高差大、生態(tài)退化嚴重的特點(diǎn)，在改造中保留場(chǎng)地的工業(yè)痕跡，將其轉化為新景觀(guān)結構中有特色、標志性的場(chǎng)所，體現出對所在地歷史文脈的尊重。
Biville采石坑是一道450米長(cháng)、寬度均勻的直線(xiàn)型裂縫，呈45度的邊坡貧瘠而凹凸不平，落差為20~40米。設計師將其建成具有3.5平方千米湖泊的休閑區。其理念是不應刻意掩飾石料開(kāi)采過(guò)程遺留的痕跡，而是將其作為場(chǎng)地特征保留，只需確保最佳地點(diǎn)的連貫性以便于生態(tài)系統的自然恢復，然后再引入一些植被使廢棄采石場(chǎng)恢復到一種自然狀態(tài)。改造措施包括設計了一系列引導水流的設施和設備，使其匯聚到谷底形成湖泊。
3.上海天馬山世茂深坑酒店
作為全球首個(gè)建在廢石坑里的酒店，位于上海佘山的世茂深坑酒店無(wú)疑是個(gè)奇特的工程，建造方式、建筑結構與傳統建筑的要求均大不相同，建成后或成為世界上海拔最低的酒店，被稱(chēng)為世界建筑奇跡。“深坑酒店”位于上海松江國家風(fēng)景區佘山腳下，是一座深達80米的廢棄大坑，該深坑原系采石場(chǎng)，經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)采，形成一個(gè)周長(cháng)千米、深百米的深坑。世茂集團充分利用了深坑的自然環(huán)境，極富想象力地建造一座五星級酒店，整個(gè)酒店與深坑融為一體，相得益彰，是人類(lèi)建筑史上的奇跡，也是自然、人文、歷史的集大成者。
4.黃石國家礦山公園
黃石國家礦山公園位于湖北省黃石市鐵山區境內，“礦冶大峽谷”為黃石國家礦山公園核心景觀(guān)，形如一只碩大的倒葫蘆，東西長(cháng)2200米、南北寬550米、最大落差444米、坑口面積達108萬(wàn)平方米，被譽(yù)為“亞洲第一天坑”。
大冶鐵礦東露天采場(chǎng)形成了世界第一高陡邊坡。為了治理生態(tài)環(huán)境，該礦投資數千萬(wàn)元形成了亞洲最大的硬質(zhì)巖復墾基地。在黃石國家礦山公園設計中，通過(guò)生態(tài)恢復的景觀(guān)設計手法來(lái)恢復礦山自然生態(tài)和人文生態(tài)；將礦區的“十大亮點(diǎn)”與公園建設“無(wú)縫對接”，把公園開(kāi)發(fā)建設的著(zhù)眼點(diǎn)放在弘揚礦冶文化、再現礦冶文明、展示人文特色、提升礦山品位、打開(kāi)旅游新路上，定位于“科普教育基地、科研教學(xué)基地、文化展示基地、環(huán)保示范基地”；充分展示了具有數千年悠久歷史的中國礦業(yè)文化，為人們提供了一個(gè)集旅游、科學(xué)活動(dòng)考察和研究于一體的場(chǎng)所，實(shí)現了人與自然和諧共處、共同發(fā)展的主題。
5.英國伊甸園
英國伊甸園位于英國康沃爾郡，所在地原是當地人采掘陶土遺留下的巨坑。英國伊甸園是世界上最大的單體溫室，匯集了幾乎全球所有的植物。
在巨型空間網(wǎng)架結構的溫室萬(wàn)博館里，形成了大自然的生物群落。伊甸園是圍繞植物文化打造，融合高科技手段建設而成的，以“人與植物共生共融”為主題，以“植物是人類(lèi)必不可少的朋友”為建造理念，具有極高科研、產(chǎn)業(yè)和旅游價(jià)值的植物景觀(guān)性主題公園。伊甸園本身就是一個(gè)節能環(huán)保的典范，實(shí)現了在一個(gè)已經(jīng)受到工業(yè)污染和破壞的地區重建一個(gè)自然生態(tài)區?！?br />
北京市首云鐵礦生態(tài)修復
基本情況
項目位于北京密云縣巨各莊鎮，占地面積2.5平方千米，分為開(kāi)采區、排土場(chǎng)、尾礦庫、工業(yè)場(chǎng)地、運輸線(xiàn)路和生活區等六個(gè)區域，其中在開(kāi)采區、排土場(chǎng)、尾礦庫形成了大量裸露邊坡。
存在問(wèn)題
1.開(kāi)采區山高坡陡，風(fēng)化嚴重，有浮石，穩定性極差。
2. 尾礦庫坡面礦尾砂重金屬含量高，質(zhì)地疏松，沒(méi)有植物生長(cháng)土壤條件。
3. 排土場(chǎng)土壤貧瘠，保水保肥能力較差。
主要技術(shù)
1.VRT基盤(pán)修塑植被恢復技術(shù)。包括植生基材噴附技術(shù)、生態(tài)植被毯技術(shù)、生態(tài)植被袋技術(shù)、生態(tài)灌漿技術(shù)、垂直巖面種植槽穴植被恢復技術(shù)和土壤改良技術(shù)。
2.生態(tài)對位配置技術(shù)?？紤]植物多樣性、季節性、鄉土性，灌、草、花、攀相結合，營(yíng)造季節的不同景觀(guān)，并實(shí)現接近自然的生態(tài)治理。
施工工藝
1.開(kāi)采區生態(tài)修復：垂直坡面采用種植槽穴植被恢復技術(shù)，裂隙坡面采用植生基材噴附結合植苗綠化修復技術(shù)，對于坡度大于60度的坡面采用錨桿固定、掛格柵網(wǎng)、植生基材噴附、鋪設生態(tài)植被毯技術(shù)，幫坡平臺采用苗木種植結合平臺攔擋技術(shù)。
2.尾礦庫生態(tài)修復：采用鋪面整理、土壤改良、鋪設生態(tài)植被毯技術(shù)。
3.排土場(chǎng)生態(tài)修復：采用植生基材噴附、生態(tài)灌漿技術(shù)，營(yíng)造植物生長(cháng)基盤(pán)技術(shù)。
修復效果
礦區擾動(dòng)土地治理達到95%以上，水土流失總治理度達94%以上，土壤流失控制比在0.4~1.3之間，攔渣率達到98%以上，林草植被恢復率達98%以上。同時(shí)，林草覆蓋率達31%以上。
來(lái)源：中國礦業(yè)報
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信（粉體技術(shù)網(wǎng)）
|
