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  2. 京津冀地区废弃矿山地质环境治理及生态修复6个方案分析

    时间:2020-09-07 16:33:06 作者:admin 返回列表

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    京津冀地区是我国重要的经济增长极,矿山开采对区域建设提供了物资保障,但也留下了危岩、地面塌陷、基岩裸露、植被覆盖率下降、扬尘等严重的矿山地质和生态环境问题。

    本文以河北某矿区为例,分析了废弃矿区存在的地质及生态 环境问题,结合区域自然条件和生态环境,提出了矿山修复细分目标,并针对性提出了成套技术方案, 为京津冀地区矿山修复及环境改善提供参考。

    1.废弃矿山地质及生态环境问题现状

    矿山开发过程中岩土体天然应力-应变状态的改变极大地提高了废弃矿山发生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害发生的风险。京津冀地区废弃矿山地质问题分类见表1。

    矿产活动对地形地貌及植被造成不可逆的破坏??笊娇赏杲岷?,遗留的废弃矿山存在采坑、地面塌陷、地裂缝等问题;矿山开采产生的废弃石渣和尾矿占压或损毁大量自然植被、人工林地、农业用地,导致矿区植被覆盖率降低、农作物减产;同时,伴随着水土流失、地面沉降等问题。

    资料显示,大型废弃矿山的扬尘影响范围达10~12km?,对下风向区域的污染最为严重??笄袅诒本?,在风力作用下,矿区扬尘严重危及北京的大气质量。

    2.矿山地质环境治理及生态修复6个方案

    根据矿区的实际情况和区域自然条件,确定废弃矿山的地质环境治理及生态修复目标,选定地质环境及生态修复的工程技术措施。

    2.1 废弃矿山的治理目标

    废弃矿山治理的总体目标为:改造矿山岩土体、修复水文地质结构、恢复区域生态植被。废弃矿山治理修复细分目标见表2。

    2.2 工程技术方案

    矿区存在危岩浮石、采坑、掌子面、孤山等地质灾害问题,地表裸露、矿渣堆砌成山,渣坡滑坡风险突出。针对该矿区存在的具体问题,本研究制定了以地质灾害治理为基础,矿山复绿工程为重点的技术方案,主要技术措施见表3,技术路线如图1所示。

    1)地质灾害治理方案

    在消除地质灾害隐患的前提下,采用削高填低的方式,尽量多地整理出可利用的平地资源,为区域土地复垦奠定基础??笄谖廾飨缘奈Q姨?,开采面整体较稳定,但在大部分的开采面及坡面堆有浮石,存在滑落的可能。

    为彻底消除地质灾害隐患,可通过人工和机械结合清除浮石的方式,机械臂长工作范围内的采用炮锤和挖掘机清理;无工作面、高度较高的地方,采用人工清理,人工清理原则安全第一。坡面浮石清理先清理松散、不稳定的石块,再将开采面及坡面浮石全部清除,彻底消除地质灾害隐患。

    2)地形地貌修复方案

    矿区的采矿平台可根据其所处位置分为低位平台和高位平台。低位平台指位于区内采坑坑底的平台和采坑坑壁局部的开采平台,高位平台即位于采坑坑口以上,连接各采坑的平台。高位平台上的料堆可采用清运、渣堆平整或回填采坑方式处理。

    对于区内的高位平台,可依据原地势坡度,平整后布置绿化工程,形成绿化带。对于低位平台,可按照相近相连的原则,通过局部土石方挖填,形成较大的连续平台,形成连片的可利用地。治理后同一标高的平台地面坡度一般不超过5°,同一平台各角标高不一致的,平缓过渡形成缓坡。

    矿区内的台阶以矿山开采时开采面上形成的台阶为主??商ń拙秸?、清渣、修理坡面后,形成较为平整的台阶,对台阶覆土绿化,台阶边缘修建浆砌挡土墙,起到美观和挡土作用??尚纬傻谋咂陆懈≡謇?,利用微地貌局部小台阶覆土绿化,形成“点缀”景观。

    针对部分高陡开采面下的渣坡,进行放坡修整,形成分阶的台阶,减少清运渣量的同时适当遮挡裸露的高陡岩面,起到美观和挡土作用。

    残山是指原山体四周均被开采,遗留的孤立山体。残山治理采用爆破和机械破碎、分层清除、机械挖运等工程手段进行削挖、清除,破碎后留下的石料填埋于设计复垦平台就近低洼区域。

    采坑填埋应从坑边开始、逐步推进,最后按高程使用推土机找平,土地平整后合理布置绿化工程,形成绿色景观带。

    3)截排水方案

    矿区截排水方案主要由主排水渠、消力池、地块平台截排水组成,可对矿区汇水范围内的降雨进行汇集疏导,消除矿区内无规则的集中束流或泥石流灾害,减小降水对矿区内环境恢复治理工程造成的损失,避免覆土区域的水土流失,?;ぢ袒虻闹脖幻馐芷苹?。由于矿区上游为前期已完工的矿山治理工程,对本矿区的排水影响最大。

    因此,按照区域排水总体规划,修建相应断面的排水主渠和汇水坑。每个治理分区的截排水工程与道路排水渠及排水主渠连接,形成整体排水系统。

    4)土地复垦方案

    土地复垦区主要根据现有地形地质条件,结合灌溉排水系统布置、道路系统布置和农作物种植要求等因素,按照区域用地规划,遵循“因地制宜、切实可行”的原则,做到土地利用规划与相关设计规范相一致,田、路、水协调统一。

    复垦区内进行削高填低处理,对较高的残山、渣堆、平台、渣坡等区域,采用爆破和机械破碎、分层清除后,相近相连形成大面积的平缓区域,对填方区设置台阶放坡处理。对土地复垦区域进行平整后,大部分区域为裸露基岩及回填矿渣,结合土壤来源和质地实际情况,外运土壤作为种植土壤。

    根据《土地复垦质量控制标准》(TD/T1036~2013),并结合矿区地形特点、农田耕作以及防治水土流失等要求,平整区域及放坡区域进行客土覆土,客土运至矿区后采用推土机推平,覆土厚度1.0m,坡面覆土厚度0.3m。

    由于外运土壤肥力差,需进行土壤改良。复垦可利用土地通过施撒有机肥,可有效地改善土壤理化性状和生物特性。治理实施后,土壤有机质含量需达到适合植被生长的水平。为增加土壤透气性,促进土壤中微生物的繁殖,使土、肥相融,提高地力,覆土后应对土地进行翻耕、松土及人工精细平整。

    5)灌溉系统建设方案

    复垦区内适当位置修建机井,并配套相关设施,在复垦田块种植绿化植物。平台、台阶上的绿化工程配套灌溉管网,开采面及边坡采用人工灌溉养护,保证后期养护的绿植成活率。根据田块、平台、台阶种植的物种和面积布设蓄水池和不同管径的管道,形成灌溉网络,蓄水池与水井直接相连,蓄水池通过二次加压与灌溉网络相连,为后期养护用水提供必备条件,保证绿化工程的灌溉。

    6)绿化方案

    结合京津冀地区的自然条件及生态环境,设计在复垦区域断面底部和顶部种植爬山虎,种植间距0.5m;边坡处种植新疆杨,种植间距2.5m,以遮挡白斑。

    田块间种植经济作物油菜花和油葵,油菜花和油葵的种植比例为1:1,油菜花撒种子0.45g/m2,油葵撒种子0.75g/m?,以提升整体治理效果,提高经济效益。

    为提高修复矿区的生态结构和区域绿植结构,在后期可结合区域建设目标,种植适当种类的经济或景观植物。

    京津冀地区废弃矿山的地质及生态环境遭到破坏,存在重大地质灾害隐患,区域环境污染严重。针对河北省某矿区存在的问题,提出了适用于京津冀地区矿山修复的方案。详述了地质灾害隐患治理、地形地貌修复、土地复垦和绿化技术路线,为京津冀地区矿山修复提供了技术参考,对区域环境修复和绿色可持续发展具有重要意义。

     

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