矿山生态修复

矿山的生态修复导师：韩卫清老师•主讲人：衷从强一矿山现状二矿山的环境问题三矿山生态修复一矿山的现状1.1﹑矿山固体废弃物的概念矿山在开采过程中所产生的废石及矿石经过选冶生产过程后产生的尾矿或废渣。1.2﹑矿山固体废物的实际情况我国是世界采矿大国,现有各类矿山企业约15.3万个,中国有矿山7650个,集体企业6.9万个,私营及个体企业5.8万个,余为其他经济类型企业,开采矿产143种。伴随各类矿产资源的开发利用,产出了大量的固体废弃物。1.3﹑当今矿山固体废弃物的特点（1）总量大。我国冶金工业快速发展,促使矿山的开发力度加大,随之产生大量矿山固体废弃物。这些固体废弃物的存量既是我国千百年矿业开发的历史积累,也是矿产资源利用不合理的结果。（2）来源广。其主要的四种物质来源为:尾矿、废石、煤矸石和粉煤灰,尤以废石为多。（3）污染大。我国矿山的固体废物集中送至尾矿库储存，而尾矿库占用大量土地，直接破坏生态，污染环境。尾砂一般质轻，颗粒小，容易产生风尘。在雨水的冲刷下，容易引起水体污染，危害人类的健康。二矿山开发的环境问题矿山开发的环境问题类别包括以下三种：1.环境污染：大气环境污染，水环境污染，固体环境污染声环境污染，辐射污染，土壤污染2.生态环境：压占破坏土地，砍伐林木植被，增加水土流失消耗水资源，减少生物多样性，扰动野生动植物栖息环境，改变地貌景观3.地质环境：坝体溃决,边坡失稳,泥石流，崩塌,水位下降,涌水外排,塌陷变形三金属矿山的生态修复3.1生态修复的概念3.2矿山开发中的生态修复3.2.1生态修复任务3.2.2生态修复时序3.2.3生态修复的内容3.3矿区主要生态修复技术3.3.1稳定化处理方法3.3.2生物修复方法（喷混植生技术）3.1生态修复的概念生态修复是指停止对生态的干扰和破坏，利用生态系统的自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展的过程。3.2矿山开发中的生态修复3.2.1生态修复任务矿山生态修复的主要任务，是在目前技术经济水平的条件下，将受到开发影响的主要环境问题，通过科学、系统的生态修复工程和长期的生态抚育措施，使被破坏的、受损的矿山环境功能逐步恢复，使之生态环境自身可持续良性发展，逐步形成自我维持的繁衍生态平衡体系。矿山的主要生态修复对象包括：露天采矿场地、地下开采的采动影响区、排土场、选矿尾矿库、堆浸场、输送管线填埋区、道路、各工业场地等。3.2.2生态修复时序矿山生态修复的时期，目前传统的是在开采完成后再来修复。随着复垦工作的深入，和对矿业开发历程的理解，正确的复垦和生态修复活动，应伴随矿山全部开发过程，实施全程动态恢复。也就是生态恢复工作，应贯穿在矿山建设期、运营期和关闭期，以及后延的生态抚育期的全部开发过程。伴随生产时序，实施及时的复垦工程，恢复措施，使其被破坏的工业场地得以科学的、及时地恢复3.2.3生态修复的内容矿区不同的开发阶段，蕴含着不同的生态修复重点内容。。在矿山基本建设阶段，矿山生态环境修复的主要方面，是矿山开拓阶段形成的道路、边坡、受影响的场地，表土的剥离、贮存和保护，场地恢复的规划设计，植被品种的选择及小区试验、设计，恢复工程材料的筛选和获取。在矿山运营阶段，应按开发建设时序，在运营期长达１０～３０年的范围内，可按工程进展划分时间段，不同的时间段有不同的复垦生态恢复任务、对象。在尾矿库、排土场、堆浸场、露天采矿场地，已经最终完成的堆筑作业的边坡、台阶、平台或局部场地，应是此阶段的及时、动态安排复垦工程的重点。在大面积完成顶部平台、沉积滩、台阶、道路等场地，应集中安排复垦工程，生态恢复措施。在接近开采完成或闭矿阶段，应重点完成各类场地的生态恢复工程，补充修复质量不能保证正常成活场地的恢复工作。对于建有永久建筑的场地和设施，应评估其质量和依据需要决定保留和拆除。使即将关闭的矿区，保留的设施为当地所用，不能遗留污染场地。拆除的建构筑物和设施，清理后根据最终的利用去向，实施复垦或利用，合理安排各得其所。经过人工强化的复垦工程，生态修复等措施，经过几年、十几年的生态循环和演替，矿区生态系统一定可以逐渐朝着恢复到采前的生态环境发展。3.3矿区主要生态修复技术3.3.1稳定化处理方法它是一种常用的生态修复方法，可分为物理法和化学法。物理法指基底防渗、边坡加固及对停坑进行填埋，它一般用于生态重建的前期处理，主要包括排岩场的稳定化、排岩场和尾矿库的熟土覆盖、采矿场的填埋等。该法的稳定对象包括地表景观稳定和矿山废弃物稳定。化学法是使用一种或多种化学稳定剂于尾矿表面使之反应形成壳膜防止侵蚀。目前在国内主要采用物理法常常与植被恢复法结合使用，而化学法因成本高，易带来新的生态环境问题而很少使用。这一方法在非金属矿山，尤其是皖西砖瓦粘土矿山有用武之地。3.3.2生物修复方法这里主要是指运用植被恢复办法来改造矿山废弃地的生态系统环境。恢复植被有两种方式，即直接植被和覆土植被，具体采用哪种方法取决于废弃地的物理条件、营养条件、土壤毒性以及物种的适应性。直接植被应该是最简便、成本最低的方法，但绝大多数矿山由于处于演替过程的裸地阶段，对植物生长有利的土壤动物如蚯蚓、线虫、蚂蚁等因为没有植物根系及植物残余物而大部分消失，土壤微生物的数量地因此大量减少，随着时间的推移和恢复工作的进行，它们才逐渐得到恢复(10—20年)，这些都会影响植被的恢复与重建，因而覆土植被是一种行之有效的常见生态修复方法，更易被大多数矿山企业采纳。土壤覆盖厚度过高成本太大，太薄又起不到作用。据研究，最经济和简便的方法是种植豆科植物和其他固氮植物，这些植物可积累氮150kg／ha。另外的研究表明在对矿山生态环境问题进行土壤改良时，无论是污泥或是其他客土当其与尾矿砂的比例为1：1时对植物的生长最有利。为使植被恢复获得成功，有时必须进行基质改良，先锋物种的选择等验。喷混植生技术喷混植生技术是当前废弃矿山生态修复的最新模式，是废弃矿山工程防护与生态绿化并重的新技术，能使植物在短时间内快速生长覆盖。该技术利用锚杆加固铁丝网技术，运用特制喷混机械将土壤、有机核心料、粘结剂、植物种子等混合干料加水后喷射到岩面上，形成近10cm厚度的具有大小孔隙的硬化体。喷混植生技术的主要特点大致有：（1）适合地质条件恶劣的岩石表面采用镀锌铁丝网和钢杆锚固，抗拉力强度大，可有效地防止崩塌和碎石掉落，确保山体和道路长治久安。该方法适用于恶劣环境的岩石表面，如砾石层、疏松岩石、破碎层及较硬的基岩等。（2）抗侵蚀性和抗水土流失粘结剂的胶结作用是喷混基质与岩面粘结，并使喷混基质硬化，从而避免雨水等对种植基质造成冲刷侵蚀。（3）保障植被快速成型及生态稳定化以客土为主的喷混基层的厚度为10cm，能确保植物安全生长的极限需求。石质表面上喷混植生后，60天能全面覆盖，1年灌草立体生态成型。植物的生态稳定性方面的作用有：能拦截的雨水冲击，减少滴溅能量；通过吸收和蒸腾作用降低土体孔隙水压力；根系深扎交错能增加土体内聚力，提高建植层土体的凝聚强度。喷混植生关键技术（1）低碱性粘结剂及与有机物料的最佳配比：目前，在石质废弃矿山生态防护中常用的粘结剂是水泥，但是，水泥呈碱性，一般来说对灌草种子的生根和发芽是有害的。喷混基质pH值可直接或间接影响植物的生长发育，其影响主要表现在土壤养分的有效性、土壤微生物活性、植物根系生长和抗性大小以及植物群落的构成等几个方面。在喷混基料中加入辅助粘结剂(如红粘土、过磷酸钙)和pH缓冲剂，利用它们本身的酸碱性、缓冲性和红粘土的高量活性铝水解产生酸度进行pH调节，使喷混基料的pH值由强碱性(pH8．0—8．5)降低到中性(pH6．8—7．2)，适合植物生长。喷混基料的pH值会随植物生长而有一定的降幅，所以，应采用比较成熟的pH值调节技术使喷混基料的pH值调节到一个适宜植物生长的范围。另一方面，水泥用量的多少既影响建植层结构的稳固性，又影响到建植层的土壤理化性质、肥力、微生物环境等，从而影响到植物生长。（2）乔灌草种的配置及分层喷播技术石质废弃矿山的生态恢复以往采用多草种混播，由于草种属浅根性植物，其根系一般只能分布于喷混建植层的表层，对边坡恶劣环境的抗逆性弱，生物群落稳定性差，往往在3年一5年植被就出现退化。在草本群落中加入灌木，形成灌草结合的稳定立体复合生态体系，能解决单一草本植物群落易退化的问题。灌木根系发达，灌草生态建植层的根系交织成稳定结构，能最大限度地防止水土流失和坡面跨塌。灌草种配置的具体措施有：1)以地带性植被、乡土植物为基调，适当引进适于本地生长条件的野生植物和外地植物；2)考虑浅根植物和深根植物的结合、豆科植物和非豆科植物的结合；3)尽可能配置抗逆性强的植物和水肥光热利用率高的植物。只有这样，才能建设一个稳定的立体生态群落。喷混植生技术分为基底和表层实施喷播，基底7cm～8cm，表层2cm～3era；基底种子用量占20％一30％，表层种子用量占70％～80％。分层喷播有利于提高出苗率、成苗率，缩短见绿与覆盖时间，降低生产成本和养护成本。（3）施工工艺施工工序：坡面处理----铺网钉网---喷混植生---回填种植土---养护。首先喷射不含种子的混合料，喷射厚度6cm一8cm，待第一次喷射的混合土达到一定强度后，紧接着第二次喷射经过催芽处理后的种子加入过筛后的泥炭土、腐殖土、粘结剂、纤维、缓释复合肥、保水剂搅拌均匀后的混合材料。Thanks