礦山生態(tài)修復(fù)

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1、 導(dǎo)師：韓衛(wèi)清老師 主講人：衷從強(qiáng)礦山現(xiàn)狀二 礦山的環(huán)境問題三 礦山生態(tài)修復(fù)2021/6/162礦山的現(xiàn)狀1.1礦山固體廢棄物的概念 礦山在開采過程中所產(chǎn)生的廢石及礦石經(jīng)過選冶生產(chǎn)過程后產(chǎn)生的尾礦或廢渣。1.2 礦山固體廢物的實(shí)際情況 我國是世界采礦大國,現(xiàn)有各類礦山企業(yè)約15.3萬個(gè),中國有礦山7650個(gè),集體企業(yè)6.9萬個(gè),私營及個(gè)體企業(yè)5.8萬個(gè),余為其他經(jīng)濟(jì)類型企業(yè),開采礦產(chǎn)143種。伴隨各類礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用,產(chǎn)出了大量的固體廢棄物 。2021/6/1631.3當(dāng)今礦山固體廢棄物的特點(diǎn)（1）總量大。我國冶金工業(yè)快速發(fā)展,促使礦山的開發(fā)力度加大,隨之產(chǎn)生大量礦山固體廢棄物。這些固體廢棄

2、物的存量既是我國千百年礦業(yè)開發(fā)的歷史積累,也是礦產(chǎn)資源利用不合理的結(jié)果。（2）來源廣。其主要的四種物質(zhì)來源為:尾礦、廢石、煤矸石和粉煤灰,尤以廢石為多 。 （3）污染大。我國礦山的固體廢物集中送至尾礦庫儲存，而尾礦庫占用大量土地，直接破壞生態(tài)，污染環(huán)境。尾砂一般質(zhì)輕，顆粒小，容易產(chǎn)生風(fēng)塵。在雨水的沖刷下，容易引起水體污染，危害人類的健康。2021/6/164v二 礦山開發(fā)的環(huán)境問題礦山開發(fā)的環(huán)境問題類別包括以下三種：1.環(huán)境污染：大氣環(huán)境污染，水環(huán)境污染，固體環(huán)境污染聲環(huán)境污染，輻射污染，土壤污染2.生態(tài)環(huán)境：壓占破壞土地，砍伐林木植被，增加水土流失消耗水資源，減少生物多樣性，擾動野生動植物棲

3、息環(huán)境，改變地貌景觀3.地質(zhì)環(huán)境：壩體潰決,邊坡失穩(wěn),泥石流，崩塌,水位下降,涌水外排,塌陷變形2021/6/1652021/6/166v三 金屬礦山的生態(tài)修復(fù) 3.1 生態(tài)修復(fù)的概念3.2 礦山開發(fā)中的生態(tài)修復(fù) 3.2.1 生態(tài)修復(fù)任務(wù) 3.2.2 生態(tài)修復(fù)時(shí)序 3.2.3 生態(tài)修復(fù)的內(nèi)容 3.3 礦區(qū)主要生態(tài)修復(fù)技術(shù)3.3.1 穩(wěn)定化處理方法3.3.2 生物修復(fù)方法 （噴混植生技術(shù)）2021/6/1672021/6/168v3.1 生態(tài)修復(fù)的概念 生態(tài)修復(fù)是指停止對生態(tài)的干擾和破壞，利用生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力，輔以人工措施，使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展的過程。

4、2021/6/1693.2 礦山開發(fā)中的生態(tài)修復(fù)3.2.1 生態(tài)修復(fù)任務(wù) 礦山生態(tài)修復(fù)的主要任務(wù)，是在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平的條件下，將受到開發(fā)影響的主要環(huán)境問題，通過科學(xué)、系統(tǒng)的生態(tài)修復(fù)工程和長期的生態(tài)撫育措施，使被破壞的、受損的礦山環(huán)境功能逐步恢復(fù)，使之生態(tài)環(huán)境自身可持續(xù)良性發(fā)展，逐步形成自我維持的繁衍生態(tài)平衡體系。礦山的主要生態(tài)修復(fù)對象包括：露天采礦場地、地下開采的采動影響區(qū)、排土場、選礦尾礦庫、堆浸場、輸送管線填埋區(qū)、道路、各工業(yè)場地等。2021/6/16103.2.2 生態(tài)修復(fù)時(shí)序 礦山生態(tài)修復(fù)的時(shí)期，目前傳統(tǒng)的是在開采完成后再來修復(fù)。隨著復(fù)墾工作的深入，和對礦業(yè)開發(fā)歷程的理解，正確的復(fù)墾

5、和生態(tài)修復(fù)活動，應(yīng)伴隨礦山全部開發(fā)過程，實(shí)施全程動態(tài)恢復(fù)。也就是生態(tài)恢復(fù)工作，應(yīng)貫穿在礦山建設(shè)期、運(yùn)營期和關(guān)閉期，以及后延的生態(tài)撫育期的全部開發(fā)過程。伴隨生產(chǎn)時(shí)序，實(shí)施及時(shí)的復(fù)墾工程，恢復(fù)措施，使其被破壞的工業(yè)場地得以科學(xué)的、及時(shí)地恢復(fù)2021/6/16113.2.3 生態(tài)修復(fù)的內(nèi)容 礦區(qū)不同的開發(fā)階段，蘊(yùn)含著不同的生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)內(nèi)容。在礦山基本建設(shè)階段，礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)的主要方面，是礦山開拓階段形成的道路、邊坡、受影響的場地，表土的剝離、貯存和保護(hù)，場地恢復(fù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，植被品種的選擇及小區(qū)試驗(yàn)、設(shè)計(jì)，恢復(fù)工程材料的篩選和獲取。在礦山運(yùn)營階段，應(yīng)按開發(fā)建設(shè)時(shí)序，在運(yùn)營期長達(dá)年的范圍內(nèi)，可按工程進(jìn)

6、展劃分時(shí)間段，不同的時(shí)間段有不同的復(fù)墾生態(tài)恢復(fù)任務(wù)、對象。在尾礦庫、排土場、堆浸場、露天采礦場地，2021/6/1612 已經(jīng)最終完成的堆筑作業(yè)的邊坡、臺階、平臺或局部場地，應(yīng)是此階段的及時(shí)、動態(tài)安排復(fù)墾工程的重點(diǎn)。在大面積完成頂部平臺、沉積灘、臺階、道路等場地，應(yīng)集中安排復(fù)墾工程，生態(tài)恢復(fù)措施。在接近開采完成或閉礦階段，應(yīng)重點(diǎn)完成各類場地的生態(tài)恢復(fù)工程，補(bǔ)充修復(fù)質(zhì)量不能保證正常成活場地的恢復(fù)工作。對于建有永久建筑的場地和設(shè)施，應(yīng)評估其質(zhì)量和依據(jù)需要決定保留和拆除。使即將關(guān)閉的礦區(qū)，保留的設(shè)施為當(dāng)?shù)厮?，不能遺留污染場地。拆除的建構(gòu)筑物和設(shè)施，清理后根據(jù)最終的利用去向，實(shí)施復(fù)墾或利用，合理安排

7、各得其所。經(jīng)過人工強(qiáng)化的復(fù)墾工程，生態(tài)修復(fù)等措施，經(jīng)過幾年、十幾年的生態(tài)循環(huán)和演替，礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)一定可以逐漸朝著恢復(fù)到采前的生態(tài)環(huán)境發(fā)展。2021/6/16133.3 礦區(qū)主要生態(tài)修復(fù)技術(shù)3.3.1 穩(wěn)定化處理方法 它是一種常用的生態(tài)修復(fù)方法，可分為物理法和化學(xué)法。物理法指基底防滲、邊坡加固及對?？舆M(jìn)行填埋，它一般用于生態(tài)重建的前期處理，主要包括排巖場的穩(wěn)定化、排巖場和尾礦庫的熟土覆蓋、采礦場的填埋等。該法的穩(wěn)定對象包括地表景觀穩(wěn)定和礦山廢棄物穩(wěn)定?；瘜W(xué)法是使用一種或多種化學(xué)穩(wěn)定劑于尾礦表面使之反應(yīng)形成殼膜防止侵蝕。目前在國內(nèi)主要采用物理法常常與植被恢復(fù)法結(jié)合使用，而化學(xué)法因成本高，易帶來新的

8、生態(tài)環(huán)境問題而很少使用。這一方法在非金屬礦山，尤其是皖西磚瓦粘土礦山有用武之地。2021/6/16143.3.2 生物修復(fù)方法 這里主要是指運(yùn)用植被恢復(fù)辦法來改造礦山廢棄地的生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境?；謴?fù)植被有兩種方式，即直接植被和覆土植被，具體采用哪種方法取決于廢棄地的物理?xiàng)l件、營養(yǎng)條件、土壤毒性以及物種的適應(yīng)性。 直接植被應(yīng)該是最簡便、成本最低的方法，但絕大多數(shù)礦山由于處于演替過程的裸地階段，對植物生長有利的土壤動物如蚯蚓、線蟲、螞蟻等因?yàn)闆]有植物根系及植物殘余物而大部分消失，土壤微生物的數(shù)量地因此大量減少，隨著時(shí)間的推移和恢復(fù)工作的進(jìn)行，它們才逐漸得到恢復(fù)(1020年)，這些都會影響植被的恢復(fù)與重建

9、，因而覆土植被是一種行之有效的常見生態(tài)修復(fù)方法，更易被大多數(shù)礦山企業(yè)采納。土壤覆蓋厚度過高成本太大，太薄又起不到作用。據(jù)研究，最經(jīng)濟(jì)和簡便的方法是種植豆科植物和其他固氮植物，這些植物可積累氮150kgha。另外的研究表明在對礦山生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行土壤改良時(shí)，無論是污泥或是其他客土當(dāng)其與尾礦砂的比例為1：1時(shí)對植物的生長最有利。為使植被恢復(fù)獲得成功，有時(shí)必須進(jìn)行基質(zhì)改良，先鋒物種的選擇等驗(yàn)。2021/6/1615v噴混植生技術(shù) 噴混植生技術(shù)是當(dāng)前廢棄礦山生態(tài)修復(fù)的最新模式，是廢棄礦山工程防護(hù)與生態(tài)綠化并重的新技術(shù)，能使植物在短時(shí)間內(nèi)快速生長覆蓋。該技術(shù)利用錨桿加固鐵絲網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)用特制噴混機(jī)械將土壤

10、、有機(jī)核心料、粘結(jié)劑、植物種子等混合干料加水后噴射到巖面上，形成近10cm厚度的具有大小孔隙的硬化體。2021/6/1616噴混植生技術(shù)的主要特點(diǎn)大致有：（1）適合地質(zhì)條件惡劣的巖石表面 采用鍍鋅鐵絲網(wǎng)和鋼桿錨固，抗拉力強(qiáng)度大，可有效地防止崩塌和碎石掉落，確保山體和道路長治久安。該方法適用于惡劣環(huán)境的巖石表面，如礫石層、疏松巖石、破碎層及較硬的基巖等。（2）抗侵蝕性和抗水土流失 粘結(jié)劑的膠結(jié)作用是噴混基質(zhì)與巖面粘結(jié)，并使噴混基質(zhì)硬化，從而避免雨水等對種植基質(zhì)造成沖刷侵蝕。（3）保障植被快速成型及生態(tài)穩(wěn)定化 以客土為主的噴混基層的厚度為10cm，能確保植物安全生長的極限需求。石質(zhì)表面上噴混植生后

11、，60天能全面覆蓋，1年灌草立體生態(tài)成型。植物的生態(tài)穩(wěn)定性方面的作用有：能攔截的雨水沖擊，減少滴濺能量；通過吸收和蒸騰作用降低土體孔隙水壓力；根系深扎交錯(cuò)能增加土體內(nèi)聚力，提高建植層土體的凝聚強(qiáng)度。2021/6/1617噴混植生關(guān)鍵技術(shù)v（1）低堿性粘結(jié)劑及與有機(jī)物料的最佳配比：目前，在石質(zhì)廢棄礦山生態(tài)防護(hù)中常用的粘結(jié)劑是水泥，但是，水泥呈堿性，一般來說對灌草種子的生根和發(fā)芽是有害的。噴混基質(zhì)pH值可直接或間接影響植物的生長發(fā)育，其影響主要表現(xiàn)在土壤養(yǎng)分的有效性、土壤微生物活性、植物根系生長和抗性大小以及植物群落的構(gòu)成等幾個(gè)方面。在噴混基料中加入輔助粘結(jié)劑(如紅粘土、過磷酸鈣)和pH緩沖劑，利

12、用它們本身的酸堿性、緩沖性和紅粘土的高量活性鋁高量活性鋁水解產(chǎn)生酸度進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，使噴混基料的pH值由強(qiáng)堿性(pH 8085)降低到中性(pH 6872)，適合植物生長。噴混基料的pH值會隨植物生長而有一定的降幅，所以，應(yīng)采用比較成熟的pH值調(diào)節(jié)技術(shù)使噴混基料的pH值調(diào)節(jié)到一個(gè)適宜植物生長的范圍。另一方面，水泥用量的多少既影響建植層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，又影響到建植層的土壤理化性質(zhì)、肥力、微生物環(huán)境等，從而影響到植物生長。2021/6/1618（2）喬灌草種的配置及分層噴播技術(shù)v 石質(zhì)廢棄礦山的生態(tài)恢復(fù)以往采用多草種混播，由于草種屬淺根性植物，其根系一般只能分布于噴混建植層的表層，對邊坡惡劣環(huán)境的抗逆

13、性弱，生物群落穩(wěn)定性差，往往在3年一5年植被就出現(xiàn)退化。在草本群落中加入灌木，形成灌草結(jié)合的穩(wěn)定立體復(fù)合生態(tài)體系，能解決單一草本植物群落易退化的問題。灌木根系發(fā)達(dá)，灌草生態(tài)建植層的根系交織成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，能最大限度地防止水土流失和坡面跨塌。灌草種配置的具體措施有：1)以地帶性植被、鄉(xiāng)土植物為基調(diào)，適當(dāng)引進(jìn)適于本地生長條件的野生植物和外地植物；2)考慮淺根植物和深根植物的結(jié)合、豆科植物和非豆科植物的結(jié)合；3)盡可能配置抗逆性強(qiáng)的植物和水肥光熱利用率高的植物。只有這樣，才能建設(shè)一個(gè)穩(wěn)定的立體生態(tài)群落。噴混植生技術(shù)分為基底和表層實(shí)施噴播，基底7cm8cm，表層2cm3era；基底種子用量占20一30，表層種子用量占7080。分層噴播有利于提高出苗率、成苗率，縮短見綠與覆蓋時(shí)間，降低生產(chǎn)成本和養(yǎng)護(hù)成本。2021/6/1619（3）施工工藝 施工工序：坡面處理-鋪網(wǎng)釘網(wǎng)-噴混植生-回填種植土-養(yǎng)護(hù)。 首先噴射不含種子的混合料，噴射厚度6cm一8cm，待第一次噴射的混合土達(dá)到一定強(qiáng)度后，緊接著第二次噴射經(jīng)過催芽處理后的種子加入過篩后的泥炭土、腐殖土、粘結(jié)劑、纖維、緩釋復(fù)合肥、保水劑攪拌均勻后的混合材料。2021/6/16202021/6/16212021/6/1622 Thanks2021/6/1623 若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝！若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝！