露天矿山废石场的复垦探讨

土地恢复技术与矿床赋存条件, 露天开采工艺及废石场的位置、地质地形条件密切相关。土地恢复应看作为露天开采的一个作业环节, 充分利用露天开采机械于土地恢复, 它既发挥设备效率, 又能降低土场恢复费用。

废石场复垦最终范围是土场顶部平台、排弃边坡及各安全平台。在施工过程中废石场是动态的, 也随着排弃工艺的变化复垦先后顺序也有所不同。废石场总高较低时, 一般选取由上至下排弃, 这时可考虑先复垦顶部, 再复垦边坡;如废石场总高较大, 采用多台阶排弃, 这时先考虑复垦废石场下部的安全平台、下坡边坡, 排弃终了时再复垦废石场上部边坡及顶部平台。

许多露天矿剥岩量大, 废石场占地面积多, 进行种植的土场一般均需复士, 虽然复土厚度不大, 但总复土量还是比较多的。如果在开发矿山时未考虑耕植土贮存问题, 到复垦需要时就得从其他地方取土运至废石场, 使复土设备量和运距增加, 延长土地恢复时间最终导致土地恢复费用提高, 这在技术上和经济上都是不合理的。贮存的表土必须有利于种植, 因此需对剥离的表土组分进行化验分析。

(1) 对废石场基底进行处理。在排卸土、石前, 需清除基底软岩土层, 使土石直接排卸在原生相对坚硬的基底上。

(2) 当废石场基底坡度较大时, 在降雨量多的地区, 应修整使坡度不大于25‰~30‰或者将基底做成阶梯形, 以增加摩擦阻力, 提高废石场的稳定性, 减少岩土流失。在降雨量少的干燥地区, 基底坡度增加50%以上, 也不会引起大面积的岩土流失。

(3) 废石场内外形成合理的排水系统。在废石场四周设置截洪沟, 以减少汇水面积, 防止废石场外水进入废石场;废石场的坡底、顶部形成排水沟, 让地表水能流出废石场外。

(4) 废石场下应设置挡渣坝。根据废石场的位置及实际情况, 对坡度较陡不利于排土的位置, 可设置挡渣坝。

在废石场堆置废石时, 应尽可能将大的石块堆在最下层, 避免将细粒岩土堆于基底, 增加底部的透水性, 以防因雨水作用降低废石场的稳定性。当废石场种植植物时, 为了保证生物增长, 岩土需有渗透性和含水性。在废石场植树时, 其根部要求石块与小于2毫米的土粒保持一定的比例关的系。据国外的试验研究, 在干燥地区土粒占30%以上, 以便吸收更多的水份, 促使树木生长;在潮湿地区, 土粒占20%~30%。

根据废石场再种植的可能性, 决定废石场表面是否要复土。若用作农田, 需复盖一层厚0.5~1.1米的沃土。为防止水的渗漏, 在土层与腹石之间铺设一层隔水的粘土。适宜种植植物的决定因素是土壤中的水份和所需的养份, 最重要的是附近要有水。在地下水位低的地区, 对植物需灌溉, 以满足蒸发的要求。

废石铺设的土壤对有益的微生物能适于生存。如豆科植物吸收氮就是利用根瘤细菌来满足的。又如根苗菌, 它能增加微根表面面积来帮助吸收养份。根据矿山已有的经验, 废石堆存时应注意以下几方面:

(1) 大块岩石, 酸性和碱性岩土, 堆在下部。

(2) 复士后废石场的表面坡度不大于l%, 以防地表径流冲刷表土。

(3) 复盖土层厚度为1.2~1.5m, 使其具有较好的持水性。

上述经验值得借鉴。至于复土厚度视所在地区降雨量而异, 多雨地区复土厚度0.5~1.1m即可保证种植的作物生长, 少雨地区则需较厚的复土, 以保证土壤中有足够的水份。

根据土地用途选用适宜的植被种类。坚持以本地土生物种为主, 其有利于遵循自然而演替规律, 有利于区域生态的完整性。在引入外来物种时应考虑引入的新物种携带或易患病虫害问题, 还要考虑新物种的生长蔓延情况及对当地土著种群的影响。

露天矿废石场土地的复垦主要是以加速绿化、防风固土、改善生态环境为目的, 同时兼顾土地的经济效益以及林木的观赏价值。通过改善各场地的立地条件, 使土地最终能发挥其最高利用价值。因此, 复垦树种的选择应综合考虑以下原则。

(1) 耐旱耐瘠, 根系发达, 适应性强;

(2) 繁殖容易, 生长迅速, 再生能力强;

(3) 优先当地有改良土壤作用的品种和豆科植物;

(4) 乔、灌、藤、草相结合, 常绿和落叶混交;

(5) 考虑矿山边生产边复垦的特点, 选择对有害气体抗性强、防污染性能好的植物;

(6) 具有一定的经济价值。

如太和铁矿位于安宁河西岸, 因此, 要求选择的树种应具有较高的观赏价值和较强的防尘、抗风能力。可选择的树种有:云南松、油桉、旱冬瓜 (桤木) 、台湾相思、新银合欢、毛金竹、车桑子、余甘子、紫穗槐、杜鹃、胡枝子、黄荆、葛藤、爬山虎、扭黄茅、绊根草、芸香草、黑麦草、白三叶草等。

做农用地时, 采用抗旱保墒栽培技术, 提高耕作区地表粗糙度, 创造冬季蓄积雪水条件, 实行轮作、间作制, 合理利用土壤水热条件, 使禾本科、豆科作物的根系都得以发展。

作林用地时, 可选能自然生长的油桉、柏树等。也可考虑种植灌木, 它虽不能成材, 但可复盖废石场, 绿化环境。

露天矿废石场面积大, 应充分利用已有设备, 少量添置专用复垦设备。根据需要边排边复垦或部分场地排弃终了再复垦的方式。