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我国绿色矿山生态建设展望

发布日期:2020-09-07  来源:露天采矿技术  作者:盛世博  浏览次数:272
       1.1 绿色矿山的概念

绿色矿山建设是一项复杂的系统工程,是在开发矿山资源的过程中用合理的开采方式达到保护生态环境的科学利用,代表了一个地区矿业开发利用总体水平和可持续发展潜力,以及维护生态环境平衡的能力。绿色矿山广义是指在矿产资源开采全过程中融入的科学有序性、环境可控性、生态可持续性等因素的理念。狭义是一项复杂的系统工程,旨在护生态平衡、生态可持续发展,实现矿山生态保护。建设绿色矿山主要包括矿区环境、资源开发方式、资源综合利用、节能减排、科技创新与数字化矿山、企业管理与企业形象 6 项评价指标[2],各项指协作共赢,最终实现生态和谐可持续的发展理念,从以前的“只开采,不治理”、“先开采,后治理”,实现现阶段绿色矿山理念—

——“边开采,边治理”。

1.2 建设绿色矿山的内涵

国家大力发展绿色产业、绿色能源,现阶段将绿色与矿山相结合,表明国家对资源开采行业生态治理、资源可持续利用的决心。绿色矿山的发展即以资源合理使用与配置、改善矿区环境、节能减排,使矿山环境生态化、资源管理集约化、企业管理体系化、生产工艺及环保设施生态化[3],注重生态、资源、济、社会对立统一,实现矿山及资源开采、生态保护、经济发展、社会稳定于一体,最终实现矿山转变为绿水青山。

2 绿色矿山生态构建

绿色矿山建设应以绿色、环保、节能、生态等领域相结合,其中生态建设是绿色矿山的重要一环,现阶段矿山生态构建存在一种较为成功的案例———矿山生态公园。矿山生态公园的种类繁多,大体可以分为以园林景观化为主的矿山公园、以历史文化为主题的矿山公园、以生态文化为主的矿山公园等。众多矿山公园殊途同归,均是以构建生态环境为前提,赋予矿区以主题,最终实现旅游、生态、文化于一体的休闲娱乐场所。矿区生态建设的基础是水、土、植被,但它们同时也是矿山开发过程中破坏最严重的,矿区最稀缺的资源,如何做好矿区土壤修复、矿区水污染治理和矿区生态重建是矿区生态构建的重要条件。

2.1 矿区土壤修复

采矿会对土壤形成重属、多环芳炫污染,如果将土壤全部更换耗费财力物力,同时所产生的废土量较大,处置不当极易产生二次污染。现阶段对于土壤肥力较差但污染较轻的土壤一般采用生物降解、土壤改良等方式对土壤进行修复,一般采用粉灰、香菇、豆科植物等对污染较轻的土壤进行改良[4-6];对于重金属污染较重的土壤一般采用降低重金属离子活性(加入 Ca +2 化合物)或采用生物吸收(香草、豆科植物、海州香薷)的方式对土壤进行净化[7]。对于污染较严重的土壤采用隔离的方式进行覆土再造,一般采用沥青对土壤进行隔离,在其上覆盖干净的表土用以栽植植被。

2.2 矿区水污染治理

矿区水污染治理的主要目标是使矿区水源得到补充的同时实现废水利用和矿区水循环,达到治理目的主要依靠工程措施与植物措施相结合。

1)工程措施。矿区生活污水主要采用氧化沟工艺、生物膜工艺、厌氧塘工艺、好氧塘工艺、污水土地处理系统工艺等进行处理,矿区废水处理主要采用超磁分离工艺、高效旋流工艺、传统混凝沉淀工艺等进行处理。

2)植物措施。主要采用人工湿地系统进行处理,人工湿地植物构造主要包含芦苇、茭白、香蒲、莎草等挺水、浮水和溪边湿地植物,湖底布设防渗层,污水在经过人工湿地的过程中与这些植物发生物理、化学和生物作用,最终达到净化污水的目的,同时满足绿色生态的要求。

2.3 矿区植被修复

矿山建设对当地植被破坏是毁灭性的,矿区开采直接可以导致森林植被逆向演替、湿地面积萎缩、地下水位下降等问题。相对于破坏,矿区植被恢复是一个缓慢的逆向过程。

开采结束废弃的矿山,由于矿区开采造成严重的土壤流失,水源涵养严重不足,在较多情况下矿区不能直接恢复为林地。随着多年的水土流失,矿区土壤肥力也遭受到较大的破坏,因此植被恢复应结合当地实际情况种植先锋草种,增加土壤肥力,利用自然演替辅助人工栽植的方式进行生态恢复,形成大自然浑然一体的生态修复工程。对于正在运行的矿山,在进行植被恢复的同时应考虑美观、经济效益及水土保持效益等,以《煤炭行业绿色矿山建设规范》为例,矿区应按生产区理区、生活区和生态保护区等功能进行分区,同时山植被覆盖率应达 100%。因此在绿色矿山建设过程中应首先进行功能区划分,随后对各分区进行绿化设计,使矿区可绿化区域覆盖率达到标准。在植被修复过程中,应选择当地适生草树种,防止生态入侵。在分区建设过程中应充分考虑林草覆盖率与经济效益,生态保护区应根据当地实际条件选择经济作物;在管理区选择植物应当以美化绿化为主;在临近生活区的位置,植被覆盖区域应优先选择观赏植物;在干旱半干旱地区选取植物应选用耐干旱,蓄水保土能力强的植物等等。

生态修复可以选用工程措施与植物措施相结合的方式,但在工程措施与植物措施能达到相同效果的情况下应优先选用植物措施,对于高陡边坡直接进行植被修复难度较大,应考虑削坡整形后进行植被修复。由于坡度越大,坡面承雨面积越小,削坡坡度应根据当地降雨量决定,如果降雨量较小,承雨面积应适当增加,即坡度适当放缓。

3 绿色矿山管护制度

绿色矿山生态建设需投入大量资金及人力物力,但后期运营维护工作同样重要。后期管护应当从以下几个方面进行:

1)建设前养护成本预估。在绿色矿山建设前应充分考虑建成后管护工作的成本及可行性,这同样是绿色矿山建设能否落地的决定性因素。例如为美化绿化在干旱、半干旱地区大量栽植乔木,后期养护形成天价养护费;在严寒地区栽植耐寒性较差的植物,导致苗木成活率极低;乔、灌、草配置模式、配置种类混乱,导致灌、草接收不到阳光而大面积死亡等等,这些都会增加后期运行管护的成本。因此在绿色矿山建设时应充分考虑后期养护成本,使生态建设的效果贴近自然状态,形成生态循环。

2)建设期管护。管护制度应全周期的贯穿于色矿山建设,对施工管理应提出严格要求。生态修复不可避免的要进行一些土方开挖及回填,对于高陡斜坡还需进行削坡处理,因此在建设期内应严格控制土石方及材料堆放,移挖做填,通过苫盖、洒水等工作减小扬尘。在建设过程中生态处于最薄弱的阶段,应在过程中严格控制水土流失,减小灾害发生可能性。

3)运行期管护。运行期管护应坚持生态、绿色、环保的理念,绿色矿山建设不应以通过考核评估为目的,通过生态建设使矿山最终达到矿山与自然相融合的景象。管护期间应形成有效的管护体系,主要内容如下:①建立企业绿色矿山管护制度;②成立部门(专人)专职管护绿色矿山,明确责任划分;③定期对植物种类、植被生长量、植被成活率、植被覆盖率和土壤侵蚀模数进行监测;④建立健全运行期绿色矿山监控监管,矿山开采与后期运营维护应对立统一,及时补充运行期开采区生态修复措施;⑤实现数字化、系统化的管护模式,提升科技运用能力。

4 推进绿色矿山生态建设的展望

新出台的绿色矿山建设实施方案要求绿色矿山建设应满足矿区环境、资源开发方式、资源综合利用、节能减排、科技创新与数字化矿山、企业管理等方面。观其本质,无论从哪个方面来看最终的目的都是为生态构建服务。绿色矿山生态构建应从规划、建设、管护全过程实现现代化、科技化,将更多的技术手段融入绿色矿山生态构建中,应实现规划合理落地、建设严格管理、管护高效全面,从最初的只开采不治理,到现在的边开采边治理,最终实现规范开采、全面治理、数字化管护齐头并进的现代化矿山治理体系。

5 结 语

通过绿色矿山生态建设,矿区自然条件得以改善、生物多样性得以提升、对周边影响范围得以降低,生态建设赋予绿色矿山强大的视觉冲击力,因此矿区生态建设是绿色矿山建设最直观、最重要的一环。绿色矿山生态建设应注重土壤、植被、水资源等生态要素的重构及修复,对绿色矿山生态建设全过程进行监控、监管,将生态建设与数字化管护相结合、与科技化相结合,通过建设科技示范区、农业示范区、景观生态区等措施,使生态建设不再是单调的种树种草,最终实现矿山生态建设规范化、产业化。

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