露天开采生态环境影响识别与修复技术的探讨_以崇阳露天石煤钒矿矿山开发环评为例

露天开采生态环境影响识别与修复技术的探讨

󰀂󰀂󰀂以崇阳露天石煤钒矿矿山开发环评为例

胡󰀁

,程胜高,安󰀁琪

(中国地质大学环境评价研究所,湖北430074武汉)

摘󰀁要:矿山开采活动在获得最大的经济利益的同时,势必给原有的生态环境带来严重破坏和影响.结合矾矿露天采矿特点,讨论矿山开采各个环节对生态因子的影响及强度,筛选主要影响因子,分析露天矿山开采可能引起的地形地貌、土地占用、土壤侵蚀、破坏野生动植物生境、地表水水质、景观格局等方面对环境的影响,并提出相应的优化施工方案、闭坑露天矿山土地、植被复垦等生态环境保护对策,对科学开发崇阳钒矿具有一定参考意义.

关键词:钒矿露天开采;生态修复;环保措施

中图分类号:X322󰀁󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁󰀁󰀁文章编号:1671-6361(2006)03-252-04

DiscussiononEnvironmentImpactRecognitionandRestoration

TechniqueofOpencastWorking

󰀂󰀂󰀂takingEIAofopencastworkingcoalvanadiummineinChongyangasanexample

HUJing,CHENGSheng-gao,ANQi

(EnvironmentAssessmentInstitute,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074Hubei)Abstract:exploitationactivitiesalwaysgetprofitsasmuchaspossible,butsynchronouslynatureen󰀁vironmentisdestroyedseriously.Thepaperdiscussedimpactanditsintensitytowardecologicalfac󰀁torbroughtbyeachstepofmineexploitation,whichinvolvesphysiognomychange,landoccupation,

soilerosion,habitatdamageofwildvegetationandanimals,qualityofgroundwaterandlandscapepattern.Moreover,itproposedcorrespondingoptimumconstructionschemeandenvironmentprotec󰀁tionmeasuresoflandandvegetationrestorationaftertheendingofminingwithreferencedmeaningtorationalexploitation.Keywords:theopencastworkingofvanadiummine;ecdogicalrestoration;environmentalprotectionmeasures

󰀁󰀁湖北省崇阳县钒矿矿区位于崇阳县城南西(245 方向)22.50km处,石煤钒矿矿石平均品位(V2O5)0.79%,属品位中等偏高、品位变化稳定󰀁󰀁收稿日期:2006-03-08

作者简介:胡󰀁(1982-),男,湖北襄樊人,在读研究生.研究方向:环境评价、规划与管理的均匀类矿石.矿区目前尚保有的钒矿石储量447.06!104,tV2O5储量3.53!104.t矿石除含钒、碳外,还伴生有磷(P)、钼(Mo)、银(Ag)、铀

第12卷第3期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁胡󰀁等:露天开采生态环境影响识别与修复技术的探讨253

(U)、钇(Y)、硫(S)、镍(Ni)等有益组份.该地区20世纪80年代后期开始出现小规模民采活动,开采过程中采掘砍伐林木,剥离表土,但未实行表土覆盖及植被恢复等生态修复措施,导致大面积岩石裸露,虽然目前已停止民采,但植被至今无法恢复.

汽车运输.建设内容包括:采矿区的基建采矿工作面、剥离工作面、开采及开拓运输系统的建设和简易公路的建设等.其生产工艺为:在采矿工作面上经过打眼、装药、爆破、剥离、铲装、运石、倾倒、堆石等生产工序,将剥离的废石运往废石场,矿石运往冶炼厂,工艺流程图见图1:

1󰀁开采工艺简介

本项目为露天开采,掘进方式为爆破、装载加

图1󰀁

Figure.1󰀁

工艺流程图

Flowchartoftechnics

2󰀁钒矿露天开采生态环境影响因子分析

矿山开采对生态环境的影响可分为建设期、运营期和退役期三个阶段.建设期包括采矿区地

表剥离,开采及开拓运输、工业场地的地面平整、道路建设及建筑物的构建;运营期包括矿石爆破、破碎、采装、运输和废石堆置;退役期包括矿山废石、冶炼矿渣回填采空区和对回填后的矿山采空区以及废石堆场进行生态恢复.因此,矿山开采对环境产生的不良影响主要集中在建设期和运营期,这两个阶段的开采施工活动可能会对地形地貌、土壤侵蚀、野生动植物、土地利用结构和景观格局产生影响,钒矿矿山开采对生态环境影响的环境因素主要体现在地形地貌、土地占用、土壤侵蚀;生物要素主要体现在野生动植物及植被两方面;社会因素主要体现在土地利用格局和景观格局两方面.2.1󰀁地形地貌的破坏

矿山开采过程中对地表形态的破坏主要发生在露天开采的剥离工程和排土、排石工程以及配套设施建设等环节.开挖、剥离,将造成地表形态的改变.矿山建设期对地形的影响主要是地面平整、地表剥离、道路修建、运输系统建设.运营期产生的大量废石堆置、对废石场地形的影响较大.2.2󰀁土壤占用、侵蚀在采矿活动中,开采和基础设施建设需要开挖占用一定的土地,大面积的地表植被剥离、地形改变、矿石抛洒、废土(石)堆积等,都会扩大和增强土壤侵蚀的范围和强度,引起水土流失,造成严重的生态破坏.如果矿体倾角较小,剥离工作也有减轻水土流失作用.从抗蚀性因素来看,所有清除及压占地表植被的过程,均严重破坏原有地表植被,增大了地表的松散程度,降低了地表的抗蚀性.2.3󰀁矿区建设、运营期对动植物的影响矿区在建设和运营期间,不可避免地会破坏动植物的生境,使生态系统的组成和结构发生改变,以崇阳露天石煤钒矿矿山建设运营为例,分析矿山开采对矿区植物动物的影响.

2.3.1󰀁露天开采施工及施工布置对植物资源的影响󰀁在施工期,松动爆破、开挖动土等施工活动将破坏灌草丛和林地,在矿山运营期,露天开采需剥离表土,工程开挖对当地主要植物物种的繁衍和保存有一定影响,崇阳露天石煤钒矿矿山露天

2

采场面积约78000m,该处植被主要以灌草丛和马尾松林为主,如施工结束后不对施工场地进行254湖南环境生物职业技术学院学报󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2006年9月

植被恢复及绿化,裸露的表土极易被侵蚀,造成水土流失,区域环境中绿地的数量较施工前相对减少,其植被局部空间分布有所改变,绿地调控环境质量的能力也会相应的改变.

2.3.2󰀁废石堆放场对植物资源的影响󰀁该项目废石排放量约4.3!104t/a,废石主要成份是石英,其次是方解石、长石等,伴有少量钼、铀,镝等元素的炭矿质板岩.按∀危险废物鉴别标准――浸出毒性鉴别#(GB5085.3-1996),并根据类似矿山对废石进行的毒性浸出试验结果,此类废石属一般固体废物一类,对周围环境的影响较小.

施工过程中所剥离的废石选择在地形坡度宽缓的低洼处堆放,废石堆放场所占用的都是林地,这一带植被主要是灌草丛以及马尾松林,废石堆放场布置将对林业生态有一定影响,堆渣结束后,进行渣场改造,坑凹填平后,植树造林,恢复植被.2.3.3󰀁施工场内交通用地对植物资源的影响󰀁

石门村现有公路宽约3~4m,长1.3km,部分地

方需要平整,矿区公路主要在该道路基础上进行拓宽,以满足每天矿石运输需要,由于道路建设较短,且需要的土石填方主要来源于矿区剥离的废石,因此开挖面积小,对林业生态有影响较小.2.3.4󰀁施工场建设对动物资源的影响󰀁工程开工后,动物的生境将被占用.对于爬行动物和小型兽类而言,在低海拔分布的蜥蜴类及蛇类等爬行动物,由于原分布区被部分破坏,导致这些动物的生活区向上迁移.对于部分低海拔灌丛、草丛中栖息的鸟、兽,其栖息地将会被小部分破坏,同时,运营期的爆破声可能会影响保护区的动物,但施工期毕竟持续时间短,并且影响也是局部的和暂时的.2.4󰀁矿山开采对水质影响

工程对地表水的影响主要包括矿坑排水进入自然水体对其水质的影响.矿坑排水主要是围岩地下水,监测结果如下.

表1󰀁地下水水质情况󰀁󰀁

Table1󰀁

水质指标

pH

总硬度(CaCO3计)高锰酸盐指数

F

-

单位:mg/L(微量元素ug/L)unit:mg/L(microelementug/L)

数值0.017.100.610.560.015.91

水质指标

铁钼砷铬

数值0.0258.0811.63.62

Qualityofgroundwater󰀁󰀁数值6.68184.22.120.0053.555.76

水质指标

铜锌钴镉铅镍

Cl-SO42-

󰀁󰀁矿坑涌水排出后,由于环境条件改变,地下水

氧化形成酸性矿坑水,在硫的参与下形成含有害元素的酸性水渗入地下或汇入地表水体,可能构成对水体的污染,使水体质量下降而影响水资源的利用.根据上表,地下水pH值接近7,在标准范围之内,说明矿坑涌水酸化作用较弱.另外,根据我国固体废物分类及∀危险废物鉴别标准#,该项目采矿石无腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、传染性、放射性,属于一般工业固体废物,采场范围内和排土场接受降水淋滤,根据矿石的化学成分分析,淋溶水不含有毒物质,经沉淀池后,不会对地面水和地下水产生污染.

2.5󰀁矿山开采对景观生态的影响

矿山开采导致矿区景观结构与功能的整体改变,对景观的影响主要是地形的改变和生态系统改变所造成原有景观的破坏和新和自然景观格局的形成.采矿活动清除地表植被、新建人工生产设施、挖毁原地貌、废石堆场的修建等,改变了采矿

区的地形、地貌,降低了矿区原有自然景观美学价值.尤其在矿区服务期满后,采矿区形成的相对低洼的矿坑,废石填满的山坳,由于新的生态系统难以形成,景象荒凉,视觉效果较差.

3󰀁露天钒矿开采生态重建技术

目前我国复垦恢复使用的土地还不到被破坏土地的22%,复垦率极低,在欧洲北美等发达国家复垦率超过50%,原苏联、捷克、美国等国家复垦率高达75%.土地复垦的意义不仅仅在于解决土地紧张问题,而更重要的是保护环境,恢复生态平衡,促进生态良性循环,根据∀矿山生态环境保护与污染防治技术政策#(2005年9月国家环保总局国土资源部科技部环发∃2005%109号)相关规定,矿山生产过程中应采取种植植物和覆盖等复垦措施,对露天坑、废石场、尾矿等永久性坡第12卷第3期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁胡󰀁等:露天开采生态环境影响识别与修复技术的探讨255

面进行稳定化处理,防止水土流失和滑坡.废石场等固废堆场服务期满后,应及时封场和复垦,防止水土流失及风蚀扬尘等,因此本文根据项目特点提出相应的优化施工方案、闭坑露天矿山土地及植被恢复方案.3.1󰀁生产过程中的优化施工方案

通过优化矿山开采程序及采-运-排生产工艺,尽量减少土地占用,在生产过程中通过合理配置排弃物料的立体堆置顺序,为土地复垦创造有利条件.

该矿区主要开采地点在山区丘陵地带,在施工中,尽量减少扰动地面,平衡挖填方量,挖方量要及时运至填方地点,并及时铺平压实,减少风蚀、水蚀,另外尽可能避免在雨季进行开挖施工、取土.废石堆场必须及时平整压实,并植草覆盖.确定施工顺序,以先地下后地面,先深后浅,先干线的原则,尽量做到一次到位,避免重复.对沟渠填土除应填好压实外,其表面层应设置防水层,对一时无用弃土应妥善堆存,设置围栏,不能随意丢弃.3.2󰀁临近闭坑露天矿山土地复垦方案

废弃或临近闭坑露天矿山的土地复垦主要包括露天采场和排土场的复垦技术、生态农业复垦技术.3.2.1󰀁采场的土地复垦技术󰀁露天采场的复垦主要指矿坑内排回填后,再覆盖一定厚度表土,形成供农业或林业发展用的梯田.

3.2.2󰀁排土场的土地复垦技术󰀁排土场复垦主要包括排弃物料的分采分堆和土场的整治.分采分堆是根据土壤和围岩的物理化学性质,实现排弃物料的合理立体分布,形成适合农业或林业的土层.

弃土、石应在废石场集中处理,该项目废石堆场尽量减少压占地表植被,在废石场底部先以大块废石垫底,厚度约1m,以利于疏导废石场内的雨水,采取从上而下分段水平堆积,再用压路机碾压,把松散的土压实,废石场上部设截洪沟,避免废石场受洪水冲刷.3.3󰀁临近闭坑露天矿山植被恢复方案

矿山复垦地与附近农田和绿地相比,环境因子变化很大,其土层薄、土质差、微生物活性差,因此,抗逆性强和速生是矿山复垦地植被品种筛选的首要原则,而根系发达、培肥矿土和保持水土效果好也是十分重要的.本矿山恢复拟以沙打旺、草木栖、红豆草、首楷等作为先锋植物进行土壤改良.生态恢复第二年起,应以草、灌、乔相结合,以发展人工马尾松-杂木林为主,适当配种牧草,在

边坡以豆科牧草、禾木科牧草和柠条相配合种植,以乔、灌、草构成立体保护生态的模式,并渐次加大本地物种的比例.由于废石场坡面较陡,陡坡覆土可能加剧水土流失,采用坡脚爬山虎类藤蔓植物进行坡面攀援绿化.

4󰀁结语

我国尚属发展中国家,目前经济的增长在很大程度上依靠能源和原材料的高消耗来实现,所以我国工矿企业破坏占用土地与同类国外企业相比,约高出1~2倍,尤其露天开采对生态环境的影响更为严重,造成的后果往往很严重,所以我国矿区废弃地生态环境重建与国外发达国家相比,更紧迫、艰巨.

在全面分析露天矿山开发可能引起的一系列环境问题的基础上,提出相应的优化施工方案、闭坑露天矿山土地、植被复垦等生态环境保护对策,这不仅是关系到矿山持续发展的大计,还将对环境和社会产生深远的现实意义.同时,我们也看起自己的不足之处,特别是对复垦技术还需要作进一步的探讨,如复垦用植被的选取、当地气候对复垦植被的影响等,这些都有待于我们进一步的研究和提高.参考文献:

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