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分析礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護與治理論文
一、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)保護與綜合治理工程技術體系
從系統(tǒng)的觀點來看,一個礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境整治工程包括了一系列的工程措施,從前期的規(guī)劃到后期的工程措施、生物措施,構成一整套礦區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)綜合治理的工程技術。實踐證明礦區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的清潔生產(chǎn)技術、礦井水處理、尾礦利用、大氣污染防治、土地復墾、生態(tài)重建等綜合治理工作,既可以消除污染、美化環(huán)境,又可以得到相當程度的經(jīng)濟效益,將廢棄物資源化與礦區(qū)生態(tài)恢復整治結合起來是適合解決我國礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護的重要途徑。
根據(jù)礦區(qū)環(huán)境問題涉及礦物開采、加工、儲運及使用的全過程這一特點,礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)保護、綜合治理不僅僅是一種事后措施,而且更主要的是一種超前預防措施。礦山開采工藝分為露天開采和井工開采,由于開采方式的不同,土地破壞形式、生態(tài)恢復方式、綜合治理方法亦有所不同。礦區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)保護、綜合治理根據(jù)礦區(qū)生態(tài)破壞方式,可將其分為露天礦生態(tài)環(huán)境保護、采礦沉陷地生態(tài)環(huán)境保護和尾礦的綜合利用。
二、礦區(qū)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)保護與綜合治理措施
(一)礦區(qū)土地復墾與生態(tài)重建技術途徑
1、露天礦破壞土地工程復墾途徑
根據(jù)露天礦山生產(chǎn)工藝特點,露天礦山的土地復墾、生態(tài)重建可分為事前措施和事后措施,事前措施主要包括合理規(guī)劃礦區(qū)規(guī)模,優(yōu)化開采工藝,以預防為主,盡量減少礦區(qū)土地生態(tài)破壞,同時為破壞的土地復墾創(chuàng)造有利條件。
(1)合理規(guī)劃礦區(qū),保障資源效益與生態(tài)效益雙贏
首先將土地復墾、生態(tài)重建作為一項重要內容納入礦區(qū)開發(fā)規(guī)劃之中,制定明確的土地復墾、生態(tài)重建法規(guī)、條例,并嚴格執(zhí)行。同時,應將土地復墾費用納入礦山成本核算,明確土地復墾資金渠道,實行“誰復墾,誰受益”的政策。其次,加強礦山設計與安全管理基礎理論研究工作,在保證生產(chǎn)安全的前提下,提高礦石采出率,縮小礦山地面境界,減少礦山對土地、生態(tài)環(huán)境的破壞。
(2)露天礦生產(chǎn)過程中的優(yōu)化控制與土地復墾
按礦山層賦存條件、地形條件、巖土特性,以及剝離廢棄物排棄方式不同,露天礦土地復墾可分為外排土方式的復墾和內排土方式的復墾。采用外排土方式的采空區(qū)可以用地下開采排出的矸石、電廠粉煤灰或其它固體廢棄物復墾,也可將外排土場的巖土重新運回采空區(qū)。為保證巖土的剝離、回填與采礦工程之間互不干擾,應合理布置回填區(qū)和剝離區(qū)之間的工藝順序,并保證表土層仍排放在地表。
2、井工開采沉陷地工程復墾措施
(1)農(nóng)業(yè)復墾
整渠道平整土地:在沉陷區(qū)均勻沉降的地段,土地的平整度變化不大,可以修復原來的渠道,土地平整后即可恢復到土地原有的生產(chǎn)水平。
挖溝抬田:在塌陷洼地的邊緣不太深的區(qū)域,分段開挖深溝,將取出的土就近攤平,抬高地面造成臺田。此法挖溝與造田相結合,成本較低,土地的復墾率較高。溝深、寬與溝間距應按塌陷深度和排水條件具體設計。
挖塘抬田:塌陷較深的或排水條件較差,深溝取土尚不能滿足造田之需,可挖塘(擴塘)取土造田。此法土地復墾率雖較低,但開發(fā)利用了塘面,如發(fā)展養(yǎng)魚塘,或發(fā)展珍貴水產(chǎn)養(yǎng)殖,其經(jīng)濟效益更高。挖塘造田的土地復墾率一般在 50%左右,與挖塘取土的深度成正比,與造田填土的厚度成反比。造田時需注意將肥沃的表土放在表層。挖塘方法分為機械開挖和水力開挖,機械開挖就是先將水塘水抽出到機械可工作的位置,利用機械設備把土倒出復田。水力挖塘機組的挖塘造田的功效較高成本較低,在我國的南方的一些礦區(qū)采用的較多。
填土造田:填土造田就是利用露天礦的剝離土(第四系表土)或煤矸石來填平沉陷地,把沉陷地填成一片平地,填土造田的土地復墾率較高,復墾土地后甚至超過土地的原有生產(chǎn)能力,其缺點是土地恢復成本較高。
(2)園林復墾
園林復墾是城市沉陷區(qū)的復墾的一項重要內容,所謂園林復墾就是根據(jù)沉陷的現(xiàn)狀和預測進行園林規(guī)劃,再根據(jù)園林規(guī)劃將沉陷區(qū)復墾成適合園林用地要求的土地。沉陷區(qū)適宜園林的地塊一般都與城區(qū)相連,園林復墾一般是根據(jù)沉陷區(qū)的地勢造園,沉陷區(qū)水域一般都規(guī)劃成人工湖,開挖湖區(qū)的廢土堆砌成假山等,園林復墾的費用較低,但在復墾之前要先作好園林規(guī)劃設計,這樣可以節(jié)省大量工程費用。
(3)建筑復墾
沉陷區(qū)在城市中或在城市的郊區(qū),在地質條件適合的區(qū)域應優(yōu)先考慮建筑復墾,這樣的土地的利用價值也非常高。根據(jù)我國幾個城市的采煤沉陷區(qū)的土地利用情況,恢復成城市建設用地能使土地的利用價值得到最大的發(fā)揮,從投入和產(chǎn)出的關系上看,恢復成建設用地,土地能夠獲得 10 倍或幾十倍的升值,在經(jīng)濟上是最合算的一種土地復墾方式。作為建設用地的同時也控制了城市向周邊農(nóng)村擴展,也節(jié)省了大量的農(nóng)田占用。但是建筑復墾對復墾區(qū)的地質條件要求非常嚴格,在作建筑用地的同時一定對其地質情況做出適宜性評價,以及相關的建筑基礎處理,盲目地進行建筑復墾會發(fā)生新的地質災害。
(4)林業(yè)用地復墾
在沉陷區(qū)不適合前 3 項復墾條件的區(qū)域都可以進行林業(yè)復墾,林業(yè)復墾的用地要求條件不高,絕大部分地塊只要簡單平整即可滿足林業(yè)用地的要求。
(二)礦區(qū)生物復墾技術途徑
1、生物復墾技術措施
(1)綠肥法。這種方法的實質是在復墾區(qū)種植多年生或一年生豆科草本植物。這些植物的綠色部分在土壤微生物作用下,除釋放大量養(yǎng)分外,還可以轉化成腐殖質;其根系腐爛后也有膠結和團聚作用,能改善土壤理化性質。
(2)施肥法。本方法以施用大量有機肥料來提高土壤中的有機物含量,改良土壤結構,消除過粘、過砂土壤的不良理化特性。
(3)化學法。該方法主要用于酸堿性土壤改良。中和酸性土層一般用石灰作摻合劑,變堿性為中性常用石膏、氯化鈣、硫酸等作調節(jié)劑。
2、生態(tài)農(nóng)業(yè)復墾技術
生態(tài)農(nóng)業(yè)復墾技術是指根據(jù)生態(tài)學和生態(tài)經(jīng)濟學原理,應用復墾工程技術和生態(tài)工程技術,通過合理配置植物、動物、微生物等,進行立體種植、養(yǎng)殖和加工等體系。生態(tài)農(nóng)業(yè)復墾技術有多種類型,最典型的是塌陷區(qū)水陸交換互補的物質循環(huán)類型。它充分利用塌陷區(qū)形成積水的特點,根據(jù)魚類等各種水生生物的生活規(guī)律、食性以及在水中所處的生態(tài)位置,按照生態(tài)學食物鏈原理進行合理組合,實現(xiàn)農(nóng)—漁—禽—畜綜合經(jīng)營的生態(tài)農(nóng)業(yè)類型。
3、植被重建工程技術
植被重建工程就是在建好的土地生境上按社會需求,建立人工植被,形成人工植被群落,在一段時間后獲得一定的效益。它涉及到植物生理學、植物生態(tài)學、造林學、牧草學和農(nóng)作物栽培學等理論,它是在生態(tài)學理論指導下,將各學科的理論、技術協(xié)同起來,相互聯(lián)系,相互促進,調節(jié)控制,統(tǒng)籌安排。其主要包括植物的篩選與引種,植物的栽培與管理兩部分內容。目前我國礦區(qū)植被重建多采用草、灌、喬合理配置的模式。
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