摘要：露天矿山在开采过程中造成矿区范围内的地形地貌改变、次生地质灾害、矿区水土环境污染、生态环境破坏等不良影响。如果不重视露天开采矿区的地质环境问题，不进行有效的管理，不仅会增加矿区发生地质灾害的风险，危及从业人员生命财产安全，而且还会破坏周围的生态环境。目前，许多露天矿山开采也认识到矿区地质环境管理的重要性，采取了多种生态修复技术方法稳定绿化露天开采矿区。本文探讨了露天开采矿山边坡稳定治理和生态修复技术，以期提高露天矿山安全水平，提升矿山整体环境保护状况。

　　关键词：露天矿山；生态恢复；稳定治理；技术；策略研究

　　1废弃矿山特点及生态环境问题分析

　　通过对矿山生态修复技术的研究分析，提出符合露天矿山的环境治理要求的生态修复措施，有效控制露天开采矿区内的采场边坡，减少露天开采带来的安全隐患。基于此，本文就对露天开采金属矿区生态修复技术进行了一定探讨，希望可以为相关人员提供一定的帮助。

　　1.1矿山废弃地概念

　　矿山开采后，由于各种因素造成环境破坏和占用，如后期未落实相关管理责任，将导致矿山无法持续开采。矿山废弃地包括露天矿山、矿山排土场、尾矿场、塌陷区和重金属污染区。

　　1.2露天矿山荒漠化的类型与特征

　　一是在剥离地表后，新开采出的大量地质碎片、低品位矿石堆积，产生的废石堆集地；二是随着开采面积的不断扩大，资源逐渐枯竭殆尽，从而产生了巨大的露采高陡边坡，并由此产生了采矿废弃区；三是利用选矿、浓缩物、尾矿堆积而形成的尾矿废弃地；四是利用对矿山作业面、设备、矿石加工辅助设备、公路等运输设施进行再利用后所废弃的土地。由于矿场内氮、磷、钾、有机质等养分浓度大幅度下降，所造成的土地非常瘠薄、空间位置差别很大、物理结构不平衡、矿区环境污染处理，受地形地貌、气象、水文地质、物理化学、表土条件、潜在环境污染等诸多因素的约束，需要综合考虑以上各种因素。

　　1.3金属矿的生态环境问题，

　　1.3.1地形地貌形态的破坏

　　由于露天采矿活动会对地面和地下岩石层造成一定的影响，所以新建矿井必须进行表土分离，把剥离出来的表层土壤科学地储存在排土区内。表层土壤剥落后，将会对地表植被造成一定的损害，不但使原有的地形发生变化，同时也会造成大量的土石方、废石、尾矿等固体废物，严重影响了当地的地形。

　　1.3.2土壤侵蚀

　　在矿山开采过程中，由于地表植被的大量暴露，导致了土壤侵蚀的加剧。在施工初期，由于大量的土方开挖和地面的搅动，导致了大量的垃圾堆积，土壤疏松、裸露，再加上大部分的排土场都是建立在山谷中，如果没有任何的护坡和排水设施，那么就会造成严重的土壤侵蚀。

　　1.3.3水土环境环境污染

　　矿山在开采过程中，会产生大量的废气、废水和废渣，例如，爆破时会产生大量的尘土，同时也会在采场区内形成矿坑水；除此之外，在选矿的过程中，还会产生大量的废石、矸石、尾砂等，其中可能含有大量的酸性、碱性、毒性、重金属等有害物质，这些有害物质会通过水循环和径流，对土壤、水资源和空间造成严重的污染。

　　1.3.4次生地质灾害

　　矿山开采中容易发生崩塌、滑坡、泥石流等矿产地质灾害。由于矿山开采时产生的高陡坡会产生大量的固体废物，很容易造成局部滑坡、崩塌等问题，而造成的矿渣、矸石、尾矿等不合理的堆存是造成矿区泥石流的主要原因。矿山地质灾害易发区为：再露天采场、排土场、废石场、矸石场、尾矿库等。

　　2矿山开发过程中的生态环境问题

　　2.1重金属污染和大规模扩散

　　矿山，特别是重金属工业，其生产工艺相当复杂，必须进行选矿、开采、冶金等各种作业，其间也必然要生成一定量的重金属。在日常的矿山工作中，废弃物往往是乱放乱堆，而其中一些物质富含丰富的硫化矿物和天然硫化物，通过长期的风降雨侵蚀和自然的氧化，会慢慢渗入矿区的泥土中。通常，对硫化矿物的氧化反应分为以下三种情况:一是，温度和时间；二是硫的浓度也是必要条件的；三是水分、氧气、氧化铁杆菌等影响外部环境的重要因素。而相关的调查结果也表明，当三项要求均达到后，就将会产生大量酸性污水。而同时，又因为围岩中还存在着大量的重金属，如镉、锰、镉、铅等，所以在开采的时候，酸性污水中必然会与重金属相互掺杂，就这样产生了一个很大的重金属污染。

　　2.2对水体循环进程的影响

　　露天采矿会给地表土壤带来严重的损失，对植被的破坏、水土保持的作用和减少地表径流量的渗透率产生了很大的影响。由于金属矿的开采，地下水的流向发生了变化，导致河流的截流。此外，采矿活动还会对地表河流和河段的生态环境产生直接的影响，一是将未经处理的污水直接排放到江河，会对河道产生严重的污染；二是把河床用作废石堆放场。

　　2.3破坏生态环境，减少生物多样性

　　在矿山开采过程中，由于要建设矿山和废弃的石料堆放场，必须砍伐森林和草地，严重破坏矿山的生态环境；在采矿过程中，由于大量的有害废物被随意的堆积和处置，会给矿区的生态环境带来危害，导致生物和动物的大量死亡。土壤侵蚀，地面沉降，土壤退化，水体污染，以及各种有毒的气体向空气中扩散，都会对生物多样性产生不利的影响。

　　3矿山生态恢复技术在中国的发展状况

　　从五十年代后期到六十年代初期，我国一直在进行矿山废弃地的整治。然而，我国的矿产资源十分丰富，耕地类型复杂，区域间距离较远，规划和整治效果不理想。20世纪80年代初期，国内废弃露天矿的生态恢复率为1%，但到了80年代后期，虽然政府紧急协调，但恢复的效率只有2%，而现在，因为荒漠化土地的数量太多，恢复的速度并不快。但是，治理工作还在稳步推进，我国对环境保护和修复的重视程度也在与日俱增，在治理和技术上投入了大量的资金。21世纪以来，金属矿的治理重点已转移到金属矿的生态健康与环境保护上来。

　　4生态恢复技术的类型

　　针对矿区土地尤其是金属矿产资源进行生态恢复的主要问题，提出了三种防治措施。

　　4.1矿区土壤生态系统重构

　　土壤中金属离子的赋存形态、pH值、减少土壤迁移、增加土壤的孔隙度、土壤的渗透率、土壤中的微生物等。蚯蚓是一种重要的动物，它的营养成分占了60%，是最好的土壤改良动物。蚯蚓可以促进土壤中有机质的分解，使植物的腐朽、速效钙、速效磷等元素的增加，使土壤中的硝化菌活性增加，使土壤的物理结构得到改善，蚯蚓对重金属具有很强的吸附作用。近年来，利用蚯蚓对矿区荒漠化土地进行修复的方法受到了广大的关注。因此，将某些类似于蚯蚓效应的土壤动物引进到矿山废弃地治理工程中，可以使生态系统恢复得更快。

　　4.2生物工程技术处理矿区土壤重金属污染

　　生物技术的发展，植物的修复技术也是一项生物技术。这是一种可以把有害的土壤污染物降解成二氧化碳、水等无毒污染物的技术。其基本原理是，通过利用细菌以及植物的生命新陈代谢过程，通过分解、吸附污染的土壤、污染水体，提高土壤结构，提升环境品位，提高生活质量，从而改变土地生态，降低了矿山废弃地环境污染对人类健康的影响，修复后的勘探地和周围土壤可以可持续种植，产生经济效益，所以植物生态修复技术应用范围将会逐渐被广泛使用。

　　4.3联合修复技术

　　由于矿山地质条件不同，土壤性质、污染物质种类繁多，在多年的实践中，单一的技术手段对矿区的恢复效果并不理想，有时难以达到恢复的目的。在综合考虑矿区土地利用的污染机理和生态环境状况的基础上，前人曾提出了利用各种方法进行复合治理，达到快速、准确、节约的修复效果。利用土壤有机质和植被修复技术，对矿山废弃地进行了综合整治，通过对比分析，结果表明：综合整治后，该区域土壤有机质含量显著提高，土壤的保水性和生物多样性都大大高于未处理的污染土地，通过综合整治，恢复后的荒漠化土地可以恢复耕地。将石灰、沸石、凹凸棒土、有机肥料等按一定比例混合，然后播种在荒地，将经过处理的土地填埋在沙土中，再在沙土中种植植被，最终解决了水土流失问题，提高了边坡的稳定性，有利于形成一片生态防护林。4.4地形地貌重塑

　　矿山地质环境的生态修复，很难做到彻底的恢复，所谓的“复绿”，就是利用科技手段，以人工方式，重新构建一个人造的生态体系，所以“生态重建”这个术语，才会在土地复垦过程中，被大量的应用。人造生态系统是指自然环境(生物因素和非生物因素)、社会环境和人(包括生命与生产)三大要素构成的网络。人类作为一个系统的使用者，同时也是一个系统的主人，人类的生产与生活活动必须遵守生态与经济的法则，以维护整个系统的稳定与发展。在矿山的人造景观中，人工改建的煤矸石石山、大型堆石场等都是典型的人为恢复地貌，其形态规律性的布置太过整齐，耗费巨大，难以维持。这样的人造生态系统并不适合大规模的恢复。

　　4.5生态恢复技术

　　生态恢复是指恢复被破坏的生态系统的结构和原有的功能，根据生态演替原理，利用植被进行一系列的自然演替，从而恢复矿区的生态系统，维护生态系统的功能。其中，生态恢复技术主要有：植被恢复技术、景观修复技术。植物恢复技术的关键在于，要结合矿区的地质条件和矿区的实际情况，对先锋植物和灌木、草籽进行选择，以达到迅速复绿的目的。选择的先锋植物必须具有良好的抗逆性、良好的生命力、良好的根系、较高的生物产量和较好的当地优势品种。露天采矿后，矿山地貌发生了很大的改变，出现了新的斑块、走廊，景观断裂、连接不良、功能退化，与周边生态环境不和谐。景观修复技术是指根据景观生态学的基本原则，通过合理的规划、合理的布局、合理的人为营造和利用自然演替的方式来实现生态系统的自我修复，使原有的生态系统得以恢复和演替，逐步形成与周围环境相适应的“斑块—走廊—基质”，使已被破坏的景观重新成为一个稳定的景观类型。

　　4.6中国矿山土壤修复与生态恢复中所面临的问题

　　(1)国内矿区土壤修复与生态恢复的研究与实际中，普遍存在着过度注重修复目的、节约代价、不根据实际需要加以修复的行为。经过对矿井土壤整理和生态修复问题的深入研究，认为矿井的土壤整理和生态修复工作大多是以在短期内完成矿井植被覆盖或覆绿为目的，不根据实际情况选择最适应矿井自然环境的土壤品种，而只是选择生长迅速的植被和原始草皮品种，而最后往往在此决策方向的影响下产生了单一的荒漠或纯林，与相应的环境结构很不平衡。

　　(2)尽管我国已制定了相关的法律、法规、规章，并逐渐完善，以明确其职责和原则。但是，目前还存在着两个问题：一是缺少具体的评估标准，没有建立一个统一的评估指标和评价标准。二是未明确有关主体的责任与义务，导致了一系列的问题，如开采混乱、权利关系不明确、责任相互推诿。这两类问题的出现使得矿区土地整治与生态恢复工作成为矿山资源管理的难点与盲点。

　　(3)对矿区土地整治与生态恢复的监管主体单一，监管方式单一，难以形成有效的监管机制。目前，由于矿山土地整治与生态恢复工作中存在着监督机制不完善的问题，其监督主体只是政府机关，在诸多监督对象面前，存在着监督成本高、监督不力等问题。

　　(4)在矿区用地生态恢复方面，科研与技术发展之间存在着不和谐的矛盾。矿区的土地整治与生态恢复是一个复杂而庞大的工程，多学科交叉，在我国的实际工作中，多是由于国家和地方政府的压力而进行的。但由于其特殊性，相关的土地整治与生态恢复意愿较低，在实际运作中无法做到对土地的科学修复与生态恢复。同时，研究机构、咨询机构、社会组织、专业技术人才也不多。可见，目前我国的实际状况是，科研单位的理论研究与实际工作不相适应，应当加以强化。

　　(5)在矿山土地整治、生态恢复等前期工作中，缺乏足够的重视。矿区土地整治与生态恢复工作是一项系统性工程，必须进行大量的前期工作。当前，我国大多数矿山尚未进行矿山土壤修复与生态恢复的前期准备工作，主要是对矿区的基本情况和资源进行调查、分析，并没有采取相应的技术支持，这给矿山的土地恢复和生态恢复工作带来了极大的困难，同时也使矿山的生态恢复工作受到了一定的影响。

　　5矿山生态恢复与土地利用对策

　　当然，矿山的土地整治和生态恢复工作是一个需要政策和技术支持的系统工程。从整个国土整治和生态恢复的过程看，今后需要进一步加大力度。

　　5.1加强行政人员环保意识和提高公众参与度

　　从总体上看，实施切实的政策措施、经济增长与生态环境的和谐发展是实现矿产资源开发利用的重要条件。为此，必须转变政府绩效评价方法，从单纯的衡量经济发展的单一指标，从具体的角度出发，从地方实际出发，建立可操作的指标体系。此外，矿区土地整治和生态恢复的成效受当地民众的参与和认知水平的影响。因此，要想有效地推动矿区土地整治与生态恢复，除了要构建以绩效考评为核心的约束与激励机制，还必须提高各参与主体的环保意识，并以多种有效的方式积极参与到矿区土壤修复与生态恢复之中。

　　5.2矿山生态补偿机制的确立

　　根据国家的具体情况，形成一个切实可行的矿山生态补偿制度，以达到污染者付费、受益者赔偿、开发者自觉维护、破坏者修复的目标。同时，该文还从立法、规章等方面对赔偿方法、补偿主体、赔偿对象、赔付额度等方面作出了详尽的规范。同时，还设置了矿山环境赔偿专项经费，其经费来源包括了专项资金和矿山环境补偿费。

　　5.3立足于源头，建立生态环境保护与清洁生产的观念

　　长期以来，尽管国家始终重视对矿井中破碎后的土壤进行恢复和生态修复工作，但在开采前和采掘过程的预防工作上却一直未能受到充分的关注，进而严重干扰了矿井的土壤恢复和生态修复。因此，必须在采矿源头、投产阶段以及采矿后的一系列阶段中，从投产阶段到产出过程，都应注意自然生态环境的维护，并在产出过程中处理矿山的自然环境保护问题。在采矿工艺中，要大力推广环保开采工艺，尽可能减少塌陷、矸石浪费等污染。摒弃了矿山“先破坏后恢复”的传统模式，将动态预生态恢复技术应用于实际。

　　5.4重视矿山复垦后的综合效益

　　通过对矿区土地整治与生态恢复的大量实践，可以看出，目前矿区的治理主要侧重于土地整治与生态恢复，而忽视了后期的管理，使得矿山的生态恢复效果无法持续。在矿山的土地整治与生态恢复中，应通过合理的规划和设计，创造出多种效益(经济、文化、科学、教育等多种效益)和多种功能(娱乐、环境、休闲)，同时还应重视建立无形资产。在某些条件较好的地区，可以将矿区生态修复与经济开发、旅游开发、文化建设相结合，并将其改造成绿地、生态湿地、公园、科普旅游区、游乐场、活动中心等。

　　5.5排土场的恢复

　　在保证边坡稳定的基础上，采取工程与植被相结合的方法，以绿化为主。针对可能存在的滑坡，需要采取拦河坝、削坡开级、修建抗滑桩、深空预应力锚杆、长锚杆等工程措施。在排土场采用的植物保护措施中，选择了抗病能力强、质量好的植物，采用了堆土袋、挂网绿化、植生袋、植生盘等方法。在清理场地时，应将地面30公分以上的土地覆盖。若采用坑栽，则可在坑内添加少量客土。在坡度小于35的人工开凿的缓坡地带，可以种植一般树种。在山腰处，可以种些果树和经济林。同时，在栽种的地区，要有良好的排水系统，以保证土壤的肥沃。通过工程和植物的综合利用，可以加速排土场的生态修复。

　　6结语

　　综上所述，露天开采金属矿山的生态修复恢复是一项长期而又困难的工作，在实际的修复工作中，既要严格根据采矿的具体条件，选用适当的技术措施，又要充分了解当地的土壤、气候条件，以确定最佳的植被类型，并加强组织管理和技术保证，使矿区的生态环境与生产建设协调发展。