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首页 > 学术论文库 > 理工论文 尾矿固废型植生基材在矿山生态修复中运用分析论文

尾矿固废型植生基材在矿山生态修复中运用分析论文

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2024-03-16 13:28:35    来源:    作者:liyuan

摘要:随着时代的不断发展,大量长期开采矿山受到地质条件以及环境因素的影响,矿山周边生态多样性较为匮乏,影响了矿区的可持续发展。本文以矿山生态修复的意义和价值作为切入点,分析了矿山生态修复技术的主要类别与特点,并以某露天铜矿生态环境修复项目为例,分析了项目环境概况,针对尾矿固废型植生基材进行了选择与配置,进而从实际出发对矿山生态修复方案进行了规划,最后对生态修复效果进行了评价和讨论。

  摘要:随着时代的不断发展,大量长期开采矿山受到地质条件以及环境因素的影响,矿山周边生态多样性较为匮乏,影响了矿区的可持续发展。本文以矿山生态修复的意义和价值作为切入点,分析了矿山生态修复技术的主要类别与特点,并以某露天铜矿生态环境修复项目为例,分析了项目环境概况,针对尾矿固废型植生基材进行了选择与配置,进而从实际出发对矿山生态修复方案进行了规划,最后对生态修复效果进行了评价和讨论。

  关键词:尾矿;固体废弃物;植生基材;生态修复

  作为工业能源领域的重要支撑点,矿产资源的开发与采掘对社会进步具有重要意义。然而受到长期以来技术因素与认知因素的影响,以往进行矿山开采过程中对于生态资源的保护缺乏关注,粗放的开采方式使得矿区周边环境遭受了严重威胁。因此,相关领域研究人员与从业者应当进一步认识到矿山生态修复的重要作用,同时明确尾矿固废型植生基材的基本特点,为保障矿山生态修复的效果与水平提供支持。

  1矿山生态修复的意义和价值

  1.1改善生态环境

  通过对现代社会矿山开发与采掘状况进行调研考察过后能够得出结论,一些矿山的开发规划不够合理,导致在开采过程当中引发大规模地质问题与隐患,以崩塌、滑坡、泥石流等为代表的地质灾害屡屡发生,给矿区周边居民环境造成了严重的安全威胁与广泛的经济损失。此外,在矿山粗放开采过程当中,还存在废液、废水以及废弃矿渣的大规模排放,矿区周边地下水储量不断下降,给生态环境造成了一系列负面影响。通过积极开展矿山生态修复工作,能够针对性解决上述矿区生态环境所面临的各项问题,有效改善矿区生态环境状态,保障生态环境的健康稳定。

  1.2带来经济效益

  矿区开发与采掘过程当中所排出的废液废水可能会对矿区周边环境的地下水造成严重的污染,据统计,针对矿区地下水污染进行治理的成本高达上亿人民币,而通过开展矿山生态修复工程,能够将含有有毒有害物质以及重金属物质的矿物与矿区地下水之间进行有效隔离,减少有害物质向地下水当中进行的渗透,使地下水污染治理的成本得到针对性控制,降低矿区管理成本,为矿区发展带来更加充分的经济效益。

  1.3实现矿区可持续发展

  开展矿山生态修复工作,还能够结合当地土壤土层状态以及气候地质环境给出系统化的环境保障方案,使矿区能够在开发采掘过后的阶段当中发挥出更加积极的价值,使矿区能够充分落实可持续发展要求,促进环境保护目标的不断实现。

  2矿山生态修复技术主要类别与特点

  在目前的矿山生态环境修复工作的开展过程当中,主要涉及到的生态修复技术手段较为多元,且各具优势和特点,具体涵盖了以下几种。

  2.1植被混凝土喷播绿化技术

  植被混凝土喷播绿化技术又称CBS喷播技术,主要指的是采用种植土、水泥、有机质、改良剂、植物种子和水进行拌和后形成的混合物喷射于矿区坡面,使其成为植被生长的重要环境载体,进而实现坡面生态修复与改良的一种技术手段以及技术策略。通常来说,植被混凝土喷播绿化技术主要适用于矿区硬质边坡以及坡度大于45°的高陡边坡当中,属于浅层防护与绿化技术。通过植被混凝土喷播绿化技术的运用,能够有效减少矿区边坡在开发采掘完成过后可能产生的水土流失现象,同时还能强化边坡基底对环境侵蚀的抵御能力,使矿区环境稳定性乃至生态多样性都能够得到进一步提升。但植被混凝土喷播绿化技术对施工作业环境提出了较高的要求,施工流程难度较大。

  2.2垂直绿化技术

  垂直绿化技术指的是基于矿区边坡岩体的生成特点,分别采用砂浆砌石等材料进行构筑,形成槽穴形态的承载体,并在其中开展植物的栽培种植与绿化工作,使矿区边坡实现高密度的植被覆盖,推动绿化覆盖率的不断提升。通常来说,垂直绿化技术主要适用于边坡较为高陡,环境较为恶劣的矿区边坡生态修复项目当中,具有环境适应能力较强,绿化承载物砌筑来源较为广泛、绿化修复效果较好等优势和特点,但受到绿化植株承载物建设规模以及养分含量等客观因素的影响,导致该绿化技术对于大型树种的适应能力较差,同时在施工过程当中可能会面临一定的安全风险。

  2.3种植孔穴绿化技术

  一些矿区边坡主要以形态结构较为疏松的土质边坡为主,因此,技术团队以及施工人员可选用种植孔穴绿化技术开展生态修复工作。种植孔穴绿化技术主要指的是直接在边坡当中开挖种植孔与洞穴,并将植被种子或幼苗置入孔穴内部,实现边坡绿化与生态修复目标的一项技术手段。相较于其他类别的绿化技术而言,种植孔穴绿化技术将边坡自身作为植被覆盖与生长的承载体,对于矿区边坡环境的适应能力较好,对植物类型的选择范围较为广泛,但该绿化技术以及生态修复模式当中的最终绿化效果较为有限,施工周期较长,同样也存在一定缺陷与不足。

  2.4生态袋植生技术

  生态袋又称植生袋、种子袋,主要指的是一种用无纺布、纤维棉麻制品等制成的,内嵌植物种子的特定规格的袋子,受到其材料特点的影响,因此其对于外部环境具有较好的适应能力,能够有效减少高强度降水以及恶劣天气对矿区边坡绿化造成的影响,种子能够在适宜的环境下发芽,并实现对矿区边坡环境的修复目标。由于其生态修复与绿化效果较好,因此,已成为当下矿区绿化的主要方式和渠道,但这一技术手段的成本与造价较高,技术人员以及施工人员也需要进行合理分析与考量

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  3基于尾矿固废型植生基材的矿山生态修复分析

  在矿山生态修复以及绿化工程建设进程当中,尾矿固废型植生基材发挥着至关重要的作用。本文以某露天铜矿矿山生态修复项目为例进行分析,以期明确基于尾矿固废型植生基材的矿山生态修复项目基本流程以及相关注意事项,为后续矿区绿化以及环境保护工作的开展提供支持与引领。

  3.1项目概况分析

  在正式开始对矿山生态修复方案进行构建与规划之前,相关技术团队应当从实际出发针对项目的概况与基本信息进行分析与考量。

  从气候条件来看,案例项目属于亚热带季风气候区,年平均降水量为1882mm,降水量分布较为明显,每年3月~7月为雨季,降水量能够达到全年的70%以上,气候较为温暖,光照时长较为充足,具备较为良好的绿化与生态修复基础。

  从地形地质条件来看,案例矿区属于典型的低山丘陵地貌,矿区内部地形存在较强的割裂性特征,生态修复点位于整个矿区的西侧。坡面类似台阶形态,分台高度约为30m,边坡角度能够达到45°以上,属于高陡型边坡,在长期的开发采掘以及外部环境因素的冲刷影响下,产生了较为明显的岩体外露与风化现象。岩体机理较为破碎,地形地貌较为复杂,部分地区产生了地质不稳定现象,可能会引发滑坡等地质灾害。

  从岩性分布情况来看,案例项目矿山周边环境主要涉及到凝灰质粉砂岩、千枚岩、含砾石英砂岩、含砾千枚岩等等,表面岩体较为破碎,受到风化以及雨水冲刷等因素的影响较为显著。

  从外部植被分布情况来看,案例矿区周边环境当中的植被繁育情况较为丰富,其中涵盖了常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林、灌木草丛、荒山草丛以及草甸等几种不同类别,此外,矿区周边环境当中的植被呈现出了较为显著的层次化特征,不同类型的植被在特定的地理环境下表现出的特性存在明显的差异,生态修复区内部的绿化覆盖率较为有限,可能源于长期开发采掘与风化等因素造成的水土流失现象。

  3.2尾矿固废型植生基材选择与配置

  为了进一步改善矿区内部环境生态修复工作开展效果以及开展状态,提升矿山生态修复质量和水平,相关技术团队以及技术人员应当明确尾矿固废型植生基材在矿山生态修复过程当中的应用价值,同时针对植生基材进行合理选择与配置,使植物能够在矿山环境下实现更好的生长特性,落实生态修复的发展要求以及发展目标。

  首先,技术人员以及生态修复团队应当明确不同粒径基材在矿区环境修复项目当中的比重,同时掌握尾矿固废型植生基材的主要来源。经研究、统计与分析过后最终发现,本文所述案例在进行绿化以及生态修复过程当中涉及到的植生基材主要来源于矿山开发采掘过程当中所遗留的尾矿,其中粒径小于0.005mm的基材所占比重约为10%,粒径在0.05mm~0.25mm之间的基材所占比重约为88.2%,粒径在0.25mm~0.5mm之间的基材所占比重约为1.8%。

  其次,待明确不同类别基材所占比重过后,技术团队以及工作人员还应当掌握尾矿固废型植生基材的配置要求。在案例项目当中,尾矿固废型植生基材的配置材料主要包括了尾矿、秸秆、水泥、团粒剂、保水剂、化肥以及有机肥等等,具体配比为100:15:6:0.3:0.08:0.6:7,待材料混合与预处理过后,即形成植生基材,并能够为矿区边坡绿化植被的成长提供支持。

  最后,尾矿固废型植生基材配置完成后,技术团队还针对植生基材的应用情况进行了明确和设计。在矿区边坡生态修复与绿化施工过程当中,技术团队需要将配置完成后的植生基材与水进行混合,分别通过喷播技术以及植生袋技术逐步形成相应的边坡绿化层,同时组织相关力量对绿化层进行维护,使植物生长进程得到有效保护,使矿山边坡在一定周期内得到有效的生态修复以及绿化保护。

  3.3矿山生态修复方案规划

  基于上文可知,案例项目涉及到的矿山生态修复工作流程较为多元,环境较为复杂,给矿区边坡的绿化与生态修复建设工作带来了一定的挑战。因此,相关工作人员以及技术团队应当结合现场实际情况以及绿化修复技术要求对矿山生态修复方案进行规划,具体流程如下。

  3.3.1边坡平台区

  边坡平台区主要指的是不同层级矿区边坡相对形成的较为平缓的结构台面,具有稳定性较强的优势与特点,能够直接进行绿化作业与生态修复作业,不需要边坡植被承载物予以支持。在边坡平台区的绿化与生态修复工作的开展进程当中,相关技术团队可以较低的成本选用草灌结合的方式进行作业,按照2:1的配比对草本植物以及灌木的数量进行配置,与此同时,在边坡平台区进行绿化以及生态修复工作的同时,相关技术团队以及工作人员还应当关注到强降水引发的平台积水问题,同时针对性做好平台排水以及现场巡视工作,使积水能够有效排出平台,减少大量积水给平台绿化造成的影响,使平台部位的植被规划更加稳定,提升其绿化以及生态修复效果。

  3.3.2稳定坡面区

  稳定坡面区指的是受到其结构状态以及矿区内部开发采掘因素影响导致逐渐稳定化的边坡坡面结构,同样也是矿山生态修复过程当中的重点,相较于边坡平台区而言,在针对稳定坡面区进行生态环境修复以及绿化作业的同时,坡面的高度与角度也可能会给坡面绿化造成一定的负面影响。为了尽可能减少地质地貌因素以及外部降水因素给坡面绿化以及生态修复造成的威胁,相关技术团队可选用生态袋植生技术进行绿化栽植,一方面,能够拓展坡面部位的绿化形态以及绿化方式,另一方面,还能强化种子与幼苗在稳定坡面区当中的存活率,避免高强度降水以及重力因素给种子造成的威胁。在采用生态袋进行植生作业的同时,案例项目技术人员主要选用了狗牙根、狗尾草、黑麦草、野菊花等植株作为了主要的栽植草种,使坡面土层能够得到较好的紧固作用。

  3.3.3局部垮塌区

  受到长期以来矿区开发与采掘等因素的影响,导致矿区内部一些边坡坡面已经出现了较为明显的局部垮塌现象,导致该区域生态环境受到了严重影响,对于边坡绿化工作的开展形成了一定的制约与挑战。因此,为了更好地实现矿区坡面生态修复工作的目标,提升矿区边坡坡面绿化覆盖率,技术团队以及作业人员可大规模选用生态袋植生的技术手段开展绿化种植活动,为提升植被根系对矿区边坡垮塌部位的紧固力度,减少水土流失现象给矿区边坡带来的进一步影响,案例项目将草种与灌木按照1:1的比重进行混种,使边坡土层的稳定性得到了质的飞跃。

  3.3.4旧有恢复区

  通过对矿区周边边坡状态进行分析和研究过后能够得出结论,一些区域已进行了相应的生态修复作业,因此为了进一步巩固其修复效果,选用了种植孔穴绿化技术将一系列草本植物栽培于孔穴内部,使边坡表面的绿化覆盖情况得到了进一步改善,提升了原有的矿区边坡生态修复效果。

  4生态修复效果评价与讨论

  4.1明确评价指标

  在针对矿区边坡进行生态修复作业与绿化作业的过程当中,基于科学明确的评价指标给出合理的评价结果对改善当地生态环境,提升其绿化成效具有至关重要的作用。因此有关团队应当明确矿区生态修复指标,使尾矿固废型植生基材在矿区生态修复作业当中的应用价值得到更加准确有效地评估。通常来说,在针对生态修复效果进行评估分析的同时,相关团队应当遵循宏观科学、全面立体、动态变革、独立可靠的原则进行指标的明确,将矿区生态修复过程当中尾矿固废型植生基材的应用效果进行量化,综合考量植被覆盖率、植被株高、土壤养分变化情况等参数与指标,使评价结果更加完善,提升评价质量。

  4.2选定评价方法

  除了指标分析与确定之外,合理的评价方法对于保障评价的客观性同样具有关键性作用。现阶段常见的评价方法以及评价策略主要涵盖了层次分析法、模糊评价法以及综合评价法等几种不同类别,有关工作人员以及技术团队可结合项目实际情况以及规模情况进行选定,提升评价方法的适应性。在进行评价方法选定的同时,技术团队还应当考虑到尾矿固废型植生基材对不同生态修复方式和修复技术的适应性,突出尾矿固废型植生基材应用过程当中的循环价值,实现矿山的绿色环保发展目标。

  5结论

  综上所述,在以往的矿山生态修复作业过程当中,其修复技术以及修复方法往往存在消耗大、成本高、周期长等问题,因此相关技术团队应当明确尾矿固废型植生基材在矿山生态修复当中的价值,推动矿山生态的持续性发展,为强化矿山开发与利用的生态效益与经济效益作出更加突出的贡献。