現(xiàn)今采用的露天開(kāi)采方式基本上有以下六種:露大礦坑開(kāi)采、大面積開(kāi)采(露大礦坑改造)、表土剝離開(kāi)采、山坡露頭開(kāi)采、山頂剝離開(kāi)采和砂礦開(kāi)采。大面積開(kāi)采和表土剝離開(kāi)采破壞的土地面積最大,因?yàn)檫@兩種方式主要用于開(kāi)采厚度小、埋藏淺而且所占面積很大的礦床。一般露天采礦場(chǎng)都設(shè)有外部排土場(chǎng)和內(nèi)部排土場(chǎng),采用條帶排土和條帶復(fù)墾,且復(fù)墾條帶的排土量與剝離條帶的開(kāi)采量盡量相適應(yīng)。
一、露天礦復(fù)墾類型
露天開(kāi)采對(duì)土地資源的破壞主要表現(xiàn)在露天采場(chǎng)的直接挖損、外排土場(chǎng)壓占土地。露天開(kāi)采由于作業(yè)方式的需要,必須剝離大面積的表土層,直接破壞大量植被。所以,露天礦復(fù)墾類型主要包括露采場(chǎng)復(fù)墾、排土場(chǎng)復(fù)墾。
1.露采場(chǎng)復(fù)墾
露天采礦一方面是剝離礦藏上的巖石、土壤,一方面將剝離的巖石、土壤進(jìn)行堆置(即造地),因而露天采礦是采礦與造地同時(shí)進(jìn)行的。露天礦的采礦工程包括剝離、采礦、排棄、堆置、造地,其中,堆置造地工藝是采礦工程中的組成部分。露采場(chǎng)的復(fù)墾主要取決于礦床賦存與地形條件,其次與圍巖、表土及當(dāng)?shù)貙?shí)際需要有關(guān)。
(1)淺采礦場(chǎng)復(fù)墾
采區(qū)表層土壤要妥善就近貯存并與底土分別堆放,防止巖石混入使土質(zhì)惡化,盡可能保持原有的土壤結(jié)構(gòu),以利種植。開(kāi)采剝離的表土在臨近采礦場(chǎng)境外建立臨時(shí)的表土堆場(chǎng)貯存。當(dāng)幾個(gè)采區(qū)交替進(jìn)行剝離、開(kāi)采、土地復(fù)墾時(shí)可將一個(gè)采區(qū)剝離的表土直接鋪覆于另一個(gè)已回填或部分回填廢石的采空區(qū),免二次搬運(yùn)。
將開(kāi)采形成的廢巖土回填至采空區(qū),使采礦與廢石回填相互配合,盡量使廢巖土在采空區(qū)內(nèi)解決,避免往返運(yùn)輸,縮短造地周期?;靥詈髮①A存的表土和底土順序覆蓋.恢復(fù)原先的地形,經(jīng)土地平整、配套農(nóng)田水利設(shè)施和防護(hù)林網(wǎng),建成標(biāo)堆農(nóng)田。
(2)傾斜或急傾斜礦復(fù)墾
開(kāi)采礦體為長(zhǎng)的傾斜或急傾斜可采用內(nèi)排法,其復(fù)墾工藝流程是:將礦體分為若干小礦田,對(duì)剝離系數(shù)最小的塊礦田進(jìn)行強(qiáng)化開(kāi)采,盡快將礦體采出以騰出空間;將剝離的表土?xí)簳r(shí)堆棄在該礦田周邊.再開(kāi)采另一塊礦田并將剝離物填在已騰出空間的采空區(qū)上,將其周邊的表土覆蓋并整平。
(3)山坡露采場(chǎng)復(fù)墾
對(duì)傾斜或急傾斜的坡積礦床,這類地形的復(fù)墾可就地取材修筑梯田,即按等高線堆筑石墻,然后在墻內(nèi)填尾礦,待尾礦干涸后即成為可供農(nóng)業(yè)或林業(yè)用的梯田。
2.排土場(chǎng)場(chǎng)復(fù)墾
露天礦排土場(chǎng)破壞土地的面積一般占到全礦總面積的50%以上,排土場(chǎng)復(fù)墾是礦山企業(yè)土地復(fù)墾工程中的重點(diǎn)所在。排土場(chǎng)排棄物料中巖石居多,土壤較少,在巖石層上進(jìn)行農(nóng)業(yè)復(fù)墾有一定難度,因而排土場(chǎng)主要適用于林業(yè)復(fù)墾,少量用于農(nóng)業(yè)復(fù)墾或其他用途。
二、土地復(fù)墾與生態(tài)重建的關(guān)鍵技術(shù)
礦山開(kāi)采過(guò)程中,幾乎在所有情況下,開(kāi)采活動(dòng)都超過(guò)了生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力,依靠自身恢復(fù)是一個(gè)緩慢的過(guò)程,最少也需要50~100a才能在礦山廢棄地恢復(fù)植被。因此,土地復(fù)墾和生態(tài)重建就是要人工設(shè)計(jì)、采取人為措施,大大縮短恢復(fù)重建的過(guò)程。
1.土壤重構(gòu)和地貌重塑
無(wú)論是土地復(fù)墾還是生態(tài)重建,首先要?jiǎng)?chuàng)造適宜植被生長(zhǎng)的土壤環(huán)境和地形地貌,因?yàn)楸黄茐牡耐恋兀ㄍ寥溃┵Y源、水資源、生物資源是密切聯(lián)系的。如何利用采礦移動(dòng)巖石的便利條件進(jìn)行地貌重塑、構(gòu)造穩(wěn)定的地形地貌以及如何正確進(jìn)行破壞土地的調(diào)查預(yù)測(cè)并科學(xué)進(jìn)行新造土地的適宜性評(píng)價(jià),是土壤重構(gòu)和地貌重塑的關(guān)鍵。在創(chuàng)造土壤條件和地貌重塑過(guò)程中,應(yīng)因地制宜、因礦而異,對(duì)于大型礦山和地形平坦的地區(qū),可采用剝離—采礦—復(fù)墾一體化工程技術(shù),利用條帶剝離、交錯(cuò)回填工藝。在地面標(biāo)高高于或低于河流水位的情況下,可利用疏排法和挖深墊淺復(fù)墾工藝。對(duì)于常年積水且洼地多沙質(zhì)良土的沉陷區(qū),則可采用泥漿泵充填復(fù)墾工藝;對(duì)于采石場(chǎng)可采用土壤局部充填工藝。如果土壤中存在污染還要用物理、化學(xué)和微生物等污染修復(fù)技術(shù),控制土壤污染。此外,還要注意地形地貌的持續(xù)穩(wěn)定和新造土地的熟化培肥與水土流失控制。
2.植被重建和景觀再造
礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和重建的關(guān)鍵是植被的恢復(fù),再現(xiàn)原來(lái)的或不同的景觀結(jié)構(gòu)。植被的組成、結(jié)構(gòu)和空間配置應(yīng)遵循恢復(fù)生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、群落理論和景觀生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ),注重植被的生態(tài)完整性、植被的多樣性、植被間的互惠性和植被的鄉(xiāng)土性。根據(jù)礦區(qū)的氣候和再造的土壤條件,在植被恢復(fù)的早期演替階段植物物種的選擇應(yīng)遵循以下原則:應(yīng)盡可能地使用本地物種,從本地植物種類中篩選出種子發(fā)芽率高、抗逆性強(qiáng)、再生能力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)和能夠吸引野生動(dòng)物的植物;優(yōu)先選擇固氮植物和改良土壤理化性質(zhì)好的植物;重視生態(tài)過(guò)程和生態(tài)功能的恢復(fù),淡化植被恢復(fù)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。在植被恢復(fù)的中期階段,強(qiáng)化植被的組成、結(jié)構(gòu)、層次和地表覆蓋,提高生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定提供動(dòng)植物的食物和養(yǎng)分,逐漸形成恢復(fù)區(qū)的生態(tài)過(guò)程和物質(zhì)循環(huán),提升水土保持功能、自我更新能力和養(yǎng)育當(dāng)?shù)貏?dòng)植物的能力。此外,在植被重建的過(guò)程中,還要考慮與礦區(qū)附近植被的空間配置和格局,如果礦區(qū)恢復(fù)地距離現(xiàn)存的大型植被斑塊比較近,就要構(gòu)建與這些植被斑塊的廊道和連接,為生物多樣性的保護(hù)和生態(tài)功能的持續(xù)奠定基礎(chǔ)。
3.生物多樣性重現(xiàn)和生態(tài)功能持續(xù)
礦產(chǎn)資源開(kāi)采結(jié)束后礦區(qū)能否還有生機(jī)和活力持續(xù)發(fā)展以及植被建立后能否自我恢復(fù)并達(dá)到良性循環(huán),生物多樣性重現(xiàn)和生態(tài)系統(tǒng)功能的維持成為土地復(fù)墾的核心。礦區(qū)植被生態(tài)恢復(fù)與重建的中后期重點(diǎn)就是提高生物多樣性和建立完整的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。在礦區(qū)植被初步恢復(fù)的基礎(chǔ)上,利用植物生態(tài)學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)的理論與技術(shù),注重物種組成、年齡結(jié)構(gòu)和資源利用的多樣性,構(gòu)建空間上植被搭配合理、生態(tài)上安全的格局,逐步形成完整的生態(tài)過(guò)程、物質(zhì)和能量循環(huán),具有良好的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和持續(xù)的效益產(chǎn)出,再現(xiàn)當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有裕龠M(jìn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。
能源科技成果轉(zhuǎn)化服務(wù)平臺(tái)隆重推薦一線專家:
針對(duì)煤礦采掘相關(guān)設(shè)備存在的耐磨問(wèn)題進(jìn)行深入研究,可為需求客戶解決實(shí)際問(wèn)題并提供具體解決方案,實(shí)現(xiàn)合作共享共贏。
專家研究方向:
1.解決復(fù)雜地質(zhì)條件下(如硬巖、夾矸、硫磺結(jié)核)截齒適用問(wèn)題;
2.解決滾筒截齒齒座合理布置及合適截割角問(wèn)題;
3.解決刮板輸送機(jī)中部槽、鏈輪及關(guān)鍵部件的耐磨問(wèn)題,延長(zhǎng)其使用壽命;
4.采用激光、等離子再造技術(shù),對(duì)報(bào)廢的液壓支架立柱進(jìn)行修復(fù)再造,超過(guò)新立柱壽命;
5.對(duì)適宜井下硬巖小型快速掘進(jìn)設(shè)備(代替盾構(gòu)機(jī))有深入的研究。
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