瑶岗仙矿区生态修复工程技术方案Word文档下载推荐.docx
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1.项目背景和必要性
1.1项目实施的背景
瑶岗仙镇是世界著名“钨都”,同时也是我国钨业的起源地,现有矿区面积23.325平方公里,是湖南省最大的黑钨精矿生产基地。
矿区距2014年底将建成通车的厦蓉高速公路17公里,交通十分便利。
矿山始采于1914年,现年采掘能力40余万吨,年产一级黑钨精矿2500余吨,综合回收伴生元素钼、铋、铜、锡、银、砷等。
从1950年至今共为国家提供钨精矿9万余吨,为促进我国有色金属工业的快速发展和壮大地方经济作出了积极的贡献。
瑶岗仙钨矿田是世界上独特的同时蕴藏着黑钨矿床和白钨矿床的特大型矿田。
裕新白钨多金属矿床所蕴藏的钨资源量居世界已探明白钨资源储量的第四位,共探获白钨金属量20万吨,同时富含铜、锡、钼、铋、铅、锌、银等元素。
公司将在优化结构、降低成本和提高效益的基础上,投资6.7亿元开发露天白钨矿床,项目达产后每年可产白钨精矿4500吨,钼金属166吨,铋金属577吨。
对山体扰动所产生的滑坡、坍塌、裂缝等地质灾害是矿山开发中常遇见的问题。
瑶岗仙矿区已有生产历史100余年,矿山开发长期扰动山体,且区域处于低压活动区,矿区山体已形成2条山体裂缝,滑坡等地质灾害时有发生。
矿区岩石、矿石裸露,植被已无法正常生长,岩石裸露不但影响自然景观、造成环境污染,山体崩塌、滑坡等现象也给周边居民带来巨大的安全隐患。
滑坡、崩塌产生的大量矿石泥土裸露,通过雨水的冲刷造成水土流失,流失的泥土、矿石随雨水的冲刷进入滁水河造成江河淤塞。
雨水与裸露的地表、矿石接触后,含重金属的雨水流入东江湖,严重影响东江湖水质,并威胁到下游湘江流域广大居民饮用水安全。
1.2项目建设的必要性
⑴、加强东江湖水源涵养的需求
东江湖是上世纪80年代因建设国家“六五”重点能源工程——“东江水电站”拦河蓄水而成。
湖泊水面160km2,平均水深51米,最大水深141米,总库容91.5亿m3,正常蓄水量81.2亿m3,按蓄水量排名为全国淡水湖泊前十名。
东江湖自1986年蓄水以来,充分发挥了湖南省重要饮用水源地、湘江生态补水、防洪调峰、保护生物多样性和发电等综合功能,成为湖南省“两型”社会建设的重要战略资源。
一是湖南省重要饮用水源地。
东江湖水质好、水量大,一直是资兴市和郴州市约120万人口优质稳定的集中式饮用水源地。
近年来,因湘江中下游地区,特别是长株潭城市群经济社会快速发展,用水量剧增,在枯水期经常出现严重缺水现象。
据湖南省水资源开发利用现状分析报告,在一般干旱年,长株潭三市缺水达20亿立方米。
随着经济社会的进一步发展,作为占我省总人口50%、经济总量70%的湘江流域城市群对优质水源的渴求日益骤增,湖南省“十二五”规划把东江湖列为了全省“两型”社会建设和长沙、株洲、湘潭、衡阳等城市的生活饮用水第二水源地。
东江湖作为湖南省重要饮用水源地的战略地位日益彰显。
二是湘江不可或缺的生态补水水源。
近年来,受全球气候变暖和降雨偏少等因素影响,旱季湘江枯水,长、株、潭等城市缺水已成为常态,造成停航、部分企业停产、甚至部分沿岸自来水厂取水困难等重大生态问题。
为解决湘江下游工农业、航运和居民用水困难,2000年以来,基本上每年都要为湘江进行补水,特别是2003年、2008年、2009年这些干旱年份,补水量分别达到22.5亿立方米、8.46亿立方米、9亿立方米。
2011年湘江流域再次出现较长时间的枯水情况,为确保供水安全,省防指紧急召开会议,要求东江湖要确保不小于每秒150立方米下泄流量为下游补充优质水。
这意味着一天东江湖出库水量将超过1300万立方米,湘江长沙段水位可在原有基础上抬升近1米,水质在其原III-IV类的基础上可直接提升为II--III类,满足湘江两岸城市正常生产生活需要。
另外,近几年,湘江株洲、湘潭、衡阳几次出现重金属超标现象,都是靠东江湖开闸放水稀释,才避免了下游城市“水荒”事故的发生。
东江湖对维护整个湘江流域正常生态功能的作用举足轻重。
湖南省防指一位资深专家指出,若没有东江湖生态补水作保障,湘江流域城市群在枯水期每年将损失百亿以上。
三是华南地区最大的生物基因库之一。
东江湖湿地是典型高山水库型人工湿地,据中南林业科技大学等研究机构对其生态、经济和社会效益进行货币化研究评估,其生态服务功能的总价值105.7亿元/年。
瑶岗仙现有矿区裸露的地表被雨水冲刷后,地表径流与重金属混合流入东江湖从而影响东江湖水质。
且作为水源保护地,东江湖倪家段的河道清淤工程正在进行中,如若不对瑶岗仙矿区的生态环境破坏问题进行水土保持防治,植被无法正常生长,而再次造成的水土流失会使得倪家湾河道的清淤工作“治标不治本”。
⑵、改善矿区生态环境的要求
由于长年累月的矿山开采,地质灾害和矿山开采对山体的扰动,以至于山体裸露,致使该区域的植被无法生长,以至于物种多样性降低;
边坡失稳,经常出现滑坡、泥石流等地质灾害;
造成水土及养分流失,破坏了原有植被。
边坡松软陡峭,处于不稳定状态,在雨季易于滑坡和形成泥石流。
在过去的几年里,矿山尝试了各种方法进行生态恢复,但由于恢复缺乏理论指导和技术支持,恢复过程存在一定的盲目性,加之矿山位于低压活动区,山体裂缝严重,其恢复效果不理想。
随着我国国民经济的飞速发展,对土地资源和矿产资源的需求迅速增长,环境破坏、土地和矿产等资源短缺,这已成为我国社会经济发展的一个重要限制因子。
矿区生态修复等研究成为矿业社会经济可持续发展的重要课题。
开发矿产资源对生态环境的影响和破坏是严重而不可避免的,但在采矿过程中可以尽量减少土地的占用,减少各种污染。
最有效的方法是通过生态修复恢复其原貌,建立具有自恢复能力的、健康的生态系统。
1.3本次治理方案的目的
本治理方案需对现有矿山的塌方、滑坡、水土流失现象进行治理与防治措施,然后制造适应植物的生长环境,再种植当地的植物,恢复矿山原有样貌与当地生态系统的稳定性,使种植的植物能够长期生长。
1.4本次治理方案的原则
⑴、因地制宜的原则。
根据本工程各治理区域的具体情况,坚持因地制宜、因害设防的原则,合理布局水土流失防治措施,选用当地适生的植物品种,提高措施布设的适宜性。
⑵、景观协调的原则。
本工程生态恢复措施的配置应与周边环境相协调,做到“适地适树”“以人为本”,植物措施的配置应草、花、灌、乔合理搭配。
⑶、综合利用的原则。
对本工程施工过程开挖的土石方,做到尽可能多的调运得以利用,以减少弃土弃渣占地产生水土流失。
⑷、治理过程中不新增污染、避免治理实施方案在实施过程中带来的“二次污染”的原则,即方案的实施尽量不带来新的环境问题。
⑸、治理过程中规避环境及人员风险的原则,即地形条件,避免在治理工程施工过程中发生山体垮塌造成人员伤亡及重大环境污染事故。
⑹、经济实用、易于实施的原则,即根据现有生态破坏现状,提出的方案应投资最少,长期有效且实施过程中易于操作。
1.5与规划的符合性
1.5.1与《郴州市创建“国家森林城市”工作方案》相符性分析
《郴州市创建“国家森林城市”工作方案》(郴办字[2012]101号)工作重点中提到以下内容:
1、加强生态安全屏障建设。
结合我市实际,合理划分生态功能区,进一步加强南岭山地森林生态及生物多样性保护,加大对境内湘江、赣江、珠江源头等重要水源涵养区、饮用水源区和水土流失重点预防保护区的森林植被保护力度,启动实施环东江湖生态治理工程,加快推进罗霄山脉郴州片区扶贫开发工程,建设以东江湖为中心,以南岭山脉与罗霄山脉主要山系为骨架,以湘江、赣江、珠江支流为脉络的生态安全屏障。
2、加快生态功能提质步伐。
以三年城乡绿化攻坚为抓手,继续推进实施“绿城攻坚”、市城区森林景观建设以及主要交通干线造林绿化工程。
启动实施郴资桂、郴永宜大十字架区域绿化工程,矿山生态修复、黄土裸露地复绿治理以及“三难地”治理等生态脆弱区生态提质工程。
通过大力开展植树造林,采取工程造林和人工促进自然更新相结合的方式,不断扩大森林面积,稳定高水平森林覆盖率。
3、加大森林资源管护力度。
加大封山育林力度,加强林业有害生物监测、预警和防治工作,强化“禁伐”、“禁火”、“禁荒”、“禁猎”、“禁牧”等措施,严厉打击乱砍滥伐林木、乱采滥挖野生植物,乱捕滥猎生动物、乱垦滥占林地等违法犯罪行为。
本工程属于工作重点中的【启动实施郴资桂、郴永宜大十字架区域绿化工程,矿山生态修复、黄土裸露地复绿治理以及“三难地”治理等生态脆弱区生态提质工程】。
1.5.2与《东江湖流域水环境保护规划》相符性分析
《东江湖流域水环境保护规划》于2007年底编制完成,并顺利通过了省环保局于2008年4月18日在长沙主持召开的技术审查会的审查,2009年6月对该规划进行了修订,2011年1月又补充完善了该规划,调整补充了“十二五”期间一批重点实施工程项目。
以《规划》为指导,在东江湖全流域实施了生态环境保护。
一是进行了生态保护功能区划,将东江湖一、二级保护区划为了禁止开发区和限制开发区,大力开展湖区产业结构调整,发展以与生态保护相协调的生态产业。
二是严把项目审批关,对新上项目进行了更加严格的控制,2008年以来未上一个污染和生态破坏的项目。
三是实施了污染防治和生态保护项目建设。
郴州市根据《湘江上游国家级水土保持预保护湖南省东江水库项目区水土保持规划》的意见,投入1800万元开展了坡改梯项目,有效防治了水土流失;
根据生态移民规划制定了《东江湖生态移民方案》,三年来投入资金1.2亿、生态移民近5000人,直接减少了生态人为破坏;
投入3000余万元开展了生态农业推广工程和农村环境综合整治工作,有效减少了农业面源污染;
另外投入近2亿元开展了生活污水、生活垃圾、旅游环保基础设施建设,一批基础性环保生态项目得以实施建成,作用发挥日益彰显。
瑶岗仙矿区生态修复工程有效的减缓了周边对东江湖倪家湾水质的影响,防止东江湖水质受到污染,与《东江湖流域水环境保护规划》相符。
1.6污染现状
1.6.1项目位置
本项目地理位置图见图1-1。
图1-1项目地理位置图
1.6.2工程周边调查
本地区的生态破坏严重区域分为A、B、C三个部分。
根据实地勘察,A区域位于瑶岗仙白钨矿区露天采矿厂西北面1.4公里,面积约为16万m2,坡度为75°
,裸露的废石为山体裂缝及滑坡产生的山石约3.2万m3。
B区域位于瑶岗仙白钨矿区露天采矿厂西面1公里,面积约为9万m2,裸露的废石为矿山修建道路产生的废石,以及泥石流冲刷带来的山石约为1.8万m3,坡度为20°
。
C区域位于瑶岗仙白钨矿区露天采矿厂西面,下半部分与其紧邻着,面积约为63万m2,裸露废石主要为山体滑坡产生的山石约为8万m3,坡度为55°
由于A、B、C区域的裸露废石为山体裂缝、滑坡、修建道路、及水土流失产生的废石,其中仅含有少量含重金属废石,所以本次需清理废石属于一般固废,堆存及转运过程中不会产生重金属污染风险。
区域A和C已产生山体裂缝,山体裸露,岩石滑坡严重,生物多样性较低,生态环境遭到破坏,已无法保证植被自然生长,若不进行生态修复,区域周边植被数量会持续下降,严重破坏区域生态平衡。
C区域东边为瑶岗仙白钨矿区露天采矿厂,露天采选面积约为60万m2,目前采矿场的盘山公路正在修建中,采矿场可于2014年底动工。
本工程方案实施区域见图1-2。
图1-2
本工程方案实施区域
1.6.3东江湖库区滁水河倪家湾段重金属污染综合治理工程介绍
倪家湾段河道治理区域为垅下废石坝到东江湖入湖口,总长度为1.4km。
该段河床淤积了上游冲刷下来的采矿废石和剥离的表土,不仅影响到河道的行洪能力,含重金属废石及表土经水溶淋浸出的废水直接影响到东江湖的水环境质量。
东江湖库区滁水河倪家湾段重金属污染综合治理工程将地表水与含重金属的废石及细沙分离,使其不再产生含重金属的淋滤水,避免影响东江湖水质。
同时,对筛分出来的具有一定资源回收价值的细砂石送至怡鑫银矿有限公司进行资源回收;
大块的废石作为下游水质净化库的筑坝材料。
倪家湾段尾砂成分分析见下表。
序号
元素
5公分以下砂石成分
5公分以上砂石成分
1
Pb
0.0242
0.0209
2
As
0.142
0.0827
3
Al
7.336
6.08
4
Si
29.34
35.99
5
Fe
2.891
1.578
6
K
3.471
3.325
7
Mg
1.03
0.696
8
Ca
1.36
0.792
9
O
43.5
48.6
10
F
1.4
1.2
11
Na
0.321
0.412
12
P
0.054
0.037
13
S
0.297
0.125
14
Ti
0.258
0.144
15
Cr
0.02
0.011
16
Mn
0.154
0.153
17
Rb
0.0534
0.0515
18
Ba
0.052
0.023
19
W
0.15
0.0432
20
Bi
0.0164
0.004
21
Zr
0.0077
0.0074
22
Cu
0.0372
0.0256
23
Zn
0.0464
0.0197
2.项目实施方案
2.1项目概况
(1)、项目名称及实施单位
瑶岗仙矿区生态修复工程
实施单位:
(2)、实施单位概况
湖南瑶岗仙矿业有限责任公司位于宜章县瑶岗仙镇东江湖附近,矿区面积23.325平方公里,瑶岗仙钨矿1914年正式开采,先后经历了民营(租赁)、官办(收买)和解放接管(国营)三个阶段,是我国钨业的起源地,也是湖南省最大的黑钨精矿生产基地。
目前采矿规模达到40万吨/年,年产一级黑钨精矿2500余吨。
(3)、项目工程量
本治理区域为水土流失严重的山体边坡,总面积为0.88km2。
其工程量见表2-1。
表2-1
项目工程量
区域
项目
单位
数量
A区域
原始边坡清理工程
m2
160000
坡面覆网(钢丝)工程
岩石喷播绿化工程
覆布防晒保墒工程
B区域
90000
道路整治工程
m
300
排水沟整治工程
人工植被绿化工程
续表2-1项目工程量
C区域上半部
210000
C区域下半部
420000
削坡工程
m3
坡面覆网(塑料)工程
种子喷播绿化工程
挡土墙工程
350
2.2项目实施方案
本次治理方案的总体思路是先将矿山的塌方、滑坡、水土流失现象进行治理,再将山区裸露的地表进行水土流失防治,然后制造适应植物的生长环境,再种植当地的植物,恢复矿山原有样貌与当地生态系统的稳定性,使种植的植物能够长期生长。
2.2.1山体裂缝综合治理方案
瑶岗仙矿区已有生产历史100余年,矿山开发长期扰动山体,且区域处于低压活动区,矿区山体已形成2条山体裂缝。
山体裂缝位于地市险峻的高陡地段,坡度平均60°
左右,上部为陡峭的峭壁,中部为陡坡,向下逐渐过渡为缓坡,斜坡相对高差200-300m,裂缝展布方向与斜坡走向基本一致。
山体裂缝如处治不及时或措施不妥当,由于高边坡的临空面高而陡,在外界因素触发下,容易形成岩土层向临空面松弛、滑移。
为防止山体下滑加剧,首先应对山体裂缝进行填塞封闭处理。
先在裂缝处挖槽,深50cm,左右宽30cm,然后采用小而细的沙壤土或石渣填塞裂缝至槽底,后用三七灰或砼土填压槽口,填压后需整平地表,防止雨水汇集于裂缝处。
2.2.2生态修复治理方案选择
根据现场调查,本工程需生态修复治理的四个区域边坡角度差异过大,因此边坡植被恢复技术选择应根据不同区域环境条件,针对不同边坡坡度进行选择。
主要边坡防护方法如下:
(1)人工植被
人工植被包括人工撒草籽、满铺草皮、铺花格草皮和人工栽植灌木等。
该方法主要适于小面积、坡度缓的土质或砂土类边坡。
(2)植生带
这是一种将植物种子夹在多层无纺土工织物或天然纤维垫中直接密贴在边坡表面进行快速绿化的方法。
该方法适合于坡度较缓、坡表平整的土质或砂土类边坡。
目前该方法在我国北方边坡绿化、城市园林绿化和水土保持应用较广,但在南方应用较少。
(3)液压喷播
液压喷播是通过液压喷播机将草坪植物种子、肥料、木质纤维、稳定剂(如乳化沥青、聚醋酸乙烯乳液等)、染色剂和水的混合液均匀洒布在边坡上来进行绿化的技术。
该方法适合于大面积土质或砂土类边坡,对于土石混合边坡也可使用。
(4)网袋工程
这是一种将植物种子、肥料、土壤混装在纤维网或金属网袋中,然后固定在边坡表面上进行绿化的方法。
适合于土石边坡和岩质边坡。
(5)框格工程
这是一种圬工防护措施与生态防护措施相结合的方法,它采取在边坡上砌筑、装配一定形状的混凝土(或其它具有一定强度的工程材料)框格,然后在框格内堆填土或土袋来进行绿化。
适合于坡度较陡的土质和易风化的岩质边坡。
(6)客土种子喷播工程
采用湿式喷枪,通过压缩空气将植物种子、肥料、土壤和水的混合物洒布在边坡表面上,形成1~3cm厚的植被层,再在上面洒布一层乳化沥青或铺设无纺布以减少雨水冲刷并延缓土壤中水分的挥发。
适合于各类土壤成分少、土壤硬度高的挖方边坡。
(7)厚层基材喷播
采用砂浆喷枪,通过压缩空气将植物种子、土壤、有机质基材、水、粘结剂(水泥并加PH缓冲剂,或合成树脂)等的混合物喷射并粘结在边坡表面,形成3~10cm厚的有机质植被层。
该方法一般多与金属网张拉工程组合施工。
该方法适合于各类岩质边坡。
(8)OH液植草护坡
该技术是通过专用机械,将新型化工产品0H液等与水按一定比例稀释后和草籽一起喷洒于坡面,使之在极短时间内硬化,而将边坡表土固结成弹性固体薄膜,达到植草初期边坡防护目的,3~6个月后其弹性固体薄膜开始逐渐分解,此时草种已发芽、生长成熟,根深叶茂的植物已能独立起到边坡防护、绿化双重效果。
该方法适用于贫瘠的土质边坡和风化严重的岩石边坡。
(9)植被型多孔混凝土护坡
该技术的研究始于20世纪90年代中期,是在多孔混凝土的孔隙中填入种籽、保水剂、有机质和肥料等的混合物,然后浇水促使植物发芽。
该方法适用于风化岩石、坚硬岩石边坡,经适当简化也可用在土质边坡或平地。
针对不同边坡坡度,主要恢复技术选择如下:
⑴、对边坡坡度小于30°
的采石迹地,采用客土法进行植被恢复。
⑵、边坡坡度大于30°
而小于45°
的,采用爆破造林、或改造成台阶状造林、或采用植生袋复绿。
⑶、边坡坡度在45°
~60°
的,在保证边坡稳定的前提下进行削坡处理,采用水泥网格进行生态环境修复。
⑷、边坡坡度在60°
~80°
的采石场陡峭岩壁,采用种植槽(爆破开槽—填土—苗木移栽)技术。
也可以在石壁上沿着等高线安装种植构筑槽板,在板槽内填入营养土,栽植乔灌藤等容器苗。
并辅以草本种子的撒播,通过肥水养护形成稳定的乔、灌、藤、草植被。
⑸、边坡坡度为80°
~90°
的采石场陡峭岩壁,采用粘合剂和混合植绿种子配方,对岩石喷播绿化。
⑹、边坡基本为垂直的岩面,创面高度低于15m,采用藤本植物攀援或垂悬绿化,攀援植物主要有爬山虎、薜荔、络石等,垂悬植物主要有葛藤等,创面高度高于15m时可同时采用藤本植物攀援和垂悬绿化相结合的方式进行。
由于工程治理区域A和C顶部已有山体裂缝,且坡度较大,A区域及C区域顶部采用粘合剂和混合植绿种子配方,对岩石喷播绿化,C区域中下部采用削坡种子喷播进行生态环境修复;
B区域采用传统人工植被护坡技术进行修复。
2.2.3A区域生态修复治理方案
⑴生态恢复技术选择
A区域面积为16万m2,坡度为75°
,由于A区域海拔相对较高且山体上方的陡峭部分已产生山体裂缝,岩石裸露,山体滑坡现象严重,已无植被覆盖。
针对A区域特殊地质环境及现状,本工程拟采用岩石边坡客土喷播技术进行植被修复,需对滑坡产生的废石进行清运,再进行植被修复。
⑵施工工艺流程
岩石边坡客土喷播生态防护施工技术,是一项适合在贫瘠土及石质边坡上进行植被建植的新技术。
该技术是将客土、纤维、粘合剂、保水剂、稳定剂、长效缓释性肥料和种子等按一定比例配合,加入专用设备客土喷播机中充分混合搅拌后,通过空气压缩机和喷射泵输送,在喷枪口与水混合后喷射到预先固定铁丝网上的坡面上,形成所需的基材厚度。
从而形成有一定厚度的具有耐水、风侵蚀,牢固透气,与自然土相类似或更好的多孔稳定结构。
从而实现永久固坡和美化环境目的。
岩石边坡客土喷播生态防护施工工艺流程:
边坡开挖→清理边坡→钻孔→安装锚杆、注浆→固定植生带→铺设、固定镀锌铁丝网→配制客土材料、材料搅拌→客土喷播→覆盖无纺布→养护管理。
㈠清理边坡
对较松动的岩石坡面,采用人工方法进行清理坡面浮石、浮土等,遇上凹凸不平的硬质岩石坡面,采用风凿进行施工。
做到处理后的坡面倾斜一致、平整、无大的石头突出与其它杂物存在,使其有利于基材和岩石表面的自然结合。
㈡钻孔
按照设计图布置的锚孔位置,先放样再钻孔。
其主锚杆长度为80cm,直径Φ16mm,次锚杆长度60cm,直径Φ12mm。
坡顶和平台上面用主锚杆,横向间隔1m布置,对于坡顶和平台不稳固或风化严重的地方,要加密锚杆的数量,以保证良好的锚固铁丝网的作用,保证工程质量。
坡体上面采取主次锚杆间隔放置,首先按纵横间距2m放点,确定主锚杆钻孔位置,再在相邻
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- 瑶岗仙 矿区 生态 修复 工程技术 方案