水泥用石灰岩矿山开采现状与生态修复技术研究

引言

水泥用石灰岩是水泥生产的关键原料，在基础设施建设等领域发挥着重要作用。随着我国经济的快速发展，对水泥的需求持续增长，推动了水泥用石灰岩矿山的大规模开采。我国每年水泥用石灰岩开采量巨大，为经济建设提供了坚实的资源保障。长期以来，受开采技术、管理水平等因素制约，矿山开采过程中资源浪费严重，环境污染和生态破坏问题日益凸显。大量低品位矿石被遗弃，伴生资源未得到有效利用。矿山开采产生的粉尘、废水、废渣对周边大气、水体和土壤造成污染。地表植被破坏、土地退化、生物多样性锐减等生态问题，严重威胁区域生态安全与可持续发展。

一、水泥用石灰岩矿山开采现状

1.1 露天开采

地下开采适用于埋藏较深的水泥用石灰岩矿体。其常见方法包括房柱法、分段崩落法等。房柱法是在矿块内留下规则的矿柱，以支撑顶板，适用于开采顶板稳固、矿石价值不高的矿体，能有效控制采场稳定性，提高矿石回收率。分段崩落法则是将矿块划分为若干分段，自上而下分段回采，崩落的矿石通过分段底部的出矿巷道运出，适用于开采矿石稳固、围岩允许崩落的厚大矿体，可实现大规模高效开采。

1.2 地下开采

地下开采对地表植被和生态环境的直接破坏相对露天开采较小，一定程度上减少了对地表景观的影响，降低了水土流失的风险。但地下开采面临诸多挑战。开采成本居高不下，需开凿大量巷道，购置通风、排水、提升等专业设备，设备维护与能源消耗费用高昂。安全风险大，井下作业空间有限，通风条件复杂，易出现瓦斯积聚、透水、冒顶等事故。如某水泥用石灰岩地下矿山，因通风系统故障，导致瓦斯浓度超标，引发爆炸事故，造成严重人员伤亡与财产损失。地下开采效率受限于采场空间与设备运行条件，相较于露天开采效率偏低，难以满足大规模快速开采需求。

二、矿山开采存在的问题

2.1 资源浪费

在水泥用石灰岩矿山开采中，资源浪费现象较为严重。受限于落后的开采技术与设备，部分矿山难以精准控制开采边界，导致矿石贫化率较高，大量低品位矿石被遗弃，造成资源浪费。出于经济利益考量，部分矿山企业存在 “采富弃贫” 的短视行为，优先开采品位高、易开采的矿石，而将品位相对较低但仍具有开采价值的矿石搁置，致使资源综合利用率不足。对伴生资源的忽视也是资源浪费的重要表现。水泥用石灰岩矿山中常伴生如白云石、黏土等资源，但多数矿山未对这些伴生资源进行综合评估与合理开发，任其随废渣废弃，造成资源的极大浪费。据相关统计，部分矿山矿石损失率高，伴生资源利用率不足，资源浪费问题亟待解决。

2.2 环境污染

矿山开采对环境造成的污染涉及大气、水和土壤多个方面。在大气污染上，露天开采过程中的穿孔、爆破、铲装及运输环节会产生大量粉尘，据监测，矿山周边空气中可吸入颗粒物（PM10）浓度可达正常区域的 3-5 倍，不仅影响周边居民的身体健康，还会降低能见度，影响交通与生态系统。水污染方面，矿坑废水含有大量悬浮物、重金属及化学药剂，若未经处理直接排放，会污染地表水和地下水，导致周边河流、湖泊水质恶化，影响水生生物生存与居民饮用水安全。

2.3 生态破坏

破坏了生态环境。矿山开采对植被的破坏较为广泛，露天开采直接破坏了较多的原生植被，地下开采引起的地面塌陷、地裂缝等会使地表植被受到破坏，使区域内植被的覆盖率降低，生物的栖息地减少。据统计，部分矿山开采区域原有植被覆盖率由开采前的 60% 以上降到 10% 以下。破坏了土地资源，采坑、排土场、尾矿库占用大量土地，使土地退化、沙化、石漠化，减少可耕地面积，影响农业生产和区域的生态平衡，破坏了原有的生态系统结构和功能，生物多样性锐减。

三、水泥用石灰岩矿山生态修复技术

3.1 土壤重构技术

土壤重构是矿山水泥用石灰岩矿山生态修复的基础。因矿山开挖破坏了原有土壤结构、肥料，客土改良有利于改善矿山土壤状况。客土是从外界带来的适合植物生长的富含有机质的优质土壤，将该土壤铺盖在矿山采场废弃地上后，可快速实现土地由贫瘠和板结向肥沃的良好土壤条件的转换。石灰岩矿山修复中，引入森林土后，能够促进土壤通透性和保水性。土壤培肥势在必行，结合施用有机肥、生物肥，提高土壤有机质和微生物，增强土壤肥力。

3.2 植被恢复技术

植被恢复是矿山治理的主要目的，在植被物种的配置上，应根据区域环境气候特点和当地乡土植被特点配置耐旱、耐贫瘠的植物物种；在荒漠地区选用地域性沙棘、柠条耐旱、耐贫瘠灌木种植，以达到植株早落地、快生长的效果；选择不同的种植方式，如直播、植苗等，保证植被种植的成活率；植后应加强植被管护工作，如浇水、施肥、病虫害治理等。

3.3 边坡防护与治理技术

边坡修复治理与边坡安全、稳定性密切相关，工程防护例如挡墙、锚杆和锚索可以提高边坡稳定性、减少边坡滑坡和崩塌等地质灾害发生。采用高边坡预应力锚杆锚索技术工程措施加固修复某个高边坡，有效稳定了边坡，保障了边坡周围的生产安全。生态防护是结合边坡工程措施与边坡植被恢复，例如植被混凝土护坡，它是水泥混凝土内掺入草种、保水剂等混凝土成分，实现了边坡生态防护与工程防护的配合，可更好地实现边坡生态防护的作用。

3.4 景观重塑技术

景观改造与修复是指利用景观重新打造与改造使矿坑、尾矿区获得与环境相融合的生态化空间。场地地形改造主要是通过平整采坑、填埋采出的废料等将场地恢复为可供利用的景观基质，以方便后期利用。将采坑填满形成人造景观湖，在消除了安全隐患的同时也使场地具备了景观，增强了场地的趣味性。景观元素营造则是从当地文化特色、自然风情及周边环境入手来建设观景台、木栈道、观景走廊、水景等等，形成整体的生态化与人情化景观。

结语

水泥用石灰岩矿山开采现状，揭示了资源浪费、环境污染和生态破坏等问题，并针对性提出土壤重构、植被恢复等生态修复技术。科学修复技术的应用能有效改善矿山生态环境，提升资源利用率。但目前生态修复仍存在技术成本高、长期效果监测不足等局限。进一步深化绿色开采与智能化修复技术研发，完善政策标准体系，推动水泥用石灰岩矿山实现经济发展与生态保护的协同共进。

参考文献

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