矿山地质环境生态修复

矿山地质环境生态修复

中国是重要的矿产资源生产国与消费国，矿产资源的开发与利用

不可避免地会对土地、生态、环境带来负面影响。如煤砰石山压占土

地、土地沉陷、地貌景观改变、有毒气体排放和土壤污染。矿山地质

环境生态系统在采矿活动存在不可避免的生态损伤。因此，矿山地质

环境生态修复问题是国土空间生态修复的重点之一。

1矿山地质环境问题

矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿山及其邻

近地区的岩石圈表层与大气圈、水圈、生物圈组分之间不断进行物质

交换和能量流动的一个相对独立的环境系统。这个系统是以岩石圈为

依托，矿产资源开发为主导，不断改变着地球表面岩石圈自然环境平

衡的地质环境（国上资源部地质环境司，）

2002o

矿产资源开发引发、产生和加剧了矿山地质环境问题，其类型、

表现形式、严重程度等，与开发的矿产资源种类（石油天然气、煤矿、

金属矿产、石材类、水泥灰岩类、卤水盐矿类等）、开发方式（露天、

井工开采）、区域地质环境条件（山地型、黄土高原型、戈壁沙漠型、

平原盆地型）、开采规模等因素密切相关（徐友宁，2008）。在此背景

下，出现了“矿山环境地质”这样一门切题的学科，主要研究矿产资

源开发过程中，自然地质作用、人为地质作用同地质环境之间的相互

影响与制约关系，以及由此产生、引发和加剧的矿山环境地质问题,

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其研究目的旨在合理开发利用矿产资源的同时，采取积极措施，保护、

减轻和减少矿业活动对地质环境负面影响，促进矿业可持续发展（国

土资源部地质环境司，2002）o

实质上，矿山地质环境与矿山环境地质互有区别又大有联系，在

两者混用问题上，不乏学者认为矿山地质环境应专指原生地质环境,

而矿山环境地质应特指矿业活动产生的环境问题。关于两者差异在此

不再详细阐述，可详见文献（徐友宁，2005a,2005b；徐友宁等,2003）。

本书仅在矿山地质生态环境生态修复层面做特定语境的讨论，书中矿

山地质环境问题或矿山环境地质问题并不做区分，仅表示为矿山地质

生态环境生态修复问题中的地质类问题，作为与常见矿山生态环境问

题在实践中的区别一同出现。在这种层面上，作者仍然希望沿用矿山

环境地质研究中的矿山环境地质问题概念，为与本书定义更为匹配,

后文统一用矿山地质环境问题的说法做论述。

矿山地质环境问题按照不同分类原则与分类目的，存在不同的分

类体系。由于产生源是采矿活动，其特点鲜明，发生发展均是有规律

可循的。从时间上说，矿山地质环境问题是频发的，如不加修复，持

续时间超过采矿及稳沉的时长。从类型上讲，矿山地质环境问题是多

样的，包括泥石流、崩塌、滑坡等常见地质环境问题，及采矿塌陷、

尾矿库溃坝、矿山水土环境污染等矿山特有地质环境问题。从管控上

讲，矿山地质环境问题是可控的，其勘探、建设、开采、复垦活动是

有选择性的，均受国家法律法规严格规范。

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主流的矿山地质环境问题分类以矿山地质环境对象的异同为依

据，其目的是公益性矿山地质环境调查研究，遵循实用性、科学性的

原则，以矿业活动导致的结果将矿山环境地质问题划分为资源破坏、

地质灾害和环境污染三大类型及众多的表现形式。

(-)矿山资源问题

主要指地表建设资源或地下开采资源因采矿活动的压占、破坏问

题，包括矿山闭井问题、矿山建设压占、煤肝石排放等问题。该类型

问题关注采矿活动中的资源问题，在地质对象上做的区分较少，主要

考虑其整体的体量变化、存放与管理规划，在生态修复思路及生态修

复目的上是近似的。

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2矿山生态环境问题

生态环境是指影响人类生存与发展的水资源、土地资源、生物资

源以及气候资源数量与质量的总称，是关系到社会和经济持续发展的

复合生态系统。在矿区，矿山生态环境问题作为“矿山环境”“矿山

生态”“矿山生态系统”等词的延伸出现，在常见的使用中并不区分

这种名词上的差异，使用者在谈矿山环境的不同问题时均使用了矿山

生态环境或相似名词的概念。从概念上讲，矿山生态环境问题更像是

对整个矿山生态系统的考虑。然而，这种囊括性的名词并不利于阐明

矿山生态环境的细分及内涵。

在本书中，矿山生态环境问题与矿山地质环境问题是互为对照的

关系，我们缩小了矿山地质环境问题的框架，将广泛的矿山地质环境

问题或矿山环境地质问题中的某部分问题放到矿山生态环境问题中

谈论，是因为该部分问题在关注对象、生态修复上均是特异的，是在

纯粹的生态层面谈论的问题，它与常识意义上谈论的“生态”是吻合

的。在学术研究或实践中，这些问题也更多地被归纳到“生态”框架

下，被放在“生态”领域中探讨解决方案，从某种角度来说，这些问

题甚至不仅是矿区环境中所特有的例子，它们所能抽象出的“核心问

题”是有助于其他生态问题的解决，而非仅是地质环境问题的解决。

这种划分的目的在于强调矿山地质环境生态修复中修复理念与方法

的差异，明确各类型问题在矿山地质环境生态修复目的的区别。因此,

我们对矿山生态环境问题做两类分划：

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（-）矿山土壤环境问题

主要指采矿活动影响下的矿区土壤理化性质受影响的问题。该类

型问题针对矿山采矿活动持续时间及闭矿后可能造成的土壤理化性

质破坏及生长于其上的矿区都无对象的损伤，是一类需要长时期关注

的问题，虽然污染对象繁多，包括耕地作物、林草地等多种地类，但

诱发源均为采矿活动，理论上讲在可控方式上是相同的。矿山土壤环

境问题是矿山生态环境监测与污染治理的热点问题。

（二）矿山地形地貌景观破坏问题

主要指矿山开采活动造成的地表塌陷对地形地貌、人文景观、历

史遗迹的破坏，包括该类型问题关注地表自然景观破坏，关注对象为

演变中的地表自然景观本身，认为外部介入导致的自然景观变化是某

种程度上对生态对象自然形态的破坏。值得注意的是，在矿山地质环

境问题中，更多关注的是采矿塌陷引发的地质灾害对邻近对象（人、

人的资产）的影响，这也是在此对矿山生态环境与矿山地质环境做出

划分的原因。

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3矿山地质环境生态修复的概念内涵

(-)土地复垦与矿山地质环境保护的概念发展

对于矿山开采导致的生态破坏问题，较早的关注点是土地问题。

民众较早有自发进行土地整理与恢复的意识，然而并不成体系。在国

外，美国和德国是最早开展土地复垦工作的国家。土地复垦与修复工

程的实施与监管离不开法律法规的约束和监督，20世纪50年代和60

年代，许多工业发达国家加速建立和完善本国的土地复垦法规，比较

自觉地进入了科学复垦的时代。

美国的土地复垦治理工作一直处于世界先进水平，无论是复垦法

律法规的制定，还是修复工程的实践活动，均走在世界前列。美国矿

区复垦的研究重点为露天矿。德国采矿的历史非常悠久，土地复垦工

作开展较早，早在1954年修订的《基本矿业法》中就要求矿山企业

在采矿过程中和采矿工作结束后，应注意保护和复垦地表，使生态环

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境得到快速恢复。土地复垦从最初单纯的对采矿迹地进行植树造林，

到以经济利益作为复垦指标，再到混合型复垦模式的提出，无不体现

着生态意识的增强。澳大利亚被认为是世界上成功处置扰动土地的国

家之一，拥有绿色的复垦理念、完善的复垦管理制度及先进的复垦技

术方法，取得了令世界瞩目的成果。波兰的煤矿开采方法与土地破坏

形式与我国最为相似，井工煤矿开采比例高达68%,但是由于波兰

的人地矛盾并不突出，所以土地复垦主要集中在肝石山的治理上，对

于形成的采煤沉陷地，多是根据实际沉陷情况就势复垦利用。印度露

天开采占所有煤炭资源开采的81%,只有19%的煤产自井工开采，

且井工开采的主要采取房柱式开采，所以露天煤矿是其土地复垦的主

要研究对象。故而，国外的土地复垦主要以露天矿为主，并且十分注

重矿区生态环境的保护，在矿山开采之初就将复垦工作视为采矿活动

不可或缺的一部分。

对于我国来说，国外的露天矿经验对于以井工开采的中国而言无

法直接移植。其真正萌芽阶段在20世纪80-90年代，期间如1982

年马恩霖等编译的《露天开采复田》，煤炭工业部组织实施的“六五”

科技攻关项目------塌陷区造地复田综合治理的研究，1987年中国

土地学会复垦研究会成立等，标准土地复垦开始在我国有组织地展开。

1988年11月8日颁布、1989年1月1日生效的《土地复垦规定》（国

务院令第19号），标志着我国土地复垦开始时走上法制化道路。随着

土地复垦问题的成形，其学科的基本概念与基本问题界定开始成为重

要问题。研究者的关注热点、对学科的概念定义、实际应用等均表现

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出土地复垦并不只是恢复土地资源，而是关于生态系统的修复和重建,

起到保护环境的作用。

这种关于清晰概念的探讨持续多年，E寸正值矿区“绿色开采”理

念的兴起，且全球均提高了生态保护意识，并且随着土地复垦的研究

重点逐渐转向土壤重构、矿区生态修复、植被重建，关于土地复垦的

目的不断得到明确，即矿区土地复垦的目的从来就应当是矿区生态系

统修复，土地复垦与生态修复的名词也首次进入大众视野。此后，研

究者开始关注从静态的土地复垦，转向动态的土地复垦与生态重建。

动态预复垦、边采边复、采复一体化等概念被不断申明与讨论，胡振

琪等(2013a,2013b)对边采边复与采复一体化的论文详细论述了

采矿与复垦、生态重建的关系与结合，这种定义将土地复垦与生态重

建与矿区开采本身更加紧密地联系在一起。同时，研究者不约而同地

发现关于土地复垦、关于矿区地质环境保护、关于矿区生态系统保护

等研究领域实质是在同一层面与同一内容上探讨矿区开采与生态环

境破坏、重建的问题。2016年，国土资源部关于《矿山地质环境保

护与治理恢复方案》与《矿山土地复垦方案》两案合一的文件发布，

意味着这种矿区地质环境的修复问题正式被整合。

从某种角度来说，木书讨论的矿山地质环境生态修复正是对土地

复垦与生态修复、矿山地质环境保护与恢复治理的整合，其整合在生

态修复实践与理论定义上是一种必然。

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（二）矿山地质环境生态修复的内涵与作用

在明确的定义上，矿山地质环境生态修复应该指，通过多种生态

环境修复手段，对矿山开采导致的矿山生态系统破坏，进行修复与重

建。矿产开采必然导致矿山环境的生态系统破坏，故而矿山地质环境

生态修复针对的是矿山开采引发的问题，其内涵是平衡矿山开采与生

态保护。事实上，这是一种平衡人类发展破坏生态系统与生态系统保

护的手段，其作用包括：

1.恢复土地资源，解决人地矛盾

土地是人类日常生活的保障，土地问题是我国的重要问题。矿山

开采导致了大量土地资源的损失，没有矿山地质环境生态修复，就无

法再次利用这些土地资源，其对土地资源的恢复，对土地资源质量的

提升，可以有效缓解人地矛盾。

2.保护生态环境，提高生活质量

矿山地质环境生态修复是与生态环境重建密切结合的大型工程,

进行矿山地质环境生态修复，对矿山开采造成的土地损毁进行治理,

其生态环境意义极其巨大。不仅可以使大规模煤炭开采造成的环境损

毁在一定程度上得到恢复，还使开采前就脆弱的生态系统得到提升。

通过植被重建营造绿色防护林，可防止周边生态系统退化与土地的风

蚀沙化。其对生物多样性的影响，植物生态系统的多样性与稳定性,

吸引周边动物群落的回迁，增加动物群落多样性，达到植物动物群落

的动态平衡，对空气质量和局部小气候的影响，这些均对提高矿区居

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民的生活质量有显著作用。

3.缓解社会矛盾，解决大众就业

矿山地质环境生态修复可以改善矿山工人的作业环境，减少矿山

开采工程带来的土地损毁，减轻所造成的损失和危害，能够确保矿山

的安全生产；通过建设旱地、林地和草地，恢复地表植被，能够减少

生态环境损毁，对改善矿山环境和周边地区的土地利用结构起到了良

好的促进作用，从而促进当地协调发展；修复完成后，治理区域的土

地经营需要较多的工作人员，因此，能够为治理区域人员提供更多的

就业机会。所以，矿山地质环境生态修复是关乎国计民生的大事，不

仅对发展生产有重要意义，而且对全社会的安定团结和稳定发展也有

重要意义。

4.实现国土区域与矿区可持续发展

矿业活动是造成环境破坏的重要因素之一，矿业活动使国土区域

内、矿区范围内的生态系统遭受严重破坏，其后续开发利用、人民的

持续生活等均得不到保障。只有进行矿山地质环境生态修复，才能使

被破坏的土地、河流，被侵占和污染的资源恢复到其可供利用的状态,

只有成功实现矿山地质环境生态修复，才能让矿区内的人民作为国土

区域生活的一分子，得到有持续保障的生活质量。它将是保证煤矿周

边区域可持续发展的重要组成部分，因而具有重要的社会效益。

（三）矿山地质环境生态修复的主要框架

矿山地质环境生态修复针对的是矿山地质环境问题与矿山生态

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环境问题。在每个细分的问题上，矿山地质环境生态修复具有不同的

处理态度，持有不同的修复思路，并因此发展成不同的生态修复技术,

以下简要概述处理不同问题的思路。

1.矿山资源问题

矿山资源问题的本质是矿山开采带来的资源相关问题。这些资源

问题包括煤肝石的利用与存储•、矿区建筑用地的规划及矿区人工建构

筑物的损毁与重建问题。从某种角度上讲，这类问题更偏向于规划问

题，试图通过规划手段来更好地实现矿山资源利用。例如，通过煤砰

石的井下充填来避免煤肝石山堆积，矿区建筑用地在闭坑后的持续利

用，按照科学规划的方法对每片重建后的出地配套修筑灌溉设施与道

路配置，生态重建时植被种植数量的合理决策等。它们更像是同一类

问题，需要依靠科学的运筹学与土地规划知识来完成。

2.矿山水文地质环境问题

矿山水文地质环境问题是指矿区的水文环境变化、水资源结构、

水质等的变化问题。水资源是矿区环境极重要的组成部分，有必要把

其特殊地抽出来独立谈论。水文地质环境问题的解决主要依靠实时探

测，必须配备足够的水文监测点，与此同时需要及时弥补与解决已有

的水文问题。例如，井工开采导致的含水层破坏、塌陷区积水、地表

水系水质水量监测等问题，事实上，采空区积水问题也被更多地放在

生态重建与土地复垦问题中谈论（裴文明等，2018）。矿山水文地质

环境问题需要高效的监测与健全的评价体制，除此之外，保水开采、

注浆堵漏等方法也常应用于此。在地表水文地质环境变化中，研究者

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更多希望因地制宜地完成生态修复，例如，塌陷导致的积水区更多使

用挖深垫浅技术将