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扎赉诺尔:大数据推动矿山生态修复数字化转型

作者:刘晓慧 浏览:49 发表时间:2020-09-17 14:17:53 来源:中国矿业报

在内蒙古呼伦贝尔草原腹地,有一座开采了上百年的露天煤矿——扎赉诺尔露天煤矿,

其超过一百年的矿山开采历史所带来的生态问题,包含了地质、水文、植物体系重建等综合性难题。

资源开发不是“用完即弃”,生态欠账不能“代际相传”。

修复中的扎赉诺尔矿区

为真正建设绿色矿山,切实破解矿山生态修复及地质环境治理建设领域的关键技术难题,使研究成果更好地转化推广,内蒙古蒙草生态环境股份有限公司与内蒙古自治区海拉尔市扎赉诺尔区政府合作实施了扎赉诺尔区露天矿山环境治理修复项目,矿山周边生态环境发生了质的变化。

政企联合治理草原创伤

清朝末年,沙俄在呼伦贝尔草原修筑铁路,在鼠洞里扒出了煤块。当局派人勘查确认地下有煤,即于1902年成立扎赉诺尔煤矿,先后历经了东清铁路办矿、沙俄资本家包办、中苏合办和日伪统治等时期。新中国成立后,扎赉诺尔煤业有限责任公司灵泉露天煤矿于 1960年开工建设,1966年5月投入生产。

历经百年,扎赉诺尔露天煤矿累计采煤约5200万吨,为满洲里区域经济发展作出了突出贡献。但超过100年的开采,使其形成了一个面积约500公顷的矿坑,采坑周边堆砌成多个排土场,总占地面积1276公顷,当地老百姓习惯叫它“人造天坑”。

2012年起,蒙草集团开始介入扎赉诺尔露天矿矿区生态修复工作。至2016年,蒙草集团先后派出矿山、土壤、大数据、耐寒植物等专业科研团队,先后采集矿区及周边区域水、土、气、动植物、微生物等万余种自然数据进行比对分析,并植入蒙草生态大数据库,在短时间内对该区域情况做出了正确的数据分析。同时,围绕扎赉诺尔露天煤矿生态恢复的关键问题,蒙草技术团队通过现场测绘、数值模拟与评估规划设计等步骤对露天矿闭坑的边坡稳定、场地平整修复和生态恢复问题进行把脉。

2016年,满洲里市政府决定对这一露天煤矿进行关停。2017年,满洲里市政府与蒙草生态就扎赉诺尔矿山生态修复问题达成合作协议,以蒙草式矿山生态修复实现扎赉诺尔露天煤矿绿色闭矿。

立体修复创新解决多头技术难题

“人造天坑”现场地质环境复杂,修复难度大。到过现场的人形象地称之为:“火焰山”“流沙河”“水帘洞”。

“火焰山”——明火燃烧区。由于气候、地层压力及煤质的原因,煤矿容易发生煤层自燃。扎赉诺尔部分原始裸露煤层已自燃百年有余,消耗了大量优质能源并产生有害气体,导致土地无法利用,植物无法生长。

“流沙河”——地质蠕动区。采矿后的采空区由于力的不平衡,造成地质内部蠕动,表层附有煤矸土的地面松动位移,且掘矿排弃物在矿区周边形成多个排土场,排土场中的白碣土、煤矸石等松散堆积,易导致山体滑坡、泥石流等自然灾害。

“水帘洞”——底部渗水区。开采破坏了地表及地下水系统,于煤层底部形成深达十几米水面及渗水层,易造成煤矿坑沉降崩塌。

滑坡、塌方、泥石流、燃火点、渗水层一系列技术难题,使矿山修复这条路变得异常艰难。

2012年到2016年间,蒙草集团先后派出矿山、土壤、大数据、耐寒植物等研究院的科研团队,采集矿区及周边区域水、土、气、动植物、微生物等万余种自然数据进行比对分析,并植入蒙草生态大数据库,在短时间内对该区域情况做出正确的数据分析。同时,围绕扎赉诺尔露天煤矿生态恢复的关键问题,蒙草技术团队通过现场测绘、数值模拟与评估规划设计等步骤对露天矿闭坑的边坡稳定、场地平整修复、生态恢复问题进行把脉,提出“边坡控制-场地平整修复-生态恢复-基础设施建设”的蒙草式矿山生态修复联合技术方案。

立体修复势必要同期解决很多学科交叉问题。

如山体滑坡。矿区边坡陡峭狭窄,土壤贫瘠,平均坡度60°,顶部多为近90°立坡。蒙草式矿山生态修复采用阶梯式降坡,使坡度达到合理的高度和角度,再配合进行细部修整,分层修复。

再如土壤改良。经过百年露天开采后,扎赉诺尔露天煤矿的表层土壤全部流失,剩下的是粉尘、矸石、细沙等,限制植物在土壤中根系延伸和对营养水分的吸收利用。土壤有机质流失90%左右,全氮流失60%,对植物生长形成严重制约。蒙草式矿山生态修复通过“表土剥离+客土覆盖”的方式,辅以拌和自主研发的矿山修复基质土、羊粪等天然肥进行土壤改良,并提供昆虫、微生物等生存的环境和丰富的饵料,让土地尽快恢复到可种植植物的状态。

经过一年半的生态修复,目前,矿山生态修复项目实现覆绿面积约460万平方米,植物种类已由最初的10多种增加到70多种;在原有一年生杂类草的基础上,向禾本科、豆科等多年生的优良牧草植物品种转变;原来裸露的土地植被盖度恢复到近90%以上,植被盖度及草产量得以显著提高。经过生态修复后的露天矿区,已有多种飞鸟、昆虫、动物重新“落户”繁育,逐步形成稳定、适应的生态群落,改善局部的良性小气候环境,治理后的扎赉诺尔矿山一片绿意盎然。

生态经济依托数字资源腾飞

“未来我们想要用生态的‘手’,拉动扎赉诺尔的经济发展。”这是蒙草矿山生态修复公司的愿景。

而这份对实现“生态经济”的底气来自于蒙草自身完备的生态大数据平台建设和生态修复技术体系的数十年积累。

蒙草矿山生态修复研究院依托“乡土草种业+生态大数据”,提供矿山、边坡生态修复“一站式”综合解决方案,拥有系列产品和服务蒙草生态包、蒙草植生袋、蒙草植生毯、生物网格、蒙草喷播、土壤改良等。同时,蒙草矿山生态修复研究院的生态修复技术利用大数据计算实现了产品、技术、质量、服务的标准化输出,可以在全国推广应用。

让矿山绿起来只是蒙草践行“两山理论”实现生态经济增长的第一步,而生态经济的支撑不止于数字资源,还启动了矿业衍生产业链条。

目前,蒙草正在围绕矿山文化遗产进行旅游产业的规划开发,将万年猛犸文化、千年鲜卑文化、百年工矿文化以时间为轴进行串联,打造以矿山遗迹观光、科普教育为重点的文旅融合产品,让矿山变金山、让矿区变景区,真正实现绿水青山就是金山银山的发展理念。

事实证明,生态领域延伸出的新动能、新业态,恰好成为生态数字化转型——“种质资源+生态大数据”模式的推动力。而蒙草集团倡导并持续致力于“先数据、再配方、终修复”的模式,或许将成为生态大数据平台支撑下的矿山生态修复领域的行业旗帜。


  (来源:中国矿业报 记者:刘晓慧)


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