废弃矿天坑改造案例(课堂PPT)

废弃矿井的其它利用
1
废弃矿井 何去何从
2
近二、三十年来, 由于战略、能源、土 地、生态环境和物资储备等方面的需要, 一 些工业发达国家在开发利用地下空间资源 的活动中正逐步重视废旧矿井的再利用。
改造利用本身已没有价值的废旧矿井是 新的人造硐室的一种替换形式, 是相对说来 花钱少见效快, 变废为宝, 充分利用地下空 间资源的好途径。据现有情报资料统计, 国 外改造利用废旧矿井的种类、用途与形式 已经多种多样, 并已深入到许多领域, 如:
美国科罗多州的大理石矿井，出产纹理细腻、色彩华丽的名贵大理石材。 开采枯竭后，遗址洞穴被人以“大理石之旅”为招牌开发旅游。
15
波兰的维利奇卡盐矿博物馆，是欧洲知名的“盐矿地宫”， 很多到波兰旅游的人，第一站就是慕名参观这一著名景点。
波兰维利奇卡盐矿里的浮雕大厅
16
俄罗斯乌达奇 纳亚钻石矿是当 时苏联最大的管 状钻石矿井，这 个露天采挖的矿 井，深近600米， 顶部直径达1200 米。1955年被开 采，2009年停产。 矿井被废弃后， 慕名前来参观 “矿井奇观”的 游客络绎不绝。
12
（十）、利用废旧矿井采空区建设地下 水库保护水资源
废弃矿井中的采空区
和裂隙给地下水储存运营 创造了良好空间和条件， 充分利用这个空间建设地 下水库，这是综合治理矿 区环境，变害为利，变废 为宝，兴利除弊保护储存 水资源的重大课题，对严 重缺水的山西和矿区具有 十分重大的现实和理论意 义。
该水溏原为废弃矿井
3
（一）、用作兵工厂和军火仓库 早在1936年，纳粹德国为进行战争准备
修建了大量的地下军事工厂和仓库，把诺 德豪森附近的硬石膏矿井改造成为一个地 下飞机工厂和军火仓库；
美国的“班尼斯特、豪路曼斯”军事工 业中心坐落在堪萨斯城南一座废旧的石灰 石矿井中，总面积达48500平方米。

改造前后对比分析
添加标题
添加标题
改造效果评估方法与标准
添加标题
添加标题
经验总结与未来展望
废弃矿天坑改造前 景与展望
废弃矿天坑改造的必要性：环境保护和可持续发展 改造技术的进步：新技术的应用将提高改造效率和效果 政策支持：政府对废弃矿区改造的政策支持将促进改造进程 经济效益：改造废弃矿天坑可以带来可观的经济效益和社会效益
促进区域经济发展：通过矿天坑的改造带动周边地区经济发展增加就业机会提高当地居民的生 活水平。
传承历史文化：在改造过程中应注重矿区的历史文化和地方特色的保护和传承让矿区的历史和 故事得以延续。
矿坑回填技术 生态修复技术 景观设计技术 土壤改良技术
生态恢复：评估矿 坑改造对周边生态 的影响包括植被恢 复、土壤质量等。
景观提升：评估矿坑 改造对周边景观的美 化程度包括空间利用、 视觉效果等。
可持续性：评估矿 坑改造是否具有可 持续性包括资源利 用、能源消耗等。
社会效益：评估矿坑 改造对周边社区的影 响包括旅游发展、居 民生活质量等。
废弃矿天坑改造实 践与经验
废弃矿坑的地理 位置和历史背景
改造项目的目标 和意义
国内外废弃矿天坑 改造案例
案例名称：安徽铜陵凤凰山矿坑改造
案例名称：辽宁本溪南芬露天矿坑改造
改造方式：将矿坑改造成旅游景区包括 空中步道、观景台等
改造效果：成为当地著名旅游景点带动 周边经济发展
改造方式：将矿坑改造成城市公园包括 景观湖、绿道等
改造效果：成为城市居民休闲娱乐的好 去处改善周边环境
德国：鲁尔工业区改造 美国：宾夕法尼亚州匹兹堡市废弃矿坑改造 澳大利亚：新南威尔士州猎人谷矿坑改造 加拿大：安大略省金斯顿市废弃矿坑改造

耐瘠薄、抗病虫害以及具有较高的经济价值； 在满足生态功能的前提下，考虑到植物的色、香、形等，
满足造景需要。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（1）固氮植物 改良土壤，如刺槐属、合欢属。 （2）先锋植物 先锋草类——草本植物群落——先锋灌
再用（Reuse) 利用废弃的土地以及原有材料,植被、土壤、砖石等赋予新 的功能:利用现有废弃地内的植被、厂房和机器，设计成开 放的市民休闲的场所
循环与再生（Recycle) 中水利用：改良土壤，重建湿地系统，形成良性循环的水 系统，通过微生物的分解和水生植物净化，然后进入鱼池， 最后进入戏水池。
4.3.4微生物技术 微生物群落的恢复不仅要恢复该地区原 有的群落，还要接种其它微生物，以消除或减少污染。接 种细菌主要考虑两方面的菌种，抗污染细菌和营养微生物
4.3.5材料利用技术 本土化生态建材与新型建材。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
汇报内容
矿山废弃地景观再生设计的概念 矿山废弃地设计3R原则 景观生态设计形式 矿山废弃地景观再生设计策略 玉皇山采石废弃地景观与植被恢复技术
骨料，建筑拆除后的瓦砾当作场地的填充材料等。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用

微生物修复 从污染土壤中筛选出能降解污染物的细 菌、放线菌、固氮菌、酵母和酶菌, 在实验 室通过对其进行驯化、修饰等, 提高其生物 降解能力,然后制成菌剂, 再用于污染土壤的 修复。
菌根生物修复 菌根是土壤中的真菌菌丝与高等植物营 养根系形成的一种联合体。 耿春女, 李培军, 韩桂云等发现：VA 菌根 外生菌丝尽管重量只占根重1% ~ 5% , 却能 帮助植物从土壤中吸收矿质营养和水分, 从 而促进植物生长, 提高植物的耐盐、耐旱性, 不但能修复土壤, 也能改善土壤质量、提高 植物抗病力和作物产量等。
矿山废弃地开发性治理
一 与土地开发相结合 将城镇周边露天 开采的、相对平坦且 边坡角较小的废弃矿 山，开发成为商住用 地、工业用地等建设 用地。
二 与土地整理相结合，将废弃矿山整理成为耕地
三 改造为旅游景观和旅 游用地 比较著名的矿山公园： 黄石国家矿山公园 开滦煤矿国家矿山公园 华北油田国家矿山公园 盱眙象山国家矿山公园 遂昌金矿国家矿山公园
植物修复 包括水的植物修复与土壤的植物修复 两类。可用根际过滤技术、水力泵技术、 废物填埋淋洗技术、人工湿地构建技术、 植物固化技术、植物蒸发技术、根际生物 降解的植物诱导技术等对植物进行修复。 土壤的植物修复多为原位生物修复,其机理 主要有植物吸收和植物固定作用。
矿区植被的恢复的生态学原则： （1）植被的生态完整性 包含：完整的植被结构、丰富的植被层次和 充分的地表覆盖；完整的生态循环系统和 丰富的生态功能群体；完整的生态（服务） 功能和效益产出体系；丰富的生物多样性。
矿山废弃地的危害
1 占用和损毁土地 据国土资源部门统计,截至2007年底,全国矿 业开发占用和损毁土地约166万公顷,其中尾 矿堆放占地约91万公顷,露天采坑占地约52 万公顷,采矿塌陷占地约20万公顷, 以及为采 矿服务的厂房、矿区、交通设施(公路、铁 路)等所占用的土地。

实例分析
四、 BS活性土壤生态修复技术内容：
1、BS活性土壤生态修复技术研制出具有高 生物活性、高纤维、高团粒结构、最适宜 植物生长的土壤基材，植物不仅能在团粒 保水剂的湿润以及客土、肥料支撑条件下 迅速发芽，形成根系网，健康生长发育， 还克服了目前土壤基材活性化不足，缺乏 可持续肥力供给和植被容易退化的难题。
目前，喷播技术广泛的应用于公路、铁路以及部分废弃采 石场边坡，技术相对成熟。而喷播技术应用到采矿废石堆 场的研究还未见报道。将实用的喷播技术引进到采矿废石 堆场边坡生态恢复，对全面实施矿山废弃地的生态恢复， 将起到推动作用
废石边坡复垦技术
3 我国矿山生态恢复实例
3.1 铜陵有色集团公司与北京矿冶研究总院合作， 采用澳大利亚无土复垦技术治理尾矿库。中澳矿 山复垦专家，通过4年的技术合作，投资170余万 元，成功地在五公里尾矿库砂滩上试种了德比黑 麦焦羊毛、小冠花等7种草，以及柳树、杨树、樟 树、冬青树等8种树。使自然生态环境得到了恢复。 该公司还成功地在狮子山铜矿杨山冲尾矿库坝面 和正在使用的水木冲尾矿库坝坡进行了无土复垦。 自1994年以来，该集团公司投入300多万元用于尾 矿库的无土复垦。同时，根据实际对凤凰上矿的 林冲尾矿库，实施复土治理，取得了较好的效果 。
矿山开采的影响
矿产资源的开发在为国家
提供重要战略资源的同时
也造成了环境污染、地质
灾害、生态破坏等严重后
果。矿冶活动是重金属污
染的主要来源，我国因采
矿累计占用、破坏土地达 743 万hm2，且每年仍以4 万hm2 的速度递增，而全 国受矿业影响的土地复垦 率却只有13.3％，且其中 主要是煤矿山相对较高的
1.2 生态修复的时序
矿山生态修复的时期，目前传统的是在开 采完成后再来修复。随着复垦工作的深入， 和对矿业开发历程的理解，正确的复垦和 生态修复活动，应伴随矿山全部开发过程， 实施全程动态恢复。也就是生态恢复工作， 应贯穿在矿山建设期、运营期和关闭期， 以及后延的生态抚育期的全部开发过程。 伴随生产时序，实施及时的复垦工程，恢 复措施，使其被破坏的工业场地得以科学 的、及时地恢复。

矿坑治理案例分析11——世茂深坑洲际酒店
世界建筑奇迹、世界首个建造在废石坑内的自然生态酒店
位于上海市松江佘山国家旅游度假区的天马山深坑内 ，由世茂集团 投资建设，海拔负88米，于采石坑内建成的自然生态酒店。 酒店遵循自然环境 ，一反向天空发展的传统建筑理念 ，下探地表88米开拓建筑空间 ，依附深坑崖壁而建 ，是世界首个建造在废石坑 内的自然生态酒店 。被美国国家地理誉为“世界建筑奇迹”。
中国煤炭工业发展的“活体里程碑”和“实体博物馆”
四川嘉阳国家矿山公园，位于四川省乐山市键为县芭沟镇。前身是中福煤矿和嘉阳煤矿。建矿历史已有70余年的嘉阳煤矿，在岁月的流逝 中，沉积了丰厚的工业遗迹和人文历史。被誉为工业革命“活化石”的嘉阳小火连、国内唯一专用于观光体验的真实矿井一黄村井以及具有中西 合璧建筑特点的原生态小镇芭蕉沟等矿业遗迹,被专家认为是中国煤炭工业发展的“活体里程碑”和“实体博物馆”。
矿坑治理案例分析14——徐州珠山宕口遗址公园
全国首个宕口遗址公园
珠山宕口遗址公园是全国首个宕口遗址公园。该区原本是采矿区，乱石成堆、宕口众多，为修复生态，徐州经济技 术开发区斥资5000万元建成该遗址公园。
其中，一期工程的面积达150亩，一、二级园路800余米，上山木栈道550米，各类乔灌木2万余株，草坪、地被4万 余平方米，已经建成的日潭、月潭、珠山瀑布、山间云梯、“天池”双湖、“峰回路转”散步道等成为遗址公园的亮点， 参观游览者络绎不绝。该公园的建成为宕口遗址生态修复提供了可借鉴的范例。
矿坑治理案例分析1——德国北戈尔帕地区露天煤矿废弃地景观重建
三大景观重建，串联形成露天博物馆集群
北戈尔帕位于原东德地区，是著名的露天煤矿产区， 150年来，人们过度地开采，遗留一片碎石及大面积深坑群， 生态环境极端恶劣。近30年开采燃煤的大量开采，开挖了 3.4亿立方米的土石方，消耗了3.6亿立方米地下水，形成面 积1915公顷、深度24米的大坑。

英国伊甸园 ——在废弃的矿山上兴建的全球最大的生态温室，汇集了几乎全球 所有的植物。
0
南非约翰内斯堡黄金矿城
——金矿遗址改造为主题乐园。重现淘金热潮时期建筑，建设有各 类娱乐设施。
1
加拿大布查特花园
——由石灰石矿坑改造，如今已是一个繁花似锦、美不胜收的浪漫 世界，是世界著名的第二大花园。
2
黄猄洞天坑国家森林公园
6
黄石国家矿山公园 ——湖北省第二家工业旅游示范点。“矿冶大峡谷”为“亚洲第一天坑 ”。种植了万亩槐花，举办槐花旅游节；建设全国首座铁矿博物 馆；“井下探幽”下井参观现代采矿工艺流程；在第一天坑上方建 设华中最长索道。
7
首云国家矿山公园
——工业游：铁矿博物馆、露天采矿区； 拓展游：铁人训练营——攀岩、空中抓杠、电网、背摔； 夏令营：游泳池、陶瓷艺术馆、迷你高尔夫场、投篮馆、击剑馆； CS野战等
——天坑攀岩基地，开发有三条国家级攀岩线路和两条170米高的 速降线路。
3
长沙湘江欢乐城
——在矿坑上建设世界最大的室内冰雪乐园。巧妙地利用下沉式矿 坑形成的天然保温效果。
4
亚洲最大露天煤矿—抚顺西露天矿
——将煤矿坑改造为森林公园，建设煤矿博物馆，集自然景观和工 业景观为一体。
5
良渚矿坑探险公园 ——在良渚文化村太璞山遗留矿山陈迹上设计，建设百亩花海、超 大草坪、茶园、儿童探险中心等。
8
上海佘山世贸深坑酒店 ——世界上首个五星级深坑酒店。选址旧矿场形成的深坑，从地表 下探80米，依附深坑岩壁而建。建成后，酒店将拥有370间客房 ，包括地上两层、地下17层、水下两层。每间客房均设置观景阳 台，可近距离观赏对面百米飞瀑。
9
上海辰山植物园 ——160米的景观浮桥，别具匠心的浮桥紧帖在低于地平面30米的 水平面上；结合中国古代“桃花源”隐逸思想，利用现有的山水条 件，设计瀑布、天堑、栈道、水帘洞等与自然地形密切结合的内 容。

德国鲁尔区北杜伊斯堡景观公园

背景概况：
北杜伊斯堡景观公园位于杜伊斯堡市北部，总占地而积230 hm2（2.3 km2），利用原 蒂森公司（August Thyssen）的梅德里希钢铁厂（Meiderich Ironworks)遗迹建 成。
Company Logo
废弃地生态恢复（景观再生设计）3R原则www.th减量 （Reduce)
除必要的管理用房外，不再设立其他建筑 项目； 减少基地内能源、土地、水资源 的使用，提高使用效率；植物配置中林地 取代草坪，乡土树种取代外来园艺树种等。
再用 （Reuse)
利用废弃的土地以及原有材料,植被、土壤、 砖石等赋予新的功能:利用现有废弃地内的 植被、厂房和机器，设计成开放的市民休 闲的场所
废弃地景观再生设计策略
废弃地景观重建规划的理论依据
绿色设计理论
在遵循生态效益的原则前提下，按照植物的自然地理区系分布特征和具体的 立地条件，选择适合的植物材料，将乔木、灌木和草本综合考虑，营造稳定 的植物群落。
园林规划设计理论
景观重建规划中，旨在借鉴园林规划设计的原则、手法以及指导思想，为废 弃地景观重建规划提供方法上的支持。
l、景观特征 工业废弃地由于受到工业生产的影响，往往具有鲜明的视觉景观特征。在工业场地上， 往往还保留着巨大的工业建筑构筑物、工业设备和各种各样的工业设施，这些都是工业生 产过程的见证，记录着以前工业生产的历史；工业生产过程中人的行为，也会给场地留下 印记。比如人工开采的水道，切削的山体等等：此外，还有由于工业生产活动留在场地的 各种废物等等。 2、人文特征 工业废弃地是人类文化遗产的一部分，我们必须要正确的认识。在工业生产的过程中， 由于人9类早期的过度开采等等人为因素，对环境造成了巨大的影响，破坏了生态的平衡。 工业废弃地的出现，也会导致当地出现一些社会问题，比如就业问题、安全问题甚至会涉 及到更大范围的经济问题。但是，我们仍要认识到，工业化是人类文明进程的产物，是今 天社会发展的基础。我们难免会批评过去的行为只是注重经济而忽视了生态，但是更应该 接受，它是历史给予我们的珍贵的记忆。 3、生态特征 工业废弃地的存在几乎都对生态产生了不同的影响，改变了原来的生态平衡。工业废弃 地是人类改变自然的证据，这种改造，打破了自然生态系统的平衡，产生了一系列的生态 问题。场地内的环境比如水体、土壤受到了不同程度的污染，植被受到破坏，特别是一些 原来是化工原料场地的废弃地，它们场地内含有大量的有毒物质，宜接或者间接的影响了 人类。当然，我们也可以看到一种情况，就是废弃场地内的自我生态恢复的过程。污染的 土壤会在微生物的作用下，改良土壤的结构和营养物质，恢复土壤的生态系统；一些废弃 地上会重新生长出适合场地的植物，吸引一些野生动物，形成一个新的生态平衡的状态。

• 所用的毛根拉力测定装置。具体操作为：根
系上端用夹子固定于铁架，下端用夹子固定
并连接一弹簧秤，弹簧秤下端吊一沙桶。往
桶里缓慢、连续地加入细沙，直至根系被拉
断。用游标卡尺测出根系拉断面的直径，每
试样重复测四次，然后求其平均值作为计算
直径。
40
植物根系
沙桶
41
研究内容
➢根土复合体抗剪切强度试验
• 植被采用狗牙根、三叶草、紫穗槐及胡 枝子根系，进行室内直剪（快剪）试验， 分别在四种不同法向应力：100kPa、 200kPa、300kPa及400kPa下进行抗 剪强度试验。
42
研究内容
➢根土复合体抗剪切强度试验
在含水量不变的前提下，分别进行五组不同含根 量试验与无根系岩土样进行对比。
表4.3-2 不同含根量试样表
编号 含根量（g/60cm3）
1
2
3
4
5
6
0.0 0.1 0.3 0.5 0.7 1.0
43
研究内容
➢试样的制备
• 称取800g岩土试样，利用轻型击实仪将试 样击实25次，注意保证所有试样所受的击 实功相同。具体步骤是：先击5次试样使试 样初步成型。接着把统一长2cm、含根量 为0.1g/60cm3的根系垂直均匀的倒插入环 刀面积范围内，然后再击实20次，得到根 土复合土饼。
为提高土体抗拉强度， 减少水土流失提供理论 依据。
为瓮福磷矿生态护坡 提供理论依据。
36
研究框架
37
研究内容
• 狗牙根根系密度及根量的分布特征。 • 对狗牙根、三叶草、紫穗槐及胡枝子
根系进行抗拉试验。 • 对不同含根量对根—土复合体的抗剪
强度及其粘聚力和内摩擦角值进行分 析。 • 结合瓮福磷矿山废弃地边坡土层特性， 对废弃地边坡的生态护坡形式进行探 讨。