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露天煤矿的土地复垦

发布时间:2019-09-12 18:57:52

露天煤矿的土地复垦

摘要 本文论述了露天煤矿土地复垦的现状,着重讨论了矿区土地复垦规划,提出了一个土地复垦规划模型,并且对复垦方向的选择和复垦控制进行了初步的探讨。关键词 露天煤矿 土地复垦 复垦规划

1概述

民以食为天,食以土为本,土地是人类社会赖以生存与发展的最重要的物质基础。随着人类社会的不断发展,人类对自然资源的高强度开发和不合理利用,致使区域环境的生态失衡和土地资源的严重损害,直接威胁着人类自身的生存。目前,我国人均仅有耕地0.079 hm2,不到世界平均数的四分之一。 而我国露天开采煤炭每年破坏的土地面积约2 200 hm2,到2000年以后破坏土地的面积还将以8 %~9 %的速度递增,到2020年年均破坏土地约66 000 hm2,今后30年累计破坏土地面积将达0.135 Mhm2。露天采煤对矿区土地资源及生态环境的破坏日益加剧,面对这一严峻状况,珍惜和合理利用每寸土地,对因采矿而破坏的土地进行合理复垦和利用有着深远的意义。

2 露天矿的土地复垦

露天矿土地复垦是指将采矿破坏的土地因地制宜地恢复到所期望状态的行动和过程。其主要目标是重新建立永久稳定的景观地形,这种地形在美学上和环境上能与未被破坏的土地相协调, 而且采后土地的用途能最有效地促进其所在的生态系统的稳定和生产力的发展。根据可持续发展的观点,经复垦后的土地,不但要满足当代人的需求,而且也要为后代人留下一个良好的生存环境。

2.1 土地复垦现状

我国露天煤矿以前只重视煤炭资源的开采,忽视了对土地资源的保护,致使矿区土地大面积遭到破坏。从全国范围来看,我国露天煤矿被破坏的土地复垦率很低,例如,抚顺西露天矿排土场的复垦率为4.9 %,鹤岗岭北露天矿排土场的复垦率为8.3 %。采掘场破坏的土地几乎没有进行复垦。1988年8月我国颁布了《土地复垦规定》 后,各露天矿对土地复垦工作有了高度的重视,土地复垦工程实践活动正在全面推进。

2.2 矿区土地复垦规划

土地复垦是一门集采矿、地质、农学、水文学、植物学、土壤学等多学科为一体的综合规划学科。露天矿区的土地复垦规划应贯穿于整个矿山开发期,在矿山设计时,要对矿区的地质构造、地形地貌、生物群落、土岩特性以及自然社会条件等做好详细调查,从而制定出合理的开采复垦方案,以使矿区遭到破坏的土地最大限度地得到复垦和取得最好的经济效益和社会效益。矿区土地复垦规划首先应做好剥离物规划和排土场规划,以及最终采场规划;其次要做好复垦地利用方向规划、植物群落规划,以及水文规划;最后要做的是复垦监控。露天矿区土地复垦规划模型见图1所示。其中剥离物规划和排土场规划尤为重要,其涉及到剥离表土的特性及数量、剥离岩石的特性及数量、剥离物的去向、排土场的位置及容量、排土前排土场的表土量、排土场复垦所需的表土量以及排土场最终形成的地形等多方面的内容;最终采场规划主要考虑采场最终形成的地形、采场边坡的稳定性、采坑是否回填以及利用方向等因素;复垦地利用方向规划要根据矿区的自然、社会、经济等条件来具体确定;植物群落和水文规划要考虑到矿区土岩的特性、复垦地的质量及特性、矿区可能生长的植物种类以及矿区的水文条件等多种因素,对这些因素进行详细调查分析之后再进行具体规划;复垦实施是按照复垦地的利用方向,通过复垦监控来具体指导,并投入必要的人力、财力、物力以使复垦工程顺利进行;复垦监控主要是对土地复垦的过程进行监测调控并对复垦的结果进行分析评价,从而来指导土地复垦工程的实践活动。

图1 露天矿区土地复垦规划模型

2.3 土地复垦原则

土地复垦应根据露天矿区的自然条件和社会条件,如地理位置、水文地质条件、周围地区的土质和植被状况、剥离物的物理化学性质以及该地区工业、农业、牧业和林业的发展等因素。采矿时应本着采装-运输-排弃-复垦一体化的原则。2.3.1 排土场复垦  露天矿外排土场主要表现为剥离物对土地的大量压占,内排土场主要表现为剥离物对矿坑的回填。由于内排充分利用了空间,减少了剥离物对土地的大面积压占及其对环境带来的危害,因此在地形条件允许的情况下,对于水平、近水平和缓倾斜的矿床,尽可能优先考虑实现内排,其次再考虑外排;对于倾斜和急倾斜的矿床,内排难度较大应考虑外排。排土场一般可复垦为农业、林业、牧业、工业民用建筑用地以及景观娱乐场地等。值得注意的是,在复垦为农、林、牧用地时,应依据采掘计划和土壤重构原理合理采集、堆存和覆盖剥离的废岩及表土,以使复垦活动顺利进行。  (1)若露天矿在农业发达地区,并且排土场范围较广, 剥离物的土化性质对农用地有利,应首先考虑复垦为农业地,其次可考虑复垦为林、牧用地。  (2)若露天矿在干旱、水土流失、易沙化地区,并且矿区地形复杂,居民分散,为防风固沙、防止水土流失、调节气候、美化环境,可优先考虑复垦为林业用地。  (3)若露天矿在居民稠密区或工业区, 为缓解当地建筑用地紧张问题,可先考虑复垦为建筑用地,建造工业企业或民用建筑群,以达到合理利用土地之目的;其次可考虑复垦为农、林用地。  (4)若露天矿在城市和大居民点附近,且附近没有风景娱乐区,为调节居民生活,美化环境,可优先复垦为风景休憩区及景观娱乐场地;其次可复垦为农用地。  (5)若露天矿在草原地区,为维持生态平衡,保护畜牧业正常生产,尤其在一些高寒地区,因霜期长而农作物不宜成熟,可复垦为草地,同时也可起到防止土地沙化和水土流失的作用。  这里以开采近水平煤层为例,介绍一种复垦作业和采矿作业同步进行的复垦工艺以供参考(见图2)。 假设露天矿设计开采的条带数为n,其工艺过程是:先剥离第一条带的表土层和煤层上覆岩层,将其分别堆存于不影响采矿作业的适当位置,作为第n条带复垦的充填物。值得注意的是, 对岩石堆垛须加以覆土植被,以防土壤损失,在第一条带采煤的同时,对第二条带的表土层进行剥离并堆存以作为第n-1条带复垦的覆盖土, 这样减少了表土的移运次数,最大限度保证了表土的肥力;随后将第二条带剥离的岩石充填于第一条带的露天坑内,覆盖上第三条带剥离的表土并加以平整,依此类推进行作业来实现内排土场的复垦。

图2 近水平煤层条带开采的复垦工艺示意图

1、2n-条带的复垦顺序;A-采掘带宽度;B-煤层;C-岩石;C1-岩层;D-表土层;E-表土层堆垛(第1、2条带);F-岩石堆机垛(第1条带);G-已复垦区

2.3.2 露天坑的复垦 对开采倾斜和急倾斜矿床以及现已形成大坑的露天矿,一般情况下对露天矿坑进行回填的难度较大,甚至很难实现。结合露天矿的实际情况,为了充分利用矿坑这一资源, 可考虑将矿坑作为蓄水库,既能进行渔业生产,也能为抗旱救灾和灌溉创造有利条件。这种复垦方式在缺水地区尤为必要。若露天矿在城市、大居民点或工业区附近,矿坑深部可蓄水复垦作为人工湖创建水上乐园,并向湖中引进多种水生生物以形成良性生态循环。  如义马北露天矿按现在开采水平服务年限不足10年,矿坑最终占地约243 hm2。矿坑位于义马市东南约1 km处,南距陇海铁路不足100 m,北距洛潼公路约200 m,地理位置较为优越;此外, 义马市是一个新兴的工业城市,城市娱乐设施简单,需要有一个为丰富居民生活的公共娱乐场所。为了充分利用北露天矿坑这一资源,根据可持续发展的观点,设想将采后矿坑复垦为生态公园,这样既能充分利用因采矿而破坏的土地,又能美化环境和丰富居民生活,另外还能解决一部分因矿山报废而失业的工人的工作问题。北露天矿坑复垦规划见图3所示。

图3 北露天矿坑复垦工程平面布置示意图

2.4 复垦措施

矿区土地复垦是在矿区的自然、社会、经济条件下,依照国家政策,遵循自然规律,将矿区土地复垦与采矿及国土整治结合起来统筹考虑,力求和当地的土地总体规划相协调, 最终能使复垦后的土地获得最大的经济效益或社会效益。  土地复垦可分为工程复垦和生态复垦两个阶段。在工程复垦的过程中,以土壤重构原理为依据,根据剥离物的性质和数量,将剥离物分层逐段排弃,力求使复垦后的土地和土壤的自然构成相一致,其作业过程一般为: 表土采集堆存→废石排弃压实→表土覆盖→土地整形。生态复垦一般是在工程复垦之后进行的,它主要是根据复垦土地的特性,采用不同的手段和措施对复垦地进行熟化,要尽量缩短复垦地的熟化过程,最后在已复垦的土地上进行各种垦后作业,例如种粮、植草等。在土地复垦的整个过程中,始终要以采矿作业和土地复垦作业费用最低、复垦地获得的效益最大为依据。  对复垦中出现的种种问题进行分析,对垦后土地利用情况进行评价,以便适时、动态地来调整和改善土地复垦的工程实践,尽可能使复垦后的土地朝着效益最大、最有利于人类环境的方向发展。

3 结语

露天矿土地复垦是一个涉及多学科、多约束条件的复杂系统工程,在进行土地复垦的理论研究和工程实践中,应当从露天矿的土地复垦规划着手,对土地复垦工程进行系统地、综合地分析,并且要考虑到对土地复垦这一活动的监控,从而才能对矿区破坏的土地因地制宜、适时全面地进行土地复垦,实现矿区资源的可持续发展。

第一作者:男,27岁,中国矿业大学硕士研究生。作者单位:(中国矿业大学,徐州221008)

参考文献

1 芮素生等.煤炭工业的持续发展与环境.煤炭工业出版社,1994.6.2 胡振琪.露天煤矿土地复垦研究.煤炭工业版社,1995.12.3 金天.露天矿设计节约用地与土地复垦.露天采煤技术,1996(增刊).

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