论文部分内容阅读
摘要 以张大银煤矿为例，从矿区土地复垦原则、复垦后土地利用方向与复垦工程等方面，探讨内蒙古东胜矿区露天开采煤矿土地复垦技术。
关键词 东胜矿区；露天开采；土地资源；复垦
中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）11-241-02
东胜矿区是内蒙古自治区重要的矿业基地[1]，也是全国13个亿吨级煤炭能源基地之一。据统计，2013年露天开采矿山484座，占矿山总数的80.3%，露天开采常因大量的外排土和露天采坑占用和挖损土地资源。因此，全面开展东胜矿区露天开采矿山土地复垦工作，研究土地复垦技术方法，建立土地复垦制度，提出土地复垦与生态环境保护措施，已成为东胜矿区保护土地资源和生态环境建设的主要任务。笔者以张大银煤矿为例，探讨东胜矿区露天开采煤矿土地复垦技术。
1 研究区概况
东胜矿区位于内蒙古自治区西南部，地处鄂尔多斯高原中东部，行政区划隶属于内蒙古自治区鄂尔多斯市管辖，地跨8个旗区，面积约8.7×104 km2，2011年区内户籍人口194.07万，地区生产总值3 218.5亿元。煤炭资源探明储量1 352.28亿t，约占内蒙古储量的40%，约占全国总储量的10%，素有“地下煤海”之称。2013年，东胜矿区管辖矿山602座，矿权面积2 183.66 km2。
东胜矿区地形总体趋势为东高西低、中部高南北低，海拔一般为1 030～1 550 m。地貌类型较复杂，分别为东部丘陵区、西部高平原区、南北部沙漠区和中部的波状高原区。该区属典型的大陆性干旱、半干旱季风气候区，冬季严寒而漫长，夏季温热而短暂，寒暑变化剧烈，降水量少而集中，蒸发强烈。矿区内水系不发育，水文网稀疏，河流较短小，河床多宽浅，流量小且多为季节性水流，水位一般较浅，在地形低洼处由内流河汇聚形成众多湖泊，因蒸发强烈，矿区多盐、碱湖。区内土壤类型有淡栗钙土、草甸栗钙土、黄绵土、固定风沙土和粗骨土等，其中栗钙土为该区域地带性土壤，植被类型单一、群落结构简单，植被大多低矮稀疏。
2 矿区土地资源现状
鄂尔多斯市东胜区平梁张大银煤矿（以下简称“张大银煤矿”）位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区铜川镇境内，行政区划隶属于铜川镇管辖，其地理坐标为110°12′35″～110°14′59″ E，39°48′45″～39°50′53″ N。张大银矿区划定面积8.457 2 km2，土地利用现状见表1。
张大银煤矿为已建矿山，经过几年的生产，矿山已形成外排土场、内排土场、现状采坑、临时储煤场和生活办公区等5处场地，造成矿区土地资源的损毁和压占。占地类型为旱地、灌木林地、工矿用地、内陆滩涂、有林地、农村道路、采矿用地和天然牧草地。土地损毁现状见表2。外排土场已服务期满，矿山企业现已治理完成，采取的主要治理措施是覆土、平整，边坡设置网格沙障、上部人工播撒草籽（紫花苜蓿、沙打旺等）和栽植灌木（柠条、沙棘等），总恢复植被面积24.97 hm2，投资已达1 000万左右。
4 矿区土地复垦
4.1 土地复垦原则
4.1.1符合土地利用总体规划，并与其他规划相协调。土地复垦的方向确定必须严格依据内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区铜川镇土地利用总体规划，并与当地的农业区划、水土保持区划、矿产资源总体规划等保持一致[2]。
4.1.2因地制宜原则。在确定拟复垦土地的利用方向时，应根据评价单元的自然、区位条件等，因地制宜确定其适宜性，不能强求一致，宜农则农，宜林则林，宜牧则牧。
4.1.3土地复垦耕地优先和综合效益最佳原则。贯彻落实“十分珍惜和合理利用土地，切实保护耕地”的基本国策，复垦的土地中耕地优先[3]，但应综合考虑复垦的经济效益、生态效益和社会效益，确定最终的复垦方向。
4.1.4主导性限制因素与综合平衡原则。复垦土地在再利用过程中，限制因素很多，如地表组成物质、土源土壤有机质、覆土有效土层厚度、坡度、灌溉条件、区外条件等[4]。评价应根据复垦区自然状况和土地损毁情况，选择对复垦方向有决定性影响的主导性限制因素。同时，综合考虑自然、经济、社会等条件，进而确定拟复垦土地科学的复垦利用方向。
4.1.5复垦后土地可持续利用原则。土地复垦必须着眼于可持续发展原则，应保证所选土地复垦方向具有持续生产能力、防止掠夺式利用农业资源或二次污染等问题。
4.1.6经济可行、技术合理性原则。在充分考虑复垦区生产承受能力的基础上，选择经济可行的技术，以最小的投入从拟复垦土地中获取最佳的综合效益。
4.2 矿区土地复垦利用方向
土地资源恢复治理目标：在矿山建设与开采过程中，尽最大可能保持其原始地形、地貌及地表植被景观[5]；矿山生产期间，在生活办公区、办公生活区周围空地种植花、草、树木，美化环境，净化空气，涵养水土；对矿山开采占用破坏土地资源等进行恢复治理，初步恢复所占用、破坏土地资源的使用功能，尽量使矿区范围内因采矿活动破坏的土地植被及地形地貌景观经恢复治理后与周围原生环境相协调[6]；张大银煤矿损毁土地面积为615.24 hm2，复垦责任范围属于丘陵和沟谷地区，复垦区内主要土地利用类型为旱地、天然牧草地、采矿用地和灌木林地，地形和土壤肥力对农业生产的限制较大。依据土地复垦适宜性评价结果，确定复垦后土地利用类型为旱地、天然牧草地和灌木林地，土地复垦率100%。
4.3 矿区土地复垦工程
4.3.1首采区露天采场。
矿山开采完成后，首采区全部内排回填，首采区南侧靠近沟谷边帮应按要求阶梯型回填，且采用边开采边覆土，在矿山开采过程中对其覆土，覆土量为797 400 m3，覆土后对其人工恢复地表植被，恢复植被面积2 658 000 m2，在首采区露天开采地表境界周边设立12个警示牌（表4）。 4.3.2 二采区露天采场。 矿山开采完成后二采区全部内排回填，二采区西、北侧靠近沟谷边帮应按要求阶梯型回填，且在采用边开采边覆土，在矿山开采过程中对其覆土，覆土量为610 200 m3，覆土后对其内排土场人工恢复地表植被，恢复植被面积2 034 000 m2，并在二采区周边设立12个警示牌。
4.3.3 三采区露天采场。 三采区露天采场最终形成内排场和露天采坑两部分。
4.3.3.1
内排土场。
在矿山开采过程中形成的内排土场面积为2 146 000 m2，三采区内排土场靠近沟谷和露天采坑的边帮应按要求阶梯型回填，且在采用边开采边覆土，在矿山开采过程中对其覆土，对三采区内排土场覆土量为643 800 m3，恢复植被面积为2 146 000 m2，并在三采区周边设立12个警示牌。
4.3.3.2 露天采坑。
三采区露天采场最终形成露天采坑面积570 000 m2，对最终采坑的凹陷采坑进行回填，回填土方取自外排土场Ⅱ。根据采坑周围的地表标高，回填深度为10 m，回填总量为5 700 000 m3；回填后对露天采坑进行覆土，覆土总量为171 000 m3，覆土后人工恢复地表植被，恢复植被面积570 000 m2。
4.3.4 外排土场。
4.3.4.1 平台恢复植被。对外排土场Ⅰ、Ⅱ平台覆土后人工恢复地表植被，恢复植被面积分别为107 000、108 000 m2，总面积为215 000 m2。
4.3.4.2 水泥框格护坡。对排土场边坡进行水泥框格护坡，水泥框格（六角空心护坡砖）规格：边长200 mm，厚度30 mm，单位面积需护坡砖9.62块，外排土场Ⅰ、Ⅱ边坡面积分别为75 623、83 068 m2，总面积为158 691 m2，边坡护坡工程量分别为727 493、799 114，总量为1 526 607块。
4.3.4.3 边坡覆土。对水泥框格内覆土，外排土场Ⅰ、Ⅱ覆土面积分别为6 267、6 917 m2，总面积为13 184 m2，厚度按0.3 m计算，覆土量分别为1 880、2 075 m3，总量为3 955 m3。
4.3.4.4 边坡恢复植被。覆土后对框格内进行人工种草恢复植被，外排土场Ⅰ、Ⅱ恢复植被面积分别为6 267、6 917 m2，总面积为13 184 m2，在外排土场四周设立24个警示牌。
综上所述，外排土场总覆土量为3 955 m3，总恢复植被的面积为228 184 m2。
4.3.5
工业场地。对工业场地内的临时建筑物进行拆除清理，需拆除清理体积3 800 m3，并其进行人工恢复地表植被，恢复植被面积为41 500 m2。
鄂尔多斯市东胜区平梁张大银煤矿损毁土地经过一系列工程措施、生物措施、监测措施和管护措施，达到土地复垦目标后，归原权属单位所有，土地权属不做调整。
5 结语
选取东胜矿区张大银煤矿，详细阐述露天开采矿山普遍存在的矿山地质环境问题，研究矿区特点、影响因素和地面变形规律，探讨适合露采特点的土地复垦措施，使之有效减轻地质环境破坏，进而促进矿业经济可持续发展[7]，实现经济效益与环境效益的统一。
通过对矿山地质环境的防治，使生态环境大大改善，破损山体绿树成荫，环境优美，空气清新，矿区将成为不可多得的旅游资源。另外，保证矿区生态环境与周边自然环境的协调，具有潜在的巨大社会效益。
参考文献
[1]乔文光，杜贵旺.内蒙古自治区矿山环境保护与治理恢复对策探讨[J].西部资源，2010，35（2）：27-29.
[2] 郎咸民，许治国.矿山地质与灾害防治[S].北京：中国劳动社会保障出版社，2011.
[3] 翟春霞，黎敏.我国废弃矿山土地利用中的问题与对策[J].安徽农业科学，2013（1）：341-342.
[4] 张俊芳.基于过程控制的矿山土地复垦工程技术体系构建[J].安徽农业科学，2014（25）：8692-8695.
[5] 地质灾害表现形式与防治措施及防治新技术新规范应用手册[S].北京：中国科技文化出版社，2007.
[6] 岳境，姜国虎，张元彩.矿山开采引发的地质灾害及其治理方案初探[J].资源环境与工程，2006（5）：536-538.
[7] 谭绩文.矿山环境学[M].北京：地震出版社，2008.
责任编辑 杨莹莹 责任校对 况玲玲
关键词 东胜矿区；露天开采；土地资源；复垦
中图分类号 S181.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）11-241-02
东胜矿区是内蒙古自治区重要的矿业基地[1]，也是全国13个亿吨级煤炭能源基地之一。据统计，2013年露天开采矿山484座，占矿山总数的80.3%，露天开采常因大量的外排土和露天采坑占用和挖损土地资源。因此，全面开展东胜矿区露天开采矿山土地复垦工作，研究土地复垦技术方法，建立土地复垦制度，提出土地复垦与生态环境保护措施，已成为东胜矿区保护土地资源和生态环境建设的主要任务。笔者以张大银煤矿为例，探讨东胜矿区露天开采煤矿土地复垦技术。
1 研究区概况
东胜矿区位于内蒙古自治区西南部，地处鄂尔多斯高原中东部，行政区划隶属于内蒙古自治区鄂尔多斯市管辖，地跨8个旗区，面积约8.7×104 km2，2011年区内户籍人口194.07万，地区生产总值3 218.5亿元。煤炭资源探明储量1 352.28亿t，约占内蒙古储量的40%，约占全国总储量的10%，素有“地下煤海”之称。2013年，东胜矿区管辖矿山602座，矿权面积2 183.66 km2。
东胜矿区地形总体趋势为东高西低、中部高南北低，海拔一般为1 030～1 550 m。地貌类型较复杂，分别为东部丘陵区、西部高平原区、南北部沙漠区和中部的波状高原区。该区属典型的大陆性干旱、半干旱季风气候区，冬季严寒而漫长，夏季温热而短暂，寒暑变化剧烈，降水量少而集中，蒸发强烈。矿区内水系不发育，水文网稀疏，河流较短小，河床多宽浅，流量小且多为季节性水流，水位一般较浅，在地形低洼处由内流河汇聚形成众多湖泊，因蒸发强烈，矿区多盐、碱湖。区内土壤类型有淡栗钙土、草甸栗钙土、黄绵土、固定风沙土和粗骨土等，其中栗钙土为该区域地带性土壤，植被类型单一、群落结构简单，植被大多低矮稀疏。
2 矿区土地资源现状
鄂尔多斯市东胜区平梁张大银煤矿（以下简称“张大银煤矿”）位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区铜川镇境内，行政区划隶属于铜川镇管辖，其地理坐标为110°12′35″～110°14′59″ E，39°48′45″～39°50′53″ N。张大银矿区划定面积8.457 2 km2，土地利用现状见表1。
张大银煤矿为已建矿山，经过几年的生产，矿山已形成外排土场、内排土场、现状采坑、临时储煤场和生活办公区等5处场地，造成矿区土地资源的损毁和压占。占地类型为旱地、灌木林地、工矿用地、内陆滩涂、有林地、农村道路、采矿用地和天然牧草地。土地损毁现状见表2。外排土场已服务期满，矿山企业现已治理完成，采取的主要治理措施是覆土、平整，边坡设置网格沙障、上部人工播撒草籽（紫花苜蓿、沙打旺等）和栽植灌木（柠条、沙棘等），总恢复植被面积24.97 hm2，投资已达1 000万左右。
4 矿区土地复垦
4.1 土地复垦原则
4.1.1符合土地利用总体规划，并与其他规划相协调。土地复垦的方向确定必须严格依据内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜区铜川镇土地利用总体规划，并与当地的农业区划、水土保持区划、矿产资源总体规划等保持一致[2]。
4.1.2因地制宜原则。在确定拟复垦土地的利用方向时，应根据评价单元的自然、区位条件等，因地制宜确定其适宜性，不能强求一致，宜农则农，宜林则林，宜牧则牧。
4.1.3土地复垦耕地优先和综合效益最佳原则。贯彻落实“十分珍惜和合理利用土地，切实保护耕地”的基本国策，复垦的土地中耕地优先[3]，但应综合考虑复垦的经济效益、生态效益和社会效益，确定最终的复垦方向。
4.1.4主导性限制因素与综合平衡原则。复垦土地在再利用过程中，限制因素很多，如地表组成物质、土源土壤有机质、覆土有效土层厚度、坡度、灌溉条件、区外条件等[4]。评价应根据复垦区自然状况和土地损毁情况，选择对复垦方向有决定性影响的主导性限制因素。同时，综合考虑自然、经济、社会等条件，进而确定拟复垦土地科学的复垦利用方向。
4.1.5复垦后土地可持续利用原则。土地复垦必须着眼于可持续发展原则，应保证所选土地复垦方向具有持续生产能力、防止掠夺式利用农业资源或二次污染等问题。
4.1.6经济可行、技术合理性原则。在充分考虑复垦区生产承受能力的基础上，选择经济可行的技术，以最小的投入从拟复垦土地中获取最佳的综合效益。
4.2 矿区土地复垦利用方向
土地资源恢复治理目标：在矿山建设与开采过程中，尽最大可能保持其原始地形、地貌及地表植被景观[5]；矿山生产期间，在生活办公区、办公生活区周围空地种植花、草、树木，美化环境，净化空气，涵养水土；对矿山开采占用破坏土地资源等进行恢复治理，初步恢复所占用、破坏土地资源的使用功能，尽量使矿区范围内因采矿活动破坏的土地植被及地形地貌景观经恢复治理后与周围原生环境相协调[6]；张大银煤矿损毁土地面积为615.24 hm2，复垦责任范围属于丘陵和沟谷地区，复垦区内主要土地利用类型为旱地、天然牧草地、采矿用地和灌木林地，地形和土壤肥力对农业生产的限制较大。依据土地复垦适宜性评价结果，确定复垦后土地利用类型为旱地、天然牧草地和灌木林地，土地复垦率100%。
4.3 矿区土地复垦工程
4.3.1首采区露天采场。
矿山开采完成后，首采区全部内排回填，首采区南侧靠近沟谷边帮应按要求阶梯型回填，且采用边开采边覆土，在矿山开采过程中对其覆土，覆土量为797 400 m3，覆土后对其人工恢复地表植被，恢复植被面积2 658 000 m2，在首采区露天开采地表境界周边设立12个警示牌（表4）。 4.3.2 二采区露天采场。 矿山开采完成后二采区全部内排回填，二采区西、北侧靠近沟谷边帮应按要求阶梯型回填，且在采用边开采边覆土，在矿山开采过程中对其覆土，覆土量为610 200 m3，覆土后对其内排土场人工恢复地表植被，恢复植被面积2 034 000 m2，并在二采区周边设立12个警示牌。
4.3.3 三采区露天采场。 三采区露天采场最终形成内排场和露天采坑两部分。
4.3.3.1
内排土场。
在矿山开采过程中形成的内排土场面积为2 146 000 m2，三采区内排土场靠近沟谷和露天采坑的边帮应按要求阶梯型回填，且在采用边开采边覆土，在矿山开采过程中对其覆土，对三采区内排土场覆土量为643 800 m3，恢复植被面积为2 146 000 m2，并在三采区周边设立12个警示牌。
4.3.3.2 露天采坑。
三采区露天采场最终形成露天采坑面积570 000 m2，对最终采坑的凹陷采坑进行回填，回填土方取自外排土场Ⅱ。根据采坑周围的地表标高，回填深度为10 m，回填总量为5 700 000 m3；回填后对露天采坑进行覆土，覆土总量为171 000 m3，覆土后人工恢复地表植被，恢复植被面积570 000 m2。
4.3.4 外排土场。
4.3.4.1 平台恢复植被。对外排土场Ⅰ、Ⅱ平台覆土后人工恢复地表植被，恢复植被面积分别为107 000、108 000 m2，总面积为215 000 m2。
4.3.4.2 水泥框格护坡。对排土场边坡进行水泥框格护坡，水泥框格（六角空心护坡砖）规格：边长200 mm，厚度30 mm，单位面积需护坡砖9.62块，外排土场Ⅰ、Ⅱ边坡面积分别为75 623、83 068 m2，总面积为158 691 m2，边坡护坡工程量分别为727 493、799 114，总量为1 526 607块。
4.3.4.3 边坡覆土。对水泥框格内覆土，外排土场Ⅰ、Ⅱ覆土面积分别为6 267、6 917 m2，总面积为13 184 m2，厚度按0.3 m计算，覆土量分别为1 880、2 075 m3，总量为3 955 m3。
4.3.4.4 边坡恢复植被。覆土后对框格内进行人工种草恢复植被，外排土场Ⅰ、Ⅱ恢复植被面积分别为6 267、6 917 m2，总面积为13 184 m2，在外排土场四周设立24个警示牌。
综上所述，外排土场总覆土量为3 955 m3，总恢复植被的面积为228 184 m2。
4.3.5
工业场地。对工业场地内的临时建筑物进行拆除清理，需拆除清理体积3 800 m3，并其进行人工恢复地表植被，恢复植被面积为41 500 m2。
鄂尔多斯市东胜区平梁张大银煤矿损毁土地经过一系列工程措施、生物措施、监测措施和管护措施，达到土地复垦目标后，归原权属单位所有，土地权属不做调整。
5 结语
选取东胜矿区张大银煤矿，详细阐述露天开采矿山普遍存在的矿山地质环境问题，研究矿区特点、影响因素和地面变形规律，探讨适合露采特点的土地复垦措施，使之有效减轻地质环境破坏，进而促进矿业经济可持续发展[7]，实现经济效益与环境效益的统一。
通过对矿山地质环境的防治，使生态环境大大改善，破损山体绿树成荫，环境优美，空气清新，矿区将成为不可多得的旅游资源。另外，保证矿区生态环境与周边自然环境的协调，具有潜在的巨大社会效益。
参考文献
[1]乔文光，杜贵旺.内蒙古自治区矿山环境保护与治理恢复对策探讨[J].西部资源，2010，35（2）：27-29.
[2] 郎咸民，许治国.矿山地质与灾害防治[S].北京：中国劳动社会保障出版社，2011.
[3] 翟春霞，黎敏.我国废弃矿山土地利用中的问题与对策[J].安徽农业科学，2013（1）：341-342.
[4] 张俊芳.基于过程控制的矿山土地复垦工程技术体系构建[J].安徽农业科学，2014（25）：8692-8695.
[5] 地质灾害表现形式与防治措施及防治新技术新规范应用手册[S].北京：中国科技文化出版社，2007.
[6] 岳境，姜国虎，张元彩.矿山开采引发的地质灾害及其治理方案初探[J].资源环境与工程，2006（5）：536-538.
[7] 谭绩文.矿山环境学[M].北京：地震出版社，2008.
责任编辑 杨莹莹 责任校对 况玲玲