內(nèi)蒙古東勝礦區(qū)露天開(kāi)采煤礦土地復(fù)墾技術(shù)探討——以張大銀煤礦為例

高聿德 (中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院，北京100083)

東勝礦區(qū)是內(nèi)蒙古自治區(qū)重要的礦業(yè)基地［1］，也是全國(guó)13個(gè)億噸級(jí)煤炭能源基地之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年露天開(kāi)采礦山484座，占礦山總數(shù)的80.3%，露天開(kāi)采常因大量的外排土和露天采坑占用和挖損土地資源。因此，全面開(kāi)展東勝礦區(qū)露天開(kāi)采礦山土地復(fù)墾工作，研究土地復(fù)墾技術(shù)方法，建立土地復(fù)墾制度，提出土地復(fù)墾與生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施，已成為東勝礦區(qū)保護(hù)土地資源和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主要任務(wù)。筆者以張大銀煤礦為例，探討東勝礦區(qū)露天開(kāi)采煤礦土地復(fù)墾技術(shù)。

1 研究區(qū)概況

東勝礦區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部，地處鄂爾多斯高原中東部，行政區(qū)劃隸屬于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市管轄，地跨8個(gè)旗區(qū)，面積約8.7×104km2，2011年區(qū)內(nèi)戶籍人口194.07萬(wàn)，地區(qū)生產(chǎn)總值3 218.5億元。煤炭資源探明儲(chǔ)量1 352.28億t，約占內(nèi)蒙古儲(chǔ)量的40%，約占全國(guó)總儲(chǔ)量的10%，素有“地下煤?！敝Q。2013年，東勝礦區(qū)管轄礦山602 座，礦權(quán)面積2 183.66 km2。

東勝礦區(qū)地形總體趨勢(shì)為東高西低、中部高南北低，海拔一般為1 030～1 550 m。地貌類型較復(fù)雜，分別為東部丘陵區(qū)、西部高平原區(qū)、南北部沙漠區(qū)和中部的波狀高原區(qū)。該區(qū)屬典型的大陸性干旱、半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，冬季嚴(yán)寒而漫長(zhǎng)，夏季溫?zé)岫虝?，寒暑變化劇烈，降水量少而集中，蒸發(fā)強(qiáng)烈。礦區(qū)內(nèi)水系不發(fā)育，水文網(wǎng)稀疏，河流較短小，河床多寬淺，流量小且多為季節(jié)性水流，水位一般較淺，在地形低洼處由內(nèi)流河匯聚形成眾多湖泊，因蒸發(fā)強(qiáng)烈，礦區(qū)多鹽、堿湖。區(qū)內(nèi)土壤類型有淡栗鈣土、草甸栗鈣土、黃綿土、固定風(fēng)沙土和粗骨土等，其中栗鈣土為該區(qū)域地帶性土壤，植被類型單一、群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，植被大多低矮稀疏。

2 礦區(qū)土地資源現(xiàn)狀

鄂爾多斯市東勝區(qū)平梁張大銀煤礦(以下簡(jiǎn)稱“張大銀煤礦”)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝區(qū)銅川鎮(zhèn)境內(nèi)，行政區(qū)劃隸屬于銅川鎮(zhèn)管轄，其地理坐標(biāo)為110°12'35″～110°14'59″E，39°48'45″～39°50'53″N。張大銀礦區(qū)劃定面積8.457 2 km2，土地利用現(xiàn)狀見(jiàn)表 1。

張大銀煤礦為已建礦山，經(jīng)過(guò)幾年的生產(chǎn)，礦山已形成外排土場(chǎng)、內(nèi)排土場(chǎng)、現(xiàn)狀采坑、臨時(shí)儲(chǔ)煤場(chǎng)和生活辦公區(qū)等5處場(chǎng)地，造成礦區(qū)土地資源的損毀和壓占。占地類型為旱地、灌木林地、工礦用地、內(nèi)陸灘涂、有林地、農(nóng)村道路、采礦用地和天然牧草地。土地?fù)p毀現(xiàn)狀見(jiàn)表2。外排土場(chǎng)已服務(wù)期滿，礦山企業(yè)現(xiàn)已治理完成，采取的主要治理措施是覆土、平整，邊坡設(shè)置網(wǎng)格沙障、上部人工播撒草籽(紫花苜蓿、沙打旺等)和栽植灌木(檸條、沙棘等)，總恢復(fù)植被面積24.97 hm2，投資已達(dá)1 000萬(wàn)左右。

表1 張大銀煤礦土地利用現(xiàn)狀

表2 張大銀煤礦土地?fù)p毀現(xiàn)狀

3 礦區(qū)最終擬損毀土地及復(fù)墾責(zé)任區(qū)的確定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和相關(guān)資料收集，張大銀煤礦總損毀土地面積615.24 hm2(表3)。張大銀煤礦無(wú)永久性建設(shè)用地，所以該礦復(fù)墾區(qū)為損毀土地的區(qū)域。

表3 復(fù)墾責(zé)任范圍統(tǒng)計(jì)

4 礦區(qū)土地復(fù)墾

4.1 土地復(fù)墾原則

4.1.1 符合土地利用總體規(guī)劃，并與其他規(guī)劃相協(xié)調(diào)。土地復(fù)墾的方向確定必須嚴(yán)格依據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝區(qū)銅川鎮(zhèn)土地利用總體規(guī)劃，并與當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)區(qū)劃、水土保持區(qū)劃、礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃等保持一致［2］。

4.1.2 因地制宜原則。在確定擬復(fù)墾土地的利用方向時(shí)，應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)單元的自然、區(qū)位條件等，因地制宜確定其適宜性，不能強(qiáng)求一致，宜農(nóng)則農(nóng)，宜林則林，宜牧則牧。

4.1.3 土地復(fù)墾耕地優(yōu)先和綜合效益最佳原則。貫徹落實(shí)“十分珍惜和合理利用土地，切實(shí)保護(hù)耕地”的基本國(guó)策，復(fù)墾的土地中耕地優(yōu)先［3］，但應(yīng)綜合考慮復(fù)墾的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益，確定最終的復(fù)墾方向。

4.1.4 主導(dǎo)性限制因素與綜合平衡原則。復(fù)墾土地在再利用過(guò)程中，限制因素很多，如地表組成物質(zhì)、土源土壤有機(jī)質(zhì)、覆土有效土層厚度、坡度、灌溉條件、區(qū)外條件等［4］。評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)復(fù)墾區(qū)自然狀況和土地?fù)p毀情況，選擇對(duì)復(fù)墾方向有決定性影響的主導(dǎo)性限制因素。同時(shí)，綜合考慮自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等條件，進(jìn)而確定擬復(fù)墾土地科學(xué)的復(fù)墾利用方向。

4.1.5 復(fù)墾后土地可持續(xù)利用原則。土地復(fù)墾必須著眼于可持續(xù)發(fā)展原則，應(yīng)保證所選土地復(fù)墾方向具有持續(xù)生產(chǎn)能力、防止掠奪式利用農(nóng)業(yè)資源或二次污染等問(wèn)題。

4.1.6 經(jīng)濟(jì)可行、技術(shù)合理性原則。在充分考慮復(fù)墾區(qū)生產(chǎn)承受能力的基礎(chǔ)上，選擇經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)，以最小的投入從擬復(fù)墾土地中獲取最佳的綜合效益。

4.2 礦區(qū)土地復(fù)墾利用方向 土地資源恢復(fù)治理目標(biāo):在礦山建設(shè)與開(kāi)采過(guò)程中，盡最大可能保持其原始地形、地貌及地表植被景觀［5］;礦山生產(chǎn)期間，在生活辦公區(qū)、辦公生活區(qū)周圍空地種植花、草、樹(shù)木，美化環(huán)境，凈化空氣，涵養(yǎng)水土;對(duì)礦山開(kāi)采占用破壞土地資源等進(jìn)行恢復(fù)治理，初步恢復(fù)所占用、破壞土地資源的使用功能，盡量使礦區(qū)范圍內(nèi)因采礦活動(dòng)破壞的土地植被及地形地貌景觀經(jīng)恢復(fù)治理后與周圍原生環(huán)境相協(xié)調(diào)［6］;張大銀煤礦損毀土地面積為615.24 hm2，復(fù)墾責(zé)任范圍屬于丘陵和溝谷地區(qū)，復(fù)墾區(qū)內(nèi)主要土地利用類型為旱地、天然牧草地、采礦用地和灌木林地，地形和土壤肥力對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的限制較大。依據(jù)土地復(fù)墾適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，確定復(fù)墾后土地利用類型為旱地、天然牧草地和灌木林地，土地復(fù)墾率100%。

4.3 礦區(qū)土地復(fù)墾工程

4.3.1 首采區(qū)露天采場(chǎng)。礦山開(kāi)采完成后，首采區(qū)全部?jī)?nèi)排回填，首采區(qū)南側(cè)靠近溝谷邊幫應(yīng)按要求階梯型回填，且采用邊開(kāi)采邊覆土，在礦山開(kāi)采過(guò)程中對(duì)其覆土，覆土量為797 400 m3，覆土后對(duì)其人工恢復(fù)地表植被，恢復(fù)植被面積2 658 000 m2，在首采區(qū)露天開(kāi)采地表境界周邊設(shè)立12個(gè)警示牌(表4)。

4.3.2 二采區(qū)露天采場(chǎng)。礦山開(kāi)采完成后二采區(qū)全部?jī)?nèi)排回填，二采區(qū)西、北側(cè)靠近溝谷邊幫應(yīng)按要求階梯型回填，且在采用邊開(kāi)采邊覆土，在礦山開(kāi)采過(guò)程中對(duì)其覆土，覆土量為610 200 m3，覆土后對(duì)其內(nèi)排土場(chǎng)人工恢復(fù)地表植被，恢復(fù)植被面積2 034 000 m2，并在二采區(qū)周邊設(shè)立12個(gè)警示牌。

4.3.3 三采區(qū)露天采場(chǎng)。三采區(qū)露天采場(chǎng)最終形成內(nèi)排場(chǎng)和露天采坑兩部分。

4.3.3.1 內(nèi)排土場(chǎng)。在礦山開(kāi)采過(guò)程中形成的內(nèi)排土場(chǎng)面積為2 146 000 m2，三采區(qū)內(nèi)排土場(chǎng)靠近溝谷和露天采坑的邊幫應(yīng)按要求階梯型回填，且在采用邊開(kāi)采邊覆土，在礦山開(kāi)采過(guò)程中對(duì)其覆土，對(duì)三采區(qū)內(nèi)排土場(chǎng)覆土量為643 800 m3，恢復(fù)植被面積為2 146 000 m2，并在三采區(qū)周邊設(shè)立12個(gè)警示牌。

4.3.3.2 露天采坑。三采區(qū)露天采場(chǎng)最終形成露天采坑面積570 000 m2，對(duì)最終采坑的凹陷采坑進(jìn)行回填，回填土方取自外排土場(chǎng)Ⅱ。根據(jù)采坑周圍的地表標(biāo)高，回填深度為10 m，回填總量為5 700 000 m3;回填后對(duì)露天采坑進(jìn)行覆土，覆土總量為171 000 m3，覆土后人工恢復(fù)地表植被，恢復(fù)植被面積570 000 m2。

4.3.4 外排土場(chǎng)。

4.3.4.1 平臺(tái)恢復(fù)植被。對(duì)外排土場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ平臺(tái)覆土后人工恢復(fù)地表植被，恢復(fù)植被面積分別為107 000、108 000 m2，總面積為215 000 m2。

4.3.4.2 水泥框格護(hù)坡。對(duì)排土場(chǎng)邊坡進(jìn)行水泥框格護(hù)坡，水泥框格(六角空心護(hù)坡磚)規(guī)格:邊長(zhǎng)200 mm，厚度30 mm，單位面積需護(hù)坡磚9.62塊，外排土場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ邊坡面積分別為75 623、83 068 m2，總面積為158 691 m2，邊坡護(hù)坡工程量分別為727 493、799 114，總量為1 526 607塊。

4.3.4.3 邊坡覆土。對(duì)水泥框格內(nèi)覆土，外排土場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ覆土面積分別為 6 267、6 917 m2，總面積為 13 184 m2，厚度按0.3 m計(jì)算，覆土量分別為1 880、2 075 m3，總量為3 955 m3。

表4 礦區(qū)土地復(fù)墾工程量匯總

4.3.4.4 邊坡恢復(fù)植被。覆土后對(duì)框格內(nèi)進(jìn)行人工種草恢復(fù)植被，外排土場(chǎng)Ⅰ、Ⅱ恢復(fù)植被面積分別為6 2 6 7、6 9 1 7 m2，總面積為1 3 1 8 4 m2，在外排土場(chǎng)四周設(shè)立2 4個(gè)警示牌。綜上所述，外排土場(chǎng)總覆土量為3 9 5 5 m3，總恢復(fù)植被的面積為2 2 8 1 8 4 m2。

4.3.5 工業(yè)場(chǎng)地。對(duì)工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)的臨時(shí)建筑物進(jìn)行拆除清理，需拆除清理體積3 800 m3，并其進(jìn)行人工恢復(fù)地表植被，恢復(fù)植被面積為41 500 m2。

鄂爾多斯市東勝區(qū)平梁張大銀煤礦損毀土地經(jīng)過(guò)一系列工程措施、生物措施、監(jiān)測(cè)措施和管護(hù)措施，達(dá)到土地復(fù)墾目標(biāo)后，歸原權(quán)屬單位所有，土地權(quán)屬不做調(diào)整。

5 結(jié)語(yǔ)

選取東勝礦區(qū)張大銀煤礦，詳細(xì)闡述露天開(kāi)采礦山普遍存在的礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題，研究礦區(qū)特點(diǎn)、影響因素和地面變形規(guī)律，探討適合露采特點(diǎn)的土地復(fù)墾措施，使之有效減輕地質(zhì)環(huán)境破壞，進(jìn)而促進(jìn)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展［7］，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。

通過(guò)對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的防治，使生態(tài)環(huán)境大大改善，破損山體綠樹(shù)成蔭，環(huán)境優(yōu)美，空氣清新，礦區(qū)將成為不可多得的旅游資源。另外，保證礦區(qū)生態(tài)環(huán)境與周邊自然環(huán)境的協(xié)調(diào)，具有潛在的巨大社會(huì)效益。

［1］喬文光，杜貴旺.內(nèi)蒙古自治區(qū)礦山環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)對(duì)策探討［J］.西部資源，2010，35(2):27 －29.

［2］郎咸民，許治國(guó).礦山地質(zhì)與災(zāi)害防治［S］.北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2011.

［3］翟春霞，黎敏.我國(guó)廢棄礦山土地利用中的問(wèn)題與對(duì)策［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013(1):341－342.

［4］張俊芳.基于過(guò)程控制的礦山土地復(fù)墾工程技術(shù)體系構(gòu)建［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014(25):8692 －8695.

［5］地質(zhì)災(zāi)害表現(xiàn)形式與防治措施及防治新技術(shù)新規(guī)范應(yīng)用手冊(cè)［S］.北京:中國(guó)科技文化出版社，2007.

［6］岳境，姜國(guó)虎，張?jiān)?礦山開(kāi)采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及其治理方案初探［J］.資源環(huán)境與工程，2006(5):536 －538.

［7］譚績(jī)文.礦山環(huán)境學(xué)［M］.北京:地震出版社，2008.