礦山土地復(fù)墾工程設(shè)計與效益分析
——以成縣廠壩鉛鋅礦300萬噸年采選擴能工程為例

韓玉萍，景生鵬

（甘肅省國土資源規(guī)劃研究院，蘭州 730000）

1 引言

土地是人類之母，是人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)，是寶貴的自然資源。人類的活動不斷地擾動和破壞著土地。隨著人口的增加，特別是隨著18～19世紀的三次工業(yè)革命的興起和采礦業(yè)的迅速發(fā)展，大量的土地因城市化和工業(yè)化而被占用或因礦藏開采而遭受了巨大的破壞。土地復(fù)墾與生態(tài)重建便應(yīng)運而生[1]。

我國礦山土地復(fù)墾起步交晚，初期由于政策、經(jīng)濟和技術(shù)方面的原因，礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)工作長期處于規(guī)模小、低水平的狀態(tài)。近30年以來，我國礦山復(fù)墾有了長足發(fā)展，復(fù)墾規(guī)模不斷加大，技術(shù)水平也有所提高。

1988年國務(wù)院頒布《土地復(fù)墾規(guī)定》，這是我國第一部關(guān)于土地復(fù)墾的專門法規(guī)，其明確了土地復(fù)墾的宗旨、含義、范圍；確立了“誰破壞、誰復(fù)墾”的基本原則；確定了土地復(fù)墾工作的管理體制。對有礦山土地復(fù)墾任務(wù)的建設(shè)項目，其土地復(fù)墾的主要形式、復(fù)墾資金渠道、復(fù)墾土地使用等均在法規(guī)中作了具體的、嚴格的規(guī)定，它的頒布與實施，在我國土地復(fù)墾歷史上有著劃時代的里程碑意義，標志著我國土地復(fù)墾工作開始納入法治化軌道。2011年3月國務(wù)院頒布《土地復(fù)墾條例》對不同土地復(fù)墾類型區(qū)、不同復(fù)墾方向的土地復(fù)墾技術(shù)要求和質(zhì)量做出了規(guī)定。土地復(fù)墾法律法規(guī)不斷完善、復(fù)墾技術(shù)標準的初步建立，逐步使我國礦山復(fù)墾工作和礦山環(huán)境保護與治理進入了法制化、標準化、常態(tài)化。

本文就是在遵循我國頒布的法律法規(guī)前提下，借鑒多年來不斷積累的土地復(fù)墾措施和方法，采取單一的工程措施，結(jié)合甘肅隴南地區(qū)氣候特點，堅持“因地制宜、綜合治理”的原則，綜合運用生態(tài)恢復(fù)措施，對礦區(qū)損毀的土地進行生態(tài)修復(fù)。

2 項目概況

甘肅廠壩有色金屬有限責(zé)任公司是對原甘肅廠壩有色金屬有限責(zé)任公司廠壩鉛鋅礦、李家溝鉛鋅礦、甘肅小廠壩有色金屬有限責(zé)任公司廠壩鉛鋅礦整合擴能，原生產(chǎn)能力148.5萬t/a，擴能后生產(chǎn)能力300萬t/a，礦山服務(wù)年限為28年。廠壩鉛鋅礦礦權(quán)范圍由廠壩礦區(qū)1.1866km2、李家溝礦區(qū)1.467km2、小廠壩礦區(qū)0.2369km（2包含在廠壩礦區(qū)內(nèi)）3個基本相連的次一級礦床合并形成，采礦中心區(qū)域地理坐標為東經(jīng) 105°41′55″，北緯 33°56′21″，總面積為 2.6555km2。

3 土地損毀情況

3.1 已損毀土地情況

本項目已損毀土地總面積為62.22hm2，損毀類型主要有壓占、挖損及塌陷，其中壓占主要包括廢石堆放及尾礦排放，面積為51.78hm2；挖損主要為露天采礦產(chǎn)生的采坑，面積為9.44hm2；塌陷損毀主要是由于井下開采引起地表的塌陷或出現(xiàn)裂縫，面積為1.00hm2；損毀地類以工礦用地和林地為主。

3.2 擬損毀土地情況

該礦山服務(wù)年限為28年，開采規(guī)劃期內(nèi)原有廢石場及尾礦庫的容量無法滿足需求，因此需擴大廢石堆放場及尾礦庫的容積，預(yù)計擬損毀土地面積為58.50hm2，損毀地類主要為采礦用地及有林地，損毀類型為壓占，損毀程度為重度。根據(jù)《甘肅廠壩有色金屬有限責(zé)任公司廠壩鉛鋅礦開發(fā)利用方案》預(yù)測礦山開采產(chǎn)生塌陷區(qū)范圍約240 hm2，根據(jù)礦體上下盤圍巖的力學(xué)性質(zhì)和采礦方法，對充填后的巖體，預(yù)測整體塌陷可能性較小，預(yù)測塌陷主要為沿礦體走向形成基本平行的長條形、橢圓形塌陷坑，以及沿礦體走向形成主干裂縫，根據(jù)《甘肅廠壩有色金屬有限責(zé)任公司廠壩鉛鋅礦礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理方案》預(yù)測塌陷面積約14.00 hm2。覆土土源部分需外購，設(shè)臨時取土場2處，占地面積2.73 hm2。因此，擬損毀面積共計75.23hm2。

4 土地復(fù)墾工程設(shè)計

4.1 尾礦庫復(fù)墾工程設(shè)計

尾礦庫共損毀土地面積約63.56hm2，其中已損毀25.07 hm2，擬損毀 38.49 hm2；占地類型為有林地 40.01 hm2，灌木林地0.32 hm2，采礦用地22.71 hm2，其他草地0.43 hm2。復(fù)墾方向為其他草地，復(fù)墾措施主要為表土剝離、修筑尾礦壩及防滲排水工程、表土回填及撒播草籽。

4.1.1 修筑尾礦壩及排水防滲

初期尾礦壩建高83.0m，頂寬4.0m，頂長254m的碾壓透水堆石壩，上、下游坡比分為1：2.0和1：2.2。上、下游坡均采用干砌毛石護坡。用脫水尾礦采用上游式尾礦筑壩法逐年堆筑堆積壩，堆積外坡坡比1：5.0。

根據(jù)地形及尾礦庫平面布置，庫內(nèi)洪水設(shè)施采用0.8m×0.8m鋼筋砼排水斜槽與2.0m×2.0m門型排水隧洞將庫內(nèi)水排入選礦廠附近的大王溝內(nèi)，斜槽總長630m，排水隧洞長2240m。由于尾礦庫的調(diào)洪庫容大于洪水總量，規(guī)范要求72h將24h洪水總量排出，泄流量為1.42m3/s,斜槽排水的泄流量滿足排洪要求，尾礦庫在底層及上游坡面鋪設(shè)了聚乙烯薄膜作為防滲層。

以上措施，在尾礦壩修筑過程中為礦山主要工程建設(shè)內(nèi)容，其工程量及預(yù)算不再重復(fù)計入復(fù)墾工程及預(yù)算。

4.1.2 表土回填

①表土來源及運送線路

尾礦庫復(fù)墾表土來自1#取土場。1#取土場位于尾礦庫西北面，距尾礦庫約1.2km處。取土場與尾礦庫間由礦山運廢道路（混凝土路面，寬6m）連接，采用5t載重汽車運土。

②表土回填

覆土對象為尾礦壩堆積壩坡及壩頂。采取逐年復(fù)墾的方式。由于尾礦壩內(nèi)側(cè)鋪設(shè)防滲膜，因此無法栽植深根植物，適宜種植淺根草類，覆土厚度0.20m。表土回填采用機械與人工結(jié)合的方法，整個覆土流程為：汽車卸土—推土機勻推—人工平整。

4.1.3 撒播草籽

①草籽選擇及撒播密度

為防止深根植物的根系生長導(dǎo)致壩體裂縫，破壞尾礦庫的防滲層，尾礦庫的復(fù)墾方向確定為其他草地，草籽選擇多年生黑麥草。

多年生黑麥草為多年生非匍匐的叢生型草坪草種，具有細弱的根狀莖，須根稠密，質(zhì)地柔軟，密度良好，喜溫暖濕潤夏季較涼爽的環(huán)境，抗寒、抗旱、耐濕。

草籽撒播密度：草籽撒播量為50kg/hm2，草籽撒播兩次，第一次按工程量的100%撒播，第二次按工程量的50%進行補播。

②草籽撒播方式

種子處理：播前要進行拌種或種子包衣，按專業(yè)人員給出的比例用鏟或用手，人工攪拌均勻 (量大也可用攪拌機)注意不要加水 ,分次攪拌 ,攪拌好的種子存放不要超過 1天。拌種時必須按要求嚴格進行。地下害蟲較多的地區(qū)必須用種子量的0.2%的殺蟲劑（0.2%殺毒礬或甲基立枯靈）。

暖季型草最佳時間是農(nóng)歷3月到11月一般提倡播種，11月至2月草種出芽緩慢不建議播植，播種前要看天氣預(yù)報最好播后7天內(nèi)無大雨或暴雨避免種子被雨沖刷流失。

播種：將攪拌均勻的種子充分均勻灑播在泥土表層。用釘耙來拉動將部分種子播在表土下2～3cm，避免種子被雨沖刷流失，最后覆透水網(wǎng)布防止鳥啄食種子。

4.1.4 監(jiān)測及管護

①壩體監(jiān)測管護

在初期壩和堆積壩上共設(shè)浸潤線觀測孔8個，位移觀測點60個。在初期壩頂山坡適當(dāng)位置設(shè)尾礦庫值班室，在尾礦庫庫區(qū)四周設(shè)鐵絲網(wǎng)圍欄。

②植被管護

復(fù)墾后管護3年，礦區(qū)復(fù)墾后植被需專人管護，主要是及時補撒草籽，噴灑農(nóng)藥以防止病蟲害影響草地的生長。

4.2 廢石堆放場復(fù)墾工程設(shè)計

廢石堆放場共損毀土地面積約46.72hm2，其中已損毀26.71hm2，擬損毀 20.01hm2；占地類型為有林地 1.85hm2，其他林地0.10hm2，采礦用地44.77hm2。復(fù)墾方式為灌草結(jié)合，復(fù)墾措施主要為表土剝離、修筑擋渣墻、表土回填及撒播草籽[2]。

4.2.1 修筑擋渣墻及排水設(shè)施

廢石場渣體順高陡的斜坡傾倒堆積，渣堆呈上部薄下部厚的楔形，頂部堆渣厚度在1～3m，中部（1300-1400m高程）厚10～15m，坡腳一帶厚度在30～40m。對該廢石場斜坡治理根據(jù)堆渣特征及原始斜坡地形，采用坡腳支擋，中部格構(gòu)加固，上部清理刷方的治理方案，對上部渣體進行清理、削方，恢復(fù)原始坡面，削方高度35m。其下部坡體按坡率法分級放坡，坡比為1：1.5分級，每級渣坡設(shè)計高20m，各級渣坡下部設(shè)2.5m寬的平臺（馬道），沿馬道內(nèi)側(cè)設(shè)梯形漿砌片石排水渠，排水渠上寬0.3m，底寬0.2m，深0.3m，砌石厚度0.15m。至1300-1350m高程處，按1：1坡率放坡，分兩級渣坡，并設(shè)寬2.5m的馬道和排水渠，每級渣坡采用鋼筋混凝土錨桿格構(gòu)加固斜坡，格構(gòu)形式為菱形，間距3.5m，格構(gòu)斷面尺寸300×250mm，埋入渣坡25cm，外露坡面5cm。格構(gòu)節(jié)點處采用錨桿錨固，錨桿長15～18m。錨桿結(jié)構(gòu)下部渣坡按1：1.5分級放坡，分3級，每級渣坡設(shè)計高約15m，各級渣坡下部設(shè)2.0m寬的平臺（馬道），沿馬道內(nèi)側(cè)設(shè)梯形漿砌片石排水渠，每級渣坡坡面均采用漿砌塊石土工骨架護坡，骨架采用菱形，間距2.0m，骨架斷面尺寸300×250mm。坡腳處修仰斜式漿砌塊石擋渣墻，墻高3.0m，基礎(chǔ)埋深 2.0m，擋墻胸坡比1：0.5，背坡 1：0.3，墻頂寬 0.6m。

以上措施，為礦山主要工程建設(shè)內(nèi)容，其工程量及預(yù)算不再重復(fù)計入復(fù)墾工程及預(yù)算

4.2.2 表土回填

①表土來源及運送線路。廢石堆放場復(fù)墾表土來自2#取土場。2#取土場位于廢石堆放場東面，到廢石堆放場各覆土點在0.5-1.0km之間。礦山運廢道路（混凝土路面，寬6m）穿過廢石堆放場與取土場之間，采用5t載重汽車運土。②表土回填。覆土對象為廢石堆放場渣坡及堆場頂面。已損毀一期廢石場采取逐年復(fù)墾的方式，擬損毀二期廢石場堆放結(jié)束后一次性復(fù)墾。堆場頂面采用穴坑填土，平緩渣坡魚鱗坑填土，坡度較大格構(gòu)護理區(qū)，做格構(gòu)填土。穴坑填土0.45m3/坑，大格構(gòu)填土2.45m3/個。表土回復(fù)采用機械與人工結(jié)合的方法，整個覆土流程為：堆場頂面覆土—汽車卸土—人工覆土；渣坡隔構(gòu)覆土—汽車馬道卸—人工覆土。

4.2.3 生物措施

①復(fù)墾植物選擇。由于廢石堆放場立地條件差、地勢較高且水分不足，不宜栽植喬木，因此選擇栽植灌木與撒播草籽結(jié)合的方式進行復(fù)墾。灌木選擇紫穗槐，紫穗槐為落葉灌木，喜光，萌蘗能力強，耐寒、耐瘠薄、抗鹽堿，對土壤要求不高，抗多種有毒氣體能力強，可改良土壤。草籽選擇多年生黑麥草，它具有細弱的根狀莖，須根稠密，質(zhì)地柔軟，密度良好，喜溫暖濕潤夏季較涼爽的環(huán)境，抗寒、抗旱、耐濕。結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H，設(shè)計的造林密度為每公頃4444株，即株距1.5×1.5m；草籽撒播量為40kg/hm2。②植物栽植方式。在堆場頂面采用穴栽方式，坡體上部坡度較緩處采用魚鱗坑植樹造林，以封固表土，保持水土，減低侵蝕；中下部在格構(gòu)內(nèi)植樹育草。

4.2.4 監(jiān)測及管護

廢石堆放場監(jiān)測點采用網(wǎng)格狀布設(shè)，共布設(shè)6條監(jiān)測剖面，縱向布設(shè)3條，剖面間距150m，監(jiān)測點12個；橫向布設(shè)2條監(jiān)測剖面，監(jiān)測點8個。共計20監(jiān)測點。同時，在左岸山坡布設(shè)2個監(jiān)測控制點。

復(fù)墾后管護3年，主要是及時補栽苗木、補撒草籽，噴灑農(nóng)藥以防止病蟲害影響草木的生長。

4.3 臨時取土場復(fù)墾工程設(shè)計

臨時取土場占地面積2.73hm2，其中1#取土場占地面積1.32 hm2，占地類型為采礦用地；2#取土場占地1.41 hm2，占地類型為有林地。取土場土層深厚，地表植被發(fā)育良好。取土后保留土層可滿足種植植被需要，因此取土場不需再覆土。復(fù)墾工程主要包括場地平整、防洪設(shè)計及生物工程。

4.3.1 場地平整

取土場取土結(jié)束后，應(yīng)全面進行場地坑凹回填，進行整平、清理，并根據(jù)取土場立地條件，損毀地類，按照適宜性評價結(jié)果進行復(fù)墾。平整前應(yīng)先進行邊坡穩(wěn)定分析，取土場邊坡主要為挖損地貌，初期有部分松土下滑，松土落完后一般為原狀土，穩(wěn)定性較好。根據(jù)地形與光照及灌溉條件平整為合適的形狀。用推土機將取土后的地面大致整平，對大粒徑碎石進行適當(dāng)檢選；坡面保持一定的排水坡度，以防止雨水聚集，造成水土流失，甚至發(fā)生次生災(zāi)害[4]。

平整完畢，根據(jù)適宜性評價結(jié)果，地類性質(zhì)不變，栽植林木恢復(fù)生態(tài)。

4.3.2 防洪設(shè)計

取土場取土后增加了地表裸露面積，使表土的抗蝕、抗沖能力減弱，并移動大量土石方，產(chǎn)生一定數(shù)量的棄土、石、渣，如不采取相應(yīng)的防止措施，遇暴雨會形成嚴重水土流失，取土場設(shè)計均靠上山公路沿線山包取土，取土高差為5m，坡比1：1,因此取土場邊坡穩(wěn)定。取土場馬道設(shè)排水渠渠口寬0.60m，取土場兩側(cè)設(shè)排洪渠渠口寬1.20m，材料采用M7.5漿砌片石。1#取土場共8級臺階，修筑排水渠約400m，側(cè)邊排洪渠約160m；2#取土場共6級臺階，修筑排水渠約360m，側(cè)邊排洪渠約90m，排水渠道的修筑可將匯水分流排向下游，防止取土坡面水土流失[8]。

4.3.3 生物工程

①復(fù)墾植物選擇。取土場植被復(fù)墾選擇栽植喬木與撒播草籽結(jié)合的方式。喬木選擇刺槐，較抗寒耐旱，萌蘗性強，抗煙，深根性，根系發(fā)達，抗大氣污染能力較強，栽植間距1.5×1.5m。②植物栽植方式。取土坡面采用魚鱗坑植樹造林，以封固表土，保持水土，減低侵蝕。

4.3.4 監(jiān)測及管護

復(fù)墾后管護3年，主要是關(guān)注栽植苗木的生長狀況，及時補栽苗木，噴灑農(nóng)藥以防止病蟲害影響苗木的生長。

5 土地復(fù)墾效益分析

5.1 生態(tài)效益

礦山復(fù)墾工程的實施，可改變廠壩鉛鋅礦區(qū)目前挖損、壓占導(dǎo)致的千瘡百孔、滿目瘡痍的景象，有效扼制礦區(qū)日益嚴重的水土流失，極大減輕礦區(qū)及外圍的水土污染，大面積采礦場和堆渣區(qū)的植被得以恢復(fù)，生態(tài)環(huán)境顯著改善[5]。

土地復(fù)墾項目實施后，可使礦區(qū)植被得以恢復(fù)。項目實施后，區(qū)域內(nèi)景觀環(huán)境與周邊的環(huán)境得到融合，使項目區(qū)及其周邊的生態(tài)環(huán)境朝著良性協(xié)調(diào)的方向發(fā)展。

通過本方案的實施，項目區(qū)損毀土地得到比較全面治理，工程水土流失得到有效防治，本項目中布設(shè)林草植被面積為137.45hm2，植被恢復(fù)率為100%。

5.2 社會效益

本工程土地復(fù)墾方案實施后，形成工程和生物措施相結(jié)合的綜合復(fù)墾工程體系，對因本項目臨時工程建設(shè)占壓、挖損、污染損毀土地所造成的危害進行有效的恢復(fù)和治理。有效地預(yù)防和減少了因礦山開采占壓損毀土地所造成的危害，項目生產(chǎn)建設(shè)得到有效保護，礦山開采順利如期運營得到保障[6]。

廠壩鉛鋅礦區(qū)土地復(fù)墾工程的實施，不僅可以降低土地損毀面積，恢復(fù)礦區(qū)植被，有效防止次生災(zāi)害的發(fā)生，保障人民生命財產(chǎn)安全，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，而且可以緩解礦區(qū)居民、企事業(yè)單位與礦山企業(yè)之間日益嚴重的矛盾，促進當(dāng)?shù)厣鐣€(wěn)定，減輕地方政府工作壓力，為地方創(chuàng)造良好的社會環(huán)境，并有力促進成縣及黃渚鎮(zhèn)的小城鎮(zhèn)建設(shè)步伐，在促進地方經(jīng)濟和社會繁榮方面產(chǎn)生積極的、深遠的影響。

5.3 經(jīng)濟效益

對礦山損毀土地的復(fù)墾，可以有效地改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，避免了因礦山開采破壞生態(tài)、地質(zhì)環(huán)境所造成的經(jīng)濟損失。另外充分利用復(fù)綠土地資源造林、種草、發(fā)展相關(guān)產(chǎn)業(yè)和綜合利用，也會取得一定的經(jīng)濟效益[7]。

一方面土地復(fù)墾工程實施，減少了企業(yè)需要交付的相關(guān)損毀生態(tài)、污染環(huán)境的費用；另一方面土地復(fù)墾工作的開展，減少了水土流失、土地沙化等造成的損失。另一方面，土地復(fù)墾工程的實施，可有效防止生態(tài)、地質(zhì)環(huán)境的進一步惡化，減少了礦區(qū)后期治理的難度，為企業(yè)減少了資金投入。同時，礦山復(fù)墾工程為當(dāng)?shù)鼐用駮簳r提供一定的就業(yè)機會，增加當(dāng)?shù)鼐用竦慕?jīng)濟收入[3]。

6 結(jié)語

近年來，我國在土地復(fù)墾法律法規(guī)建設(shè)、技術(shù)標準制定、治理示范區(qū)建設(shè)、政府資金支持、復(fù)墾保證金制度建立與收繳等方面大力推進礦山土地復(fù)墾工作，但因起步晚、歷史舊賬太多、待復(fù)墾土地面積大、技術(shù)標準不完善、理論研究不夠深入、技術(shù)方法落后等原因，礦山土地復(fù)墾工作依然面臨嚴峻形勢。

甘肅省土地生態(tài)環(huán)境脆弱，加強礦山土地復(fù)墾，摸索適合當(dāng)?shù)氐膹?fù)墾措施是我們一直努力的方向。通過加強土地復(fù)墾工作，促進損毀土地的恢復(fù)利用；同時從源頭上采取有效地節(jié)約和集約利用土地和保護耕地的措施，預(yù)防和控制生產(chǎn)建設(shè)活動對土地損毀程度和面積，避免或少占耕地，提高土地利用率，改善我們賴以生存的環(huán)境。