安家?guī)X露天礦排土場(chǎng)復(fù)墾方案及效益分析

朱磊

（中煤平朔集團(tuán)安家?guī)X露天礦，山西朔州036000）

安家?guī)X露天礦排土場(chǎng)復(fù)墾方案及效益分析

朱磊

（中煤平朔集團(tuán)安家?guī)X露天礦，山西朔州036000）

結(jié)合安家?guī)X露天礦的地形、氣候、水文地質(zhì)條件，參考景觀生態(tài)原理制定排土場(chǎng)復(fù)墾工作方案，優(yōu)化排土場(chǎng)復(fù)墾布局，提高土地再利用率，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)土地和礦產(chǎn)資源的合理開發(fā)利用，并分析排土場(chǎng)復(fù)墾后的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

露天礦；排土場(chǎng)；復(fù)墾；效益分析

0 引言

中煤平朔集團(tuán)安家?guī)X露天礦位于平魯區(qū)白堂鄉(xiāng)和陶村鄉(xiāng)交界處，距離朔州市直線距離16.4 km，采礦權(quán)面積28.88 km2、地表境界面積30.03 km2、深部境界面積22.01 km2，主要可采煤層從上往下依次是4#、9#、11#，平均總厚度為29.5 m，埋藏深度在100～200 m，原煤類別主要以氣煤為主，含硫量為低到中硫，可作民用煤及動(dòng)力用煤，2012年礦坑原煤年產(chǎn)量已達(dá)到3 300萬t。近幾年伴隨著生產(chǎn)能力逐步提高，排土場(chǎng)廢棄土石排放堆置問題凸顯，排土場(chǎng)由于棄土堆影響，地形起伏較大，景觀破碎，水土流失嚴(yán)重，排土場(chǎng)復(fù)墾已成為決定礦山正常采掘生產(chǎn)并涉及環(huán)境保護(hù)和社會(huì)安定等的一個(gè)關(guān)鍵問題。

1 安家?guī)X礦區(qū)概況

1.1 地理位置

安家?guī)X礦區(qū)位于山西省朔州市平魯區(qū)境內(nèi)黃土高原東北部，礦區(qū)范圍東經(jīng)110°50′29.25″～110°52′27.31″，北緯39°28′1.40″～39°29′59.90″。

1.2 地形地貌

礦區(qū)為黃土高原地貌，地形地貌復(fù)雜多樣，以山地、溝谷、丘陵為主，伴有安家?guī)X逆斷層和蘆子溝背斜，地勢(shì)北高南低，標(biāo)高為1 240～1 430 m，地形受地表水切割劇烈，水土流失嚴(yán)重[1]。礦田地層相對(duì)平緩，幾何形狀不規(guī)整，礦坑深部境界東西長(zhǎng)4.38～7.24 km，南北寬0.85～4.0 km，煤層傾角8°以下。內(nèi)排土場(chǎng)排棄標(biāo)高為1 430 m水平，臺(tái)階高度為30 m。

1.3 氣象條件

礦區(qū)屬溫帶半干旱大陸性氣候區(qū)，日照豐富，四季分明。春季雨雪少，風(fēng)沙大，蒸發(fā)量大，經(jīng)常出現(xiàn)干旱天氣；夏季雨量集中，間有大雨、暴雨、冰雹等；秋季雨水少，早晚涼爽，中午炎熱；冬季風(fēng)多雪少，氣候寒冷。年平均降雨量約為440 mm，集中分布在7—9月，占全年總降水量的78%。年蒸發(fā)量1 800～2 600 mm，超過降水量的4倍。礦區(qū)年平均氣溫約6.5℃，日溫差為18～25℃[1]。無霜約115～130 d，凍土平均深度0.6 m，積雪平均厚度13 mm。礦區(qū)災(zāi)害性天氣主要有干旱、冰雹、霜凍和風(fēng)害。

1.4 水文地質(zhì)

礦區(qū)地表水系屬永定河水系，主要河流為馬關(guān)河和七里河。地下水主要含水層由下往上依次分布為：奧陶系馬家溝組石灰?guī)r、太原組和山西組砂巖含水層、基巖風(fēng)化殼含水層、第四系全新統(tǒng)洪積層。奧陶系巖溶裂隙是礦區(qū)地下水主要含水層，發(fā)育不均勻，巖溶裂隙面光滑平整但連通性差，富水性較弱；太原組和山西組是主要含煤地層，由砂巖、泥巖、煤和泥灰?guī)r組成，故含水量?。换鶐r風(fēng)化殼裂隙較為發(fā)育，但分布不均勻，含水性較差；第四系全新統(tǒng)洪積層含水主要是由自然降水及山區(qū)河流滲漏水補(bǔ)給孔隙潛水[2]。

2 排土場(chǎng)復(fù)墾技術(shù)措施

為符合國(guó)家的環(huán)保政策，排土場(chǎng)在排棄到界時(shí)須復(fù)墾，具體復(fù)墾措施是對(duì)到界土場(chǎng)的坡面、保安平盤、運(yùn)輸平盤、最終平盤全部進(jìn)行覆土綠化。

2.1 排土場(chǎng)平盤復(fù)墾

排土工作面由卡車卸載區(qū)、推土機(jī)推土區(qū)、清箱斗區(qū)組成，一般黃土排棄工作面段高15 m，巖石排棄工作面段高30 m[3]，排土場(chǎng)正常排土位置如圖1所示。

圖1 排土場(chǎng)正常排土位置

平盤復(fù)墾模式包括“永久性林業(yè)用地”和“最終耕地+過渡性林灌（草）用地”2種，除內(nèi)排土場(chǎng)的最終平臺(tái)適用于后者外，其余平盤均適宜做永久性防風(fēng)林帶，有助于礦山生產(chǎn)的安全、防風(fēng)固沙、防粉塵污染及美化礦區(qū)景觀等[4]。一般要求為：①?gòu)?fù)墾平盤上密集散排黃土，覆土厚度為1.0～1.5 m；②平盤坡度小于3°；③覆土必須選擇原地表層0～200 cm不含姜料的黃綿土，平整時(shí)將散排黃土推平；④復(fù)墾種植層保證在100～150 cm；⑤土壤結(jié)構(gòu)適中，密度為1.3～1.4 g/cm3無較大裂隙。

2.2 排土場(chǎng)邊坡復(fù)墾

排土場(chǎng)最終幫是指礦坑使用的排土場(chǎng)排棄到設(shè)計(jì)位置，停止排土后全部邊幫平盤的組合。典型排土場(chǎng)最終幫如圖2，排土場(chǎng)最終幫要素見表1。

圖2 內(nèi)排土場(chǎng)最終幫斷面圖

表1 安家?guī)X礦排土場(chǎng)最終幫要素

待排土場(chǎng)最終幫確定后，為了防止塌方，保證施工安全，按GB50201—2012土方和爆破工程施工及驗(yàn)收規(guī)范的規(guī)定，結(jié)合礦區(qū)土質(zhì)條件擬定坡度為30°～40°，厚度在30 cm以內(nèi)的挖土，20 m基本運(yùn)距的運(yùn)填，最后削坡找平。在滿足排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定的前提下，最大限度的增加有效耕地面積，然后邊坡覆蓋表土，達(dá)到種植要求。具體標(biāo)準(zhǔn)為：①林地的坡面具有邊坡保水肥工程措施；②樹坑大小一般要求為1 m2左右，坑深約為1 m，坑口反向傾斜，以便保土蓄水；③坡面不宜厚層蓋土，易發(fā)生泥石流，種植可用魚鱗坑、客土等方法；④選擇適宜在本地生長(zhǎng)的鄉(xiāng)土樹種。

由于排土場(chǎng)排棄物料中巖石居多，進(jìn)行農(nóng)業(yè)復(fù)墾有一定難度，因此邊坡復(fù)墾最適合的利用方向是永久性林木用地。另外大多數(shù)牧草對(duì)新墾土地有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，同時(shí)排土場(chǎng)需要一段塌實(shí)過程（一般為4～6年），先植草后植樹可使地面的植被覆蓋率在短期內(nèi)快速提高，故輔助采取“以草先行”、“以草為主”的模式，以便于保持水土及排土場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定性[4]。

2.3 設(shè)計(jì)標(biāo)高

排土場(chǎng)的高度與許多技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相關(guān)：運(yùn)輸距離和巖土的提升高度、排土場(chǎng)設(shè)備的效率、排土場(chǎng)的穩(wěn)定性和容積、占地面積等。安家?guī)X露天礦排土場(chǎng)排棄高度的確定，是維持排土場(chǎng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵，同時(shí)滿足礦區(qū)開采排土要求和盡可能少占地的原則。結(jié)合礦區(qū)的生產(chǎn)模式和水文地質(zhì)條件，在保證排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性的前提下，采用多臺(tái)階的排土場(chǎng)堆置模式，得出排土場(chǎng)的最終排棄標(biāo)高。具體參數(shù)見表2。

表2 內(nèi)排土場(chǎng)設(shè)計(jì)參數(shù)

3 效益分析

排土場(chǎng)復(fù)墾是對(duì)農(nóng)田、水利、道路、林地的綜合整治，采取有效的生態(tài)工程措施，實(shí)現(xiàn)排土場(chǎng)地貌景觀重塑，為將來植被恢復(fù)和土地利用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，在提高土地利用效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)保持水土，恢復(fù)原始生態(tài)環(huán)境的最終目標(biāo)。綜合效益包括社會(huì)效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境影響評(píng)價(jià)4個(gè)部分。

3.1 社會(huì)效益分析

排土場(chǎng)復(fù)墾的社會(huì)效益首先表現(xiàn)為有效減少自然災(zāi)害，如保持水土避免溝蝕破壞，減輕礦區(qū)風(fēng)蝕、風(fēng)沙和滑坡、泥石流的危害，還可以促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步，如改善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，提高土地利用效率，為失業(yè)農(nóng)民和本地居民就業(yè)機(jī)會(huì)，提高勞動(dòng)利用率，提高環(huán)境容量，緩解人地矛盾等。

1）平整排土場(chǎng)內(nèi)部分層堆置和分層壓實(shí)的巖土，恢復(fù)原始地形地貌，防止水土流失，穩(wěn)定排土場(chǎng)平盤與邊坡，確保礦山生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性[5]；

2）排土場(chǎng)內(nèi)復(fù)墾能夠重塑被破壞的生態(tài)環(huán)境，為礦山綠化做好準(zhǔn)備工作，有利于職工及本地居民的身心健康，從而帶動(dòng)積極性，提高生產(chǎn)效率；

3）排土場(chǎng)復(fù)墾可以消化吸收大量的社會(huì)剩余勞動(dòng)力，為失地村民提供就業(yè)機(jī)會(huì)，增加經(jīng)濟(jì)收入；

4）過恢復(fù)林草植被，改善礦區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)，促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)、林、牧業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展[6]，復(fù)墾土地的及時(shí)利用也有利于解決政府、企業(yè)、農(nóng)民3方利益關(guān)系、耕地占補(bǔ)平衡、失地農(nóng)民就業(yè)安置、規(guī)劃建設(shè)用地指標(biāo)等社會(huì)問題，促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定和安定團(tuán)結(jié)。

3.2 生態(tài)效益分析

排土場(chǎng)土地復(fù)墾實(shí)質(zhì)就是對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行綜合治理，有效恢復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境，提高大氣環(huán)境質(zhì)量、防止水土流失和環(huán)境污染。

1）安家?guī)X礦區(qū)位于黃土高原丘陵區(qū)，溝壑縱橫，水土流失以水蝕為主。經(jīng)過科學(xué)對(duì)排土場(chǎng)的重塑和平整，采用生態(tài)復(fù)墾措施后可顯著減少水土流失，降低旱澇災(zāi)率，防止土地退化。

2）排土場(chǎng)經(jīng)過復(fù)墾后，由于管理施肥，使得重塑后的土壤覆蓋植被提高土地肥力，使植物更適宜于生長(zhǎng)，提高土地的生產(chǎn)力。

3）通過復(fù)墾，提高排土場(chǎng)土地墾殖率和林草覆蓋率，增加當(dāng)?shù)夭輬?chǎng)載畜量指數(shù)和防護(hù)林保護(hù)面積，重建生態(tài)系統(tǒng)，保護(hù)區(qū)域環(huán)境。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

1）排土場(chǎng)復(fù)墾工程的經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)為對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦慕?jīng)濟(jì)效益。企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益主要來源于因整治排土場(chǎng)土地，減少征地過程中的征地補(bǔ)償與生態(tài)補(bǔ)償費(fèi)用等。對(duì)于當(dāng)?shù)鼐用竦慕?jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)為因復(fù)墾改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。

2）排土場(chǎng)的復(fù)墾工程與礦區(qū)排土工程相結(jié)合，對(duì)排土場(chǎng)巖土合理堆放及節(jié)地利用起到很大的效果，改善了項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)環(huán)境。通過復(fù)墾，不僅可以改善排土場(chǎng)內(nèi)凌亂堆放的棄土，美化空間，還可保證棄土堆的安全，減少因不合理堆放棄土給生態(tài)環(huán)境及人民群眾生命帶來的威脅，降低人身財(cái)產(chǎn)損失。

3.4 環(huán)境影響評(píng)價(jià)

排土場(chǎng)復(fù)墾需要采取一系列工程措施和生物措施對(duì)水、田、路、林進(jìn)行綜合整治，不可避免會(huì)對(duì)礦區(qū)及其背景區(qū)域的水、土壤、植被、大氣、生物等環(huán)境要素及其生態(tài)過程產(chǎn)生直接或間接的影響，充分認(rèn)識(shí)這些可能存在的影響將有助于選擇更加合理可行的土地復(fù)墾規(guī)劃方案，并對(duì)復(fù)墾方案提出減緩措施，用來避免、降低、修復(fù)或補(bǔ)償復(fù)墾給環(huán)境帶來的不利影響，更好地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

排土場(chǎng)復(fù)墾通過生態(tài)建設(shè)措施不僅可使被破壞的地表得到重塑，恢復(fù)到原始生態(tài)景觀，而且可改善水資源質(zhì)量和結(jié)構(gòu)，提高礦區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)蓄水能力，從而增強(qiáng)防洪、排澇和抗旱的能力。同時(shí)土壤結(jié)構(gòu)、土壤質(zhì)地、土壤肥力等各種理化性質(zhì)及相關(guān)生態(tài)過程均有不同程度的提升，起到保持水土、防風(fēng)固沙和改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

截止到2016年，安家?guī)X露天礦復(fù)墾土地面積達(dá)到65%以上，排土場(chǎng)植被覆蓋率達(dá)到85%以上。復(fù)墾后土壤侵蝕模數(shù)為3 480 t/（km2·a），比原地貌減少了194%，排土場(chǎng)平臺(tái)表層容重由1.8 g/cm3降為1.4 g/cm3左右[7]，草灌喬木對(duì)土壤的熟化和防風(fēng)林帶的建立，控制了排土場(chǎng)的水土流失，平臺(tái)表面徑流明顯減少，礦區(qū)風(fēng)速明顯下降，減少水力風(fēng)力對(duì)土地的侵蝕，維護(hù)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡，構(gòu)建和諧美好的礦區(qū)景觀，保持生態(tài)環(huán)境的良好，實(shí)現(xiàn)生態(tài)礦山和諧發(fā)展所帶來社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的最佳。

［1］張文嵐.平朔礦區(qū)采礦廢棄地生態(tài)恢復(fù)評(píng)價(jià)研究［D］.山東：山東師范大學(xué)，2003：6.

［2］師華定.礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)重建信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)——以平朔露天礦區(qū)為例［D］.山西：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004：10-13.

［3］賀振偉.礦區(qū)復(fù)墾土地可持續(xù)利用與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型機(jī)制研究［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2012.

［4］胡振琪.土地復(fù)墾與生態(tài)重建［M］.江蘇：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.

［5］呂春娟，白中科，陳衛(wèi)國(guó).黃土區(qū)采煤排土場(chǎng)生態(tài)復(fù)墾工程實(shí)施成效分析［J］.水土保持通報(bào)，2011（6）：232-236.

［6］包永峰.開采銀礦對(duì)環(huán)境的影響及治理措施［J］.資源節(jié)約與環(huán)保，2013（2）：21.

［7］廖翔，徐文權(quán).礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)問題研究［J］.科技資訊，2006（34）：99-100.

【責(zé)任編輯：陳毓】

Reclamation scheme and benefit analysis of Anjialing Open-pit Mine dump

ZHU Lei
(Anjialing Open-pit Mine,China Coal Pingshuo Group Co.,Ltd.,Shuozhou 036000,China)

Combining with topography,climate and hydrogeological conditions in Anjialing Open-pit Mine,the mine makes the corresponding reclamation project reference to the principles of landscape ecology,optimizes distribution of dump reclamation, improves land reuse efficiency and ecological environment in mining areas,promotes the rational exploitation of land and mineral resources,and analyzes social,economic and ecological benefits after dump reclamation.

open-pit mine;dump;reclamation;benefit analysis

TD824.8

B

1671-9816（2017）05-0074-04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.05.021

朱磊.安家?guī)X露天礦排土場(chǎng)復(fù)墾方案及效益分析［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（5）：74-76.

2017-01-18

朱磊（1989—），男，山西朔州人，助理工程師，本科，2012年畢業(yè)于山西大學(xué)工程學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)，現(xiàn)在中煤平朔集團(tuán)安家?guī)X露天礦經(jīng)營(yíng)管理部工作。