礦山土地復墾工程設計與效益分析

韓玉萍 景生鵬

【摘 要】隨著我國礦業(yè)的迅速發(fā)展，自然生態(tài)環(huán)境遭受到了嚴重的破壞，礦區(qū)土地資源的大量損毀，嚴重威脅著我國的耕地紅線和生態(tài)紅線。如何合理地開發(fā)利用礦產(chǎn)資源，保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，已成為當前的科學問題。論文以需求和問題為導向，圍繞礦山土地復墾這一主線，以成縣廠壩鉛鋅礦為例，完善礦山土地復墾質量標準、集成和搭建礦山土地復墾技術方法體系等方面進行研究。

【Abstract】With the rapid development of mining industry in China， the natural ecological environment has suffered serious damage， and the massive destruction of land resources in mining area has seriously threatened the cultivated land red line and ecological red line in China. How to develop and use the mineral resources rationally， protect the ecological environment and realize the sustainable development of the national economy has become a current scientific problem. Taking the demand and problem as the guidance， surrounding the main line of mine land reclamation， and taking Chengxian Changba Lead-Zinc Mine as an example， this paper studies the improvement of the quality standards of mine land reclamation， the integration and construction of mine land reclamation technology system and so on.

【關鍵詞】礦山復墾；技術方法；生態(tài)環(huán)境

【Keywords】mine land reclamation； technology method； ecological environment

【中圖分類號】TD88 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）10-0184-04

1 引言

土地是人類之母，是人類生存與發(fā)展的基礎，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。土地復墾與生態(tài)重建便應運而生[1]。

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

1988年國務院頒布《土地復墾規(guī)定》，這是我國第一部關于土地復墾的專門法規(guī)，其明確了土地復墾的宗旨、含義、范圍；確立了“誰破壞、誰復墾”的基本原則；確定了土地復墾工作的管理體制。對有礦山土地復墾任務的建設項目，其土地復墾的主要形式、復墾資金渠道、復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，在我國土地復墾歷史上有著劃時代的里程碑意義，標志著我國土地復墾工作開始納入法治化軌道。2011年3月國務院頒布《土地復墾條例》對不同土地復墾類型區(qū)、不同復墾方向的土地復墾技術要求和質量做出了規(guī)定。土地復墾法律法規(guī)不斷完善、復墾技術標準的初步建立，逐步使我國礦山復墾工作和礦山環(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墾措施和方法，采取單一的工程措施，結合甘肅隴南地區(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)恢復措施，對礦區(qū)損毀的土地進行生態(tài)修復。

2 項目概況

甘肅廠壩有色金屬有限責任公司是對原甘肅廠壩有色金屬有限責任公司廠壩鉛鋅礦、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，礦山服務年限為 28年。廠壩鉛鋅礦礦權范圍由廠壩礦區(qū)1.1866km2、李家溝礦區(qū)1.467km2、小廠壩礦區(qū)0.2369km2（包含在廠壩礦區(qū)內）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

該礦山服務年限為28年，開采規(guī)劃期內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任公司廠壩鉛鋅礦開發(fā)利用方案》預測礦山開采產(chǎn)生塌陷區(qū)范圍約240 hm2，根據(jù)礦體上下盤圍巖的力學性質和采礦方法，對充填后的巖體，預測整體塌陷可能性較小，預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任公司廠壩鉛鋅礦礦山地質環(huán)境保護與恢復治理方案》預測塌陷面積約14.00 hm2。覆土土源部分需外購，設臨時取土場2處，占地面積2.73 hm2。因此，擬損毀面積共計75.23hm2。

4土地復墾工程設計

4.1 尾礦庫復墾工程設計

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。復墾方向為其他草地，復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，庫內洪水設施采用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水排入選礦廠附近的大王溝內，斜槽總長630m，排水隧洞長2240m。由于尾礦庫的調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內容，其工程量及預算不再重復計入復墾工程及預算。

4.1.2 表土回填

①表土來源及運送線路

尾礦庫復墾表土來自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。采取逐年復墾的方式。由于尾礦壩內側鋪設防滲膜，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致壩體裂縫，破壞尾礦庫的防滲層，尾礦庫的復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，播種前要看天氣預報最好播后7 天內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浸潤線觀測孔8個，位移觀測點60個。在初期壩頂山坡適當位置設尾礦庫值班室，在尾礦庫庫區(qū)四周設鐵絲網(wǎng)圍欄。

②植被管護

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

4.2 廢石堆放場復墾工程設計

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。復墾方式為灌草結合，復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，每級渣坡設計高20m，各級渣坡下部設2.5m寬的平臺（馬道），沿馬道內側設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加固斜坡，格構形式為菱形，間距3.5m，格構斷面尺寸300×250mm，埋入渣坡25cm，外露坡面5cm。格構節(jié)點處采用錨桿錨固，錨桿長15～18m。錨桿結構下部渣坡按1：1.5分級放坡，分3級，每級渣坡設計高約15m，各級渣坡下部設2.0m寬的平臺（馬道），沿馬道內側設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內容，其工程量及預算不再重復計入復墾工程及預算

4.2.2 表土回填

①表土來源及運送線路。廢石堆放場復墾表土來自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墾的方式，擬損毀二期廢石場堆放結束后一次性復墾。堆場頂面采用穴坑填土，平緩渣坡魚鱗坑填土，坡度較大格構護理區(qū)，做格構填土。穴坑填土0.45m3/坑，大格構填土2.45m3/個。表土回復采用機械與人工結合的方法，整個覆土流程為：堆場頂面覆土—汽車卸土—人工覆土；渣坡隔構覆土—汽車馬道卸—人工覆土。

4.2.3 生物措施

①復墾植物選擇。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合的方式進行復墾。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。結合當?shù)氐膶嶋H，設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；中下部在格構內植樹育草。

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，共布設6條監(jiān)測剖面，縱向布設3條，剖面間距150m，監(jiān)測點12個；橫向布設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2個監(jiān)測控制點。

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

4.3 臨時取土場復墾工程設計

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。復墾工程主要包括場地平整、防洪設計及生物工程。

4.3.1 場地平整

取土場取土結束后，應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，按照適宜性評價結果進行復墾。平整前應先進行邊坡穩(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)生次生災害[4]。

平整完畢，根據(jù)適宜性評價結果，地類性質不變，栽植林木恢復生態(tài)。

4.3.2 防洪設計

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，如不采取相應的防止措施，遇暴雨會形成嚴重水土流失，取土場設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。取土場馬道設排水渠渠口寬0.60m，取土場兩側設排洪渠渠口寬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，側邊排洪渠約160m；2#取土場共6級臺階，修筑排水渠約360m，側邊排洪渠約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復墾植物選擇。取土場植被復墾選擇栽植喬木與撒播草籽結合的方式。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

復墾后管護3年，主要是關注栽植苗木的生長狀況，及時補栽苗木，噴灑農藥以防止病蟲害影響苗木的生長。

5 土地復墾效益分析

5.1 生態(tài)效益

礦山復墾工程的實施，可改變廠壩鉛鋅礦區(qū)目前挖損、壓占導致的千瘡百孔、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，生態(tài)環(huán)境顯著改善[5]。

土地復墾項目實施后，可使礦區(qū)植被得以恢復。項目實施后，區(qū)域內景觀環(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， 本項目中布設林草植被面積為137.45hm2，植被恢復率為100%。

5.2 社會效益

本工程土地復墾方案實施后，形成工程和生物措施相結合的綜合復墾工程體系，對因本項目臨時工程建設占壓、挖損、污染損毀土地所造成的危害進行有效的恢復和治理。有效地預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)土地復墾工程的實施，不僅可以降低土地損毀面積，恢復礦區(qū)植被，有效防止次生災害的發(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?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)、地質環(huán)境所造成的經(jīng)濟損失。另外充分利用復綠土地資源造林、種草、發(fā)展相關產(chǎn)業(yè)和綜合利用，也會取得一定的經(jīng)濟效益[7]。

一方面土地復墾工程實施，減少了企業(yè)需要交付的相關損毀生態(tài)、污染環(huán)境的費用；另一方面土地復墾工作的開展，減少了水土流失、土地沙化等造成的損失。另一方面，土地復墾工程的實施，可有效防止生態(tài)、地質環(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，礦山復墾工程為當?shù)鼐用駮簳r提供一定的就業(yè)機會，增加當?shù)鼐用竦慕?jīng)濟收入 [3]。

6 結語

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

甘肅省土地生態(tài)環(huán)境脆弱，加強礦山土地復墾，摸索適合當?shù)氐膹蛪ù胧┦俏覀円恢迸Φ姆较?。通過加強土地復墾工作，促進損毀土地的恢復利用；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，預防和控制生產(chǎn)建設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。

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