大煤溝露天煤礦土地復(fù)墾方案分析

趙海峰

（義煤集團(tuán)青海義海能源有限責(zé)任公司大煤溝煤礦，青海 德令哈 817000）

土地資源是我國最重要的自然資源之一，在礦山開采過程中由于生產(chǎn)建設(shè)及資源開采需要，不可避免的造成土地資源的壓占、 挖損及破壞[1]。隨著生態(tài)文明和綠色礦山建設(shè)的深入推進(jìn)，礦區(qū)的土地復(fù)墾和生態(tài)恢復(fù)越來越受到重視[2]。合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源，及時對礦山開采過程中破壞損毀的土地進(jìn)行復(fù)墾利用、恢復(fù)自然生態(tài)環(huán)境，盡可能地減少或減輕礦業(yè)活動對礦山地質(zhì)環(huán)境及土地的破壞已被納入國家法律政策管轄范疇[3]。因此，以義馬煤業(yè)集團(tuán)青海義海能源有限責(zé)任司大煤溝煤礦為例，通過對礦山土地?fù)p毀的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查分析，對礦山地質(zhì)環(huán)境影響程度和土地?fù)p毀程度進(jìn)行現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估，制定礦山土地復(fù)墾方案，為其下一步的地質(zhì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)治理、土地復(fù)墾提供科學(xué)依據(jù)。

1 工程概況

義馬煤業(yè)集團(tuán)青海義海能源有限責(zé)任司大煤溝煤礦地處柴達(dá)木盆地北緣東部，達(dá)肯大坂山東南，礦區(qū)面積3.750 7 km2，開采方式為露天與井工結(jié)合開采，生產(chǎn)能力為0.9 Mt/a，其中露天0.3 Mt/a，井工0.6 Mt/a。井田內(nèi)煤層賦存標(biāo)高多在+3 450～+2 900 m 之間，淺部煤層局部由露天礦開采，露天采區(qū)為一深凹小型露天礦，地面地形復(fù)雜，開采工藝采用露天挖裝機(jī)配汽車運輸，露天礦開采對象為以往淺部斜井開采形成的采空區(qū)中的殘煤。井工開采水平標(biāo)高確定為+3 200 m，采用一個水平上下山開采，走向長壁采煤法，回采工藝為綜采放頂煤，全部垮落法管理頂板；主采煤層為F1和F2煤層，F(xiàn)1煤層平均厚度6.31 m，F(xiàn)2煤層平均厚度8 m。地表土巖層為單一結(jié)構(gòu)沖洪積砂卵礫石土體，分布于礦區(qū)山間溝谷谷底、山前沖洪積平原，分布全新統(tǒng)砂卵礫石層，厚度1～5 m 比較普遍，在深大溝谷內(nèi)厚度可達(dá)數(shù)十米，多為松散—稍密狀態(tài)。

2 礦山土地?fù)p毀預(yù)測與評估

2.1 土地?fù)p毀環(huán)節(jié)與時序

大煤溝煤礦造成土地破壞的主要是露天采礦對土地的挖損，露天與井工采礦排土場棄渣堆放對土地資源的壓占，以及工業(yè)廣場、生活區(qū)、礦山道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對土地資源的壓占，井工采礦可能引起的采空塌陷對土地的塌陷損毀。對土地?fù)p毀的程度與采礦方法、地質(zhì)條件等因素相關(guān)。

礦業(yè)活動對土地?fù)p毀時序可劃分為兩個階段：

第一階段：2025年4月以前，主要為礦山基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對土地資源壓占以及露天采礦對土地資源挖損、 井工采礦采空區(qū)引發(fā)地面塌陷損毀、露天＋井工采礦形成的廢石排放對土地資源的壓占?？倱p毀面積329.73 hm2。

第二階段：2025年4月以后，主要是后續(xù)井工采礦形成采空區(qū)引發(fā)地面塌陷損毀。預(yù)計新增塌陷損毀土地面積145.32 hm2。

2.2 已損毀各類土地現(xiàn)狀

大煤溝煤礦為生產(chǎn)礦山，已形成礦山基建及礦山前期露天＋井工采礦活動造成的土地破壞。結(jié)合礦山開采狀況，通過對礦山已損毀土地進(jìn)行了細(xì)致深入的調(diào)查、測量及記錄如表4所示。

參考《土地復(fù)墾方案編制規(guī)程》和《土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》的復(fù)墾要求[4]，將礦山土地?fù)p毀程度劃分為：Ⅰ級（輕度）、Ⅱ級（中度）、Ⅲ級（重度）三級標(biāo)準(zhǔn)。評價因素的具體等級標(biāo)準(zhǔn)目前國內(nèi)尚無精確的劃分值，此處根據(jù)青海省類似工程的土地破壞因素調(diào)查情況，參考各相關(guān)科學(xué)的實際經(jīng)驗數(shù)據(jù)，采用主導(dǎo)因素法進(jìn)行評價及劃分等級[5-7]。具體評價標(biāo)準(zhǔn)如表1～表3所示。

表1 挖損土地破壞程度評價因素及等級標(biāo)準(zhǔn)劃分

表2 壓占土地破壞程度評價因素及等級標(biāo)準(zhǔn)

表3 采煤塌陷土地破壞程度評價因素及等級標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)上述土地破壞程度評價標(biāo)準(zhǔn)，對礦區(qū)已損毀土地?fù)p毀程度進(jìn)行評價，結(jié)果如表4所示。現(xiàn)狀評估礦業(yè)活動中露天采場、排土場、煤礦礦部、煤場及現(xiàn)狀采空塌陷區(qū)對土地資源損毀程度為重度損毀（Ⅲ級），工業(yè)廣場、施工隊生活區(qū)、倉庫及礦山道路對土地資源損毀程度為中度損毀 （Ⅱ級），炸藥庫、變電站及加油站對土地資源損毀程度為輕度（Ⅰ級）。綜上，總體對土地資源損毀程度評價為重度損毀（Ⅲ級）。

表4 礦區(qū)已損毀土地?fù)p毀程度評價

2.3 擬損毀土地預(yù)測與評估

根據(jù)礦山《開發(fā)利用方案》及調(diào)訪礦山工作人員，礦山后期煤炭資源利用3 號工業(yè)廣場主井、副井、風(fēng)井采用地下井工開采方式，預(yù)測礦業(yè)活動中損毀土地的單元主要為地下開采導(dǎo)致的采空塌陷。故擬損毀土地形式為采空塌陷。根據(jù)塌陷預(yù)測，塌陷區(qū)面積約262.56 hm2，最大塌陷深度11.7 m。預(yù)測擬新增損毀土地面積為145.32 hm2，損毀土地類型為裸地，損毀程度為重度損毀 （Ⅲ級）。

礦業(yè)活動現(xiàn)狀損毀土地面積329.73 hm2，后期地下井工采礦活動擬引發(fā)地面采空塌陷新增損毀土地面積145.32 hm2，合計475.05 hm2，地類為裸地和采礦用地，其中裸地地塊（編號1206），可以理解為礦區(qū)內(nèi)，沒有蓋建筑物的地塊面積429.98 hm2，采礦用地45.07 hm2。

2.4 土地復(fù)墾區(qū)范圍

根據(jù)以上對已損毀土地分析及擬損毀土地預(yù)測，則本項目復(fù)墾區(qū)面積為471.30 hm2（進(jìn)礦道路留用，不予復(fù)墾）。本次復(fù)墾責(zé)任范圍包括露天采場、排土場、工業(yè)廣場、煤場、礦部、施工隊生活區(qū)、倉庫、炸藥庫、加油站、變電站及采空塌陷區(qū)范圍，即復(fù)墾區(qū)全部納入復(fù)墾責(zé)任范圍，面積為471.30 hm2，復(fù)墾率為99.21%。

3 土地復(fù)墾方案

3.1 復(fù)墾工程設(shè)計

根據(jù)礦山工程建設(shè)內(nèi)容、 實施工藝及對地表土地破壞程度，結(jié)合工程實際情況同時借鑒其他礦山類似工程破壞土地的復(fù)墾經(jīng)驗，為減小礦區(qū)內(nèi)水土流失，對該礦山造成的破壞區(qū)域表層提出場地整平、壓密、外觀整形復(fù)墾方案[8]。

土地平整工程設(shè)計：復(fù)墾前，先拆除礦區(qū)內(nèi)各建（構(gòu)）筑物，采用裝載機(jī)和推土機(jī)對各工業(yè)廣場、煤礦礦部、施工隊生活區(qū)、煤場、倉庫、炸藥庫、變電站、露天采坑、排土場及采空塌陷區(qū)地表進(jìn)行平整、壓密處理。

3.2 技術(shù)方案

根據(jù)土地復(fù)墾適應(yīng)性評價單元劃分，大煤溝礦區(qū)涉及的復(fù)墾對象包括各工業(yè)廣場、煤礦礦部、施工隊生活區(qū)、煤場、倉庫、炸藥庫、變電站（P1），露天采坑及排土場（P2），采空塌陷區(qū)（P3）三個復(fù)墾單元，針對各復(fù)墾單元不同的復(fù)墾技術(shù)措施，以下進(jìn)行逐一敘述：

（1）工業(yè)廣場、煤礦礦部、施工隊生活區(qū)、煤場、倉庫、炸藥庫、變電站（P1）

①拆除工程

首先拆除以上各工程建（構(gòu)）筑物，包括2 號工業(yè)廣場內(nèi)的主井、副井、斜井提升機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房、豎井井架等。預(yù)計共產(chǎn)生建筑垃圾5 000 m3，就近運至棄渣場填埋，平均運距500 m。

②地表整平工程

前已述及，工業(yè)廣場、煤礦礦部、施工隊生活區(qū)、煤場、倉庫、炸藥庫、變電站累計壓占土地面積41.62 hm2，生產(chǎn)過程中地表殘留有大量棄石，按厚0.3 m 進(jìn)行回籠、整平、壓密處理，總整平量為124 860 m3。平均推距50 m。

（2）露天采坑及排土場形態(tài)整治、整平、壓密工程（P2）

前已述及，露天采坑及排土場挖損及壓占土地267.88 hm2，對經(jīng)土方回填后的露天采坑及四周降緩坡度的排土場按厚0.3 m 進(jìn)行回籠、整平、壓密處理，總整平量為803 640 m3。平均推距20 m。

（3）采空塌陷區(qū)（P3）復(fù)墾措施及工程設(shè)計

采空塌陷穩(wěn)定后，對采空塌陷范圍內(nèi)的地裂縫進(jìn)行充填即可。在外力作用下自然壓密即可，本方案暫未考慮缺乏針對性的疏排塌陷區(qū)匯水等措施設(shè)計。

4 土地復(fù)墾監(jiān)測和管護(hù)

大煤溝煤礦土地復(fù)墾方向為裸地和采礦用地，因此僅對土地?fù)p毀進(jìn)行監(jiān)測，不再進(jìn)行復(fù)墾效果監(jiān)測和土地復(fù)墾管護(hù)。土地?fù)p毀監(jiān)測主要集中在復(fù)墾工程開始之前的生產(chǎn)期內(nèi)，監(jiān)測現(xiàn)狀土地復(fù)墾單元損毀面積是否增加、損毀程度是否加重、損毀時間是否延長等內(nèi)容，利用全站儀、水準(zhǔn)儀等測量儀器定時、定點、定頻率對監(jiān)測范圍內(nèi)的地表高程進(jìn)行監(jiān)測[9-10]。

測量等級采用三等水準(zhǔn)測量，在礦區(qū)確定坐標(biāo)位置并設(shè)置警示標(biāo)志圈定范圍。在不受開采影響的穩(wěn)固處布基準(zhǔn)點，在穩(wěn)定、通視、方便使用的地方布設(shè)工作基點，沿礦體走向、垂直礦體走向布設(shè)變形監(jiān)測點，用于收集監(jiān)測點的垂直位移和水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)基準(zhǔn)點和工作基點組成監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)，監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)生大幅變化或懷疑時用于監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)的校核，應(yīng)每半年復(fù)測一次。基準(zhǔn)點、工作基點和變形觀測點構(gòu)成變形監(jiān)測網(wǎng)，監(jiān)測巖移范圍內(nèi)巖土體的垂直位移和水平位移，計算變形速率，監(jiān)測周期每點每月監(jiān)測一次，若發(fā)生塌陷應(yīng)加密點或測線。

5 效益分析

5.1 生態(tài)效益

土地復(fù)墾工程是與地質(zhì)生態(tài)環(huán)境重新建設(shè)密切相關(guān)的大型工程，土地復(fù)墾與地質(zhì)生態(tài)環(huán)境重新建設(shè)方案的實施對生態(tài)環(huán)境的影響主要有以下幾個方面：

（1）防止土壤侵蝕與水土流失

大煤溝煤礦地處青藏高原中高山地帶，屬生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，在此進(jìn)行地下采礦開采作業(yè)時，會給生態(tài)環(huán)境帶來較大損壞，并在一定程度上加劇土壤的侵蝕性，易導(dǎo)致水土流失。土地復(fù)墾通過對損毀土地進(jìn)行重新平整及重建等措施，防止土壤侵蝕與水土流失。

（2）增加生物多樣性

實施土地復(fù)墾項目后，周邊地表植被覆蓋率得到大幅度提高，有效防止了礦山周邊環(huán)境的惡化，同時通過對植被合理的看管維護(hù)，最終能夠使周邊礦山植物生態(tài)系統(tǒng)的達(dá)到多樣性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)周邊生物群落的回遷，增加其周邊生物種類的多樣性，達(dá)到生態(tài)環(huán)境的動態(tài)平衡。

（3）改變周邊氣候環(huán)境，改善空氣質(zhì)量

通過土地復(fù)墾項目的實施，改變了周邊生產(chǎn)系統(tǒng)，將對礦山周邊局部氣候環(huán)境進(jìn)行改變，重建工程不僅能夠防止周邊土地風(fēng)化，起到固化土地、防止水土流失和固氮儲碳的作用，還可以通過新形成的植物生態(tài)系統(tǒng)對周邊的空氣環(huán)境進(jìn)行有效改善，提高周邊空氣環(huán)境質(zhì)量。

5.2 社會效益

（1）本工程土地復(fù)墾方案實施后，能夠有效減少在礦山開采過程中造成的水土流失，降低礦山開采帶來的損失和危害，能夠確保礦區(qū)的安全生產(chǎn)。

（2）礦區(qū)復(fù)墾能夠降低生態(tài)環(huán)境破壞程度，使礦山建設(shè)和開采對環(huán)境造成的不利影響得到有效控制，為礦山周邊區(qū)域的綠化打下良好的生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)。通過恢復(fù)植被，維持或增加林地面積，促進(jìn)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，為礦區(qū)職工和周邊居民提供良好的生活環(huán)境，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。

（3）對復(fù)墾后土地經(jīng)營管理、種植需要更多的工作人員，可增加周邊居民的就業(yè)機(jī)會，增加礦區(qū)群眾的收入，能夠起到積極維護(hù)社會穩(wěn)定的作用。

6 結(jié)語

通過對大煤溝煤礦礦山地質(zhì)環(huán)境、 土地資源影響調(diào)查與評估，制定了大煤溝煤礦在礦山建設(shè)、開采、 閉坑各階段的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾方案，最大限度地減輕了礦業(yè)活動對地質(zhì)環(huán)境、土地資源的不利影響，實現(xiàn)礦山地質(zhì)環(huán)境的有效保護(hù)與恢復(fù)治理、土地資源的有效保護(hù)與復(fù)墾，規(guī)范了礦山開采與地質(zhì)環(huán)境、土地資源保護(hù)的關(guān)系，為大煤溝煤礦礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理、土地復(fù)墾與自然資源的保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。