礦山土地復(fù)墾措施及經(jīng)濟效益分析

葛永強，徐 娟，陳國顏，牛文寶，廖婉婷，樊一澤

（新疆工程學(xué)院礦業(yè)工程與地質(zhì)學(xué)院/新疆地質(zhì)災(zāi)害防治重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830000）

隨著經(jīng)濟發(fā)展，中國對礦產(chǎn)資源需求逐步增加，在礦產(chǎn)開采需求方面也有所拓展，導(dǎo)致礦產(chǎn)資源開發(fā)愈加頻繁，同時，對礦山附近的土地造成了一定程度的破壞。為明確復(fù)墾的意義，規(guī)范復(fù)墾活動，落實用好用足政策，加大力度推進土地復(fù)墾工作，提升土地使用的有效性，促進土地集約節(jié)約利用，使被損毀的土地恢復(fù)并達到最佳綜合效益的狀態(tài)，文章以杜瓦礦區(qū)土地復(fù)墾為例，通過對杜瓦礦區(qū)礦山地質(zhì)情況調(diào)查，對礦區(qū)土地復(fù)墾措施以及經(jīng)濟效益進行分析研究。

1 礦區(qū)基本情況

1.1 地形地貌

杜瓦礦區(qū)位于昆侖山北麓山前地帶的中、低山區(qū)，海拔1 970～2 420 m，相對比高450 m，區(qū)域海拔最高達3 100 m，山體呈近東西走向，西高東低，南北高，中部低，地形坡度為25°～40°，相對高差較大（圖1）。第四系風(fēng)成黃土及黏砂土分布廣泛，覆蓋率達60%以上，由于少雨干旱，區(qū)內(nèi)植被稀少（圖2）。

圖1 礦區(qū)地形地貌

1.2 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露和鉆探控制的地層有元古界、石炭系上統(tǒng)塔哈奇組（C2t）、二疊系上統(tǒng)杜瓦組（P2d）、侏羅系中下統(tǒng)、白堊系下統(tǒng)、第四系上更新-全新統(tǒng)[1]。

1.3 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)位于杜瓦背斜南翼，呈向南傾的單斜構(gòu)造，地層走向90°～105°，傾角35°～51°。礦區(qū)發(fā)育內(nèi)4條逆斷層，分別為F1、F2、F3、F4，1條正斷層，為F5；2條平移斷層f1、f2（圖3）。其中F1、F4構(gòu)成礦區(qū)南部的含煤邊界。在礦區(qū)內(nèi)暫未發(fā)現(xiàn)褶皺構(gòu)造。

圖3 礦區(qū)構(gòu)造綱要圖

1.4 地震

礦區(qū)位于塔克拉瑪干大沙漠南緣，喀喇昆侖山北麓，是地震多發(fā)區(qū)。調(diào)查區(qū)位于中國地震動參數(shù)區(qū)規(guī)劃圖中，動峰值加速度0.15 g。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015）規(guī)范，該區(qū)地震動峰值加速度分區(qū)為0.1 g，地震基本烈度值為Ⅶ。

1.5 礦區(qū)水文地質(zhì)

礦區(qū)內(nèi)無地表水體，由于礦區(qū)位于低山區(qū)，植被稀少，無地表徑流，大氣降水補給地下水的能力有限,降水大多集中在6—8月，經(jīng)常以暴雨形式出現(xiàn)。大部分大氣降水形成溝谷洪流排泄出礦區(qū)外，僅少部分滲入補給基巖孔隙裂隙水，區(qū)域地下水則沿孔隙、裂隙由南向北緩慢運移，沿途補給地下水，向下游匯集，是本區(qū)地下水的主要補給源。

杜瓦河發(fā)源于昆侖山北麓，消失于沙漠中，屬內(nèi)陸水系，水量小、流程短。河水主要接受冰雪融水補給，流量隨季節(jié)變化。每年6—8月水量較大，占全年徑流量的71%，12月至翌年3月僅占全年徑流量的3.8%，年徑流量0.299 6億m3。

2 礦區(qū)土地損毀分析

礦區(qū)土地資源損毀程度與礦山生產(chǎn)方式及規(guī)模密切相關(guān)。礦山發(fā)生土地損毀的環(huán)節(jié)與工程施工和建設(shè)緊密相連，發(fā)生土地損毀的環(huán)節(jié)如圖4所示。

圖4 礦區(qū)土地損毀現(xiàn)狀

2.1 廢渣堆放損毀土地

廢渣場廢渣堆放將對土地造成壓占損毀，將損毀原始地表及植被。

2.2 露天采場損毀土地

由于杜瓦礦區(qū)現(xiàn)狀有5個露天采坑，嚴(yán)重破壞了原始地形地貌形態(tài)，破壞了原有巖土體結(jié)構(gòu)，造成土地密實度降低、抗侵蝕性減弱等問題。

2.3 地面塌陷損毀土地

杜瓦煤礦進行地下開采，未及時進行回填處理，導(dǎo)致地面塌陷，嚴(yán)重破壞了原始地形地貌形態(tài)，破壞了原有巖土體結(jié)構(gòu)，造成土地密實度降低、抗侵蝕性減弱等問題。

2.4 取土場損毀土地

杜瓦煤礦進行土地復(fù)墾時，將開采使用本礦區(qū)第四系土層進行覆土回填，嚴(yán)重破壞了原始地形地貌形態(tài)，破壞了原有巖土體結(jié)構(gòu)，造成土地密實度降低、抗侵蝕性減弱等問題。

3 土地復(fù)墾適宜性評價

鑒于礦井實際情況，通過勘查本礦開采對地質(zhì)環(huán)境條件造成的破壞類型、破壞程度，并將地質(zhì)環(huán)境情況結(jié)合礦井所在區(qū)域，逐項分析土地質(zhì)量和待復(fù)墾土地適宜性，對受損地塊進一步分區(qū)分查，最終確定土地復(fù)墾方向。

3.1 評價單元劃分

根據(jù)損毀類型、損毀程度和損毀地類可將復(fù)墾責(zé)任范圍內(nèi)的挖損損毀和壓占損毀的建設(shè)用地共劃分為3個評價單元（表1）。

表1 評價單元劃分

3.2 土地復(fù)墾分區(qū)

結(jié)合礦山已損毀和擬損毀土地情況、各地面布局位置、土地復(fù)墾時間和設(shè)計土地復(fù)墾方式，本礦山共劃分為3個土地復(fù)墾區(qū)，總面積為分別為453 352.35 m2。分別為挖損復(fù)墾區(qū)（A）（包括阿其克蘇塔格煤礦采坑、杜瓦鄉(xiāng)煤礦采坑、47團煤礦采坑、圖爾迪黑黏土礦采坑、杜瓦煤礦采坑、取土場）、1～7號渣土場復(fù)墾區(qū)（B）、杜瓦煤礦塌陷區(qū)復(fù)墾區(qū)（C）。

3.3 評價方法體系

土地復(fù)墾適宜性評價主要通常有定性法和定量法分析2類，定量分析又包括指數(shù)和法、極限條件法和多因素綜合模糊法等。本方案采用極限條件法。極限條件法是基于系統(tǒng)工程中“木桶原理”條件差的因子的質(zhì)量。模型為：

式中：Yi為第i個評價單元的終分值；Yij為第i個評價單元中第j參評因子的分值[2]。

采用二級評價體系，分為適宜類和土地質(zhì)量類，土地適宜類分適宜類、暫不適宜類和不適宜類，類別下面再續(xù)分若干土地質(zhì)量等。土地質(zhì)量類分一等地、二等地和三等地[3]。

3.4 土地復(fù)墾適宜性評價

3.4.1 評價標(biāo)準(zhǔn)建立

復(fù)墾土地的主要限制因素是土地評級的依據(jù)。根據(jù)《土地復(fù)墾技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，限制林、牧地生產(chǎn)的主要因素有地形坡度、土壤母質(zhì)、有效土層厚度、排水條件、非均勻沉降、污染程度和土壤有機質(zhì)等[4]。根據(jù)以上限制因素的分析指標(biāo)，將土地復(fù)墾適宜性評價等級確定為4級標(biāo)準(zhǔn)：1級表示土地屬性適宜，2級表示中等適宜，3級表示不太適宜，N表示不適宜。

3.4.2 評價因素選擇

礦山屬中山丘陵，礦區(qū)基巖裸露，礦區(qū)土地現(xiàn)狀利用類型為天然草地，土壤為灰棕漠土，厚5～20 cm，腐殖質(zhì)累積極不明顯，表層有機質(zhì)含量＜0.5%，表層或亞表層石灰含量達7%～9%，向下急劇減少；土壤呈堿性或強堿性反應(yīng)，pH為8.0～9.5。土壤腐質(zhì)化程度較差，肥力一般，有機質(zhì)含量低。結(jié)合評估區(qū)內(nèi)實際條件，評估區(qū)土地復(fù)墾選取的主要限制因素為坡度、土壤母質(zhì)，覆土厚度、灌排水條件、非均勻沉降、污染程度、土壤有機質(zhì)等7項指標(biāo)[5]。

根據(jù)項目實地調(diào)查和資料收集到的數(shù)據(jù)，得出每個復(fù)墾分區(qū)的評價等級（表2）。

表2 待復(fù)墾土地單元各因素評級結(jié)果

3.5 確定最終復(fù)墾方向

從表2可以看出，挖損復(fù)墾區(qū)、1～7號渣土場復(fù)墾區(qū)和杜瓦煤礦塌陷區(qū)復(fù)墾區(qū)不適宜復(fù)墾為耕地和林地，適宜復(fù)墾為牧草地，限制性因素主要為覆土厚度和坡度。最終的復(fù)墾利用方向需要綜合考慮項目區(qū)自然、社會經(jīng)濟、政策和公眾意愿等因素，并且結(jié)合適宜性等級評定與實際操作的難度性來確定。礦區(qū)原土地利用類型均主要為天然草地。根據(jù)復(fù)墾方向與原利用類型保持一致的原則，挖損復(fù)墾區(qū)、1～7號渣土場復(fù)墾區(qū)和杜瓦煤礦塌陷區(qū)復(fù)墾區(qū)最終復(fù)墾為原始地類。

綜合得知，本方案復(fù)墾時間為2020年，服務(wù)期內(nèi)涉及的復(fù)墾區(qū)域內(nèi)共計劃分成3個復(fù)墾單元。本方案后續(xù)的復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn)、措施和工程設(shè)計等亦將按以上復(fù)墾單元去考慮。

3.6 水土資源平衡分析

3.6.1 土資源平衡分析

礦區(qū)土地復(fù)墾方向均為原始地貌。由于杜瓦礦區(qū)盜采現(xiàn)象嚴(yán)重，礦區(qū)無表土堆放，故在礦區(qū)設(shè)置取土場，用于表土回覆。根據(jù)土地復(fù)墾適宜性評價，確定的各復(fù)墾區(qū)的復(fù)墾方向和面積各類用地復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn)的覆土厚度：牧草地的覆土厚度20 cm，因此通過分析計算，表土供需平衡分析（表3）。

表3 復(fù)墾區(qū)表土供需平衡分析計算表

綜上分析，礦區(qū)采礦活動無剝離表土堆放，需覆土回填90 670.47 m3，覆土全部來源于取土場。

3.6.2 水資源平衡分析

需根據(jù)實地調(diào)查，確定該礦區(qū)需要的用水量約為1 200 m3。根據(jù)復(fù)墾適宜性評價分析，方案確定擬復(fù)墾牧草地453 352.35 m2，年需水量約54 408 m3。

復(fù)墾區(qū)擬復(fù)墾的牧草地，土地復(fù)墾和管護可以使用水車?yán)绞竭M行灌溉，也可以依靠天然降水，其水源從礦區(qū)5 km以外的杜瓦河的河水供應(yīng)。

4 礦區(qū)土地復(fù)墾

4.1 工程設(shè)計

4.1.1 回填工程

將6～7號廢渣場堆放的廢渣按設(shè)計要求回填至杜瓦煤礦塌陷區(qū)，恢復(fù)廢渣場場原有地形地貌，預(yù)計回填量為10 700 m3。

4.1.2 平整工程

對場地內(nèi)較大起伏和坡度進行推高和填低，進行平整壓實處理使其基本水平或坡度在允許范圍內(nèi)，以利于雨季排水，對原始的地形地貌、景觀價值及土地使用功能進行修繕。

4.1.3 植被重建

本方案設(shè)計從取土場取土進行表土回覆，其中阿其克蘇塔格煤礦采坑至取土場距離為6 km，杜瓦鄉(xiāng)煤礦采坑至取土場距離為3.8 km，47團煤礦采坑至取土場距離為1.9 km，圖爾迪黑黏土礦采坑至取土場距離為0.5 km，杜瓦煤礦采坑至取土場距離為1.2 km，1～7號渣土場至取土場距離最遠1.5 km、最近0.3 km，平均0.9 km，杜瓦煤礦塌陷區(qū)復(fù)墾區(qū)至取土場的距離為1.5 km。覆土厚度20 cm，并進行播撒草籽，植被重建。

4.2 復(fù)墾措施

挖損復(fù)墾區(qū)（A）礦山采坑上部會有一些生產(chǎn)遺留廢石，凹凸不平，為加強景觀效果，對其實施平整工程；1～7號渣土場復(fù)墾區(qū)（B）渣土場削放坡處理后，用推土機對場地進行平整，對場地內(nèi)的較大起伏和坡度進行推高或填低；杜瓦煤礦塌陷區(qū)復(fù)墾區(qū)（C）為減少塌陷下沉量，將6～7號渣土場渣土回填至塌陷區(qū)，用推土機對場地進行平整，對場地內(nèi)的較大起伏和坡度進行推高或填低。通過復(fù)墾措施，使復(fù)墾區(qū)達到基本水平或其坡度在允許范圍內(nèi)，以利于雨季排水，最后進行植被重建和管護，將其恢復(fù)原有地形地貌景觀和土地使用功能。

5 效益分析

5.1 社會效益

通過土地復(fù)墾方案的實施，一是對周邊群眾和礦山人員危害性降低，有效降低礦區(qū)開采對地質(zhì)環(huán)境潛在影響；二是有利于礦區(qū)的常態(tài)化生產(chǎn)，實現(xiàn)了礦山資源的可持續(xù)發(fā)展；三是破壞的土壤可以在礦區(qū)復(fù)墾，可以有效預(yù)防和控制周邊地區(qū)自然環(huán)境穩(wěn)定值，提升礦區(qū)周圍的環(huán)境建設(shè)管理水平，形成了良好的生態(tài)循環(huán)，維持了生態(tài)平衡。

5.2 經(jīng)濟效益

5.2.1 經(jīng)費構(gòu)成及計算標(biāo)準(zhǔn)

土地復(fù)墾取費構(gòu)成：根據(jù)《土地復(fù)墾方案編制規(guī)程》（TD/T 1031—2011）中土地復(fù)墾費用組成說明，土地復(fù)墾費用包括工程施工費、設(shè)備購置費、其他費用、監(jiān)測與管護費和預(yù)備費[6]。

5.2.2 經(jīng)費估算結(jié)果

據(jù)礦山土地復(fù)墾工作部署，礦區(qū)土地復(fù)墾工程估算費用為240.60萬元。

5.2.3 經(jīng)濟效益分析

通過土地復(fù)墾適宜性分析，杜瓦礦區(qū)適宜復(fù)墾為牧，擬復(fù)墾牧草地453 352.35 m2。

式中：R為復(fù)墾土地每年的產(chǎn)值；S為復(fù)墾凈增耕地面積；H為復(fù)墾土地單位面積年毛收入，

以紫花苜蓿為例，在氣候適宜的地方其畝產(chǎn)量（年產(chǎn)）一般為8 kg左右，一畝紫花苜蓿大致每年可以養(yǎng)3～5頭牛，20頭羊。以牛為例，一畝紫花苜蓿至少飼養(yǎng)3頭牛，暫且按每月長十斤肉，則一個月的毛收入最低可達到700元左右，則一畝紫花苜蓿一年的毛收入可達到700×12=3 400元。（10 000 m2=15畝）。

R=S×H=45.34×15×3 400=231.234萬元

所以，復(fù)墾后土地每年的產(chǎn)值大約為231萬元。

牧草的價值主要體現(xiàn)在它的經(jīng)濟價值，它可以作為畜牧業(yè)的主要飼料，而且好種植好管理，大部分的牧草都是采用粗放性管理的。它既可以給農(nóng)戶提供經(jīng)濟價值，也可以給一些畜牧業(yè)提供一些良好的食物資源。

6 結(jié)論

（1）通過對土地的復(fù)墾，杜瓦礦區(qū)土地利用率增加，礦區(qū)土地類型有了明顯改善，主要表現(xiàn)為礦區(qū)塌陷地、挖損地、渣土堆積地等受損土地面積減少，牧草地面積增加，根據(jù)土地復(fù)墾適宜性分析，杜瓦礦區(qū)土地復(fù)墾潛力巨大，而且水資源和土資源可以有效保證土地復(fù)墾的順利進行。

（2）土地復(fù)墾使礦區(qū)社會效益、生態(tài)效益、經(jīng)濟效益達到良好狀態(tài)。通過前期工程投資估算以及預(yù)期增產(chǎn)值計算方法，得到礦區(qū)土地復(fù)墾工程估算費用為240.60萬元，復(fù)墾后土地每年的產(chǎn)值大約為231萬元。從長遠利益來說，土地復(fù)墾不僅對生態(tài)環(huán)境有著重大意義，還對帶動牧區(qū)經(jīng)濟發(fā)展有著促進作用。