礦區(qū)土地復(fù)墾與技術(shù)

1、收稿日期 :2010-09-21作者簡 介 :郝華 , 女 , 畢業(yè)于內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)環(huán)境治理工 程專業(yè) , 工程 師 , 現(xiàn) 在內(nèi)蒙 古煤礦 設(shè)計研 究院有 限責(zé)任 公司環(huán) 保所任職 。礦區(qū)土地復(fù)墾與技術(shù)郝 華(內(nèi)蒙古煤礦設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 , 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010摘 要 :本文介紹了土地復(fù)墾的概念、 分類以及技術(shù)要求 , 重點介紹了矸石充填沉陷區(qū)的復(fù)墾技術(shù)及要求。 關(guān)鍵詞 :土地復(fù)墾 ; 矸石充填 ; 技術(shù)要求中圖分類號 :T D88 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 :C文章編號 :1008 0155(2010 06 0122 03一 、 前言礦區(qū)土地復(fù)墾工程是依據(jù)礦山生態(tài)學(xué)、 土地經(jīng) 濟(jì)學(xué)、 環(huán)

2、境科學(xué)、 土壤學(xué)及區(qū)域規(guī)劃等理論 , 結(jié)合采 礦工程特點 , 對開采所破壞的土地進(jìn)行恢復(fù)和綜合 整治 , 恢復(fù)其國民經(jīng)濟(jì)價值 , 達(dá)到可供利用狀態(tài)并 改善周圍環(huán)境所進(jìn)行的綜合工程。1988年 11月 8號 , 國務(wù)院頒布了 土地復(fù)墾 規(guī)定 , 明確規(guī)定在生產(chǎn)建設(shè)過程中 , 因挖損、 塌陷、 壓占等造成破壞的土地 , 采取整治措施 , 使其恢復(fù) 到可供利用狀態(tài)并實行 ! 誰破壞、 誰復(fù)墾 的原則。二 、 礦區(qū)復(fù)墾目的和任務(wù) 1、 復(fù)墾目的(1 改善土壤肥力 , 修建地面排水系統(tǒng) , 恢復(fù)土 地的生產(chǎn)能力 , 爭取較大的經(jīng)濟(jì)價值 , 減輕塌陷地 賠償和搬遷賠償 , 改善礦群關(guān)系 , 以期收到良好的

3、 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。(2 合理充填矸石或在風(fēng)化了的矸石上復(fù)墾 , 避免矸石山淋濾產(chǎn)生的對地表水、 地下水和土壤的 污染 , 消除因矸石自燃排出的有害氣體對大氣環(huán)境 的污染 , 創(chuàng)造良好的環(huán)境效益。(3 在塌陷區(qū)或矸石山上植樹造林 , 改善大氣 環(huán)境質(zhì)量 , 防止水土流失和不穩(wěn)定地表遭受侵蝕。2、 復(fù)墾任務(wù)采礦復(fù)墾的任務(wù)是建立有利于植物生長的地 表和生 根層。其主要 工藝措施有 :堆置耕作層土 壤、 充填塌陷坑、 用物理化學(xué)方法改良土壤、 改造人 工水體、 修建排水網(wǎng)、 修筑復(fù)墾區(qū)道路 , 防止復(fù)田土受水的侵蝕和沼澤化。生物復(fù)墾的任務(wù)是根據(jù)土地利用方向采取相 應(yīng)的生物措施 , 主要有 :肥化土

4、壤、 恢復(fù)沃土、 建造 農(nóng)林附屬物、 選擇耕作行式及耕作工藝、 優(yōu)選農(nóng)作 物及樹種等。三 、 礦區(qū)土地復(fù)墾的分類 1、 根據(jù)復(fù)墾階段和順序分類土地復(fù)墾按復(fù)墾階段或順序分可為工程復(fù)墾 和生物復(fù)墾。工程復(fù)墾有時也稱采礦復(fù)墾 , 是根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀?環(huán)境、 社會經(jīng)濟(jì)條件、 土地破壞情況 , 按照生態(tài)學(xué)、 經(jīng)濟(jì)學(xué)、 環(huán)境科學(xué)、 土壤學(xué)、 系統(tǒng)工程學(xué)及區(qū)域規(guī)劃 理論 , 結(jié)合采礦工程特點 , 采用工程設(shè)備和手段 , 對 破壞土地進(jìn)行的回填、 復(fù)土、 挖墊、 平整及綜合整治 利用 , 是土地復(fù)墾技術(shù)的核心。生物復(fù)墾是利用生物措施恢復(fù)土壤肥力與生 物生產(chǎn)能力的活動 , 是工程復(fù)墾結(jié)束后所進(jìn)行的工 作 , 它是實

5、現(xiàn)廢棄土地農(nóng)業(yè)復(fù)墾的關(guān)鍵環(huán)節(jié) , 主要 內(nèi)容有土壤評價、 土壤改良方法、 植被品種篩選和 植被工藝。2、 根據(jù)工程方法和措施分類土地復(fù)墾按工程方法或措施可分為充填復(fù)墾 與非充填復(fù)墾。充填復(fù)墾是利用固體廢物回填井工開采沉陷 區(qū)或露天開采礦坑 , 恢復(fù)煤炭開采破壞的土地。它 既處理了廢棄物 , 又復(fù)墾了采礦破壞的土地 , 經(jīng)濟(jì)、 環(huán)境效益十分顯著。主要方法有 :井工礦矸石充填復(fù)墾、 露天礦剝離物充填復(fù)墾、 粉煤灰充填復(fù)墾與 城市垃圾充填復(fù)墾等。非充填復(fù)墾是根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件與土地破壞 情況 , 因地制宜地采取整治措施 , 恢復(fù)煤炭開采沉 陷、 挖損和壓占破壞的土地。礦區(qū)固體廢物只能滿 足約四分之一沉

6、陷區(qū)充填復(fù)墾的需要 , 還有約四分 之三的沉陷區(qū)得不到充填材料 , 因此非充填復(fù)墾是 沉陷區(qū)土地復(fù)墾的主要方面。非充填復(fù)墾的主要 措施有 :挖深墊淺復(fù)墾、 疏干法復(fù)墾、 梯田法復(fù)墾與 綜合治理利用。3、 根據(jù)復(fù)墾目的和用途分類土地復(fù)墾按復(fù)墾的目的或用途可分為建設(shè)用 地復(fù)墾、 農(nóng)業(yè)復(fù)墾、 林業(yè)復(fù)墾、 漁業(yè)復(fù)墾、 草地復(fù)墾、 娛樂地復(fù)墾等。四 、 土地復(fù)墾原則和技術(shù)要求1、 土地復(fù)墾原則礦區(qū)土地復(fù)墾應(yīng)遵循以下原則 :(1 根據(jù)復(fù)墾土地的條件 , 應(yīng)因地制宜地用于 農(nóng)、 林、 牧、 漁業(yè) , 積極利用礦山廢渣進(jìn)行充填復(fù)墾 , 并且綜合治理礦區(qū)環(huán)境 ;(2 符合礦區(qū)土地利用總體規(guī)劃 , 并同當(dāng)?shù)刈?然

7、環(huán)境相協(xié)調(diào) ;(3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理 , 根據(jù)自然條件和土地破壞 類型、 選擇復(fù)墾后土地的作用 , 鼓勵優(yōu)先復(fù)墾為耕 地和其他農(nóng)用地 ;(4 注意保護(hù)土壤、 水資源和生態(tài)環(huán)境 , 并防止 二次污染 ;(5 兼顧國家、 煤礦企業(yè)和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民利益 , 堅持 經(jīng)濟(jì)效益、 社會效益和環(huán)境效益相統(tǒng)一 ;(6 在確定復(fù)墾責(zé)任時遵循 ! 誰破壞、 誰復(fù)墾 的原則 , 注意調(diào)動各方面積極性搞好復(fù)墾工作。 2、 土地復(fù)墾方向和要求目前礦區(qū) 土地復(fù)墾利用 方面主要 有農(nóng)業(yè)、 林 業(yè)、 漁業(yè)、 建筑業(yè)和休息娛樂用地 5種。各復(fù)墾方 面的技術(shù)要求見表 1。表 1 采礦破壞土地復(fù)墾對各種用地的主要技術(shù)要求 復(fù)墾方向 用 途

8、技 術(shù) 要 求農(nóng)業(yè)用地 耕地菜園 土地平整 , 鋪表 土 層。對 糧 食 作 物 , 表 土 層不 小 于 0. 5m, 其 中 腐殖 土 層 不 小于 0. 2 0. 3m; 充填材料不能含有害元素 , 如含 有害元 素 , 則需 鋪設(shè)隔 離層 , 其 厚不小 于 0. 4m, 且 需夯實。水力條件好。表土層要 求 :土層質(zhì) 量密 度不大 于 1. 5g /cm 3; 黏土 和砂 的粒 度組 成為 1:3或 1:2; 孔隙度不小于 40%50%; 可溶硫酸鈉和硫酸鎂含量不超過 5%; 氯化鈉 不超過 0. 01%; pH 值為 68。林業(yè)用地 栽種樹木果 園地形可有適當(dāng)坡度。需鋪表土層 ,

9、對種植樹木 , 表土一 般不小于 0. 3m, 樹穴處局部深 挖鋪 土 1m 以上?？屯猎灾?。充填材料如含有害元素 , 則需鋪設(shè) 0. 4m 厚的隔離層 , 需夯實。漁業(yè)用地 蓄水池養(yǎng)魚 池岸邊坡度不易過陡 , 水面不宜過大 , 水質(zhì)符合 漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。建筑用地 民用或工業(yè) 土地需很好夯實。房屋需適當(dāng)采取加固措施 。文化娛 樂用地休養(yǎng)所、 體育場、 公園 游泳池土地需很好夯實。房屋適當(dāng)采取加固措施。五 、 矸石充填復(fù)墾技術(shù)1、 矸石充填復(fù)墾工藝?yán)庙肥鳛槌料輩^(qū)復(fù)墾的充填材料 , 既可使 采煤破壞的土地得到恢復(fù) , 又可減少矸石占地 , 消 除矸石山對環(huán)境的污染。目前矸石復(fù)墾主要由煤 礦進(jìn)行

10、, 目的是將工業(yè)廣場附近的沉陷區(qū)復(fù)墾為生 產(chǎn)、 生活建筑用地以及受開采影響村莊搬遷到已采 過煤的穩(wěn)定沉陷區(qū) , 以避免占好地和二次搬遷。 矸石充填沉陷區(qū)復(fù)墾按充填方式可以分為分 層充填和全厚充填。分層充填是將矸石充填一層 , 壓實一層 , 直至達(dá)到設(shè)計標(biāo)高 ; 全厚充填是指一次 充填至設(shè)計高度 , 再采取壓實措施。在建井過程和生產(chǎn)初期 , 沉陷區(qū)尚未形成或沉 陷尚未穩(wěn)定時 , 在采區(qū)上方地表預(yù)計要發(fā)生下沉的 地區(qū) , 將表土取出堆放在四周 , 按預(yù)計的下沉深度 和范圍 , 用生產(chǎn)排矸設(shè)備預(yù)先排放矸石 , 矸石充填 到預(yù)定水平后 , 再將堆放四周的表土平推到矸石層 上復(fù)土成田。用于農(nóng)業(yè)的矸石復(fù)墾

11、土地 , 充填的矸石層應(yīng)下 部密實 , 上部疏松 , 以便保墑、 保肥 , 利于植物生長 ; 作較低層建筑用地時 , 地基處理方 法可據(jù)經(jīng)驗確 定 , 作較高層建筑用地時 , 一般采取分層充填、 分層 振動壓實或強夯方法處理矸石地基。若矸石中硫 化鐵含量較高 , 應(yīng)鋪設(shè)黏土作隔離層 , 或在地表對 矸石層進(jìn)行封閉處理。2、 充填標(biāo)高與復(fù)土厚度 (1 沉陷區(qū)復(fù)墾標(biāo)高建筑復(fù)墾區(qū)考慮防洪問題 , 一般應(yīng)高于本區(qū)的 洪水標(biāo)高或恢復(fù)原地面標(biāo)高 , 農(nóng)林種植和養(yǎng)殖復(fù)墾 區(qū) , 考慮整個區(qū)域全部開采后 , 地表及潛水位都將 相對下降 , 為了有利于農(nóng)田保墑、 保水、 保肥及農(nóng)作 物生長 , 農(nóng)林復(fù)墾標(biāo)高常低

12、于原地面標(biāo)高 , 而根據(jù) 復(fù)墾區(qū)的潛水位標(biāo)高確定。(2 復(fù)土厚度我國土地復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)省、 區(qū)土地復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn) 中制定的復(fù)土厚度見表 2。表 2 農(nóng)林復(fù)墾土地復(fù)土厚度省 區(qū) 土層厚度 ( m耕層厚 度 (m國家標(biāo)準(zhǔn) 0. 50. 2平頂山 水澆地 0. 6貴州省 0. 81. 00. 15江蘇省 0. 30. 2山西省 1. 0安徽省 0. 4內(nèi)蒙古 0. 30. 5化工部 (修改稿 復(fù)土層 1. 50. 40. 63、 矸石充填農(nóng)業(yè)復(fù)墾的合理剖面結(jié)構(gòu)與復(fù)土 厚度圖 1 旱地農(nóng)業(yè)土壤剖面圖根據(jù)旱地農(nóng)業(yè)土壤剖面的層次結(jié)構(gòu) (圖 1 及矸石的土壤特性 , 用新排矸石和未風(fēng)化矸石農(nóng)業(yè)充 填復(fù)墾的合理剖面

13、結(jié)構(gòu)為圖 1所示。矸石層上部需覆土 500mm , 其中 200mm 厚作 耕作層 , 100mm 厚作犁底層 , 200mm 厚作心土層 , 這樣可適宜種植各類農(nóng)作物 , 并達(dá)到優(yōu)質(zhì)農(nóng)田的生 產(chǎn)力。當(dāng)矸石表面存在一定厚度的風(fēng)化層時 , 可減少 相應(yīng)的復(fù)土厚度 , 以便節(jié)省復(fù)土費用。充填的矸石主要起承托作用 , 相當(dāng)于一般農(nóng)業(yè) 土壤剖面的底土層 , 為使矸石承托層對上部復(fù)土層 有較好的水分、 養(yǎng)分保蓄 , 防滲漏與合理供應(yīng) , 達(dá)到 較好的通氣、 物質(zhì)轉(zhuǎn)運、 土溫保持等條件 , 該層矸石 應(yīng)有一定的密實程度 , 在矸石回填或充填過程中應(yīng) 進(jìn)行適當(dāng)壓實處理。4、 復(fù)墾后土壤改良與土地利用技術(shù)生物

14、復(fù)墾的主要任務(wù)是改良復(fù)墾后土壤與優(yōu) 化復(fù)墾土地利用方向。選擇改良復(fù)墾土壤的方法 應(yīng)考慮復(fù)墾土壤的理化特性、 礦區(qū)現(xiàn)有物質(zhì)及技術(shù) 條件 , 并與種植措施相結(jié)合。土地利用技術(shù)不僅包 括最初的土地利用方向的確定 , 還包括土壤肥力恢 復(fù)期內(nèi)的種植計劃和耕作方式等。復(fù)墾風(fēng)化后矸 石土壤的缺陷是有效水含量低 , 吸熱快 , 散熱快 , 營 養(yǎng)元素含量少 ; 其改良措施是常澆灌 , 保苗 , 行間鋪 設(shè)秸稈 , 增施氮、 磷肥及腐殖酸類肥料。合理利用不穩(wěn)定和重復(fù)塌陷土地 , 最大限度地 減少塌陷造成的損失。短期積水的不穩(wěn)定的塌陷 地 , 可栽植耐濕林木 , 種植蔬菜或牧草。對 3年后即將發(fā)生重復(fù)塌陷的土地 , 依據(jù)現(xiàn)有 條件妥善利用。臨近水源 , 有引水灌溉條件的 , 種 植蔬菜。無灌溉條件