安家岭露天矿排土场复垦方案及效益分析

朱磊

（中煤平朔集团安家岭露天矿，山西朔州036000）

安家岭露天矿排土场复垦方案及效益分析

朱磊

（中煤平朔集团安家岭露天矿，山西朔州036000）

结合安家岭露天矿的地形、气候、水文地质条件，参考景观生态原理制定排土场复垦工作方案，优化排土场复垦布局，提高土地再利用率，改善矿区生态环境，促进土地和矿产资源的合理开发利用，并分析排土场复垦后的社会效益、经济效益和生态效益。

露天矿；排土场；复垦；效益分析

0 引言

中煤平朔集团安家岭露天矿位于平鲁区白堂乡和陶村乡交界处，距离朔州市直线距离16.4 km，采矿权面积28.88 km2、地表境界面积30.03 km2、深部境界面积22.01 km2，主要可采煤层从上往下依次是4#、9#、11#，平均总厚度为29.5 m，埋藏深度在100～200 m，原煤类别主要以气煤为主，含硫量为低到中硫，可作民用煤及动力用煤，2012年矿坑原煤年产量已达到3 300万t。近几年伴随着生产能力逐步提高，排土场废弃土石排放堆置问题凸显，排土场由于弃土堆影响，地形起伏较大，景观破碎，水土流失严重，排土场复垦已成为决定矿山正常采掘生产并涉及环境保护和社会安定等的一个关键问题。

1 安家岭矿区概况

1.1 地理位置

安家岭矿区位于山西省朔州市平鲁区境内黄土高原东北部，矿区范围东经110°50′29.25″～110°52′27.31″，北纬39°28′1.40″～39°29′59.90″。

1.2 地形地貌

矿区为黄土高原地貌，地形地貌复杂多样，以山地、沟谷、丘陵为主，伴有安家岭逆断层和芦子沟背斜，地势北高南低，标高为1 240～1 430 m，地形受地表水切割剧烈，水土流失严重[1]。矿田地层相对平缓，几何形状不规整，矿坑深部境界东西长4.38～7.24 km，南北宽0.85～4.0 km，煤层倾角8°以下。内排土场排弃标高为1 430 m水平，台阶高度为30 m。

1.3 气象条件

矿区属温带半干旱大陆性气候区，日照丰富，四季分明。春季雨雪少，风沙大，蒸发量大，经常出现干旱天气；夏季雨量集中，间有大雨、暴雨、冰雹等；秋季雨水少，早晚凉爽，中午炎热；冬季风多雪少，气候寒冷。年平均降雨量约为440 mm，集中分布在7—9月，占全年总降水量的78%。年蒸发量1 800～2 600 mm，超过降水量的4倍。矿区年平均气温约6.5℃，日温差为18～25℃[1]。无霜约115～130 d，冻土平均深度0.6 m，积雪平均厚度13 mm。矿区灾害性天气主要有干旱、冰雹、霜冻和风害。

1.4 水文地质

矿区地表水系属永定河水系，主要河流为马关河和七里河。地下水主要含水层由下往上依次分布为：奥陶系马家沟组石灰岩、太原组和山西组砂岩含水层、基岩风化壳含水层、第四系全新统洪积层。奥陶系岩溶裂隙是矿区地下水主要含水层，发育不均匀，岩溶裂隙面光滑平整但连通性差，富水性较弱；太原组和山西组是主要含煤地层，由砂岩、泥岩、煤和泥灰岩组成，故含水量小；基岩风化壳裂隙较为发育，但分布不均匀，含水性较差；第四系全新统洪积层含水主要是由自然降水及山区河流渗漏水补给孔隙潜水[2]。

2 排土场复垦技术措施

为符合国家的环保政策，排土场在排弃到界时须复垦，具体复垦措施是对到界土场的坡面、保安平盘、运输平盘、最终平盘全部进行覆土绿化。

2.1 排土场平盘复垦

排土工作面由卡车卸载区、推土机推土区、清箱斗区组成，一般黄土排弃工作面段高15 m，岩石排弃工作面段高30 m[3]，排土场正常排土位置如图1所示。

图1 排土场正常排土位置

平盘复垦模式包括“永久性林业用地”和“最终耕地+过渡性林灌（草）用地”2种，除内排土场的最终平台适用于后者外，其余平盘均适宜做永久性防风林带，有助于矿山生产的安全、防风固沙、防粉尘污染及美化矿区景观等[4]。一般要求为：①复垦平盘上密集散排黄土，覆土厚度为1.0～1.5 m；②平盘坡度小于3°；③覆土必须选择原地表层0～200 cm不含姜料的黄绵土，平整时将散排黄土推平；④复垦种植层保证在100～150 cm；⑤土壤结构适中，密度为1.3～1.4 g/cm3无较大裂隙。

2.2 排土场边坡复垦

排土场最终帮是指矿坑使用的排土场排弃到设计位置，停止排土后全部边帮平盘的组合。典型排土场最终帮如图2，排土场最终帮要素见表1。

图2 内排土场最终帮断面图

表1 安家岭矿排土场最终帮要素

待排土场最终帮确定后，为了防止塌方，保证施工安全，按GB50201—2012土方和爆破工程施工及验收规范的规定，结合矿区土质条件拟定坡度为30°～40°，厚度在30 cm以内的挖土，20 m基本运距的运填，最后削坡找平。在满足排土场边坡稳定的前提下，最大限度的增加有效耕地面积，然后边坡覆盖表土，达到种植要求。具体标准为：①林地的坡面具有边坡保水肥工程措施；②树坑大小一般要求为1 m2左右，坑深约为1 m，坑口反向倾斜，以便保土蓄水；③坡面不宜厚层盖土，易发生泥石流，种植可用鱼鳞坑、客土等方法；④选择适宜在本地生长的乡土树种。

由于排土场排弃物料中岩石居多，进行农业复垦有一定难度，因此边坡复垦最适合的利用方向是永久性林木用地。另外大多数牧草对新垦土地有较强的适应能力，同时排土场需要一段塌实过程（一般为4～6年），先植草后植树可使地面的植被覆盖率在短期内快速提高，故辅助采取“以草先行”、“以草为主”的模式，以便于保持水土及排土场边坡的稳定性[4]。

2.3 设计标高

排土场的高度与许多技术经济指标相关：运输距离和岩土的提升高度、排土场设备的效率、排土场的稳定性和容积、占地面积等。安家岭露天矿排土场排弃高度的确定，是维持排土场稳定性的关键，同时满足矿区开采排土要求和尽可能少占地的原则。结合矿区的生产模式和水文地质条件，在保证排土场边坡稳定性的前提下，采用多台阶的排土场堆置模式，得出排土场的最终排弃标高。具体参数见表2。

表2 内排土场设计参数

3 效益分析

排土场复垦是对农田、水利、道路、林地的综合整治，采取有效的生态工程措施，实现排土场地貌景观重塑，为将来植被恢复和土地利用奠定坚实基础，在提高土地利用效率的同时实现保持水土，恢复原始生态环境的最终目标。综合效益包括社会效益、生态效益、经济效益和环境影响评价4个部分。

3.1 社会效益分析

排土场复垦的社会效益首先表现为有效减少自然灾害，如保持水土避免沟蚀破坏，减轻矿区风蚀、风沙和滑坡、泥石流的危害，还可以促进社会进步，如改善农业基础设施，提高土地利用效率，为失业农民和本地居民就业机会，提高劳动利用率，提高环境容量，缓解人地矛盾等。

1）平整排土场内部分层堆置和分层压实的岩土，恢复原始地形地貌，防止水土流失，稳定排土场平盘与边坡，确保矿山生产的安全稳定性[5]；

2）排土场内复垦能够重塑被破坏的生态环境，为矿山绿化做好准备工作，有利于职工及本地居民的身心健康，从而带动积极性，提高生产效率；

3）排土场复垦可以消化吸收大量的社会剩余劳动力，为失地村民提供就业机会，增加经济收入；

4）过恢复林草植被，改善矿区土地利用结构，促进当地农、林、牧业协调发展[6]，复垦土地的及时利用也有利于解决政府、企业、农民3方利益关系、耕地占补平衡、失地农民就业安置、规划建设用地指标等社会问题，促进社会稳定和安定团结。

3.2 生态效益分析

排土场土地复垦实质就是对矿区生态环境进行综合治理，有效恢复被破坏的生态环境，提高大气环境质量、防止水土流失和环境污染。

1）安家岭矿区位于黄土高原丘陵区，沟壑纵横，水土流失以水蚀为主。经过科学对排土场的重塑和平整，采用生态复垦措施后可显著减少水土流失，降低旱涝灾率，防止土地退化。

2）排土场经过复垦后，由于管理施肥，使得重塑后的土壤覆盖植被提高土地肥力，使植物更适宜于生长，提高土地的生产力。

3）通过复垦，提高排土场土地垦殖率和林草覆盖率，增加当地草场载畜量指数和防护林保护面积，重建生态系统，保护区域环境。

3.3 经济效益分析

1）排土场复垦工程的经济效益表现为对企业的经济效益与对当地居民的经济效益。企业的经济效益主要来源于因整治排土场土地，减少征地过程中的征地补偿与生态补偿费用等。对于当地居民的经济效益表现为因复垦改善农业生产条件，增加农业产值。

2）排土场的复垦工程与矿区排土工程相结合，对排土场岩土合理堆放及节地利用起到很大的效果，改善了项目区的生态环境。通过复垦，不仅可以改善排土场内凌乱堆放的弃土，美化空间，还可保证弃土堆的安全，减少因不合理堆放弃土给生态环境及人民群众生命带来的威胁，降低人身财产损失。

3.4 环境影响评价

排土场复垦需要采取一系列工程措施和生物措施对水、田、路、林进行综合整治，不可避免会对矿区及其背景区域的水、土壤、植被、大气、生物等环境要素及其生态过程产生直接或间接的影响，充分认识这些可能存在的影响将有助于选择更加合理可行的土地复垦规划方案，并对复垦方案提出减缓措施，用来避免、降低、修复或补偿复垦给环境带来的不利影响，更好地保护生态环境。

排土场复垦通过生态建设措施不仅可使被破坏的地表得到重塑，恢复到原始生态景观，而且可改善水资源质量和结构，提高矿区土地生态系统蓄水能力，从而增强防洪、排涝和抗旱的能力。同时土壤结构、土壤质地、土壤肥力等各种理化性质及相关生态过程均有不同程度的提升，起到保持水土、防风固沙和改善生态环境质量的效果。

4 结语

截止到2016年，安家岭露天矿复垦土地面积达到65%以上，排土场植被覆盖率达到85%以上。复垦后土壤侵蚀模数为3 480 t/（km2·a），比原地貌减少了194%，排土场平台表层容重由1.8 g/cm3降为1.4 g/cm3左右[7]，草灌乔木对土壤的熟化和防风林带的建立，控制了排土场的水土流失，平台表面径流明显减少，矿区风速明显下降，减少水力风力对土地的侵蚀，维护区域生态系统平衡，构建和谐美好的矿区景观，保持生态环境的良好，实现生态矿山和谐发展所带来社会效益、经济效益和生态效益的最佳。

［1］张文岚.平朔矿区采矿废弃地生态恢复评价研究［D］.山东：山东师范大学，2003：6.

［2］师华定.矿区土地复垦与生态重建信息系统的实现——以平朔露天矿区为例［D］.山西：山西农业大学，2004：10-13.

［3］贺振伟.矿区复垦土地可持续利用与产业转型机制研究［D］.北京：中国地质大学，2012.

［4］胡振琪.土地复垦与生态重建［M］.江苏：中国矿业大学出版社，2008.

［5］吕春娟，白中科，陈卫国.黄土区采煤排土场生态复垦工程实施成效分析［J］.水土保持通报，2011（6）：232-236.

［6］包永峰.开采银矿对环境的影响及治理措施［J］.资源节约与环保，2013（2）：21.

［7］廖翔，徐文权.矿区土地复垦与生态恢复问题研究［J］.科技资讯，2006（34）：99-100.

【责任编辑：陈毓】

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.安家岭露天矿排土场复垦方案及效益分析［J］.露天采矿技术，2017，32（5）：74-76.

2017-01-18

朱磊（1989—），男，山西朔州人，助理工程师，本科，2012年毕业于山西大学工程学院环境工程专业，现在中煤平朔集团安家岭露天矿经营管理部工作。