矿山土地复垦措施及经济效益分析

葛永强，徐 娟，陈国颜，牛文宝，廖婉婷，樊一泽

（新疆工程学院矿业工程与地质学院/新疆地质灾害防治重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830000）

随着经济发展，中国对矿产资源需求逐步增加，在矿产开采需求方面也有所拓展，导致矿产资源开发愈加频繁，同时，对矿山附近的土地造成了一定程度的破坏。为明确复垦的意义，规范复垦活动，落实用好用足政策，加大力度推进土地复垦工作，提升土地使用的有效性，促进土地集约节约利用，使被损毁的土地恢复并达到最佳综合效益的状态，文章以杜瓦矿区土地复垦为例，通过对杜瓦矿区矿山地质情况调查，对矿区土地复垦措施以及经济效益进行分析研究。

1 矿区基本情况

1.1 地形地貌

杜瓦矿区位于昆仑山北麓山前地带的中、低山区，海拔1 970～2 420 m，相对比高450 m，区域海拔最高达3 100 m，山体呈近东西走向，西高东低，南北高，中部低，地形坡度为25°～40°，相对高差较大（图1）。第四系风成黄土及黏砂土分布广泛，覆盖率达60%以上，由于少雨干旱，区内植被稀少（图2）。

图1 矿区地形地貌

1.2 矿区地层

矿区出露和钻探控制的地层有元古界、石炭系上统塔哈奇组（C2t）、二叠系上统杜瓦组（P2d）、侏罗系中下统、白垩系下统、第四系上更新-全新统[1]。

1.3 矿区构造

矿区位于杜瓦背斜南翼，呈向南倾的单斜构造，地层走向90°～105°，倾角35°～51°。矿区发育内4条逆断层，分别为F1、F2、F3、F4，1条正断层，为F5；2条平移断层f1、f2（图3）。其中F1、F4构成矿区南部的含煤边界。在矿区内暂未发现褶皱构造。

图3 矿区构造纲要图

1.4 地震

矿区位于塔克拉玛干大沙漠南缘，喀喇昆仑山北麓，是地震多发区。调查区位于中国地震动参数区规划图中，动峰值加速度0.15 g。根据《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）规范，该区地震动峰值加速度分区为0.1 g，地震基本烈度值为Ⅶ。

1.5 矿区水文地质

矿区内无地表水体，由于矿区位于低山区，植被稀少，无地表径流，大气降水补给地下水的能力有限,降水大多集中在6—8月，经常以暴雨形式出现。大部分大气降水形成沟谷洪流排泄出矿区外，仅少部分渗入补给基岩孔隙裂隙水，区域地下水则沿孔隙、裂隙由南向北缓慢运移，沿途补给地下水，向下游汇集，是本区地下水的主要补给源。

杜瓦河发源于昆仑山北麓，消失于沙漠中，属内陆水系，水量小、流程短。河水主要接受冰雪融水补给，流量随季节变化。每年6—8月水量较大，占全年径流量的71%，12月至翌年3月仅占全年径流量的3.8%，年径流量0.299 6亿m3。

2 矿区土地损毁分析

矿区土地资源损毁程度与矿山生产方式及规模密切相关。矿山发生土地损毁的环节与工程施工和建设紧密相连，发生土地损毁的环节如图4所示。

图4 矿区土地损毁现状

2.1 废渣堆放损毁土地

废渣场废渣堆放将对土地造成压占损毁，将损毁原始地表及植被。

2.2 露天采场损毁土地

由于杜瓦矿区现状有5个露天采坑，严重破坏了原始地形地貌形态，破坏了原有岩土体结构，造成土地密实度降低、抗侵蚀性减弱等问题。

2.3 地面塌陷损毁土地

杜瓦煤矿进行地下开采，未及时进行回填处理，导致地面塌陷，严重破坏了原始地形地貌形态，破坏了原有岩土体结构，造成土地密实度降低、抗侵蚀性减弱等问题。

2.4 取土场损毁土地

杜瓦煤矿进行土地复垦时，将开采使用本矿区第四系土层进行覆土回填，严重破坏了原始地形地貌形态，破坏了原有岩土体结构，造成土地密实度降低、抗侵蚀性减弱等问题。

3 土地复垦适宜性评价

鉴于矿井实际情况，通过勘查本矿开采对地质环境条件造成的破坏类型、破坏程度，并将地质环境情况结合矿井所在区域，逐项分析土地质量和待复垦土地适宜性，对受损地块进一步分区分查，最终确定土地复垦方向。

3.1 评价单元划分

根据损毁类型、损毁程度和损毁地类可将复垦责任范围内的挖损损毁和压占损毁的建设用地共划分为3个评价单元（表1）。

表1 评价单元划分

3.2 土地复垦分区

结合矿山已损毁和拟损毁土地情况、各地面布局位置、土地复垦时间和设计土地复垦方式，本矿山共划分为3个土地复垦区，总面积为分别为453 352.35 m2。分别为挖损复垦区（A）（包括阿其克苏塔格煤矿采坑、杜瓦乡煤矿采坑、47团煤矿采坑、图尔迪黑黏土矿采坑、杜瓦煤矿采坑、取土场）、1～7号渣土场复垦区（B）、杜瓦煤矿塌陷区复垦区（C）。

3.3 评价方法体系

土地复垦适宜性评价主要通常有定性法和定量法分析2类，定量分析又包括指数和法、极限条件法和多因素综合模糊法等。本方案采用极限条件法。极限条件法是基于系统工程中“木桶原理”条件差的因子的质量。模型为：

式中：Yi为第i个评价单元的终分值；Yij为第i个评价单元中第j参评因子的分值[2]。

采用二级评价体系，分为适宜类和土地质量类，土地适宜类分适宜类、暂不适宜类和不适宜类，类别下面再续分若干土地质量等。土地质量类分一等地、二等地和三等地[3]。

3.4 土地复垦适宜性评价

3.4.1 评价标准建立

复垦土地的主要限制因素是土地评级的依据。根据《土地复垦技术标准》，限制林、牧地生产的主要因素有地形坡度、土壤母质、有效土层厚度、排水条件、非均匀沉降、污染程度和土壤有机质等[4]。根据以上限制因素的分析指标，将土地复垦适宜性评价等级确定为4级标准：1级表示土地属性适宜，2级表示中等适宜，3级表示不太适宜，N表示不适宜。

3.4.2 评价因素选择

矿山属中山丘陵，矿区基岩裸露，矿区土地现状利用类型为天然草地，土壤为灰棕漠土，厚5～20 cm，腐殖质累积极不明显，表层有机质含量＜0.5%，表层或亚表层石灰含量达7%～9%，向下急剧减少；土壤呈碱性或强碱性反应，pH为8.0～9.5。土壤腐质化程度较差，肥力一般，有机质含量低。结合评估区内实际条件，评估区土地复垦选取的主要限制因素为坡度、土壤母质，覆土厚度、灌排水条件、非均匀沉降、污染程度、土壤有机质等7项指标[5]。

根据项目实地调查和资料收集到的数据，得出每个复垦分区的评价等级（表2）。

表2 待复垦土地单元各因素评级结果

3.5 确定最终复垦方向

从表2可以看出，挖损复垦区、1～7号渣土场复垦区和杜瓦煤矿塌陷区复垦区不适宜复垦为耕地和林地，适宜复垦为牧草地，限制性因素主要为覆土厚度和坡度。最终的复垦利用方向需要综合考虑项目区自然、社会经济、政策和公众意愿等因素，并且结合适宜性等级评定与实际操作的难度性来确定。矿区原土地利用类型均主要为天然草地。根据复垦方向与原利用类型保持一致的原则，挖损复垦区、1～7号渣土场复垦区和杜瓦煤矿塌陷区复垦区最终复垦为原始地类。

综合得知，本方案复垦时间为2020年，服务期内涉及的复垦区域内共计划分成3个复垦单元。本方案后续的复垦标准、措施和工程设计等亦将按以上复垦单元去考虑。

3.6 水土资源平衡分析

3.6.1 土资源平衡分析

矿区土地复垦方向均为原始地貌。由于杜瓦矿区盗采现象严重，矿区无表土堆放，故在矿区设置取土场，用于表土回覆。根据土地复垦适宜性评价，确定的各复垦区的复垦方向和面积各类用地复垦标准的覆土厚度：牧草地的覆土厚度20 cm，因此通过分析计算，表土供需平衡分析（表3）。

表3 复垦区表土供需平衡分析计算表

综上分析，矿区采矿活动无剥离表土堆放，需覆土回填90 670.47 m3，覆土全部来源于取土场。

3.6.2 水资源平衡分析

需根据实地调查，确定该矿区需要的用水量约为1 200 m3。根据复垦适宜性评价分析，方案确定拟复垦牧草地453 352.35 m2，年需水量约54 408 m3。

复垦区拟复垦的牧草地，土地复垦和管护可以使用水车拉水方式进行灌溉，也可以依靠天然降水，其水源从矿区5 km以外的杜瓦河的河水供应。

4 矿区土地复垦

4.1 工程设计

4.1.1 回填工程

将6～7号废渣场堆放的废渣按设计要求回填至杜瓦煤矿塌陷区，恢复废渣场场原有地形地貌，预计回填量为10 700 m3。

4.1.2 平整工程

对场地内较大起伏和坡度进行推高和填低，进行平整压实处理使其基本水平或坡度在允许范围内，以利于雨季排水，对原始的地形地貌、景观价值及土地使用功能进行修缮。

4.1.3 植被重建

本方案设计从取土场取土进行表土回覆，其中阿其克苏塔格煤矿采坑至取土场距离为6 km，杜瓦乡煤矿采坑至取土场距离为3.8 km，47团煤矿采坑至取土场距离为1.9 km，图尔迪黑黏土矿采坑至取土场距离为0.5 km，杜瓦煤矿采坑至取土场距离为1.2 km，1～7号渣土场至取土场距离最远1.5 km、最近0.3 km，平均0.9 km，杜瓦煤矿塌陷区复垦区至取土场的距离为1.5 km。覆土厚度20 cm，并进行播撒草籽，植被重建。

4.2 复垦措施

挖损复垦区（A）矿山采坑上部会有一些生产遗留废石，凹凸不平，为加强景观效果，对其实施平整工程；1～7号渣土场复垦区（B）渣土场削放坡处理后，用推土机对场地进行平整，对场地内的较大起伏和坡度进行推高或填低；杜瓦煤矿塌陷区复垦区（C）为减少塌陷下沉量，将6～7号渣土场渣土回填至塌陷区，用推土机对场地进行平整，对场地内的较大起伏和坡度进行推高或填低。通过复垦措施，使复垦区达到基本水平或其坡度在允许范围内，以利于雨季排水，最后进行植被重建和管护，将其恢复原有地形地貌景观和土地使用功能。

5 效益分析

5.1 社会效益

通过土地复垦方案的实施，一是对周边群众和矿山人员危害性降低，有效降低矿区开采对地质环境潜在影响；二是有利于矿区的常态化生产，实现了矿山资源的可持续发展；三是破坏的土壤可以在矿区复垦，可以有效预防和控制周边地区自然环境稳定值，提升矿区周围的环境建设管理水平，形成了良好的生态循环，维持了生态平衡。

5.2 经济效益

5.2.1 经费构成及计算标准

土地复垦取费构成：根据《土地复垦方案编制规程》（TD/T 1031—2011）中土地复垦费用组成说明，土地复垦费用包括工程施工费、设备购置费、其他费用、监测与管护费和预备费[6]。

5.2.2 经费估算结果

据矿山土地复垦工作部署，矿区土地复垦工程估算费用为240.60万元。

5.2.3 经济效益分析

通过土地复垦适宜性分析，杜瓦矿区适宜复垦为牧，拟复垦牧草地453 352.35 m2。

式中：R为复垦土地每年的产值；S为复垦净增耕地面积；H为复垦土地单位面积年毛收入，

以紫花苜蓿为例，在气候适宜的地方其亩产量（年产）一般为8 kg左右，一亩紫花苜蓿大致每年可以养3～5头牛，20头羊。以牛为例，一亩紫花苜蓿至少饲养3头牛，暂且按每月长十斤肉，则一个月的毛收入最低可达到700元左右，则一亩紫花苜蓿一年的毛收入可达到700×12=3 400元。（10 000 m2=15亩）。

R=S×H=45.34×15×3 400=231.234万元

所以，复垦后土地每年的产值大约为231万元。

牧草的价值主要体现在它的经济价值，它可以作为畜牧业的主要饲料，而且好种植好管理，大部分的牧草都是采用粗放性管理的。它既可以给农户提供经济价值，也可以给一些畜牧业提供一些良好的食物资源。

6 结论

（1）通过对土地的复垦，杜瓦矿区土地利用率增加，矿区土地类型有了明显改善，主要表现为矿区塌陷地、挖损地、渣土堆积地等受损土地面积减少，牧草地面积增加，根据土地复垦适宜性分析，杜瓦矿区土地复垦潜力巨大，而且水资源和土资源可以有效保证土地复垦的顺利进行。

（2）土地复垦使矿区社会效益、生态效益、经济效益达到良好状态。通过前期工程投资估算以及预期增产值计算方法，得到矿区土地复垦工程估算费用为240.60万元，复垦后土地每年的产值大约为231万元。从长远利益来说，土地复垦不仅对生态环境有着重大意义，还对带动牧区经济发展有着促进作用。