煤矿土地复垦与生态恢复研究

摘要：煤炭是矿产资源之一，煤炭生产过程中不可避免的要破坏自然环境，煤炭开采造成的生态破坏和环境污染点多、量大、面广。煤矿生产在矿产资源开发中对生态环境的破坏和影响也尤为突出。本文总结了煤矿对矿区土地损毁及生态环境破坏的类型及特点；研究探讨了煤矿土地复垦与生态恢复工程技术；并对将来煤矿土地复垦与生态恢复工作进行了展望。
论文关键词：煤矿,土地复垦,生态恢复

　　一、煤矿区损毁土地类型及特点

　　在煤矿开采活动过程中，无论是露天开采还是井工开采，剥离物或废弃物的堆排，都造成土壤和植被被大量迁移或被废弃物压埋，土壤、植被和水资源遭受破坏，使土地的生产和生态功能降低甚至丧失。煤矿开采活动导致的主要土地损毁类型有土地挖损、土地压占、土地沉陷、土地污染和土地占用等。

　　1、土地挖损

　　煤矿的土地挖损是因为采矿活动致使原地表形态、土壤结构、地质层组、地表生物等直接被摧毁，对土地资源的破坏是最直接的，也是毁灭性的。其包括露天煤矿（包括地表煤层露头线盗采乱掘地）开采、取土、挖土石方、开山等面状工程；矿山所需兴修水利、铁路、公路等线性工程活动；井工开采煤矿兴修井筒井口等点状工程活动等。

　　2、土地压占

　　煤矿的土地压占过程是因为堆放剥离物、废石、矿渣、表土等，造成原油生产和生态功能丧失的过程。煤矿开采活动产生的剥离物、废石等堆积于原土地上，不可避免地要覆盖原地表，造成土地破坏。土地压占对土地资源的损毁是毁灭性的。煤矿土地压占损毁主要表现形式为：露天煤矿的表土堆放场，排土场，井工煤矿开采所产生的矸石山等。

　　3、土地沉陷

　　此类土地损毁类型多见于井工开采煤矿生产过程中，因地下开采导致地表沉降、变形，造成土地原有功能部分或全部丧失的过程。地下储煤开采以后，采空区周围岩体原始应力平衡的状态受到破坏，因而会引起围岩向采空区移动，使顶板和上覆岩层产生冒落、离层裂缝和移动以及地表的沉陷和裂缝。随着采空区面积的扩大，岩层移动的范围也相应地增大，当采空区面积扩大到一定范围时，岩层移动发展至地表，使地表产生移动和变形，从而使地表土地资源发生破坏。由于各矿区地形地貌、地质条件、采矿条件的不同，开采沉陷对土地的损毁程度也各不相同，其主要表现形式为：地裂缝，地面塌陷，岩溶塌陷等。

　　4、土地污染

　　煤矿的土地污染是指开采过程中排放的的污染物，造成土壤原油理化形状恶性化、土地原有功能部分或全部丧失的过程。化学污染具有隐蔽性或潜伏性、不可逆性和长期性、后果严重性的特点。

　　5、土地占用

　　露天矿开采、取土、挖砂、采石等面状工程的工业广场，因矿山开采需要兴修水利、铁路、公路等线性工程的施工场地等临时占用的土地，虽然可能在矿山生产服务年限内仍在发挥其使用价值，只是从原来的土地使用或存在形式，如耕地、林草地等改变为矿山企业的工业用途。其主要表现形式为：工业广场、运煤铁路、矿区道路、供电通信设施、给排水管道沟渠等。

　　二、土地复垦与生态恢复工程前期综合评价

　　由于煤矿在开采时扰动了地壳，改变了地质结构，同时给生态环境和水资源带来了诸多方面的负面影响。因此在煤矿土地复垦与生态恢复工程前对其进行综合评价是十分必要的。特别是地质灾害危险性评价、环境影响评价和水资源评价，以确保生态恢复工程的生态安全性，确保不形成二次污染，避免造成二次生态破坏。

　　1、 地质灾害危险性评估

　　地质灾害是指包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害、地质灾害评估的灾种主要包括：崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷（包括岩溶塌陷和矿山采空塌陷）、地裂缝和地面沉降等。这是煤矿经常发生的地质灾害现象。

　　2、环境影响评价

　　煤矿的土地复垦与生态恢复工程毋庸置疑是对项目区的认为正向扰动，对保护和改善区域生态环境质量将起到巨大作用，但是由于物种的引入、认为施工的影响，将可能对项目区的植被、土壤、生物多样性等产生较大影响，从而导致地力消退、生物多样性降低、水土流失加重等生态环境问题、因此煤矿土地复垦与生态恢复工程实施前，极有必要对其进行环境影响评价。适用的评价标准包括大气环境质量标准、地表水环境质量标准、环境噪声、土壤环境质量标准和固体废物评价标准等。

　　3、水资源评价

　　煤矿水资源论证对区域水资源的优化配置、高效利用和有效保护具有极其重要的意义。在实际工作中，水资源论证的主要内容包括：论证范围的确定，区域水资源状况及其开发利用状况分析，取用水合理性分析，水源论证以及取退水影响分析等。

　　三、煤矿土地复垦与生态恢复工程技术

　　煤矿土地复垦与生态恢复工程技术应按项目所在地区自然环境和具体复垦方向要求，说明不同损毁类型，不同开采方式拟采用的工程技术措施，一般有以下内容

　　1、煤矿露天开采土地复垦与生态恢复技术

　　露天煤矿开采可导致地表挖损、废弃岩土堆积压占。近年来，露天煤矿开采土地复垦及生态恢复工程主要技术有：

　　1）“剥离—采矿—复垦—生态恢复”一体化技术；

　　2）利用露天采矿剥离物回填采煤沉陷区；

　　3）优化采矿工艺，采取分区段开采，实现内排土。研究成果表明，露天矿采场与排土场存在滑坡、水土流失的潜在危害，复垦时，地貌重塑是关键。可充分利用GIS的地形分析功能，构建DTM模型，为后续的植被恢复创造良好条件；采取快速植被恢复技术，提高生物多样性。

　　2、煤矿井工开采土地复垦与生态恢复技术

　　煤矿地下开采导致沉陷土地的复垦与恢复，可分为充填复垦恢复与非充填复垦恢复两大类。充填复垦恢复主要是利用矸石回填、粉煤灰回填及其它固体废弃物或客土回填，后覆土植被复绿；非充填复垦恢复根据积水状况与地貌特征，大致分为疏排法复垦恢复、梯田式复垦恢复及平整土地工程技术复垦恢复。根据回填后的土地用途不同，充填复垦的关键技术也不一样。回填后用于种植利用的土地，需要防止不均匀沉降，关键问题是重构合理的土壤剖面，适合植物生长，防止污染。

　　3、煤矿固体废弃物复垦与生态恢复技术

　　煤矿区固体废弃物主要包括地下开采矿山矸石、露天矿剥离岩土、选煤厂洗选矸石和坑口电厂的粉煤灰等。用于土地复垦与生态恢复的主要处理方法是：

　　1）粉煤灰与矸石回填洼地或塌陷区；

　　2）废弃的矸石山绿化造景；

　　3）矸石排放过程中绿化造景。

　　4、煤矿区复垦与生态恢复土壤重构技术

　　按照复垦与生态恢复形式，煤矿区复垦土壤重构主要有充填复垦土壤重构、非充填土壤重构和露天矿复垦土壤重构。非充填复垦土壤重构主要考虑土壤物理特性的改良，主要手段是建立完善的排灌体系、平整土地；充填复垦土壤重构的主要技术是根据回填物料的性质添加隔离层，并考虑土壤保水能力，主要有以下几种形式：黏土—粉煤灰—耕作土、黏土—矸石—耕作土、黏土—矸石—粉煤灰—耕作土等；露天矿复垦土壤重构方法有交错回填法、排土场圆锥堆整排列法等。矸石山绿化过程中的土壤重构也十分重要，目前我国矸石山绿化时以覆客土或苗木带土穴植为主。