矿山土地复垦 (2)

④采矿作业面、机械设施、矿山辅助建筑物和道路交通等 先占用而后废弃的土地。
累计量已达 35 亿吨以 上， 2005 年一年就排 放 煤 矸 石 2.3 亿 吨 。 产 出 量 10%-20% ， 200 ～ 400Mt/ 年； 目 前我国煤矸石的利用 率还不到30%
大量煤矸石的露天堆放产生严重的 环境污染
2005年5月15日晚平 顶山煤业集团四矿矸 石山突发自燃崩塌， 喷涌出的煤灰和矸石 挟着巨大的热浪将附 近的１８间居民房冲 毁，经过全力搜救， 确认有８人遇难，６ 人受重伤。
四川龙门山区卧牛坪石灰石矿山复垦方 案设计

东亚水泥有限公司卧牛坪石灰石矿区位于四川省彭州市， 地处龙门山区中段。矿区地形切割大、山势陡峭，矿山高 近1 500 m。卧牛坪矿区占地 155.5 hm2，矿体储量大，为 特大型石灰岩矿床，设计为露天开采，可开采范围几乎包 括整个山体的上部( 近 200 m 厚) ，地表土层剥离量较 少。
我国土地复垦存在的主要问题

土地复垦的配套法规不健全，缺乏强有力的约束 机制 国家政策不能全面地贯彻落实 土地复垦资金没有可靠保障



土地复垦技术研究严重滞后
缺乏健全的机构和执法监督 企业复垦的积极性未得到有效的保护，全民土地 复垦意识还有待提高

工程复垦
（一）非充填复垦
1、直接利用法

积水区直接利用 未稳定沉陷区的直接利用
2、地表整形 地表整形工程技术指对复垦土地地形地貌的整理，以适于 土地开发利用。 1）梯田法 2）排土场整修 3）尾矿整修
（二）充填复垦
1、泥浆泵充填复垦技术 模拟自然水流冲刷原理，运用水力挖塘机组将塌陷地低洼 处的沙土冲成泥浆，然后用泥浆泵抽进要平整的地域内， 沉淀后成为耕地。 主要适用于常年积水且洼地多沙质良土的沉陷区。


（1）土壤培肥
矿区土壤培肥就是通过采取各种培肥措施,加速复 垦地的生土熟化的过程。 地表有土性的土壤培肥,主要是通过施有机肥、无 机肥和种植绿色植物等措施,来迅速建立土壤的有 机库和氮库,实现土壤培肥;地表无土型培肥,一般 用易风化的泥岩和砂岩混合的碎砾作为土体,调整 其比例,在空气中进行物理和化学风化,同时种植 一些特殊的耐性植物进行生物风化,以达到土壤熟 化的目的。
土地复垦的特点
1、综合性
2、技术性 3、系统性 4、地域性 5、多样性 破坏类型的多样性 复垦手段的多样性
自然科学 技术科学 社会科学
土地复垦原则
1、谁破坏、谁复垦，谁复垦、谁受益
2、因地制宜、优先复垦为农业用地
3、复垦与生产建设统一规划
4、经济、生态与社会效益相结合
矿山土地复垦后用途（目的）
（1）微生物技术

（2）矿山尾矿的多层覆盖技术



在矿山废弃物的上方加3层覆盖材料，并在覆盖材 料中间加薄薄的地质滤网。 3层材料分别是 上层是约0.6 m厚土壤，供植被生长； 中部为约1.2 m厚且渗透较好的石块覆盖层， 增加材料透气性，促进水的水平流动； 下部为有机材料，用以耗气 这种覆盖技术可使尾矿酸化最小，污染迁移也最 小。



土地复垦强调的是矿山土地可利用能力的恢复， 生态重建则在土地可利用能力恢复的基础上，强 调建立一个和环境协调的、具有稳定生物群落的 人工生态系统。 土地复垦是生态重建的前期工程，而生态重建是 土地复垦的最终目标，土地复垦应是生态重建中 的核心部分。
矿山固体废弃物复垦的新技术

矿山固体废弃物复垦技术主要有两项： 在矿山固体废弃物中引入微生物，促进植 物根瘤菌和菌根的生成，从而固定废弃物 和加速废弃物风化成土，促进植物迅速生 长。



(3) 土地平整。土地平整是复垦的主要工作内容之一。建 设项目损坏、占压土地后，使原有的土地形态发生改变， 难以达到设定的土地利用目标。根据土地复垦标准，复垦 为林地的损坏土地平整后，边坡在 35°以下的可用于一 般林木种植，15°～20°的可用于果园和其他经济林种植 。 (4) 工程防护。工程防护措施主要是排水沟。由于卧牛坪 矿区水文地质条件相对简单，所以土地复垦时只需要修建 排水沟，用以排出复垦区的雨水即可。 (5) 覆土。土地平整后，要对平整后的土地进行覆土，覆 土来自施工前剥离的表层土，覆土厚度根据复垦后土地的 利用方向具体确定。如林地覆土厚不小于 35 cm，开采台 阶斜坡覆土厚不小于 10 cm。

由于该技术从本质上讲是一类特殊的挖深垫浅法复垦技术 ，故也被称作泥浆泵挖深垫浅复垦技术。
2、污泥填充物复垦
3、动态充填复垦
4、粉煤灰、煤矸石充填 5、其他物料充填

生物复垦
地表有土性的土壤培肥 地表无土性培肥 微生物培肥技术 植被恢复 土壤系统的恢复 生态系统结构和功能的恢复
生 物 复 垦
土壤培肥 （改良） 生态恢复 （重建）
矿山土地复垦工艺与方法
一、土地复垦技术体系



针对矿区生态环境特点，我国当前矿区土地复垦的典型技 术体系主要包括： 管理技术 规划设计技术 剥离一采矿一复垦一体化工程技术 工程技术 地表整形工程技术 土壤培肥改良技术 土壤重金属污染治理技术 生物技术 植被恢复技术 矿区废弃物综合利用技术 大气污染治理技术 水土流失综合治理技术
二、矿山生态恢复的理论与方法

“复垦”一词,其主要含义是赋予复垦地以农业使 用价值.从持续发展的观点看,采后土地治理和恢 复是为了建立或恢复与当地自然界相和谐的人工 生态系统,其实质是“生态恢复”(Ecological restoration)。



矿山土地复垦具有明显的多学科性,涉及自然科学(地质学 、农学、林学、生态学、生物学、环境科学)、技术科学( 采矿技术、生态工程、水土保持等)和社会科学(人口学、 经济学),它是一项复杂的系统工程。 科学的矿山土地复垦技术就是要很好的将各学科中先进、 成熟和正在推广中的新技术融为丁体,从长远的角度进行 土地利用和生态环境的优化,从周密的社会调查开始,先确 定复垦目标和复垦地利用方向,再进行实验室试验、现场 小区模拟试验和田间工业性试验,最终实现复垦技术的先 进性、经济性和实用性。 土地复垦不是采矿工程的补充,而是将其视为采矿工程的 继续。因此,在采矿时就要考虑复垦的要求,实现边采矿边 复垦,达到矿山工业用地周期和复垦周期最短,复垦成本最 低,复垦效果最好。


1、工程复垦
工程复垦是指根据采矿后形成废弃地的地形、地貌现状, 按照规划的新复垦地利用方向的要求,并结合采矿工程特 点,采用采矿设备,纳入采矿工艺,对破坏土地进行顺序回 填、平整、覆土及综合整治,其核心是造地,为生物复垦阶 段生物群落的建立,创造一个良好的生态环境；


2、生物复垦
生物复垦包括土壤培肥、植被重建,其核心是迅速建成人 工植被群落,即在建好的生态环境上建立人工植被,形成人 工群落,关键技术在于解决土壤熟化和培肥问题,加速复垦 地“生土”熟化过程。
复垦方案的实施


(1) 建立土地熟化试验场。根据矿区实际条件建立土地熟 化试验场，通过对试验场中复垦土地的养护，建立复垦样 板工程，从而提高复垦技术含量，完善复垦方案，为全面 复垦打下基础。 (2) 表土层的剥离及堆放。对复垦工作来说，表土层的剥 离及堆放具有重要的意义。表土层是土地复垦中再种植成 功的关键，表土层不仅是复垦土地覆土来源，也是减少复 垦投资、保护自然资源的重要措施。因此，必须妥善就近 将表土储存，防止岩石混入使土质恶化，尽可能做到恢复 后保持原有的土壤结构，以利种植。为减少表层松散土体 堆放过程中产生的水土流失，堆放边坡坡比应小于 1.75 ，同时设计采用土袋对其下边坡进行挡护，顶面及坡面撒 种草籽，上边坡及周边设临时排水沟。



（2）植被重建
植被的恢复大体可通过两种途径实现：1)选树选草适地, 即根据当地的立地条件选择或引进各种限制因子较少的先 锋植物定居,随着植物的生长、繁殖、环境逐渐得到改善, 同时其它植物物种入侵,最终演替为顶极群落； 2)改地适 树适草,即通过人为地改善立地条件,使其基本适应植物的 生长。 植被品种的筛选一般应遵循以下程序：1)广泛进行适宜的 植被品种资源调查,选择可行性好的品种,在实验室进行抗 逆性能筛选； 2)中选者参加田间小区模拟试验,表现最好 的进人生物复垦工业试验。选出的植物品种应有较强的固 氮能力、根系发达、生产快、产量高、适应性强、抗逆性 好、耐贫瘠等。




森林 牧草地 农田 野生生物栖息地 娱乐用地 商业用地 水利及水产养殖 综合利用
四、矿山及其废弃地类型
根据矿业废弃地的来源可划分
①由剥离表土、开采的岩石碎块和低品位矿石堆积而成的 废石堆废弃地；
②随着矿物开采而形成的大量的采空区和塌陷区，即采矿 坑废弃地； ③开采出来的矿石经各种分选方法分选出精矿后的剩余物 排放堆积形成的尾矿废弃地；
矿山土地复垦
一、矿山土地复垦的生态学原理

矿山土地复垦的生态学原理,最重要的是生态演替 ,即生态系统由一种类型转变为另一种类型的有顺 序的变化过程。这个过程在自然界很常见,例如: 草地遭到破坏变成裸地后,一般均要经过杂草期疏丛禾草期-密丛禾草期等阶段,才能恢复;云杉林 被砍伐后,也要经过迹地-杂草期-桦树-山杨树-云 杉林等阶段,时间可达几十年之久.但人为作用可 以调控这一过程,从而加速演替或改变演替方向。

方案措施。为了确保卧牛坪矿区复垦方案的实施效果，提 出 5 项复垦措施: ①对开采范围内的植被、土壤和地形 采取综合防护措施。在开采地段进行土地平整，待开采结 束覆盖表层剥离土，营造防护林草; 对开采边坡实施稳定 措施，逐级削坡，坡脚用草袋防护，坡面进行整地并营造 灌木林。②对在矿山生产过程中产生的废水、废液进行处 理，检查达标后方能排放，严禁向附近河流排放有毒、有 害液体。③在尾矿场地种草、植树，对采矿留下的陡坎进 行开挖、填土并复垦。④矿山场地内建筑物地基开挖等施 工活动，破坏了原地貌及植被，及时实施绿化及营造周边 防护林等水土保持措施。⑤矿区各种道路的修筑也破坏了 原地貌，路基两侧需要采取防护措施，可在路基坡脚处设 排水沟，路两侧栽植道路防护林。

1、表土转换


为维持质地好、易培肥的土壤剖面，在采矿前先把表层 (30cm)及亚表层(30～60cm)土壤取走并加以保存，待工程 结束后再放回原处。 该技术的关键在于表土的剥离、保存和复原，应尽量减少 对土壤结构的破坏和养分的流失。
2、客土覆盖
废弃地土层较薄时，可采用异地熟土覆盖，直接固定地表 土层，并对土壤理化特性进行改良，特别是引进氮素、微 生物和植物种子，为矿区重建植被提供有利条件。 该技术的关键在于寻找土源和确定覆盖的厚度，土源应尽 量在当地解决，也可考虑底板土与城市生活垃圾、污水厂 污泥等混用； 3、土壤物理性状改良4、土壤pH值改良5、土壤营养状况改 良


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根据这一基本原理,矿山土地复垦可沿以下几方面 开展工作,以加速生态演替过程: (l)筛选耐早、耐瘩薄的速生先锋植被、草灌品种 ,达到复垦地迅速固土封坡,保持水土的目的; (2)采取措施进行土壤基质改良,并辅之一定的水 肥措施,加快土壤培肥速度; (3)采用微生物技术,增加矿土中微生物活性,还原 土壤生态系统; (4)当土壤得到一定改良后,发展多种作物与果树, 因地制宜的综合利用矿山废弃地。
生态系统重建


由于卧牛坪矿区无大的水体，也无地表水聚集，所以这里 着重探讨矿区陆地生态系统重建。 在复垦区重建植被将实现如下目标: ①根据确定的复垦范 围，矿山关闭后，保证矿山占用的临时用地全部得到恢复 ，复垦面积达到 154. 78 hm2。②以生态效益、社会效益 为土地复垦的主要目标。通过土地复垦，使破坏的土地与 周边的生态环境保持一致，符合当地土地利用总体规划的 要求。③有针对性地选择适宜性、抗逆性强的优良树草种 。林地可选用杉树，草地可选用茅草。在不适宜发展农业 的边坡恢复茅草植被，增强边坡的稳定性，防治水土流失 。④确保复垦质量。破坏土地复垦为林地时，应保证 3 年后树木成活率在 70%以上，5 年后覆盖度达 30%以上。