内蒙古大雁矿区采矿损毁土地整治措施

霍改兰　 乔文光　 刘占敏

摘要 内蒙古大雁矿区由于采矿活动，形成了采空区，采空区上方产生了地裂缝、地面塌陷等地质灾害，造成土地损毁。该研究针对大雁矿区开采特点及矿山地质环境条件，提出了采矿工程造成的土地资源破坏整治措施。通过这些措施的有效实施，损毁的土地功能得到了恢复。

关键词 采矿；损毁土地；整治； 大雁矿区

中图分类号 S28 文献标识码

矿产资源开发推动了我国经济的快速发展，但在其开发过程中，严重破坏了矿区的生态环境。资源开发引发环境破坏问题已成为制约社会经济发展的重要因素。资料表明，我国矿山开采后破坏土地复垦率仅12%左右。由于缺乏必要复垦措施，矿山开采造成水土流失[1]，生态环境恶化现象严重，且有逐年增加的趋势。加强矿区土地资源的复垦、进行矿山地质环境治理恢复，已成为矿业可持续发展迫切需要解决的问题。

矿山开采与生产过程造成的生态破坏和环境污染点多、量大、面广，给矿区及周边生态系统、土壤环境、水环境等造成严重威胁，而矿山开采引发的地面塌陷对土地资源破坏较为严重，主要表现为2种破坏方式：其一，因塌陷使土地丧失使用价值；其二，塌陷区地表水漏失，蓄水性变差、水田变旱地，导致土地不能耕作、田地荒芜。内蒙古大雁矿区由于采矿活动，产生了地面塌陷地质灾害，造成土地损毁，笔者针对大雁矿区开采特点及矿山地质环境条件，提出了土地资源整治措施，为类似地区进行土地复垦提供参考。

1 研究区概况

1.1 自然概况

研究区属北寒带大陆性气候，冬季严寒、夏季炎热，历年最低气温-46.7 ℃ ，年平均气温-3.1 ℃。霜冻期长达8个月，年平均降水量400 mm，蒸发量1 267.10 mm，降雨期多集中在7、8月份。冬季积雪最大厚度31 cm，季节冻结深度3 m，西北风出现的频率最多，最大风速29 m/s。矿区所在区域土壤类型主要为黑钙土，其主要特征是土壤中有机质的积累量大于分解量，土层上部有一黑色或灰黑色肥沃的腐殖质层。黑钙土土体呈黑色、暗黑色或淡黑色；腐殖质层的厚度通常为30～45 cm；具有良好的粒状、团粒状结构；土壤有机质含量较高，一般为5%～8%，土壤反应为中性至微碱性，pH 6.5～8.5，从上到下增强。矿区位于呼伦贝尔草原东端、大兴安岭西麓，属典型的林草过渡地带，区域内林地以针阔混交林为典型代表，草地主要植被类型群落建群种为禾草、苔草，优势种有冰草、芦苇、碱草等。群落高约20～30 cm，盖度60%～80%。

1.2 矿区概况

研究区位于大雁一矿采空区内，大雁一矿矿区面积9.899 8 km2，一矿始建于1974年11月， 2006年改扩建后生产能力提升为180万t/年，一矿井田内及外围共有小井49个（井田内44个），除部分小井报废外，其余小井均根据国家有关文件精神于2000年均已关闭。自2004年，国家、自治区先后对大雁一矿地面塌陷、固体废弃物等历史遗留的矿山地质环境问题进行了3期治理，治理面积6.065 3 km2。大雁一矿历史遗留矿山地质环境问题仅为0.9 km2，该区位于大雁一矿矿区东南，南侧距牙克石市东山煤矿约1.2 km，地面沉陷形成于2008年，主要矿山地质环境问题为地裂缝，破坏土地类型主要为草地，范围0.21 km2。地面塌陷形成于20世纪90年代，是原地方小煤矿乱采乱挖形成的，主要矿山地质环境问题为塌陷坑、煤矸石占用破坏土地，占用破坏土地类型主要为草地、农田，范围0.103 km2。

1.3 矿区矿山地质环境现状

矿产资源开发活动既产生大量的物质财富，促进社会进步和人类文明，也广泛、直接地影响生态系统平衡，影响和制约矿业经济的可持续发展[2]，大雁矿区采矿主要引发的矿山地质环境问题为地裂缝、地面塌陷、固体废弃物占用破坏土地资源，而地面塌陷是井工采煤的主要地质灾害之一，其危害性严重[3-4]，

1.3.1 地裂縫。

区内地裂缝50条，地裂缝缝宽0.1～0.3 m，缝长最长可达109 m，最短4 m，可视深度约1.5 m，累计长度1 563 m，破坏土地类型草地、矿区道路。

1.3.2 地面塌陷。

区内塌陷坑共有30个，最大单坑破坏土地面积270 m2，最小单坑破坏土地面积17 m2，坑深2～4 m。塌陷坑容积7 824 m3，损毁土地2 932 m2。损毁土地类型为草地、农田。

1.3.3 固体废弃物。固体废弃物共有3处，堆高2～3 m，占地面积1 996 m2，总堆积量4 256 m3，占用土地类型草地、农田。

2 矿山地质环境治理整治

2.1 损毁土地的地形整治

2.1.1 工程量的计算方法。

此次矿山地质环境治理工程实物工程量计算方法为：根据实测1∶2 000地形图，将测量出的每一处塌陷坑、固废堆的面积及平均深度（高度）进行塌陷坑、固废堆体积计算；结合实地调查GPS定位圈定塌陷坑、固废堆的分布范围确定平整、清运和种草区面积。塌陷坑、固废堆的平均深度（高度）确定方法：对每个塌陷坑、固废堆布设至少3处深度测量点，根据塌陷坑、固废堆的复杂程度对测量点的布设数量做相应调整。每处深度测量点是以坑（堆）顶至坑（堆）底边坡垂直高度的1/3～2/3进行深度确定，经每处测量点确定深（高）度后，取一平均值作为该塌陷坑、固废堆的平均深（高）度（图1）。地裂缝计算方法为地裂缝长度、宽度及可视深度进行估算。

图1 塌陷坑平均深度取值示意

2.1.2 地形整治方案。

2.1.2.1 地裂缝整治工程。

地裂缝治理方法采用较为普遍使用的夯填法，首先利用1.5 m3装载机、5 t自卸车等大型机械设备将填充土方输运至治理现场，治理区内地裂缝宽度0.1～0.3 m，大型机械直接施工将对周边草场植被产生较大破坏，施工中可采用胶轮推车等工具进行人工填充，治理过程中需尽量缩短运距。治理区地裂缝总长度1 563 m，平均深度1.5 m，经估算地裂缝治理需土方484 m3

2.1.2.2 塌陷坑、廢弃井整治工程。

治理区内塌陷坑规模不等、形状各异，由于固体废弃物回填后地表植被恢复需大量耕植土，为了不造成周边取土二次破坏生态环境，首先利用挖掘机、59 kW推土机等大型设备对塌陷坑内进行表土剥离。剥离厚度0.3 cm，治理区表土剥离面积2 929 m2，剥离量879 m3，各塌陷坑剥离土方就近存放，待塌陷坑回填固废后进行表层覆土工程。表土剥离示意见图2。

图2 表土剥离示意

区内塌陷坑共有30个，废弃竖井1个，治理区塌陷坑及废弃竖井固废（矸石）回填量7 820 m3，覆土总量880 m3，其中剥离表土量879 m3，废弃竖井就近取土1 m3。

治理区内固体废弃物（煤矸石）堆积量4 256 m3。不能满足塌陷坑及废弃竖井固废回填需求量，剩余3 564 m3固废量全部利用其他矿山产生的煤矸石进行回填。治理时首先利用1.5 m3装载机、59 kW推土机、5 t自卸车等机械设备将

治理区内3处固体废弃物回填进其周边塌陷坑内，塌陷坑回填时距地表30 cm时停止回填固废，改用剥离表土进行表层覆土。回填时将粒径较大的土方回填至坑底，粒径较小的土方尽量回填至上部。

由于废弃竖井无法进行表土剥离，但其需土量不大，可就近取其周边土壤进行表层覆土，废弃竖井固废回填量93 m3，表层覆土量1 m3。

2.2 治理区松平及绿化工程

治理区分为A、B区，A区为地裂缝治理区域，采用治理方式为人工填夯，治理过程中区内植被破坏程度较小，植被可自然恢复，且地裂缝对区域地形破坏较小，平整及绿化工程可不予考虑。

B区为塌陷坑集中区，为达到回填后与周边地貌相协调的景观效果，在回填塌陷坑表面进行松平，机械可选用拖拉机牵引铧式犁、平地器等设备[5]，松平深度20 cm，B区塌陷坑表面松平区总面积（包括固体废弃物占地面积）4 928 m2，松平土方量986 m3。

松平过程中同时播撒适宜当地生长的羊草、冰草、冷蒿、苜蓿、甘草、黄花等草籽，散播面积4 928 m2，草籽撒播量按80 kg/hm2计算，需撒播草籽39.5 kg。

3 结语

大雁一矿矿区地面塌陷地质灾害严重，对矿区土地资源造成了严重破坏。通过该项目的实施，使大雁矿区土地资源得到保护，消除了治理区内危害人民生命财产安全的地质灾害隐患，使当地居民人心稳定，社会安定，积极促进当地的社会稳定和地方经济的发展，为区域可持续发展提供良好的生态环境条件，对和谐社会的构建具有积极意义。

采矿损毁土地整治的实施可使整治区生态环境明显好转，具体体现在以下4个方面：

（1）整治区景观的变化。可以改变治理恢复区较差的生产与生活环境，使废弃土地恢复成草地，从而提高了治理恢复区的植被覆盖率，有利于生态良性循环，从而创造一个较好的人类生活环境。

（2）防风固沙，减少了水土流失。经过治理与草地恢复，地表风蚀沙化得到根本控制。

（3）涵养水源，改良土壤。经过治理后，地面土壤结构得到改善，提高了土地抗冲、抗蚀能力。

（4）可有效保护水源地和生态环境，使土地资源的利用价值得到提升，间接地创造了经济效益。

参考文献

[1]

陈秀峰 ，刘 硕，李富平.承德市平泉县矿山环境保护与综合治理对策探讨[J].水文地质工程地质，2009，23（2）：129-131.

[2] 陶知翔，成先雄，赵美珍.矿山环境问题与防治对策[J].金属矿山，2008，37（1）：103-106.

[3] 乔文光，杜贵旺.内蒙古自治区矿山环境保护与治理恢复对策探讨[J].西部资源，2010，35（2）：27-29.

[4] 何芳，徐友宁，袁汉春，等.煤矿地面塌陷区的防治对策[J].煤炭工程，2003，30（7）：10-13.

[5] 杨文彬，史晓楠.永城市陈四楼煤矿土地复垦适宜性评价研究[J].中国农学通报，2013，29（17）：192-197.