晋北矿区土地复垦与植被重建方案研究

段志鹏

（霍州煤电集团环境保护处，山西 霍州 031400）

霍州煤电集团晋北煤矿为小型煤矿，矿区土地权属静乐县新北村，工业广场为矿山企业所有。西翼采区的原新北村、谢庄村和东翼采区的原土型矿工人村建设用地等在杨庄煤矿采空塌陷之前已搬迁，塌陷复垦后改为耕地。矿区中间有一条季节性的堤沟河分布，有部分水面和河堤，为水工建设用地，在采空塌陷形成后，深积水塌陷区与堤沟河相连，使水域面积约占矿区土地资源总面积的1/3。本文主要是对晋北煤矿土地复垦与植被重建方案进行研究。

1 矿山对土地、植被资源的占用和破坏情况

1.1 土地资源占用和破坏情况

晋北煤矿主要为工业广场占地，位于矿区外的东侧。占地总面积约35.40亩。受晋北煤矿采煤产生的采空塌陷影响，土地表面发生了高度变形，形成与堤沟河相连的塌陷区，塌陷深度达1～3m，影响和破坏土地总面积498.90亩。其中：西翼采区塌陷是在原先杨庄煤矿产生的塌陷区域内又出现的二次塌陷，晋北煤矿与杨庄煤矿在西翼采区总的塌陷面积为374.85亩。堤沟河北西侧的部分耕地和原村庄用地大部分塌陷为深积水区，并与与堤沟河水面相连，使水域面积增大，水深达2～3m，部分已改建成为渔塘。

1.2 植被资源占用和破坏情况

矿区农作物呈季节性分布，树木以乔木为主，零星分布在道路、河堤、村庄附近，在矿区范围内没有人工林地分布，也没有人工果园分布。现采空塌陷影响范围较大，深度1～3m，塌陷区大多数成为水塘，对植被资源占用和破坏较小。

2 矿区土地复垦可行性评价

2.1 土地破坏成因分析

地面塌陷破坏土地主要是因地下开采煤矿所诱发，采空区破坏了岩石结构，出现塌陷，使地表土地资源和原生植被遭到破坏。现状塌陷区分布在矿区范围的中部，是杨庄煤矿和晋北煤矿共同产生的采空区所引发，现已和堤沟河相连，面积498.90亩。预测耕地塌陷区分布在矿权范围中部，是由西翼、东翼采区的采空区所引发。占用土地分布在矿区以外，由工业广场建设占用，面积35.40亩。土地性质由农用地改变为建设用地，仍需复垦后补充。

2.2 土地复垦可行性评价

矿区地势平坦，土地类型为旱地和河流，土层较厚，土质较肥沃。因地下开采已造成498.90亩土地出现塌陷，预测最终塌陷面积达到786.45亩，最大下沉深度在3.0m以上。采用煤矸石、粉煤灰充填塌陷坑、挖深垫浅等方法，复垦耕地、渔塘等，对受损的堤沟河河堤进行道路治理工程，相应加高加固。

3 矿山土地复垦与植被重建方案

3.1 矿山预防控制与复垦措施

矿井采煤造成的地面塌陷，目前范围和程度较小，但是处于不稳定时期，要加强监测。工程技术措施：（1）土地表层腐殖质土堆放。复垦前先将被复垦的不积水的浅层塌陷边坡地的表土层进行剥离堆放，重点是在矿区东西两侧设立临时堆场，就近贮存表土，禁止矸石混入使土质恶化，尽可能做到恢复后保持原有的土壤结构，最后将表土覆盖地表后以恢复耕种或种树种草。（2）整平。对于塌陷深度不大的地段一般不会发生积水，对农作物的生长影响不大，稍加整治即可直接恢复耕种；塌陷深度较大的地段，采用挖深垫浅的办法使垫高部分的土地恢复耕种。（3）覆土。土地平整后进行覆土，覆土来自原有土地表层腐殖质土的剥离，覆土厚度0.4～0.5m。

3.2 土地复垦工程设计

3.2.1 复垦耕地设计

（1）耕地规划设计内容

复垦旱地设计是将预测在0～1.5m浅层塌陷区直接复垦为耕地；1.5～3.0m的塌陷区，对部分区域挖深达到修建渔塘的标准，并用挖深处的土体回填较浅的区域，复垦为耕地。复垦耕地总面积约214.80亩。旱地地面设计高程为31.0m；耕作方向与原来方向一致，以南北向为主；坡度应限在1∶500以内。由于部分积水塌陷区复垦的旱地处于未稳定的状态，可以临时用于水塘，待稳沉后，再复垦为旱地。

（2）施工方法和施工顺序

剥离堆放表层土，先将塌陷边坡地的表层腐殖质土、耕作层熟土进行剥离，等复垦土地平整后再进行覆盖，以恢复旱地耕种。耕作底层施工与整平，耕作土壤分底土层、心土层和表土层3层，如图1所示。

图1 复垦工程设计断面

耕作底层可以利用煤矸石和工业广场剥离的废碴土充填，先铺一层厚0.2m矸石作为底土层，碾压成层后，再覆一层厚0.3m的心土层，起保水肥作用。也可以利用从浅层积水塌陷区挖取部分土层充填，直接作为心土层。最后以30.6m高程进行整平，整平时，可预留0.4m高度覆盖表土层。在整平的耕作底层上，将预先堆放在临时场地上的表层腐殖质土或耕作层熟土覆盖其上，厚度0.4～0.5m。

3.2.2 复垦建设用地设计

矿山闭坑后，工业广场用地需要进行整治，重点是拆除无用的建筑物，对工业场地进行整平，重新规划为新的建设用地，用于烈山镇村镇建设或者工业园区用地。设计工程量：拆除建筑物，按35.0m高程整平，整平面积23570.4m2，其方量为7071m3；按0.5m高度铲运废碴土，其方量为11785.2m3。

3.2.3 复垦渔塘设计

（1）渔塘设计方案

根据预测矿区中部下沉深度在3.0m以上的区域和下沉深度在1.5～3.0m的部分区域将复垦为渔塘，总面积约410.10亩。以矿区预测的塌陷坑现状形态为依据，规划设计为10个渔塘，总面积约435.60亩，其中1、2、3号渔塘现已经被矿企业治理为正规渔塘，所以本方案只对规划设计中的4～10号渔塘进行工作量计算，面积约为329.55亩，塘堤周长为5024m。重点是渔塘设计，可以从形状、面积、深度和塘底几方面进行设计。渔塘形状设计以长方形为主，长宽比一般为2～4:1；水塘深度设计为3～3.5m；一般渔塘保水深度为2.0～3.0m，渔塘的垂直深度应比最高水位高出0.3～0.5m；塘堤宽度为2～3m，临水坡坡度一般为1:1.5～1:2，可用石块砌成，防止水浪冲刷，厚度约0.5m，并且应比水塘水位高0.5m左右；从进水口至排水口处的池底应成一坡度（1:300～1:1200）。此渔塘的水源主要为大气降雨和原堤沟河河水。

（2）施工方法和施工顺序

将塌陷深度在1.5～3.0m的区域挖深到3.0～3.5m，形成相对独立的水塘，并对其边坡进行修整，形成渔塘的初步形态。对渔塘塘堤进行修整，堤顶宽度为2～4m，堤高比水塘水位高0.5m，临水坡按1:1.5～1:2坡度用片石或预制方砖加固，厚度约0.3～0.5m（图 2）。

图2 渔塘工程设计断面

3.2.4 排水沟治理工程

对部分道路旁需要的排水沟进行设计如下：排水沟整治工程主要分布在从南侧道路向渔塘方向的田间道路西侧，新的人工开挖排水沟主要是为农作物灌溉设计的。设计底宽0.5m，上口宽1.0m，高为0.5m，底部和两侧沟堤均采用混凝土进行衬砌，衬砌厚约0.2m（如图3）。主要工程量：修整排水沟长度约为1000m，开挖土方720m3，砌片石600m3。

图3 排水沟工程设计断面

3.2.5 道路治理工程设计

（1）主干道路复垦设计

主要是堤沟河河堤道路整治工程。整治受损路长度约4586m，设计路面宽约6m，一侧排水沟为2m。采用煤矸石充填，最后按33.0m高程整平（图4）。

图4 道路工程设计断面

主要工程量：整治长度4586m，回填路段为原堤沟河南岸河堤道路，长约2608m。填方约18777.6m3，整平碾压 22533.1m2；

（2）田间道路复垦设计

主要是塌陷区复垦的耕地之间、渔塘之间的道路。路面总长约6656m，设计宽约4m，顶面高度比两侧的耕地高0.5m，渔塘间的道路在渔塘治理中已经填充。主要工程量：整治长度6656m，整平碾压13312m2。

3.3 植被恢复或重建方案

根据霍州市的统计规划设计，本矿区在远期为城市中心绿化带边缘区，是以绿化用地为主。晋北煤矿植被重建方案：（1）在河堤主干道路和田间道路两侧植树绿化，以柏树或松树等常绿乔木为主，最小种植株距为2m，路缘石外侧最小距离宜为0.75m。路长为4586m，植树约4586株。（2）设计在塘堤两侧按1m间距种植绿篱植物和观叶灌木。渔塘路面长为6656m，植树约13312株。（3）在复垦分耕地种植小麦和大豆等作物，恢复耕地上农作物植被。

4 总结

晋北煤矿矿区土地复垦与植被重建工作贯穿矿山开采始终，浅层塌陷地土地复垦、排水沟修筑、田间道路整治工程和绿化可以从开始就可进行局部治理，渔塘、工业广场、塘间道路和绿化等大部分复垦治理工程要在正式闭坑后1～2年内才能完成。根据本方案做好治理工作，对于保护晋北矿区的土地和植被将起到积极作用。