露天煤矿地质环境治理与土地复垦方案设计

胡涛

摘要：新疆煤炭资源丰富但生态环境脆弱，大规模的露天开采势必引发地质环境的恶化，本文以新疆某露天矿山为例从地质环境的污染破坏着手分析，由此给出了具体的治理方法及复垦措施，形成了完整的方案设计思路，可为同类矿山环境治理及土地复垦工程提供借鉴。

Abstract： Xinjiang is rich in coal resources， but the ecological environment is fragile. Large scale open-pit mining is bound to lead to the deterioration of geological environment. Taking an open-pit mine in Xinjiang as an example， this paper analyzes the pollution and damage of geological environment， and provides specific treatment methods and reclamation measures， forming a complete scheme design idea， which can provide reference for similar mine environmental control and land reclamation projects in our region.

关键词：露天煤矿;地质环境;土地复垦;环境污染;土地损毁

Key words： surface coal mine;geological environment;land reclamation;environmental pollution;land damage

中圖分类号：TD167                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）27-0068-02

0  引言

新疆煤炭资源丰富是我国重要的能源战略基地之一，但与此同时新疆生态环境脆弱，大规模的资源开采势必会对地质环境、生态环境等造成严重的影响。自十八大以来我国对环境愈发重视，提出了青山绿水就是金山银山的环境保护理念，对煤矿企业提出了更为严格的环境保护要求，严格按照“谁破坏、谁复垦”的原则，由矿山企业承担环境治理和土地复垦的责任义务。因此，编制地质环境治理与土地复垦方案是实施矿山地质环境保护、治理和监测及土地复垦的技术依据，同时也是保证矿山地质环境保护与土地复垦任务、措施、计划和资金落到实处的重要依据。

我国学者及工程人员针对露天煤矿开采后的地质环境治理和土地复垦也进行了相关的研究，研究成果主要集中在地质环境治理模式[1]、治理成果分享模式及矿区大范围环境管理方式[2-3]、闭坑后的复垦管理以及其他的典型治理工程[4-6]等方面。上述研究大多从局部具体环节出发进行研究，没有针对某个矿进行详细全面的方案设计，本文拟以新疆某露天矿山为例从地质环境的污染破坏着手分析，由此给出具体的治理方法及复垦措施，形成了完整的方案设计思路，可为同类矿山环境治理及土地复垦工程提供借鉴。

1  矿山基本情况

矿区位于察布查尔锡伯自治县，生产规模为90万吨/年，矿区呈五边形，面积约10平方千米。地面建设有采掘场、排土场、工业场地、矿山道路、废弃地窝子区、废弃煤场、排洪沟等总面积545公顷。该矿分为两期开采，开采方法为机动灵活的单斗—卡车工艺。采场的剥离物经挖掘机装入自卸卡车，运往外排土场进行排弃;采场采出的原煤在工作面经挖掘机装入自卸卡车，运往采场中部地面生产系统进行破碎、筛分。具体布置如图1所示。

2  地质环境影响及土地损毁分析

露天矿对地质环境的影响主要从地质灾害、含水层破坏、地形地貌景观影响、土地资源破坏四方面进行评估，可根据相关规范划分为严重区、较严重区、较轻区三个等级，其中较轻区不作为治理复垦的区域。

严重区包含采掘场、排土场，此处地质灾害主要为滑坡灾害隐患，均为开采过程中人为形成的高陡边坡，在采动的影响下其稳定性始终处于动态平衡状态，危险性大影响较为严重;含开采过程中会引起开采范围的含水层（带）水位有较大幅度下降，因为有隔水岩层的阻隔，开采不会引起周围主要含水层水位的大幅下降，影响程度较轻;开采活动对地形地貌的影响较为严重，排土场使原始地形凸起、采掘场是原始地形凹陷，完全改变了地貌;由于新疆地区一般降水量较少，因此形成的堆积物产生的污染物也很少会对土壤、地下水造成较严重的污染，大多影响程度较轻。通过四个方面的地质环境影响程度分析按照就高原则，可判断采掘场和排土场对地质环境的影响程度为严重。

较严重区域包含工业场地、各类建筑物、矿区道路压占的土地。这类工程建筑区域少有崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生，因此地质灾害方面影响程度为较轻;同时由于工程建筑建设仅为浅部开挖，对地下含水层几乎没有影响，因此对含水层的影响为较轻;但由于对原始地貌的压占，使得地形地貌有了较大的改变因此可判断为较严重。同样按照就高原则工程建筑区域对地质环境的影响程度可定为较严重。

露天矿山对土地资源的损毁形式主要是挖损和压占，主要分布在采掘场和排土场，这些区域对土地的损毁程度大多为严重。

3  土地复垦方向的确定

科学合理确定损毁土地的复垦方向尤为重要，对于生产建设项目损毁土地的复垦方向应尽可能与原（或周边）土地利用方式（或土地利用总体规划）保持一致。采掘场、排土场作为露天煤矿开采最大的待复垦区域，该区域的地形坡度、土壤条件、灌溉条件和非均匀沉降等是决定复垦方向的重要影响因素。

根据现场各区域参评因素分析指标可知，该矿复垦区内地形坡度差别较大;土壤母质主要为砂壤质;复垦区内覆土厚度0.2厘米;地下水含水层富水性弱，区内灌溉条件差;区内地形起伏有利于地表水排泄，地表水排泄条件好，不淹没;采掘场、排土场、废弃地窝子建设区、废弃煤场无非均匀沉降;土壤无污染;土壤有机质含量约16.7-47.3克/千克。复垦区自然条件较好，综合评价土地不适宜复垦为耕地，适宜复垦为林地、牧草地。初步确定土地的复垦方向为：林地、天然牧草地。

4  地质环境治理及土地复垦措施

针对矿山开采对地质灾害、含水层破坏、地形地貌景观的影响以及对土地资源的破坏四方面产生的问题，分别提出以下治理和复垦措施：

①沿露天采掘场外圍3米设置围栏、警示牌。采矿过程中按设计要求开挖采场边坡，若采坑各帮出现裂隙增多、岩石破碎、坡体变形等崩塌、滑坡迹象时，应及时疏散采场内施工人员和设备，及时清理边坡破碎岩石。

②含水层在闭坑回填后继续接受水源补给，地下水位也会慢慢恢复原有的水位水平，因此无需采取其他工程，重点应加强含水层水位水质的监测，防治有更大范围的破坏或污染事件发生。

③地形地貌在生产期间重点是加强对其变化的监测，采用无人机配合全站仪对重点区域的地表变形参数进行测绘，并结合开采计划逐年考虑恢复地形地貌的工程措施。

④土地复垦措施主要是针对采掘场、排土场及建筑工程区域，针对采掘场需要进行回填、土地平整、土壤重建、植被重建工程，最终达到复绿目的;对排土场主要工序为土地平整、覆土、播撒草籽自然复绿;对地面生产系统等建筑物需要开展拆除、平整、覆土、种植监管等措施恢复为绿地。

5  结论

本文以新疆某露天矿为例阐述了矿山的基本情况，分析了该矿区存在的主要地质环境问题，并给出了具体的治理措施及复垦方案，总结如下：

①露天煤矿开采带来的地质环境问题主要是开采和排土人为形成的高陡边坡带来的滑坡威胁，防治工程中重点是加强监测，按照各类规范严格采矿活动，降低滑坡危害发生的可能性，减少灾害发生可能产生的危害;

②矿山复垦要根据矿山现有的地形地貌、土质及灌溉条件来确定复垦方向，该矿地表坡度较大不利于水分的存储，没有较大的地表径流，大气降水补给较弱，因此不适合作为耕地进行复垦，适宜复垦为草地或林地;

③采掘场、排土场的复垦措施主要为回填、平整、覆土及植被种植工程，复垦工程应结合开采计划分阶段进行，尽可能的减少对土地的挖损和压占时间。

新疆露天煤矿产能占了全区产能的80%以上，然而新疆缺水少雨的现实自然条件为复垦带来的众多困难，因此深度分析适合新疆露天矿区的复垦措方案有着深远的意义，本文仅从某矿特征出发给出了具体的地质环境治理方案和土地复垦措施，但针对新疆地区尚缺乏系统的研究。

参考文献：

[1]赵学宏，于宗孝，高源.内蒙古典型露天煤矿矿山地质环境治理模式研究[J].江西科学，2019，37（06）：948-952.

[2]韩术合.矿山地质环境治理成果收益分配模式与激励机制研究[D].中国地质大学（北京），2018.

[3]石小石.整体性治理视阈下的矿区环境管理研究[D].中国地质大学（北京），2017.

[4]张鹏，张建平，王俊.露天煤矿闭坑地质环境及其恢复治理方案研究[J].煤炭技术，2016，35（01）：320-321.

[5]温蕊，宋宇辰.魏家峁露天煤矿地质环境影响评价[J].内蒙古煤炭经济，2015（09）：105，107.

[6]巨大的露天矿摇身一变成恢弘壮观的地质公园[J].国土资源，2013（01）：11-12.