垦。开采较早的露天煤矿将复垦与采排工艺工作独自开展,没有相结合,而新近建设的露天煤矿考虑了这一问题。例如,平朔将排土场的整形与采排工艺统筹考虑,提出了采运排复一条龙作业以及堆状地貌种植法等工程与生物复垦方法,,有效地降低了复垦费用。在排土场复垦植被中,总结出平台上“分区成梗、分段成畦”、“大水排、小水蓄”的整形与水保措施,该矿的排土场复垦工作已基本规范化。伊敏河矿在排土场复垦过程中,将电厂粉煤灰与露天矿剥离物进行混合排弃,开展了种草试验,在采掘过程中实行了腐殖土单采单放,从开采技术上提前实现了内排等。抚顺西露天矿根据堆弃年代将外排土场分成六种类型,提出了六种类型造林的适种树种。义马北露天矿利用排土场建成一个农场。而鹤岗岭北露天矿、小龙潭露天矿等用露采剥离物作筑坝材料,将沟壑地段或露采场修筑成池塘蓄水,提供工业用水和饮用水或养鱼。
1.2浅谈矿山土地复垦的意义
土地复垦是对因采掘、建材工业发展和其他工矿废弃物堆积等而被占用或破坏的土地,通过整治改造使失去的生产能力得到重新再利用。是国土整治和环境保护工作的重要组成部分,也是解决采掘、建材等工矿企业与农、林、牧、渔业争地的矛盾,防止环境污染、恢复生态平衡的有效途径。随着经济的高度发展,为获得更多矿产品,人类赖以生存的环境和最宝贵的土地资源日益遭受严重破坏。据估计,全世界约有300万公顷土地为露天采矿所破坏或荒芜。故进行矿区土地复垦,提高受破坏土地的复垦率势在必行。在中国已明确规定:开采矿产资源,应当节约用地,耕地、草原、林地因受采矿破坏的,矿山企业应当因地制宜采取复垦利用,植树种草或者其他利用措施。
据有关资料介绍,国外土地复垦率一般为70%-80%,而在中国的一些地区土地复垦率还不到1%。因此,对于中国这个土地资源相对贫乏的国家,加强土地复垦工作,对于有效缓解人地矛盾,改善被破坏区的生态环境,促进社会安定团结,具有十分重要的意义。
第二章 我国的矿山土地复垦技术
2.1工程复垦
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2.1.1挖深垫浅式土地复垦
可利用公路、铁路和河流、干渠将大面积塌陷区划分为相对较小的治理单元。在各治理单元内,根据地表塌陷量大小分布情况,在积水较深的区域继续深挖建设深水养殖塘,水深较浅的主要用于种植莲藕、茨菇、菱白等水产经济作物,浅水域周边地区可治理为蔬菜基地。这种方法利用开采沉陷形成积水的有利条件,把沉陷前单纯种植型农业,变成了种植、养殖相结合的生态农业,经济效益、生态效益十分显著。挖深垫浅的复垦方式在沉陷区复垦中,特别是华东、华北各矿区土地复垦中广泛应用,同时它也适用于废石场的复垦。
2.1.2梯式铲运机复垦
使用大型自我驱动式铲运机剥离和回填土壤己被广泛地应用于露天矿的土地复垦。但在采煤沉陷地复垦中应用铲运机还鲜为人知。在某些区域的土壤中含有大量砂浆砾石,针对这种土壤条件,将中小型铲运机应用于大面积沉陷地的复垦中,可以发挥铲运机在大面积、长距离剥离和回填表土等土石方工程的突出优势。铲运机在采煤沉陷地复垦中的应用,是一种新颖的采煤沉陷地复垦技术。拖式铲运机复垦可连续工作、速度快、工期短、效率高,每台机械平均挖土方35.0m3/d,但工人劳动强度较大。采用这种复垦方式能保留熟土层,土壤养分损失较少;复垦后土壤存在压实现象,需要深耕;复垦后土地能立即恢复耕种。但其受雨季、潜水面深度及地形因素影响较大。
2.1.3梯式动态复垦
如矿区煤层交替回采,地表塌陷呈动态变化,按照塌陷区综合治理规划,可采用梯式动态复垦的方式。梯式动态复垦的方针,即动态塌陷,滚动治理,先塌先,,后塌同治,挖填结合,整体平衡。本方法根据采区内煤层赋存状况,合理布局回采工作面,厚薄煤层交替配采,使地表塌陷呈梯次动态变化。依据塌陷区综合治理规划,对浅部块段先行复垦还田;中部块段休耕期同治,“挖深垫浅”,形成精养鱼塘,发展水面养殖业;深部块段用固体废弃物充填,覆土后用于开发经济林地。塌陷区综合治理安排了煤矿下岗人员再就业和农村富余劳动力,不仅
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保护了矿区的生态环境;保证了矿区安全生产形势的持续稳定发展,而且繁荣了经济,取得了良好的经济和社会效益。梯次动态复垦是工程复垦的一种,它适用于矿区塌陷地。
2.1.4充填复垦
充填复垦是利用矿区的固体废渣作为充填物料,主要充填物为煤研石和坑口电厂粉煤灰,因此又分为煤研石充填复垦和粉煤灰充填复垦。充填复垦兼有掩埋矿区固体废弃物和复垦土地的双重效能,充填复垦技术可治理煤矿地表采掘废弃地的水害和恶化的生态环境,充填复垦适用于采煤塌陷地。
2.1.5梯田式土地复垦
采煤形成塌陷而产生的附加土地的坡度一般比较小,大约在2“以内,通过土地平整或不平整就能耕种;塌陷后地表坡度在2“.一6。之间时,可沿等高线修整成梯田,并略向内倾以拦水保墒,土地利用时可布局成农林(果)相间,耕作时可采用等高耕作,以利水土保持。这种土地复垦形式为梯田式复垦。对位于丘陵山区或中低潜水位采厚较大的矿区,耕地受损的特征是形成高低不平甚至台阶状地貌。梯田式复垦适用于地处丘陵山区的塌陷盆地,或中低潜水位矿区开采沉陷后地表坡度较大的情况。
2.1.6疏排法复垦
疏排法复垦要建立合理的排水系统,选择承泄区排除塌陷区内积水和降低地下潜水位,以达到防洪、除涝、降渍的目的。疏排法复垦防洪要求洪水季节承泄区河水及外围径流不倒灌或流入塌陷低洼地,通常应采取整修堤坝和分洪的方法。除涝设计取决于排水面积和排水地区的具体条件。疏排法复垦属于非充填复垦,是解决高潜水位矿区塌陷地大面积积水问题的有效办法。疏排法复垦费用低,复垦后土地利用方式改变不大,深受农民欢迎。排水系统设计方法同样适用于中低潜水位矿区及其它复垦区疏排系统的设计。
2.1.7泥浆泵复垦
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造地复田往往需要挖土、装土、运上、卸土和平整地等五道工序。泥浆泵复垦方法就是利用泥浆泵这一组机械,模拟自然界水流冲刷原理,把机电动力转化成水力而进行挖土、输土和填土作业,即由高压水泵产生的高压水,通过水枪喷出一股密实的高压高速水柱;将泥土切割、粉碎、使之湿化、崩解,形成泥浆和泥块的混合液,再由泥浆泵通过输送管压送到待复田的土地上。泥浆泵复垦的适用条件主要有:一是土壤类型,沙类土最理想,淤泥土不太适用,黑粘土和疆土不适用;二是冬季不能施工;三是地下水位情况,以决定开挖深度和面积;四是塌陷深度等。
2.2生物复垦
2.2.1土壤生物改良技术
土壤生物改良技术通常采用下列三种不同的方法。
(1)微生物培肥技术:是利用微生物+化学药剂或微生物+有机物的混合剂,对将要复垦的贫膺土地进行熟化和改良,恢复其土壤肥力。公路用地大多由于人为扰动,改变了原有土壤结构,破坏了生物生存和繁衍条件。复垦土壤经过生物改良形成植物生长发育所必须的立地条件,迅速重建人工生态系统。微生物培肥技术是国外土壤改良研究新热点,微生物肥料(固氮菌、磷细菌、钾细菌肥料及复合肥料等)已在复垦土壤培肥中得到工业化应用,在中国还缺少具体应用实践。
(2)绿肥法:绿肥法是改良复垦土壤、增加有机质和氮磷钾等多种营养成份的最有效方法。凡是以植物的绿色部分当作肥料的称为绿肥,绿肥多为豆科植物,绿肥一般含有15%一25%的有机质0.3%~0.6%的氮素,其生命力旺盛。在自然条件较差,较贫痔的土地上都能很好的生长,它根系发达,能吸收深层土壤的养分,绿肥腐烂后还有胶结和团聚土粒的作用,从而改善土壤的理化特性。澳大利亚通过对草场草类改善研究,推荐在复垦区建立豆科植物的草场,会很快稳定废弃堆地表,可改善覆土物理、化学和微生物性质,可控制水和风力侵蚀。绿肥法是公认的对于缺水和贫痔的废弃地环境上进行植被恢复中最有效的方法。绿肥法宜同挖深垫浅的工程复垦方式相结合,它也适用于研石山的土地复垦。
(3)客土法:对过砂、过粘土壤,采用“泥人砂、砂掺泥”的方法,调整耕
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