矿山环境与安全工程-第五章-矿山土地复垦(修)

2019/8/80第五章矿山土地复垦第五章矿山土地复垦5.1土地的基本特性土地是植物生成、发育和动物栖息、繁衍所不可离开的场所。人类的生活、生产和建设也都离不开土地。土地具有以下特征：位置的固定性：每一块土地都有固定的三维空间（长、宽、高）位置和一定的外表形态，如山地、丘陵、高原、平原等。土地面积的有限性：土地的面积是固定的、有限的。人类在开发利用土地资源时，一种土地类型的利用面积增加了，另一种土地类型面积必然减少。因此，必须充分认识到土地面积的有限性，合理制定土地利用规划，最大限度地节约每一寸土地资源。土地资源的不可替代性：土地是植物生长的母体和动物的栖息场所，是人类的生存环境和一切经济活动的场所。是任何其他物质不能替代的。第五章矿山土地复垦土地资源的可更新性：自然因素作用下，土壤中的化学元素发生物理、化学变化，不断地经历着淋浴、迁移、转化等循环过程；土地上的植物、动物和土壤中的微生物等，在较长的时间尺度内也处于周而复始的自然动态平衡中。所以，一般来讲，土地具有可更新性。但是，当人类活动破坏了土地的自然动态平衡，土地的可更新性特征将随之丧失。土地随时间的变化性：随着季节的交替变化，土地的性质和形态也发生同步变化。土地用途的广泛性：随着人类社会的不断发展，土地被广泛用于农业、牧业、交通、城乡居民点等，由于人类与土地矛盾的日趋紧张，我们必须合理利用各种土地资源。5.2土地资源状况——世界全球总面积：5.10108km2陆地面积1.48108km2，包括南极大陆和高山冰川覆盖的土地在内，无冰陆地面积1.34108km2这就是人类赖以生存和发展的基地。按60亿世界人口，人均2.5hm2。而全世界土地面积中，耕地仅占10.8%。牧场23.2％水库、河流、湖泊2.4％城市、工矿企业、道路3.2％耕地、果园10.6％森林30％冰川、沙地及被人们过度耕地而贫瘠的土地30％冻土带5.5％沼泽地3.2％沙漠6.9％39.4%60.6%土地资源有限！！5.2土地资源状况——世界土地总面积960104km2，占世界陆地面积的7.2%，仅次于俄罗斯、加拿大，居世界第三位。但人均土地面积仅为0.777hm2，相当于世界水平的1/3，人均耕地面积0.106hm2，不足世界人均数的43%。5.2土地资源状况——中国5.2土地资源状况——中国我国土地资源的基本特征：土地类型丰富，农业用地占主导地位，草地、林地比重大；山地多、平地少，土地资源区域差异显著，耕地分布不均衡，土地垦殖指数低，林地、草地生产力低下；未利用土地中，大部分分布在西北干旱地区和青藏高原，自然条件恶劣，开发难度大。5.2土地资源状况——中国水田为主的耕地长江中下游平原的耕地水田插秧旱田为主的耕地东北大平原的耕地戈壁、高寒荒漠、石山敦煌附近的戈壁荒漠草原和草地呼伦贝尔草原羌塘高原上的草原森林大兴安岭的樟子松海南岛热带季雨林沙漠塔里木盆地中的沙漠山地多，平地少，耕地、林地比重低中国地形图地势呈阶梯状分布地形复杂多样山区面积广大南北气温的差异东西干湿的差异季风气候显著气候复杂多样2019/8/825第五章矿山土地复垦矿产资源开发引起的土地破坏和荒芜，是国内外普遍存在的严重问题。采矿造成一定范围的采空区、陷坑、废石场、尾矿场及其地面设施，不仅破坏和占用矿区范围内的大量土地，而且由于废水排放和其它污染源的作用，对矿区以外的土地也会带来严重危害。据报道，全世界已有300万公顷土地被露天采矿破坏。露天开采的结果不仅破坏了地面地形、地物的本来面貌，而且大面积破坏森林、绿色植被等植物，还会导致气候变迁、水土流失等。5.3矿山土地复垦世界各国，特别是主要的采矿工业国家都十分重视恢复采矿工业破坏的土地，并取得十分可观的成绩。复垦工作自1918年美国印地安那州进行了试验工作开始，至今已形成了系统的复垦工程。从1930年至1971年的42年间，美国采矿工业已恢复590kha用地，复垦率达40％，1971年采矿工业用地84kha，66kha已恢复，复垦率达80%。不少国家制定了专门的法律、法令、条例和规程来限制矿山企业侵占、破坏土地资源，规定对采矿破坏的土地必须进行恢复。波兰：专门建立了矿石加价制，即采出1t矿石按其成本加价2.3~2.5%，用以筹集复垦等方面的资金。保加利亚：在远景规划中规定，拨款专门用于环境保护和恢复被破坏的土地。英国：1950年开始专门拨出复垦基金来恢复露天开采破坏的土地。德国：有专门的采矿技术监督机构检查露天开采后所破坏的土地恢复情况。美国：在50个州中的35个州均制定有《采矿复垦条例)，1977年颁布了联邦的《露天采矿管理和复垦法》。成立专门复垦企业，其中包括了矿业、农业、林业等方面专家，专门从事复垦工作。中国：目前，国外矿山环保和复垦的研究，已发展到利用人造卫星技术进行监测和规划。美国国家宇航员(NASA)科学家，利用地球资源技术卫星的照片，将地形图幅范围内的土地，从无法进行种植的不毛之地到完全可以进行再种植的土地分成7个使用等级。国外高等院校把复垦列为一个专门跨学科的研究课题。如美国西利桑拿大学矿业学院和地质学院，同校内外其他单位一起，从事跨学科的“露天矿复垦”的研究。这项技术为矿山开采和复垦活动提供了准确的资料。美国马里兰州西部，就利用这个资料对露天开采和复垦计划进行了全面部属。利用地球资源卫星来考察、监测地球环境是一项廉价和有效的先进技术，它对矿山开采、土地利用、环境监测和改善环境等活动提供了准确的数据。我国是世界上较早进行土地复垦的国家。如绍兴的东湖风景区。该地原是一座砂砾岩的青石山，从汉代开始，民工相继在此凿山采石，用作建房、铺路、造桥。清朝末年，倚山建景，筑堤蓄水，铸成东湖风景区。我国现代化开采的矿山复垦工作，较早得到全面复垦的是海南省的田独铁矿。它是一个中性深凹露天矿，20世纪50年代中期采完后，露采坑成鱼塘，坑周大树参天郁郁葱葱，成了一个风景宜人的休养胜地。20世纪60年代以来，我国一些矿山陆续开展复垦工作，大多数是在废石场进行简单的平整和覆土造田，露天采矿区的复垦工作大多是开采埋藏较浅、呈缓倾斜或水平状赋存的砂矿矿床。全国而言，只是局部性或零星地恢复利用，规模仅是几十公顷，复垦率仅有1%。1986年6月25日，国家颁布《中华人民共和国土地管理法》。1988年10月21日发布《土地复垦规定》，使我国的土地复垦工作开始初步走向法制轨道。但由于我国土地复垦工作起步较晚，复垦资金渠道尚不畅通，开展土地复垦工作至今还是举步艰难。土地复垦率还很低，复垦质量也远不如国外。我国部分矿山土地复垦概况矿山名称矿山占地数量/hm2复垦土地数量/hm2复垦率/%复垦场所及方式最小覆土厚度/m马兰铁矿28.733.3116滦河边农业复垦0.2-0.3掖县镁矿158.421.813.8剥离排弃场农业复垦0.3-0.4南芬铁矿250尾矿场农业复垦0.25阳泉铝土矿92.731.233剥离排弃场农业复垦昆明磷矿12.7剥离排弃场林业复垦2019/8/832第五章矿山土地复垦矿山土地复垦，是指将采选过程中破坏了的土地，按照各种不同用途进行的恢复工作。它包括复土归原、复土造田和复土它用三个方面。复土归原。指将破坏和占用了的土地，恢复为原用途的各种土地。复土造田。指将破坏和占用的土地，恢复成适于种植农作物的田土的各种工作，也称“复田”。复土它用。是指将破坏和占用了的土地，改造或恢复成为其它用途（如水库、牧场、旅游点等）的各种工作。矿山土地复垦工作按复垦的地点，开采后的复垦工作有如下几种：采空区复垦利用废石或尾矿充填采空区，然后铺复表土，把采空区恢复成有用的土地。可用来种植农作物、牧草，或植树造林，成做旅游胜地。废石场复垦是将结束了的废石场平整后，然后复土造田，种植农作物和植树，而且可以消除废石场泄出的酸性水对农作物的危害和污染水系。尾矿池复垦尾矿池结束后占用了大片土地，又是产生沙暴和污染水系的根源。在结束后的尾矿池顶部复土造田是环境保护的重要内容。值得注意的是尾矿砂中有害物质能否侵入复垦后的食物链中，对人是否存在潜在危害还有待进一步研究。塌陷区复垦各矿区的地势、地貌、区域气候、地下水位的高低不同，地下采矿引起地表大面积的塌陷对地表损害程度亦不一样。必须根据未来土地的使用方式进行复垦。废弃矿井整治开采完毕已报废的矿井，地面遗留有交通线路、管道、建筑物以及井筒、井架等生产生活设施及场地，对这些设施及场地应结合矿山地理位置、地形条件及当地经济状况等因素，进行整治和综合利用。2019/8/834第五章矿山土地复垦矿山土地复垦采空区复垦废石场复垦尾矿池复垦地面塌陷区废弃矿井整治2019/8/835第五章矿山土地复垦5.3.1露天采场采空区的复垦一、外排土露天采空区的复垦露天开采的剥离物，临时堆放到矿区地界以外地面，叫做外排土。采用外排土场时，需要大面积的土地堆放剥离物，开采完毕时再把它回填采空区。外排土露天采空区的复垦，一般应根据当地对土地恢复的要求，露天采坑的深浅，充填物料的供给以及坑内有无积水或涌水等多种因素加以考虑，下面分几种情况简述：2019/8/836第五章矿山土地复垦1.无覆盖层的浅采矿场复地无覆盖层的浅采矿场，是指覆盖很薄，开采深度小于30m的采矿场。如开采石灰岩、花岗岩等的露天采场，这类采矿场可分两种类型，不同类型采矿场的复地，可采用不同的方式进行。1）水淹型采矿场。对水淹的浅露天采矿场，如果其中的水体与其他水系（地表水或地下水）没有连通，则可用一般充填料充填进行复地；如果其中的水体与其他水系相连通，为了保护其他水系不受污染，则应对充填料进行严格的选择，禁止采用未处理过的固体废物进行充填，一般应选用惰性充填料，如硬岩、碎砖石、炉渣以及从建筑场地收集的材料等进行充填。充填之后，可作基建用地，或在其上覆盖一定厚度的腐殖土，进行人工栽植。如果淹没采场的水体中不含有毒金属离子，还可改造成水库，发展养殖业等。2019/8/837第五章矿山土地复垦2）干涸露天采矿场。可采用交替循环法进行复地，即在采矿场中堆积一层垃圾，再堆积一层泥土和碎石，交替进行充填。垃圾层的厚度可取两米左右；泥土、碎石层的厚度可取30cm左右。交替法复地后可作为居民区和工业生产用地，也可用作人工造林场地。2.有覆盖层的浅采矿场复地有覆盖层的浅采矿场，是指覆盖层比较厚，开采深度在30m以下的露天采矿场。通常剥采比都比较大，一般为10:1或15:1，且由于覆盖层比较厚，复地物料充足，因此，用覆盖层来补偿被采出矿石后的采矿场，进行全面复地造田是完全可能的。在进行开采设计时，就应当考虑复地程序，满足采矿和复地同时作业的要求，在条件可能时，将剥离出来的废石全部倒运到采空区，并及时复土造田。2019/8/838第五章矿山土地复垦3.无覆盖层的深采矿场复地无覆盖层的深采矿场，是指没有覆盖层或覆盖层极薄，而开采深度却大于30m的露天采矿场。这类采矿场在开采过程中，由于剥离下来的废石很少，故不能用剥离下来覆盖层大量回填复地，在这种情况下，对水淹型采矿场，可以修整成水库，发展养殖业或作生产和生活水源；对无法回填的干涸采矿场，可整修成其它用途使用的场地。如可用作军事射击场或其它试验场之用。也可作为自然保留地或保持有趣的地质露头，以适应在岩石环境下为生长罕见的植物创造有利条件，并使其充分繁殖，供游览之用。2019/8/839第五章矿山土地复垦4.有覆盖层的深采矿场复地有覆盖层的深采矿场，是指覆盖层厚度比较大，开采深度超过30m的有色金属矿或煤矿的露天采矿场。这类采矿场可以提供大量的废石、煤矸石和表土，对采矿场进行全面复地。除了对露天矿的采矿场进行复地工作以外，对地下开采的采空区，也应进行复地，并重复利用，如采用废石尾矿对不稳固的采空区进行充填，不但可以减少地表固体废物的堆存量，节省更多的土地面积，而且还可以防止地表沉陷，破坏土地。而对稳固的地下采空区或井巷可加以修整用作军火库、民防工程、蘑菇养殖或作其他地下工程之用。如英国在第二次世界大战期间，曾把一些矿山地下采空区作为金库、王冠宝石库等。据调查，美国地下矿山采空区的