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采煤塌陷地复垦规划设计方案优化我国因采煤造成的塌陷土地已超过70万公顷，虽然已有一批塌陷地已经复垦，但为数很少，仍有一大批塌陷地有待复垦。并且塌陷土地以每年2.7万公顷的速度增长，仅徐州矿区就有25万余亩塌陷土地。土地复垦工作任重而道远。尽管我国土地复垦工作已经取得了一定的成就，但是采煤塌陷地复垦当中仍存在很多问题。仅由于土地复垦规划设计问题造成的损失就是巨大的。这里有一例子，1992年起大黄山乡开始分期实施规划设计的复垦工程，工程全部实施后共复垦采煤塌陷地4980亩，总投入413.3万元，亩均复垦投入830元/亩。若不进行很好的规划设计，每亩投入最小为3000元/亩，按此计算本区共节约复垦投资1080.7万元。因此，土地规划方案的制定，选择，优化过程就显得重要起来。土地复垦是一个多工序的工程系统，它具有复杂性和科学性的特征。矿区土地复垦项目，既是对矿山建设项目造成环境破坏的治理，究其本身又是一项经济活动或投资行为，与农民、集体、国家的利益相关。因此，土地复垦规划设计方案应严格遵守国家和地方的法律法规，应遵循一定的原则，才能避免一些工程的失败和效益的低下。1矿区土地复垦规划设计的内容一般地说，矿区土地复垦规划所涉及的或跨越的时空范围较大，如一个矿区一段时间内复垦工程的安排，属于规划的内容，它具有战略性和控制意义。复垦工程设计则是在规划的基础上，对局部范围的复垦工程或某一复垦工程的具体施工工艺进行设计。虽然有许多共同的地方，但并不相同，土地复垦规划设计只是土地复垦过程中很小的一个组成部分。土地复垦规划设计在整个土地复垦过程所处的位置，以及土地复垦各阶段所包含的内容和目标如表2所示。2矿区土地复垦规划设计的依据和基本要求2.1编制土地复垦规划设计的依据1)国务院颁布的《土地复垦规定》及当地复垦法规、政策和实施细则。2)有关土地利用的法律、法规，包括《中华人民共和国土地管理法》、3)《中华人民共和国矿产资源法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国城市规划法》等国家法律以及地方村镇规划、土地利用总体规划等国家法律以及村镇规划、土地利用总体规划等实施条例。4)有关行业的技术设计规程。5)当地国名经济和社会发展规划、计划、以及矿山企业规划和生产计划。6)国民经济统计资料。7)矿区地质勘探报告以及补充地质调查报告。8)开采设计或已开采区域的开采情况。9)土地复垦资源调查资料、图件和统计表。10)为编制土地复垦规划而设计的专项研究成果。2.2编制矿区土地复垦规划设计应遵循的原则编制矿区土地复垦规划设计除需遵循有关法规政策外，为使规划设计切实可行还应遵循下列一些基本原则：1)先做总体规划，再作复垦工程设计或小区规划。2)因地制宜，综合治理。3)近期效益与长远效益相结合。4)经济效益、生态环境效益与社会效益相结合。5)工程复垦与生物复垦规划统一考虑。2.3编制矿区土地复垦规划设计的基本要求2.3.1《土地复垦规定》对土地复垦规划设计的要求（1）土地复垦规划应与土地利用总体规划相协调。各有关管理部门在应当根据经济合理的原则和自然条件以及土地破坏状况，确定复垦后的土地用途。在城市规划区内，复垦后的土地利用应当符合城市规划。（2）土地复垦应当与生产建设统一规划。有土地任务的企业应当把土地复垦指标纳入生产建设计划；建设项目可行性报告和设计任务书应当包括土地复垦的内容；设计文件应当有土地复垦的章节，明确其复垦任务；工艺设计应当兼顾土地复垦的要求；可能的情况下，地质勘探阶段就对土地资源给予土地复垦有关的其他资源进行详细调查。表2土地复垦各阶段所包含的内容和目标（3）土地复垦规划应当考虑充分利用邻近的废弃物充填挖损区、塌陷区和地下采空区。利用废弃物作为土地复垦充填物，应当防止造成新的污染。2.3.2复垦目标对土地复垦规划设计的要求矿区土地复垦工程的目标是恢复破坏土地的生产力和矿区生态系统的平衡。而土地是土壤、水、植物和动物群落等的综合体，这一概念已被广泛接受，因此，复垦不仅是地表的恢复或植被的恢复，而应是组成土地综合体的每一单元的恢复和重建。这就要求复垦规划设计应考虑多种因素进行综合规划，才能达到复垦工程的最终目标。正如美国国家科学研究委员会所述的那样：一种合适的复垦目标不一定要求严格的复原采前的地土地特征和景观，而只是要求建立在地质和水文条件的稳定的、能够保证生态系统结构的地形，这种地形能为将来的土地利用提供多种方案。总之，无论哪种复垦形势，其主要目标应是重建永久稳定的景观地形，这种地形在美学上和环境上能与未被破坏的土地相协调，对其所在的更大范围的生态系统做出最大的贡献，从而最有效的促进其所在的生态系统的稳定和土地生产能力的提高。2.4开采沉陷地土地复垦规划的一般程序阶段内容目标勘测、调查与分析地质采矿调查与评价；社会经济现状调查与评价；社会经济发展计划；自然资源调查与评价；环境污染现状调查与评价；地形勘测明确复垦问题的性质，为总体规划提供基础资料。总体规划结合井下开采范围，确定规划区范围；说明规划时间；选择土地利用方向和复垦工程措施；制定分类；分期复垦方案；复垦规划方案的优化论证；投资效益预测；关于影响复垦规划实施的相关问题及解决办法的说明和土地利用总体规划一起，为区域土地利用的合理性提供保证；为复垦工程设计提供依据复垦工程设计明确复垦工程设计的对象；设计达到总体规划所提出的土地利用方向的工艺流程和工艺措施、机械设备选择、材料消耗、劳动用工等；实施计划安排；施工旗帜日期的安排；工程投入与年经营费、年收益的详细计算。供施工单位施工我们认为土地复垦规划设计应包下五个程序(见图)。原始资料的收集是复垦规划设计的基础，复垦可行性分析是基于原始资料对开采沉陷地可垦性进行的研究。复垦方案设计是复垦的总体规划，其关键是决定复垦土地的利用方向及其合理布局。复垦工程设计是对复垦工艺过程进行详尽的规划，具有可操作性的特点。复垦的技术经济分析则是对复垦投资与收益的估算，是决策者决定复垦工程可否实施及资金筹措的关键。这五个程序相互联系、相互制约、缺一不可。它既反映了一般土地复垦规划设计的程序，又说明了土地复垦规划设计的主要内容。下面就这土地复垦规划的五大内容(程序)予以详细的讨论:2.4.1设计的原始资料收集的原始资料主要包括:（1）矿山企业生产现状:企业类型、规模、产品及产量，主要的开采方法，矿山的地理交通位置、隶属关系等。（2）矿山企业对土地的破坏现状与预测:开采沉陷地现状，万吨煤沉(塌)陷率，积水率，积水深度，开采沉陷参数，开采沉陷观测历史及资料，根据开采设计进行开采沉陷预计并绘制成图。（3）待复垦地区的自然状况:自然地形地貌，气象特征，地震、地质、水文、土壤资料，名胜古迹及国家重要设施资料，土地利用现状，农业区划与国土规划情况，人口、耕地及社会经济环境等区域经济地理资料，对矿山土地复垦的要求。其中水文资料包括地下水分布状况及水量、水位、水质化验资料;地表水体分布、水资源利用情况，洪水位资料，地方水利发展规划等。土地利用现状的调查应对当地的作物品种、生长状况、供求关系进行详细的分析统计。土壤资料包括土壤类别及分布情况、土壤各种理化性质及肥力的评价。三种原始资料在文字叙述的同时，应汇成表格，并应绘制以下图件:①矿区交通位置图1:1000~1:100000;②矿区区域地质图1：5000或1:10000;③矿区井上下对照图1:2000或l:5000;④开采沉陷地现状图1:1000或1:2000;⑤土壤图及养分含量图1:500~1:20002.4.2开采沉陷地的可垦性分析（1）环境条件分析从以下各个方面分析复垦的可行性:开采沉陷地的破坏特征、水文条件、道路交通条件、给排水与供电条件等。（2）开采沉陷地区岩石、土壤特性分析叙述塌陷区的土壤理化特性及生物特性，矿区煤矸石的地球化学特性，潜在的含肥量，土壤及煤矸石的腐殖质含量(活性有机质)及其它有关的指标，土壤改良效果预测，塌陷区内存在的岩石对复垦可能带来的影响预测等。（3）沉陷盆地积水及附近水源的水质分析通过对水质的分析以确定是否适宜于养鱼，如何合理设计养鱼塘，是否需采取水质净化措施等。（4）沉陷地充填复垦的承载力分析通过对沉陷地的充填复垦的充填物料及充填厚度的分析及承载力试验以决定复垦地建房的可能性及相应措施。（5）超前复垦的可行性对尚未沉陷的土地，利用开采沉陷预测技术及土地复垦理论对超前复垦可行性进行评述。（6）类比性分析利用聚类分析等方法，充分利用类似于本地区被破坏土地的恢复利用经验，开采沉陷地可垦性分析应绘制以下图件:①沉陷地破坏程度平面图l:1000~1:2000;②沉陷地剖面图1:500~1:2000;③开采沉陷预测图1500~1:20002.4.3复垦方案设计主要内容是:叙述复垦的对象、范围、面积，确定复垦土地的利用方向，合理的地面标高，复垦方案及其工艺特征，复垦方案的优化评述。这一设计中应绘制:(1)复垦区地形等高线图1:1000或1:2000(2)复垦规划设计总平面图1:1000或1:20002.4.4复垦工程设计详细叙述复垦的土木工程和生物工程的工艺流程，工艺措施，实施计划安排即机械材料选择，主要工程量，劳动定员，材料消耗计算，工程投资和年经营费计算。应绘制以下图件:(1)工艺流程详图(应包括复垦工程实施与复垦后改善与管理两个阶段的全部工艺);(2)复垦工程实施计划表(应注明进度安排);(3)工艺措施一览表;(4)复垦后土壤培肥试验布置图;(5)主要工程量，材料消耗，投资与年经营费等指标一览表。2.4.5技术经济分析对复垦工程进行详尽的技术经济分析以确定复垦效益。应按复垦土地的用途分类，分别(可列表)列出以下主要技术经济指标:复垦利用的土地面积，复垦率主要工程量，三材总耗量，工程总投资，单位面积复垦费，人员定额，设备类型与数量，年收益预测，计算的还本年限以及其它有必要列出的指标。3举例说明塌陷地复垦方案优化的过程和方法3.1复垦规划区概况张集煤矿位于徐州市西北约30km铜山县刘集镇境内。属于江苏天能集团公司的下属单位。矿区有陇海铁路和支线符夹铁路穿过，南有徐商公路，30min可达徐州市区，交通十分方便。北与夹河矿相邻，西南与义安矿相接，北部以陇海铁路为界，东部和南部以屯头系露头为限，西部以29勘探线与义安井田相接，开采深度原定为-600m水平，现因受京福高速公路的影响，开采深度暂定为-500m水平。地质储量995万t，可采储量607万t，主要开采夏桥系2层煤，山西组7层煤和9层煤。其地理坐标为东经117°08ˊ，北纬341°6ˊ,主副井井口标高42m。走向长2.5km，倾斜宽1.0km，面积2.5km2。1970年建矿，1981年投产，设计生产能力为21万t/a，2002年经省局核定生产能力为15万t/a，主要主采夏桥系2层煤及山西组(小湖系)7、9层煤。其中7、9煤为低灰、低硫优质肥煤，挥发份一般在28%以上，发热量在5500千卡/kg以上。截止2003年底，共生产原煤249.5万t。本区气候具有长江流域与黄河流域的过渡性质，而又接近北方气候的特点，近40年来，降水量年平均859.1mm,日最大降水量为225mm,总的表现为降水集中度高、年变化大。本区位于徐州煤田九里山向斜的西南边缘,受新华夏系影响,东南向断裂,显示复式单斜构造，局部煤层倒转成“S”状,井田内总体为一走向变化大的单斜构造。张集煤矿1981年12月份投入生产，设计服务年限为45年。开拓方式为竖井开拓，采用走向长壁台阶式采煤法。设计生产能力为21万t/a。截止2003年底张集矿剩余开采服务年限为10年。规划区为张集矿较早的采煤区域，位于煤矿的西南方向，面积约2800余亩，塌陷基本稳定。3.2复垦方案及论证本区虽然由于采煤塌陷造成地表下沉，但是由于地下水位较低，没有大面积积水现象，也没有由于地下水位接近地表而造成土壤盐渍化。而是由于距离煤矿较近和附近工矿企业的发展，对由于塌陷造成地势起伏的农田乱掘乱挖，造成一大批鱼塘和没有利用的取土区，因此土地复垦的主要目的是土地的平整和大批鱼塘的处理。本区治理的有利条件之一就是地表水系发达