晉北礦區(qū)土地復(fù)墾與植被重建方案研究

段志鵬

（霍州煤電集團環(huán)境保護處，山西 霍州 031400）

霍州煤電集團晉北煤礦為小型煤礦，礦區(qū)土地權(quán)屬靜樂縣新北村，工業(yè)廣場為礦山企業(yè)所有。西翼采區(qū)的原新北村、謝莊村和東翼采區(qū)的原土型礦工人村建設(shè)用地等在楊莊煤礦采空塌陷之前已搬遷，塌陷復(fù)墾后改為耕地。礦區(qū)中間有一條季節(jié)性的堤溝河分布，有部分水面和河堤，為水工建設(shè)用地，在采空塌陷形成后，深積水塌陷區(qū)與堤溝河相連，使水域面積約占礦區(qū)土地資源總面積的1/3。本文主要是對晉北煤礦土地復(fù)墾與植被重建方案進行研究。

1 礦山對土地、植被資源的占用和破壞情況

1.1 土地資源占用和破壞情況

晉北煤礦主要為工業(yè)廣場占地，位于礦區(qū)外的東側(cè)。占地總面積約35.40畝。受晉北煤礦采煤產(chǎn)生的采空塌陷影響，土地表面發(fā)生了高度變形，形成與堤溝河相連的塌陷區(qū)，塌陷深度達1～3m，影響和破壞土地總面積498.90畝。其中：西翼采區(qū)塌陷是在原先楊莊煤礦產(chǎn)生的塌陷區(qū)域內(nèi)又出現(xiàn)的二次塌陷，晉北煤礦與楊莊煤礦在西翼采區(qū)總的塌陷面積為374.85畝。堤溝河北西側(cè)的部分耕地和原村莊用地大部分塌陷為深積水區(qū)，并與與堤溝河水面相連，使水域面積增大，水深達2～3m，部分已改建成為漁塘。

1.2 植被資源占用和破壞情況

礦區(qū)農(nóng)作物呈季節(jié)性分布，樹木以喬木為主，零星分布在道路、河堤、村莊附近，在礦區(qū)范圍內(nèi)沒有人工林地分布，也沒有人工果園分布。現(xiàn)采空塌陷影響范圍較大，深度1～3m，塌陷區(qū)大多數(shù)成為水塘，對植被資源占用和破壞較小。

2 礦區(qū)土地復(fù)墾可行性評價

2.1 土地破壞成因分析

地面塌陷破壞土地主要是因地下開采煤礦所誘發(fā)，采空區(qū)破壞了巖石結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)塌陷，使地表土地資源和原生植被遭到破壞。現(xiàn)狀塌陷區(qū)分布在礦區(qū)范圍的中部，是楊莊煤礦和晉北煤礦共同產(chǎn)生的采空區(qū)所引發(fā)，現(xiàn)已和堤溝河相連，面積498.90畝。預(yù)測耕地塌陷區(qū)分布在礦權(quán)范圍中部，是由西翼、東翼采區(qū)的采空區(qū)所引發(fā)。占用土地分布在礦區(qū)以外，由工業(yè)廣場建設(shè)占用，面積35.40畝。土地性質(zhì)由農(nóng)用地改變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，仍需復(fù)墾后補充。

2.2 土地復(fù)墾可行性評價

礦區(qū)地勢平坦，土地類型為旱地和河流，土層較厚，土質(zhì)較肥沃。因地下開采已造成498.90畝土地出現(xiàn)塌陷，預(yù)測最終塌陷面積達到786.45畝，最大下沉深度在3.0m以上。采用煤矸石、粉煤灰充填塌陷坑、挖深墊淺等方法，復(fù)墾耕地、漁塘等，對受損的堤溝河河堤進行道路治理工程，相應(yīng)加高加固。

3 礦山土地復(fù)墾與植被重建方案

3.1 礦山預(yù)防控制與復(fù)墾措施

礦井采煤造成的地面塌陷，目前范圍和程度較小，但是處于不穩(wěn)定時期，要加強監(jiān)測。工程技術(shù)措施：（1）土地表層腐殖質(zhì)土堆放。復(fù)墾前先將被復(fù)墾的不積水的淺層塌陷邊坡地的表土層進行剝離堆放，重點是在礦區(qū)東西兩側(cè)設(shè)立臨時堆場，就近貯存表土，禁止矸石混入使土質(zhì)惡化，盡可能做到恢復(fù)后保持原有的土壤結(jié)構(gòu)，最后將表土覆蓋地表后以恢復(fù)耕種或種樹種草。（2）整平。對于塌陷深度不大的地段一般不會發(fā)生積水，對農(nóng)作物的生長影響不大，稍加整治即可直接恢復(fù)耕種；塌陷深度較大的地段，采用挖深墊淺的辦法使墊高部分的土地恢復(fù)耕種。（3）覆土。土地平整后進行覆土，覆土來自原有土地表層腐殖質(zhì)土的剝離，覆土厚度0.4～0.5m。

3.2 土地復(fù)墾工程設(shè)計

3.2.1 復(fù)墾耕地設(shè)計

（1）耕地規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容

復(fù)墾旱地設(shè)計是將預(yù)測在0～1.5m淺層塌陷區(qū)直接復(fù)墾為耕地；1.5～3.0m的塌陷區(qū)，對部分區(qū)域挖深達到修建漁塘的標(biāo)準(zhǔn)，并用挖深處的土體回填較淺的區(qū)域，復(fù)墾為耕地。復(fù)墾耕地總面積約214.80畝。旱地地面設(shè)計高程為31.0m；耕作方向與原來方向一致，以南北向為主；坡度應(yīng)限在1∶500以內(nèi)。由于部分積水塌陷區(qū)復(fù)墾的旱地處于未穩(wěn)定的狀態(tài)，可以臨時用于水塘，待穩(wěn)沉后，再復(fù)墾為旱地。

（2）施工方法和施工順序

剝離堆放表層土，先將塌陷邊坡地的表層腐殖質(zhì)土、耕作層熟土進行剝離，等復(fù)墾土地平整后再進行覆蓋，以恢復(fù)旱地耕種。耕作底層施工與整平，耕作土壤分底土層、心土層和表土層3層，如圖1所示。

圖1 復(fù)墾工程設(shè)計斷面

耕作底層可以利用煤矸石和工業(yè)廣場剝離的廢碴土充填，先鋪一層厚0.2m矸石作為底土層，碾壓成層后，再覆一層厚0.3m的心土層，起保水肥作用。也可以利用從淺層積水塌陷區(qū)挖取部分土層充填，直接作為心土層。最后以30.6m高程進行整平，整平時，可預(yù)留0.4m高度覆蓋表土層。在整平的耕作底層上，將預(yù)先堆放在臨時場地上的表層腐殖質(zhì)土或耕作層熟土覆蓋其上，厚度0.4～0.5m。

3.2.2 復(fù)墾建設(shè)用地設(shè)計

礦山閉坑后，工業(yè)廣場用地需要進行整治，重點是拆除無用的建筑物，對工業(yè)場地進行整平，重新規(guī)劃為新的建設(shè)用地，用于烈山鎮(zhèn)村鎮(zhèn)建設(shè)或者工業(yè)園區(qū)用地。設(shè)計工程量：拆除建筑物，按35.0m高程整平，整平面積23570.4m2，其方量為7071m3；按0.5m高度鏟運廢碴土，其方量為11785.2m3。

3.2.3 復(fù)墾漁塘設(shè)計

（1）漁塘設(shè)計方案

根據(jù)預(yù)測礦區(qū)中部下沉深度在3.0m以上的區(qū)域和下沉深度在1.5～3.0m的部分區(qū)域?qū)?fù)墾為漁塘，總面積約410.10畝。以礦區(qū)預(yù)測的塌陷坑現(xiàn)狀形態(tài)為依據(jù)，規(guī)劃設(shè)計為10個漁塘，總面積約435.60畝，其中1、2、3號漁塘現(xiàn)已經(jīng)被礦企業(yè)治理為正規(guī)漁塘，所以本方案只對規(guī)劃設(shè)計中的4～10號漁塘進行工作量計算，面積約為329.55畝，塘堤周長為5024m。重點是漁塘設(shè)計，可以從形狀、面積、深度和塘底幾方面進行設(shè)計。漁塘形狀設(shè)計以長方形為主，長寬比一般為2～4:1；水塘深度設(shè)計為3～3.5m；一般漁塘保水深度為2.0～3.0m，漁塘的垂直深度應(yīng)比最高水位高出0.3～0.5m；塘堤寬度為2～3m，臨水坡坡度一般為1:1.5～1:2，可用石塊砌成，防止水浪沖刷，厚度約0.5m，并且應(yīng)比水塘水位高0.5m左右；從進水口至排水口處的池底應(yīng)成一坡度（1:300～1:1200）。此漁塘的水源主要為大氣降雨和原堤溝河河水。

（2）施工方法和施工順序

將塌陷深度在1.5～3.0m的區(qū)域挖深到3.0～3.5m，形成相對獨立的水塘，并對其邊坡進行修整，形成漁塘的初步形態(tài)。對漁塘塘堤進行修整，堤頂寬度為2～4m，堤高比水塘水位高0.5m，臨水坡按1:1.5～1:2坡度用片石或預(yù)制方磚加固，厚度約0.3～0.5m（圖 2）。

圖2 漁塘工程設(shè)計斷面

3.2.4 排水溝治理工程

對部分道路旁需要的排水溝進行設(shè)計如下：排水溝整治工程主要分布在從南側(cè)道路向漁塘方向的田間道路西側(cè)，新的人工開挖排水溝主要是為農(nóng)作物灌溉設(shè)計的。設(shè)計底寬0.5m，上口寬1.0m，高為0.5m，底部和兩側(cè)溝堤均采用混凝土進行襯砌，襯砌厚約0.2m（如圖3）。主要工程量：修整排水溝長度約為1000m，開挖土方720m3，砌片石600m3。

圖3 排水溝工程設(shè)計斷面

3.2.5 道路治理工程設(shè)計

（1）主干道路復(fù)墾設(shè)計

主要是堤溝河河堤道路整治工程。整治受損路長度約4586m，設(shè)計路面寬約6m，一側(cè)排水溝為2m。采用煤矸石充填，最后按33.0m高程整平（圖4）。

圖4 道路工程設(shè)計斷面

主要工程量：整治長度4586m，回填路段為原堤溝河南岸河堤道路，長約2608m。填方約18777.6m3，整平碾壓 22533.1m2；

（2）田間道路復(fù)墾設(shè)計

主要是塌陷區(qū)復(fù)墾的耕地之間、漁塘之間的道路。路面總長約6656m，設(shè)計寬約4m，頂面高度比兩側(cè)的耕地高0.5m，漁塘間的道路在漁塘治理中已經(jīng)填充。主要工程量：整治長度6656m，整平碾壓13312m2。

3.3 植被恢復(fù)或重建方案

根據(jù)霍州市的統(tǒng)計規(guī)劃設(shè)計，本礦區(qū)在遠(yuǎn)期為城市中心綠化帶邊緣區(qū)，是以綠化用地為主。晉北煤礦植被重建方案：（1）在河堤主干道路和田間道路兩側(cè)植樹綠化，以柏樹或松樹等常綠喬木為主，最小種植株距為2m，路緣石外側(cè)最小距離宜為0.75m。路長為4586m，植樹約4586株。（2）設(shè)計在塘堤兩側(cè)按1m間距種植綠籬植物和觀葉灌木。漁塘路面長為6656m，植樹約13312株。（3）在復(fù)墾分耕地種植小麥和大豆等作物，恢復(fù)耕地上農(nóng)作物植被。

4 總結(jié)

晉北煤礦礦區(qū)土地復(fù)墾與植被重建工作貫穿礦山開采始終，淺層塌陷地土地復(fù)墾、排水溝修筑、田間道路整治工程和綠化可以從開始就可進行局部治理，漁塘、工業(yè)廣場、塘間道路和綠化等大部分復(fù)墾治理工程要在正式閉坑后1～2年內(nèi)才能完成。根據(jù)本方案做好治理工作，對于保護晉北礦區(qū)的土地和植被將起到積極作用。