文章编号:1001-8158(2000)01-0006-06国内外煤矿区土地复垦研究综述卞正富(中国矿业大学国土资源研究所,江苏徐州　221008)摘要:较为系统地比较了我国与主要采煤国家在煤矿区土地复垦方面的差异和差距,对国内外矿区土地复垦的目标、工艺技术及理论研究的现状进行了综述,分析了我国矿区土地复垦工作的特点,将我国土地复垦理论研究大致划分为两个阶段,提出了我国今后土地复垦理论研究的发展方向。

关键词:煤矿区域;土地复垦;环境治理;综述中图分类号:F301.24 文献标识码:A 随全球资源、环境和人口问题的日益突出,走可持续发展道路也日益为世界各国所接受。

煤矿区域集煤炭资源开采、利用与土地资源占用与破坏为一体,是资源、环境与人口矛盾相对集中显现的区域之一。

近20年来,矿区土地复垦逐渐成为世界各采矿大国的热点研究课题。

70年代后期,前苏联、美国相继颁布了有关矿区土地复垦方面的全国性法规,我国也于80年代末正式颁布了土地复垦规定,有了专门的法规,矿区土地复垦理论研究空前活跃起来,有关土地复垦理论研究的文献成倍增长,甚至国际上著名的International Jo ur nal of Surface M ining and Env ir onment杂志也更名为International Journal of Sur faceM ining,Reclamation and Environment。

在这种形势下,我国矿区土地复垦理论研究虽起步晚,但在短短的几年时间里也取得了长足的进步,为缩小我国与国外土地复垦理论研究方面的差距,扩大与国际土地复垦研究领域的学术交流,本文对国内与国外土地复垦研究目标、研究对象、研究成果等方面作了较详细的比较,并展望了该研究领域的研究前景。

1　矿区土地复垦的目标我国的《土地复垦规定》第二条明确提出:“本规定所称土地复垦,是指对生产建设过程中,因挖损、塌陷、压占等造成破坏的土地,采取整治措施,使其恢复到可供利用状态的活动”。

所以自《土地复垦规定》颁布以来,上述定义是得到社会普遍认同的一个概念,将其延伸至煤矿区范围内,许多理论研究者和复垦工程实践者认为矿区土地复垦即是对煤矿生产建设过程中,因挖损、塌陷、压占等造成破坏的土地,采取整治措施,使其恢复到可供利用状态的活动。

作者曾将矿区土地复垦定义为“按照土地利用原理,结合矿区开采后土地破坏特点,对挖损、塌陷、压占的土地采取工程和生物措施,恢复土地的生产力和矿区生态平衡的活动。

”作者认为矿区土地复垦工艺应当考虑采矿工程特点,采前复垦应将土地复垦看成采矿工程的一个有机组成部分,采后复垦也要考虑原有的采矿工艺及其对土地破坏的特点选取复垦工艺。

而就复垦的目标来说,不仅是将复垦对象恢复到可供利用的状态,而应包括: 恢复甚至提高土地的生产力; 恢复矿区生态平衡。

作者对矿区土地复垦的界定与一般的定义的本质区别在于:一般的定义所涉及的复垦对象仅限于土地物理形态方面,而按作者的定义复垦对象要扩大至除物理形态之外的其它土地属性的整治。

英国矿业与环境委员会将土地复垦定义为将废弃的场地改做某种用途,而美国Ohio州将土地复垦定义为恢复采煤影响的土地作林地、草地、农地、娱乐场所、野生动物栖息地或其它高于或相当于采前生产力水平的用途,而采取的回填、平整、土壤重构、植被及其它工作。

俄罗斯则将土地复垦解释为恢复被破坏土地的生产效能及以改善环境条件为目标的各项工作之总和。

第14卷　第1期2000年1月 中　国　土　地　科　学CHIN A LA N D SCIEN CE V ol.14,N o.1Jan.,2000　收稿日期:1999-12-08比较我国《土地复垦规定》关于土地复垦的界定与国外一些国家的定义,两者之间基本是一致的,没有本质的区别。

但比较我国与国外在土地复垦上的做法,存在下述两个主要区别:一是土地复垦的目标,国外以恢复生态环境为主,我国则以珍惜和合理利用每寸土地为目标,这一点已明确反映在我国与国外立法目的方面的差异上;二是复垦工程措施,国外似乎不惜重金,要求严格,近乎呆板,而我国尤为注重因地制宜,灵活多样,但有时显得过于简单,标准偏低。

2　煤矿区土地复垦的对象我国煤矿区土地复垦对象包括开采沉陷地、露天采矿场挖损地、露天采矿排土场压占地、洗选矸石占地,其比例构成如表1所示。

表1　我国煤矿区土地复垦对象比例构成单位:公顷复垦对象井工开采露天开采总 计开采沉陷矸石山压占小　计采场排土场小计面积 4.5×1055000 4.55×105 2.25×104 2.25×104 4.5×1045×105比例90191 4.5 4.59.0100 由表1看出:我国复垦任务最重的是开采沉陷地复垦,这是由我国煤炭以井工开采为主决定的,全国煤炭产量95%以上为井工开采。

由于井工开采与露天开采比例悬殊太大,无法利用露采剥离物回填开采沉陷盆地。

世界主要采煤国家露天开采与井工开采比例构成如表2。

由表2看出:除波兰外,其它六大采煤国露采产量均在50%以上,这一实际情况不仅反映在我国与这些主要采煤国家在复垦对象上明显的区别,还在复垦方法与复垦理论等方面存在较大的差异。

表2　主要采煤国家井工开采与露天开采产量构成(1995年)国 别美国澳大利亚印度德国俄罗斯南非波兰总产量(亿t)9.34 2.78 2.542.52 2.49 2.062.00露采产量(亿t) 5.79 1.98 1.79 1.93 1.45 1.090.64比例(%)62.071.270.576.658.252.932.0地采产量(亿t) 3.550.80.750.59 1.040.97 1.36比例(%)38.028.829.523.441.847.168.0产量世界排名23456783　煤矿区土地复垦的技术方法3.1　露天煤矿复垦方法我国露天煤矿土地复垦条件根据当地气候条件与原土地利用状况,可分为三种类型: 农业资源型。

这些露天矿包括抚顺西露天、阜新海州、元宝山、义马、小龙谭、可保等露天煤矿。

畜牧资源型。

包括霍林河和伊敏河等露天煤矿。

水土资源贫瘠型。

包括平朔、准格尔、公乌素、大峰沟等露天煤矿。

我国大型露天煤矿均分布在西北和东北地区,这些地区年均降雨量小,蒸发量大,水土流失严重,生态环境脆弱。

因我国露天采煤多采用外排土方式,土地复垦也主要限于排土场复垦,老露天矿均没有将复垦与采排工艺相结合,新露天矿建设中大多数都考虑了这一问题,一些较好的做法包括: 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“分区成埂、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;在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,种植蔬菜70亩,农作物300亩,造林250亩。

当地农民无组织地平整土地,种植农作物和蔬菜约2000多亩; 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。

与国外相比,我国露天煤矿土地复垦相对落后,国外较好的做法有: 露天开采设计时,利用CAD 或GIS技术设计出露采结束后的地形,M.Phillips (1991)曾利用DTM模型绘制了采前与采后及复垦后的地貌; 较多地使用了采掘空间作为排土场,其考虑土地保护与土地复垦的采矿工艺有倒堆法、顺7第1期 卞正富:国内外煤矿区土地复垦研究综述 序剥采复田法等; 剥离岩土的分别堆放与腐殖土保护; 露天开采区水环境(包括地下水与地表水)的综合整治; 露天区域的生态恢复。

3.2　井工煤矿土地复垦方法井工开采与露天开采相比,对矿区土地破坏的形式和对矿区生态系统的影响程度存在明显差异。

就土地破坏形式来说,井工开采引起地表沉陷及矸石山排放压占土地是两种基本形式。

地表沉陷可能引起地面附着物破坏,地表积水影响耕种,或产生裂缝与附加坡度引起土壤锓蚀等不良影响,而矸石排放压占土地与露天开采相比可以说不是主要问题,加上近年来矸石利用量(用于烧制矸石砖,用作铺路材料等)增大,其占地数量相对较小。

井工矿矸石山给矿区带来的主要不良影响在于矸石长期裸露引起粉尘污染严重;部分矿区矸石山自燃向空气排放有毒有害气体;矸石山还带来不良的视觉效果,造成景观破坏。

由于我国煤炭95%以上为井工开采,因此煤矿复垦的重点亦在井工矿区。

我国80年代初开始煤矿造地复田综合治理研究,提出了矸石充填复垦、粉煤灰充填复垦和挖深垫浅三种复垦技术,80年代至90年代初我国井工矿山复垦以这三种复垦形式为主,但由于充填复垦受充填料数量的限制,预计最大充填复垦率小于20%,目前使用充填复垦方法较好的淮北矿区也仅在11%左右,另一方面,复垦后土地利用方向也有较大的局限性,主要用于建设用地或娱乐场所,利用废弃物充填复垦成高产农田往往需要较高的投入,甚至由于二次污染等问题而不可行。

90年代初,徐州矿区、大屯矿区、平顶山矿区、永夏矿区、峰峰矿区等先后开展疏排积水、土地平整、塌陷土地阶地化、梯田化等非充填复垦技术试验,这些技术很快得到了推广应用,并使这些矿区土地复垦率得到显著提高,如徐州矿区铜山县土地复垦率80年代末不到10%,1996年已达50%。

在复垦土地利用方向上,我国的复垦土地利用形式有建设用地、水产养殖用地、农田(粮、菜、经济作物)、林业用地、娱乐场所用地、种养(加)结合的生态工程利用等多种形式,我国现有复垦技术应用、推广比例如表3。

表3　我国现有土地复垦利用技术推广应用比例复垦技术工程技术复垦土地利用充填复垦非充填复垦小计建纯水产养殖农田林娱乐生态工程其它比例%158510010253675710 主要采煤国家中,波兰井工开采比例达68%,其开采方法与我国类似,但波兰的人地矛盾没有我国突出,其复垦工作主要集中在露天矿和矸石山,复垦后土地主要用于种草和植树。

世界第二大采煤国美国的井工开采比例占38%,因其过去井工开采以房柱式为主,所以其开采沉陷系数小,沉陷深度也小,近年来,美国在长壁开采方面取得了较大的进展,开采沉陷破坏也随之严重。

美国东部矿区1986年开采沉陷地面积为5.8万公顷,预计到2000年增到8.9万公顷。

美国对开采沉陷地的处理有两种做法:一是复垦,二是作为湿地加以保护。

复垦又有三种做法(R.G.Darm ody,1993),即 挖沟降水; 回填; 挖沟与回填相结合。