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1、 独创性声明 附 2 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工作及取得的研究成果，尽我所知，除了文中特别加以标注和 致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含本人为获得内蒙古师范大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。本人保证所呈交的论文不侵犯国家机 密、商业秘密及其他合法权益。与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示感谢。 签名 ： H 曰期：年 台阶 高度 (m) 最小平 盘宽度 (m) 北排士 .场 14384 1.10 1.10 1410 60 20 20 25 70 南排土场 4200 1.10 1
2、.10 147 80 20 20 25 70 .北排土场大约占地 1410. OOhm2,基本平行采场走向，总体上向北发展，排弃 总高为 60m;南排土场占地面积为 147. OOhm2,排土高度为 80m。 为了减少占地， 每个排土段高不应低于 30m。 从达到设计生产能力起，当底板出露横向距离达到 50m以上时，开始建立内 排工作面。排土场的地表覆土先剥离后另行存放，然后再堆放排土造成地表的堆 积，使土地利用类型发生了变化，使局部植被群落遭到迅速破坏，植被盖度剧烈 下降。土地破坏程度见表 4-2。 表 4-2扎哈淖尔露天煤矿破坏土地面积表 单位： hm2 项目名称 土地破坏程度 破坏土地面
3、积 扎哈淖尔露天煤矿土地复垦与 生态恢复实施方案 重度破坏 1954. 80 中度破坏 2045. 70 轻度破坏 844.61 总计 4845. 11 4.1.3生产建设对土地生态环境影响的分析 4. 1.3. 1煤炭开采对生态环境影响的特点 煤炭开采为中型区域开发项目，幵采区服务年限较长，因此对矿区范围内生 态环境影响范围广、时间长。煤炭的开采将导致土地资源和植物资源的破坏，从 而破坏矿区及其周边地区的内生态系统的结构和平衡，制约矿区及周边地区的可 23 内蒙古师范大学硕士学位论文 持续发展。煤炭的开采还可能破坏水系等的完好性，所以具有对周围生态环境造 成破坏的特点。由于此类影响具有不可避
4、免的特性，所以我们只能采取适当的措 施尽量减小其对周边生态环境的影响。 1 1. 3. 2煤炭开采的主要生态环境问题 破坏土地资源和植物资源 露天矿开发建设对该区域草原植被和植物生境的影响圭要是露天矿基建期 工程施工过程中造成的植被破坏而导致的植物量减少以及工程用就占地减少 E 域草原面积及生物多样性减少等方面。 基建期，露天矿采掘场的开挖、排土场的形成，工业场地及其附属设施的建 设，使得大量的土地被征占和使用，改变了项目区的生态环境，破坏了采掘场、 排土场、工业场地等施工区内的全部植被。施工活动、施工机械的碾压和人员往 来等也将不同程度的 破坏和影响施工场地及周围的草原植被。项目区植被的损
5、失，直接影响项目所在区域草原植被分布数童及草场质量，使区域内草原植被覆 盖度降低，植物物种多样性减少，草地退化。 从植物种类来看，施工活动所破坏和影响的植物均为广布种和常见种，且分 布均匀。故本工程施工不会造成某一植物种的消失。 矿区的基本建设完成后，临时占地应即幵始恢复植被。矿区地面生产系统及 工业场地及其附属设施占用草地是永久的，其对草原植被的影响是不可逆的。随 着露天矿幵采，采掘场的不断扩大，草原植被破坏的面积增加，对天然草原植被 破坏较大，对其周围 草地产生影响，影响范围在矿区外延 l m内，并影响草原 生态系统的稳定性，从而导致其草原生态功能下降。所以要在采掘场周围建立防 护林带，割
6、断其对周边草原的直接影响。 随着露天矿开采，露天矿开始内排土时，外排土场工程结束，外排土场开始 覆盖存放的表土，开始进行复垦，逐渐恢复植被后其对植被的影响将减缓；待首 采区工程边采掘、边填土、边复垦逐渐使采掘场的植被得以恢复；矿区的工业场 地应在基建工程结束后，即可进行植被重建及矿区的绿化和生态建设工作，使矿 区成为自然和人工复合的生态系统，减缓对区域生态环境的影响。 24 内蒙古师范大学硕士学彳立论文 在生产期间，矿区人为活动增加，破坏、干扰、践踏草地等因素增多，使项 目区域内草场退化，草地面积逐渐减少，群落的多样性降低，牧草产量下降，不 仅直接影响到畜产品产量的减少，也将导致目前因过牧而退
7、化的矿区周围草场载 畜负荷量增大 ,进而使矿区外草场中优良牧草减少，使草场产量和牧草质量下降， 加速草场退化，退化面积会不断地向周围扩展，将会使矿区周围草原生态环境恶 化，影响区域生态环境质量。因此在生产期间要严禁随意践踏、破坏项目区内草 场，要对项目区内道路进行合理规划，严禁人车随意通行。 类比现有的其它煤矿开采造成的区域草原植被分布不连续，草牧场变为工业 用地和生活社区，排土场的植被虽然己经过多年的恢复，但还未达到与周围天然 草场完全一致的程度，种类组成和植被盖度都存在很大差别。因此矿区内的草场 退化、沙化、草场生产力降低，露天矿开采对草原植被造成的影响短期内难以消 除。 只有在拟建露天矿
8、开发建设的同时，应随着排土场、每个开采区工程的结束 , 及时的、不间断的进行植被恢复、重建工作，才能将影响减缓到最低程度。 - 水土流失 本区为水草丰美的原 始草原游牧区，人口的增长，加上草原过度放牧，周围 自然环境遭到不同程度的破坏，引起草场退化。项目区地势较平坦，所属土壤侵 蚀类型区为内蒙古高原草原风蚀水蚀区，植被盖度为 70%，平均土壤侵蚀模数 为 2000t/ Km2, a。 土壤允许流失量为 500 t/Km2. a。 项目区属于内陆河流域，草原生态保护和水土保持生态建设进入二十世纪末 刚起步，水土保持生态环境力度逐年加大。扎鲁特旗相继开展以小流域为单元的 水土保持生态环境建设工程、
9、扎鲁特旗风沙源治理工程、退牧还草等工程，恢复 草原生态治理措施包括林草植被建设 、围栏轮牧、围封禁牧、封山育林育草等， 近期实施了围封转移战略，通过不懈努力，目前已形成具有一定规模的草原综合 生态防护体系，各项目实施区生态环境明显得到了恢复和改善。 对水资源影响 霍林河为煤田附近的主要水系，发源于东南部罕山北麓，流经勘探区东缘， 25 内蒙古师范大学硕士学位论文 汇查格布拉格河于矿区北部的季节小河和热木特河之后，流出矿区。全长 250km， 在科右中旗高力板附近潜入地下。本区河谷宽阔，河床平缓而多蛇曲。据位于该 河下游的黑大庙水文站 1973年 4 9月的观测资料，最大流量为 1. 0m3 /
10、 s， 最小 流量为 0. 37mV s。 洪水位标高，在勘探区南部为 868. 85m,北部为 824. 15m。 煤 田建设将会改变井田区域内分水岭以西的地表径流现状，改变了有的区域汇水面 积，袭夺了扎哈淖尔的地表径流补给，会给霍林河和露天井田北部三个泡子的水 位造成一定的影响，从而影响扎和淖尔的地下水水位。在煤矿开采完毕后，三采 区将作为人工湖被保留，采掘场及其周边的地表水将被引入其中，此举将提高项 目区地下水水位，改善项目区的小气候。 景观变化 在露天煤矿幵发建设过程中，露天开采、清除植被、增建人工生产设施、剥 离物和废弃物堆置、修筑公路等占用大量土地，形成大量土地的裸露边坡、取土 坑
11、、排土场、废弃地等一些劣质景观，并形成新的隆起和塌陷地貌，改变原有草 原景观。 矿区各种道路以及各种施工运输车辆在施工区域行驶所形成的通向施工场 地和外围的道路，形成许多廊道，对项目区域原有的景观生态类型进行切割，景 观的斑块数大量增加，破碎度增大，人工景观将在该系统中发挥重要作用。工程 建成投产后，原有的草地变为采掘场、排土场、建筑设施等，项目区草原景 观进 一步减少，人工建立的工矿景观扩大，造成草原景观在空间上的不连续，影响草 原景观的连通性，阻碍生态系统间物质和能量的交换，导致物质和能量的时空分 异，使区域地表景观空间格局发生明显改变，自然草原变为人工景观。我们在将 设的同时，要加大各类
12、设施周边的绿化，尽量使其与周边环境相协调。 4. 1. 3. 3污染物排放对生态环境影响分析 废水排放对生态环境影响分析 本项目所排废水包括疏干水、采掘场矿坑排水及工业场地生产、生活污水。 也产、生活用水可使用矿田疏干水，水质优良，生产用水还可利用采掘场排水， 不会 对周围水环境造成不良影响。 26 内蒙古师范大学硕士学位论文 矿坑内正常排水，其所含污染物主要是悬浮物，经过旋流沉砂池和澄清池处 理后，悬浮物浓度小于 200mg/L， 可供生产循环用水，不外排，不会对环境造成 影响。 工业场地内的生 t、 生活污水中悬浮物 （ SS)、 化学需氧量 （ COD)、 5闩生 物需氧量 （ B0D5
13、)和石油类等污染物浓度较高，不能直接利用，采用的污染治理 措施是：生活污水经化粪池处理后排入新建的污水处理站，含油生产废水经隔油 池处理与其他生产废水排入污水处理站进行处理，污水处理站采用目前较为成熟 的生化接触氧化法，经处理后的出水中污染物浓度 SS1.5 3或不 3或不 岩土污染 不 1 1 轻度 2 2 中度 2或 3 3 重度 不 不 非均匀沉降 无 1 1 轻度 1 2 中度 2或 3 3 重度 3 3 土壤有机质 (g * kg1) 50% 50% 20 -25 20 -25 30 -25 地表物 质组成 砂壤 -壤土 砂壤 -壤土 土多石少 无十但易风化 无土但难风 化 有效土
14、层厚度 80cm 1. 5 1. 1-1.2 岩十 .污染 无 无 无 无 无 土壤有机质 (g kg.) 6 年， 10 6 年， 10 非均匀沉降 10年，无 10年，无 10年，无 10年，无 10年，无 4. 2, 3待复垦土地适宜性评价结果 各类复垦土地类型单元土地适宜性评价结果 扎哈淖尔露天煤矿的土地适宜性评价采用最小限制因素法评价土地的适宜 性较能满足要求。在上述工作的基础上，将参评单元的土地质量分别与复垦土地 主要限制因素的农林牧评价等级标准对比，限制最大，适宜性等级最低的土地质 量参评项目决定该单元的土地适宜性等级。见表 4-5。 待复垦土地适宜性评价结果 扎哈淖尔露天煤矿待
15、复垦土地主要分布在采掘场和南、北排土场经过土地整 理和土壤改良，将具有一定的生产力，但由于复垦年限不同，适宜性也不同。通 过将参评单元土地质量与待复垦土地主要限制因素的林牧评价等级标准进行逐 内蒙古师范大学硕士学位论文 项比配，得出扎哈淖尔露天煤矿待复垦土地适宜性评价结果如表 4-6。 表 4-5 矿区待复尾土地的林牧适宜性等级结果表 适宜性评价单元 适宜性 林业用地 牧业用地 厚层覆土平台 5年， 1等 5年， 1等 薄层覆土斜坡 2或 3等 3等 岩土混排斜坡 2或 3等 3等 泥岩页岩碎砾斜坡 3年， 3或 2等 1年， 2等 砂岩石砾坡 5年， 3等 不适宜 待复垦土地适宜性评价结论与
16、建议 划分扎哈淖尔露天煤矿待复垦土地的适宜性评价单元是依据其人工堆垫地 貌特征及人工扰动土壤特征来进行的。煤矿开发前的现状草原由于存在着草场退 化、水土流失和土地沙漠化等问题，本地区已成为自治区生态坏境问题最为严重 的地区。因此，评价结果符合当地的现状及复垦后土地质量等级。 对于幵发复垦后的土地进行多宜性评价，有利于确定最佳的用途。从评价结 果看，绝大部分复垦单元宜恢复为草原植被，宜林复垦单元只在排土场的比例较 尚。 表 4-6 待复 M土地适宜性评价结果表 单位： hm2 适宜性 采掘场 非土场 南排土场 北排土场 宜林地评价 1级 - - 2级 967. 60 21.38 191.00 3
17、级 673.23 28.26 314.00 宜林小计 1640.83 49.64 505. 00 宜牧地评价 1级 - - 2级 813. 54 85.48 642. 38 3级 308.62 121. 62 宜牧小计 1122.16 85.48 764. 00 宜景点 用地评价 1级 2级 46. 16 - 3级 448. 85 11.88 141.00 宜景点 用地小计 535.01 11.88 141. 00 合计 3258.00 147. 00 1410.00 复垦土地评价方法釆用最小限制因素法有利于找出限制因素，以便为土地的 31 内蒙古师范大学硕士学位论文 进一步改良利用服务。扎哈
18、淖尔露天煤矿待复垦土地面积经过改良后将基本适宜 于林、牧业用地的需求。 4. 3 土地破坏预防与复垦工程 4. 3.1 土地复垦工程 土地复垦方案需要具体确定复垦对象设计范围与类型、复垦面积、复垦土地 利用目标与方向、主体工程复垦的具体方案及工艺特征等。 土地复垦对象设计范围与类型 土地复垦对象设计范围：露天煤矿在基建期、过渡期及生产期破坏的天然草 地等。包括采掘场复垦面积 3258.00hm2， 南排土场 147.00hm2， 北排土场 1410. OOhm2,总复垦土地面积为 4815. OOhm2。 同时对地面生产系统、地面防排水 工程、给排水工程、采暖供热工程、供配电与通讯、机电设备组
19、装及维修设施、 消防工程、地面运输、行政福利用地进行绿化设计，通往矿区 39. 66km的道路在 矿区投入生产中进行了修建，并进行了路面硬化，在复垦方案中只对路两侧 2m 实施生态恢复措施。具体复垦面积见表 4-7。 表 4-7 扎哈淖尔露天煤矿改扩建工程复垦土为 fe面积一览表单位： hm2 复 S分区 复垦面积 复垦前地类 采掘场 3258. 00 天然草地 南排土场 147. 00 天然草地 北排土场 1410.00 天然草地 总计 4815.00 土地复垦后设计类型：根据扎哈淖尔露天煤矿采掘场在生产过程中破坏 程度及土地适宜性评价规划复垦为矿区生态旅游区，排土场规划复垦为生态园。 采掘
20、场服务期结束后将形成一个人造平原与一个矿坑，对人造平原通过工程与生 物措施达到人工草地、林地和景点区面积比例约为 50: 30: 20;对矿坑进行边 坡复垦种植灌木，坑底积水规划为水域观赏区。排土场平台复垦为人工草地、林 地和景点区，排土场边坡规划复垦为林地。复垦前后面积见附表，具体布置见扎 哈淖尔露天煤矿土地复垦与生态恢复方案布置图 4-2。 复垦后的各类用地指标标准 32 内蒙古师范大学硕士学位论文 对于复垦范围内的草地复垦标准是覆土厚度为 0.5m以上自然沉实土壤，覆 土后场地平整地面坡度不超过 25 ，覆土的土壤 PH值在 5. 5 8. 5范围内，含 盐量不大于 0.3%，有满足项目
21、区要求的水利设施及控制水土流失的水土保持方 案。对于规划范围内复垦为人工湖、公园、水域观赏区时，水质符合地面水环 境质量标准中 IV、 V类水域标准，排水、防洪设施满足当地标准。对于方案范 围内的土地复垦为林业用地时，地面覆土厚度 0.3m以上，采用坑栽 时，坑内放 少许客土或人工土。边坡缓坡在 35 以下可用于一般林木种植， 15 20 坡 度可用于果园和其它经济林。 作为复垦工程的整地单元，复垦后的地块平面划分应符合下列要求： 基于牧业用地的要求，复垦地块面积应尽量大一些，地块数目和综合整地工 程量应尽量少一些；每一块平整后的倾斜方向和坡度应与当地的地形、地貌基本 致；根据原地形地貌及植被
22、覆盖情况并结合破坏程度，以保留原地块作为整地 单元。 土地平整工程 采掘场、南北排土场表土剥离、存放和覆盖 采掘场、排土场在生产施工前应剥离表土层，剥离厚度为 30cm， 存放在地 块周边和零挖线的附近地段，并加以覆盖，待土地平整后均勻的覆盖在复垦平整 后的地表层。 复垦区造土地平整：土地平整依据扎哈淖尔露天煤矿复垦区幵采后的地形及 地势条件，以复垦图斑为最小单位，对釆掘场、排土场进行土地平整、表土覆盖， 使采掘场立地条件满足植被的种植要求，在当年的土地平整范围内实现土方量的 填挖平衡。 土地复垦配套设施 扎哈淖尔露天煤矿生产建设、开采工艺及土地复垦各个环节要联系成一个完 整的系统，从而达到土
23、地垦前、垦中及垦后的土地开发利用、生产、生态、旅游 等环节的一体化经营，整体效应。 在复垦后的土地，要采取复垦配套工程设计，配套工程主要包括复垦道路工 33 内蒙古师范大学硕士学位论文 程设计、改良土壤和环境优化等工程。 复垦区道路：复垦区道路系统应满足运输和通行要求，类型有与矿区外连通 的公路及乡村道路。复垦区道路利用长约 39. 66km的原有硬化道路，形成扎哈淖 尔露天煤矿土地复垦后与外界连通的交通网。 水土保持：由于复垦区重塑地貌，水土流失严重，为了防止水土流失，对采 掘场与排土场进行覆土改造、土地平整、种树种草等工程。在采掘场以种植牧草、 灌木林为主，并在其周边种植乔、灌木。草种为紫
24、花苜蓿、 .披碱草等草本植物， 灌木以种植沙棘、锦鸡儿、柠条为主，美化树种选樟子松、青杨等。 改良土壤：采掘场、排土场存放的是岩、土、煤损等。对于剥离物岩、土的 质地进行改良，要采用物理、化学、物理化及生物化学反应的方法使土壤进行迁 移转化和净化，调整土壤的 pH值，增加有机质含量及消除土壤中的有毒物质。 对剥离物中含有的矸石填充到采掘场的采空区底部，防止污染水源和大气。 环境优化工程：复垦区环 境优化应与当地的自然和社会环境相协调，以造林 绿化为主，构建矿区生态旅游区。在采掘场、排土场周边、矿区道路两侧布置防 护林带，排土场平台及边坡依据其立地条件布置景点及种树种草，使排土场成为 生态园。采
25、掘场复垦后形成一个生态平原区与水域观赏景观，生态平原区成为矿 区的休闲地区，水域观赏区可以养鱼或成为矿区生物的饮水之源。同时在复垦区 的入口处建设雕塑群和标志性建筑，美化矿区环境，把复垦区建设成为环境优美 的生态矿区。 4. 3. 2 土地复垦与生态恢复方案 扎哈淖尔露天煤矿设计服务年限 58年，随着时间的推移以 及社会经济的发 展，此期间将会有很大的变化。根据矿区土地破坏程度预测分析结果，结合扎哈 淖尔露天煤矿具体情况并借鉴其它露天煤矿破坏区土地的复垦情况，对扎哈淖尔 露天煤矿破坏区提出如下的土地复垦与生态恢复方案。 扎哈淖尔露天煤矿复垦区的破坏土地原为天然草地，共划分为 87个图斑， 面积
26、为 4815. OOhm2,破坏土地复垦工程以图斑为单位进行设计，按图斑进行复垦 施工设计。图斑设计依据矿区工程复垦区面积、复垦区地质条件、复垦区所在区 34 内蒙古师范大学硕士学位论文 域的位置、露天煤矿开采年限及采区划分图等进行划分的。扎哈淖尔露天煤矿图 斑分类南排土场、采掘场以及北排土场化分的。南排土场共划分出 7个图班，地 类全部为天然草地，共计面积为 147 hm2,破坏程度为中度破坏。采掘场共划分 出 58个图班，地类全部为天然草地，其中破坏程度达到轻度破坏的有 5个图班， 共计面积为 382. 05 hm2;中度破坏的有 6个图班，面积共计为 445. 12 hm2;达到 重度破
27、坏的有 47个图班，面积共计为 2254. 45 hm2。 北排土场共划分出 22个图 班，地类全部为天然草地，破坏程度均为中度破坏，面积共计 2031. 50 hm2。 4. 3. 2. 1采掘场的工程复垦方案 采掘场以缓斜赋存，其造地工艺与矿区幵采工艺紧密结合，主要工程复垦方 案为： 表土储存 采区表层肥沃的土壤是土地复垦时进行再种植成功的关键。因此，必须妥善 就近储存并与底土分别堆放，防止岩石混入使土质恶化，尽可能做到回填保持原 有的土壤结构，以利种植。露天开采剥离 30cm厚表土在临近采掘场境外的地方 建立临时的表土堆放场，贮存表土，在土地复垦时将表土覆盖在原地表，以恢复 植被或种树种
28、草。在采区剥离、幵采、土地复垦时，也可将采前剥离的表土直接 铺覆于已回填或部分回填废弃岩土的采空区，避免二次搬运。采掘场表土剥离量 为 225. 00 万 nf。 扎哈淖尔露天煤矿采掘场要通过生物措施进行土壤改良，熟化土壤抑盐改 土，增加地面植被覆盖、熟化表层、使用有机肥，加强土层的有机质含量，改善 土壤表层结构，适当的种植适应矿区的紫花苜蓿、披碱草、柠条等作物。 回填、覆土 结合露天煤矿的开采 工艺及开采进度，在露天煤矿整个生产过程中外排量 520. 84Mm3， 内排土量为 4669. 02 Mm3,总剥离量为 5189. 86 Mm3,可采煤量 923. 11 万吨。在露天煤矿进行内排时
29、，将开采中剥离的废弃岩土回填至采空区，使采矿 与废岩土回填相互配合，使废岩土回填到采空区，在采区内解决，避免往返运输， 缩短造地周期，做到开采一片、回填一片、复垦一片。回填后将进行土地平整、 35 内蒙古师范大学硕士学位论文 覆盖表土、覆盖表土厚度为 0.30m,并恢复矿区道路和布置防护林网，最终达到 设计要求。但由于煤炭的开挖最终将使回填土量减少，将在项目区形成一个矿坑， 可根据当时的情况规划为水域观赏区来发展渔业养殖。扎哈淖尔露天煤矿采掘场 最终将形成一个平原区与一个水域观赏区，其中平原区面积为 2244. 24hm2,平整 土方量为 4780231. 20m3,覆土量为 6732720.
30、 00m3,平整覆土合计 11512951. 20m3; 水域观赏区边坡面积为 967. 60hm2， 平整土方量为 2051312.00m3， 覆土量为 2902800. 00m3,平 整覆土合计 4954112. 00m:l,水域观赏区水面面积为 46. 16hm2, 不对其进行平整覆土措施。 采掘场复垦土地利用类型的确定 根据土地破坏的预测程度、土地的立地条件及在工程总布局中所处的实际位 賈，在采掘场生态平原区复垦后利用的地类以人工草地为主，林地与景点用地为 辅的矿区旅游生态用地，人工草地、林地与景点用地比例为 50:30:20;矿坑规划 复垦为水域观赏区，边坡种植沙棘植被；复垦区的景点
31、用地 ，布设凉亭、景点及 休闲广场等游乐设施，同时在道路、广场周围布置林带。树种以美化环境、适应 地区特点 为主。草种选披草木樨、沙打旺、羊草、披碱草、紫花苜蓿；灌木树种 选择沙棘、柠条；绿化树种选云杉、樟子松、山杏、丁香、榆叶梅等；采掘场规 划复垦各地类占地面积见表 4-8。 表 4-8 采掘场规划区域用地面积表 单位： hm2 复 m区域 生态平原区 水域观赏区 总计 JIJ地类型 人丄草地 林地 景点用地 林地 水域 面积 1122.16 673. 23 448. 85 967. 60 46. 16 3258.00 4. 3. 2. 2外排土场的工程复垦方案 露天矿外排土场基地岩石为风积
32、沙和腐殖土，强度较低，排弃物料为煤层顶 板以上的砂岩、砂质泥岩基第四系砂、土等松散物料堆积而成，堆积物土壤含水 量低，其机械组成参差不一，堆土坡度大，因此成为矿区土地复垦的重要部分。 针对露天煤矿排土场岩土松散、固结能力弱、有坡面这一问题。解决此问题的最 好办法是对弃土方式及排土场地貌边坡及形状作合理的规划设计，其次是尽早恢 复植被。 工程复垦包括土壤重构和地表整形，其工程进度与采矿同时进行，所用设备 36 内蒙古师范大学硕士学位论文 与采矿设备也是相同的。 表土处置 土壤具有层次性 ， 由于人类生产活动和自然因素的综合作用，使耕作土壤产 生层次划分，其剖面从上而下大体可分为：表土层，厚度约在
33、 30cm左右；心土 层，位于表土层以下，厚度约为 23-30cm;底土层，一般位于土体表面 50_60cm 以下的深度，此层植物根系分布较少。而露天煤矿复垦时人工堆造的土体构型常 常是覆盖土层、土岩混合层及砾石层，若不考虑复垦要求，最终形成的地表层则 可能通体为土岩混合层。 采矿时保留表土的必要性：在采矿时，一般应保留采空区的表层土壤以备复 垦工程用，依据 剥离区的表土的性质特征、数量、分布以及复垦后土地的用途来 决定开采区域应保留的表土。一般来说，当采后排弃的覆盖土或其他表土替代土 的成本代价超过剥离表土的储存与二次搬运费用时，总是要保留表土的。国内外 的复垦经验表明，当进行林业或牧业复垦
34、时，可根据覆盖土的含砾量、机械组成 及养分状况，通过调查分析或种植试验的对比来确定保留表土是有必要。排土场 剥离表土量为 467.10万 m3。 最佳覆土厚度的确定 复垦种植分为覆土种植和不覆土种植两种形式。覆土与不覆土相比，覆土种 植牧草或树木易于成活，环境能较快得到改善，但费用较高。不覆土形式的使用 有一定条件，必须有足够厚度的岩石风化壳以及适合的树种。 实践证明，覆土厚度增加至一定值，作物产量不再增加或增加量甚小，而覆 土费用却随覆土厚度的增加直线上升，因此，根据费用效益分析方法，按最大效 益可确定最佳覆土厚度。 Max = | ( - Ca)(l + /) - C0 (公式 1) 式
35、1中 E 复垦地单位面积年收益，元 /年 ； C a 复垦土地单位面积年管 理或经营费用，元 /年； C。 一单位面积覆土费用， Cn=k.h， h为覆土厚度， k为单 位厚度单位面积的覆土费用，元 /年； t 计算期，年； i一基准收益率。 经计算确定排土场最佳覆土厚度为 3 cm。 37 内蒙古师范大学硕士学位论文 排土场地形 重整地形是工程复垦的最主要的内容之一。由于采矿剥离岩土的膨胀因素人 工堆置的排土场是较陡较长的斜坡，加之场地内排水系统紊乱的状况，极易造成 场地边坡的不稳定和加剧水土流失。关于边坡稳定方面，设计技术较为成熟，一 般在露天采矿工程设计时均已考虑。对于本露天矿着重从水土
36、保持、控制水土侵 蚀的要求角度，来探讨排土场地形设计的基本原理和方法。 具体的地形要求：整个排土场的景观要与周围为开采地区相协调一致；防止 水土流失；满足生物复垦的要求。 在实际工作中，主要依靠对边坡的整治与排水沟渠的规划来完成。依据排土 场所在地区的地形、地貌、水文、降水量、侵蚀模数、土壤或剥离物的性质及植 被等基础资料，确定排土场的斜坡角度、排水密度等指标。 排土场边坡设计：不同的土地用途，对于边坡角度都有一定的要求，一般 存在一个上限值。排土场占地为天然草地，其最大坡度为 25 。 要求排土场台阶坡面设计为 S形。若对自然 界的天然斜坡形状进行仔细观 察，就不难发现，多数天然斜坡的剖面轮
37、廓大约为 S形，在其上部一般占总长约 20%30%部分为凸形，下部占坡长约 70% 80%部分为凹形，见图 4-3。 这种形状是天然坡面受到的侵蚀力与 沉积力再经过整个地质年代长期的相 互作用而最终达到平衡稳定的结果，是环境的各种因素中和作用的结果。这种 S 形坡形应是进行排土场坡形设计时较为理想的方案，因其坡面所受侵蚀程度最 小。在这种坡面上沿坡场方向的任一点，随着离坡首的距离增加，其集水面积虽 38 内蒙古师范大学硕士学位论文 然增大，但沿此坡面的径流流速并不是逐渐增加而是保持在一个形状恒定的、较 低的数值，从而控制了径流对坡面的冲刷力，有效的控制了水土流失。 排土场平盘的整治：考虑排土作
38、业安全，汽车回转顺利及挡土堆等要求，确 定排土场台阶坡面角为 22 ，台阶高度为 20m， 排幅宽度为 30m， 道路外媛当土堆 为4m， 路面宽度为 22m， 大块滑落距离为 14m,道路平盘宽度为 40m， 最小排土工 作平盘宽度为 70m。 排土工作平盘示意图见图 4-4。 图 4-4排土工作平盘示意图 排土场的排水系统的布置：排土场平台面积较大，由于重力机械排弃，平台 土壤密实度较大，入渗慢，产汇流量较大，如不分块拦蓄，集中径流极有可能发 生冲沟。因此，釆取网格式分块拦蓄，拦蓄的径流还可为植物生长提供水源。 由于顶部平台集水面积较大，当发生大于 20年一遇 24h暴雨情况时，为了 保护
39、平台及边坡的安全稳定，沿道路设置排水措施。分级平台内侧设置纵向排水 沟，每 100m设置横向排水沟，每有变坡的地方布设消力池进行消能，通过横向 排水沟排入纵向排水沟，最终排入到矿区排水系统。 南、北排土场平整、覆土工程量：北排土场边坡比设计为 1:10,南排土场 边坡设计为 1:3，排土场总面积为 1557. OOhm2， 平整土方量为 3347550m3,覆土 量为 4671000m3， 平整覆土合计 8018550m3。 排土场周边挡土围堰：排土场的形成过程是排土场平盘各土层不断密实的过 程，通过主体工程稳定性分析，排土场边坡是相对稳定的，但在大雨的情况下， 易使排土场工作帮坡形成许多暂时
40、的冲刷沟，引起水土流失。主体工程设计中对 排土场的排弃方式、排弃高度、占地面积、边坡角度均进行了设计，但从水土保 39 内蒙古师范大学硕士学位论文 持角度讲，应先拦后弃，也就是在外排土场的设计排弃边缘应首先设置挡土围堰， 然后在围堰内排弃。 根据霍林河矿区在水土流失治理过程中的多年试验、探索和成功经验，在当 地由于冬季冷冻度大，刚性堆砌易于发生冻胀破坏。而土围堰具有施工难度小、 投资少和适应性强等特点。因此，排土场周边挡土围堰采用土围 堰形式。 外排土场复垦土地利用类型的确定 根据排土场土地破坏的预测程度、土地的立地条件等，在排土场复垦后利用 的地类以人工草地、林地为主，景点用地为辅的矿区生态
41、用地区。在排土场平台 种植沙棘、紫花苜蓿及披碱草；排土场边坡种植沙棘，复垦区的景点，布设标志 牌、旅游景点等设施，同时在排土场内道路、排土场周围布置林带。绿化树种选、 云杉、樟子松、黄刺梅、榆叶梅等。外排土场规划复垦各地类占地面积见表 4-9。 表 4-9 排土场规划冈域用地面积表 单位： hm2 复垛 IX域 北排十 .场 南排十场 合计 北排土 场平台 边坡 南排土 场平台 边坡 地 类型 人丁 草地 林地 景点 用地 林地 人工 草地 林地 景点 用地 林地 面积 764.00 191.00 141.00 314.00 85. 48 21.38 11.88 28. 26 1557.00
42、以上是排土场的具体设计，在土地复垦中对排土场进行土地平整、表土覆盖、 种植符合实际地形的牧草与林业，选用的草种与树种见排土场生态复垦措施部 分。 4. 4 土地复垦工程投资概算 4. 4.1复 5工程置概算 扎哈淖尔露天煤矿复垦对象为采掘场及南、北排土场。采掘场工程置包括： 土地平整、覆土改造、植树种草；南、北排土场工程量包括削坡 、覆 土与植树种 草等。 本项目概算总投资为 8892.32万元，亩均投资 1232.00元 /亩。其中工程施 工费 8180. 53力元，占总投资的 92. 00%,设备费 0 00万元，占总投资的 0. 00%， 其它费用 537. 43万元，占总投资的 6.
43、04% (其中前期工作费 14. 73万元，工程 内蒙古师范大学硕士学位论文 监理费 122. 71万元，竣工验收费 229. 05万元，业主管理费 170. 94万元，拆迁 补偿费 . 万元），不可预见费 174. 36万元，占总投资的 1.96%。 4. 4. 2取费标准和计算方法的说明 该复垦项目概算由工程施工费、设备费、其他费用（包括前期工作费、工程 监理费、竣工验收费、业主管理费，拆迁补偿费）、不可预见费组成，在计算中 以元为单位。 工程施工费 工程施工费由直接费、间接费、利润和税金组成。 直接费由直接工程费和措施费组成。 直接工程费：直接工程费由人工费、材料费、施工机械使用费组成。
44、人工费 中人工单价根据土地开发整理项目预算定额标准 （ 2005年）的规定计取。人 工概算单价以六类工资地区计算工人工资为：甲类工 26.40元 /工日，乙类工 15. 89元 /工日。人工费 =定额劳动量（工日 ） X人工概算单价（元 /工日）。 材料费定额的计算，材料用量按照土地开发整理项目预算定额标准 （ 2005 年）编制，本次概算编制材料价格全部以材料到工地实际价格计算。材料费 =定 额材料用量 X材料概算单价。 施工机械使用费定额的计算，台班定额和台班费定额依据土地开发整理项 目预算定额标准 （ 2005年）编制。施工机 械使用费 =定额机械使用量（台班 ） X施工机械台班费（元
45、/台班）。 措施费：措施费是指为完成工程项目施工发生于该工程施工前和施工过程中 非工程实体项目的费用。该项目措施费主要包括：临时设施费、冬雨季施工增加 费、夜间施工增加费、施工辅助费和特殊地区施工增加费。 间接费 . 间接费包括企业管理费和规费，依据土地开发整理项目预算定额 标准规定，间接费按工程类别进行计取。其取费标准如表 4-10所示。 利润：依据土地开发整理项目预算定额标准规定，该项目利润率取 3.0%， 计算基础为直接费和间接费之和。 税金：依 据土地幵发整理项目预算定额标准的规定，该项目税金费率标 41 内蒙古师范大学硕士学位论文 准为 3. 22%，计算基础为直接费、间接费和利润之
46、和。 表 4-10 间接费费率表 序号 工程类别 计算基础 临时设施费率（ ) 1 土方工程 直接费 5 2 砌体工程 直接费 7 3 混凝土工程 直接费 6 4 农用井工程 直接费 10 5 其它工程 直接费 5 6 安装工程 人工费 20 设备费：设备费计算依据土地复垦的性质，复垦所需的设备选定。 其它费用：其它费用由前期工作费、工程监理费、竣工验收费、业主管理费 和拆迁补偿费等组成。 不可预见可预见费指在施工过程中因自然灾害、人工、材料、设备、工程量 等的变化而增加的费用。依据土地开发整理项目预算定额标准规定，该项目 不可预见费费率按工程施工费、设备购置费和其他费用之和的 2. 00%计
47、取。 4. 5复垦措施 扎哈淖尔露天煤矿复垦区的主要利用地为天然草地，划分为 87个图斑，面 积为 4815. OOhm2进行复垦。项目区土地复垦工程的设计以 ,斑为单位进行，复 垦措施以工程措施和生态措施为主，并适当考虑了道路、景点的规划。复垦后的 1二地利用方向和目标，是建设矿区生态旅游区。 4. 5.1彩响预测 露天矿的建设为矿区带来了巨大的经济利益，同时也带来了一些负面影响， 山于矿区的开发建设，采掘场的开挖，排土场的形成，工业场地及其附属设施的 建设，使得大量的土地被征占和使用，导致地表原生地形地貌被破坏、扰动。 随着露天矿生产规模的逐步扩大，大量弃土、弃石、弃渣的排放，造成矿区 内水土流失强度显著提高，水蚀和风蚀的侵蚀模数大大增加。矿区投入生产后， 原有的天然草地变为采掘 场、排土场、建筑物设施等，项目区草原景观进一步减 少，人工建立的工矿景观扩大，造成景观在空间上的不连续，影响矿区景观