礦山土地復墾措施及經濟效益分析

葛永強，徐 娟，陳國顏，牛文寶，廖婉婷，樊一澤

（新疆工程學院礦業工程與地質學院/新疆地質災害防治重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830000）

隨著經濟發展，中國對礦產資源需求逐步增加，在礦產開采需求方面也有所拓展，導致礦產資源開發愈加頻繁，同時，對礦山附近的土地造成了一定程度的破壞。為明確復墾的意義，規范復墾活動，落實用好用足政策，加大力度推進土地復墾工作，提升土地使用的有效性，促進土地集約節約利用，使被損毀的土地恢復并達到最佳綜合效益的狀態，文章以杜瓦礦區土地復墾為例，通過對杜瓦礦區礦山地質情況調查，對礦區土地復墾措施以及經濟效益進行分析研究。

1 礦區基本情況

1.1 地形地貌

杜瓦礦區位于昆侖山北麓山前地帶的中、低山區，海拔1 970～2 420 m，相對比高450 m，區域海拔最高達3 100 m，山體呈近東西走向，西高東低，南北高，中部低，地形坡度為25°～40°，相對高差較大（圖1）。第四系風成黃土及黏砂土分布廣泛，覆蓋率達60%以上，由于少雨干旱，區內植被稀少（圖2）。

圖1 礦區地形地貌

1.2 礦區地層

礦區出露和鉆探控制的地層有元古界、石炭系上統塔哈奇組（C2t）、二疊系上統杜瓦組（P2d）、侏羅系中下統、白堊系下統、第四系上更新-全新統[1]。

1.3 礦區構造

礦區位于杜瓦背斜南翼，呈向南傾的單斜構造，地層走向90°～105°，傾角35°～51°。礦區發育內4條逆斷層，分別為F1、F2、F3、F4，1條正斷層，為F5；2條平移斷層f1、f2（圖3）。其中F1、F4構成礦區南部的含煤邊界。在礦區內暫未發現褶皺構造。

圖3 礦區構造綱要圖

1.4 地震

礦區位于塔克拉瑪干大沙漠南緣，喀喇昆侖山北麓，是地震多發區。調查區位于中國地震動參數區規劃圖中，動峰值加速度0.15 g。根據《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306—2015）規范，該區地震動峰值加速度分區為0.1 g，地震基本烈度值為Ⅶ。

1.5 礦區水文地質

礦區內無地表水體，由于礦區位于低山區，植被稀少，無地表徑流，大氣降水補給地下水的能力有限,降水大多集中在6—8月，經常以暴雨形式出現。大部分大氣降水形成溝谷洪流排泄出礦區外，僅少部分滲入補給基巖孔隙裂隙水，區域地下水則沿孔隙、裂隙由南向北緩慢運移，沿途補給地下水，向下游匯集，是本區地下水的主要補給源。

杜瓦河發源于昆侖山北麓，消失于沙漠中，屬內陸水系，水量小、流程短。河水主要接受冰雪融水補給，流量隨季節變化。每年6—8月水量較大，占全年徑流量的71%，12月至翌年3月僅占全年徑流量的3.8%，年徑流量0.299 6億m3。

2 礦區土地損毀分析

礦區土地資源損毀程度與礦山生產方式及規模密切相關。礦山發生土地損毀的環節與工程施工和建設緊密相連，發生土地損毀的環節如圖4所示。

圖4 礦區土地損毀現狀

2.1 廢渣堆放損毀土地

廢渣場廢渣堆放將對土地造成壓占損毀，將損毀原始地表及植被。

2.2 露天采場損毀土地

由于杜瓦礦區現狀有5個露天采坑，嚴重破壞了原始地形地貌形態，破壞了原有巖土體結構，造成土地密實度降低、抗侵蝕性減弱等問題。

2.3 地面塌陷損毀土地

杜瓦煤礦進行地下開采，未及時進行回填處理，導致地面塌陷，嚴重破壞了原始地形地貌形態，破壞了原有巖土體結構，造成土地密實度降低、抗侵蝕性減弱等問題。

2.4 取土場損毀土地

杜瓦煤礦進行土地復墾時，將開采使用本礦區第四系土層進行覆土回填，嚴重破壞了原始地形地貌形態，破壞了原有巖土體結構，造成土地密實度降低、抗侵蝕性減弱等問題。

3 土地復墾適宜性評價

鑒于礦井實際情況，通過勘查本礦開采對地質環境條件造成的破壞類型、破壞程度，并將地質環境情況結合礦井所在區域，逐項分析土地質量和待復墾土地適宜性，對受損地塊進一步分區分查，最終確定土地復墾方向。

3.1 評價單元劃分

根據損毀類型、損毀程度和損毀地類可將復墾責任范圍內的挖損損毀和壓占損毀的建設用地共劃分為3個評價單元（表1）。

表1 評價單元劃分

3.2 土地復墾分區

結合礦山已損毀和擬損毀土地情況、各地面布局位置、土地復墾時間和設計土地復墾方式，本礦山共劃分為3個土地復墾區，總面積為分別為453 352.35 m2。分別為挖損復墾區（A）（包括阿其克蘇塔格煤礦采坑、杜瓦鄉煤礦采坑、47團煤礦采坑、圖爾迪黑黏土礦采坑、杜瓦煤礦采坑、取土場）、1～7號渣土場復墾區（B）、杜瓦煤礦塌陷區復墾區（C）。

3.3 評價方法體系

土地復墾適宜性評價主要通常有定性法和定量法分析2類，定量分析又包括指數和法、極限條件法和多因素綜合模糊法等。本方案采用極限條件法。極限條件法是基于系統工程中“木桶原理”條件差的因子的質量。模型為：

式中：Yi為第i個評價單元的終分值；Yij為第i個評價單元中第j參評因子的分值[2]。

采用二級評價體系，分為適宜類和土地質量類，土地適宜類分適宜類、暫不適宜類和不適宜類，類別下面再續分若干土地質量等。土地質量類分一等地、二等地和三等地[3]。

3.4 土地復墾適宜性評價

3.4.1 評價標準建立

復墾土地的主要限制因素是土地評級的依據。根據《土地復墾技術標準》，限制林、牧地生產的主要因素有地形坡度、土壤母質、有效土層厚度、排水條件、非均勻沉降、污染程度和土壤有機質等[4]。根據以上限制因素的分析指標，將土地復墾適宜性評價等級確定為4級標準：1級表示土地屬性適宜，2級表示中等適宜，3級表示不太適宜，N表示不適宜。

3.4.2 評價因素選擇

礦山屬中山丘陵，礦區基巖裸露，礦區土地現狀利用類型為天然草地，土壤為灰棕漠土，厚5～20 cm，腐殖質累積極不明顯，表層有機質含量＜0.5%，表層或亞表層石灰含量達7%～9%，向下急劇減少；土壤呈堿性或強堿性反應，pH為8.0～9.5。土壤腐質化程度較差，肥力一般，有機質含量低。結合評估區內實際條件，評估區土地復墾選取的主要限制因素為坡度、土壤母質，覆土厚度、灌排水條件、非均勻沉降、污染程度、土壤有機質等7項指標[5]。

根據項目實地調查和資料收集到的數據，得出每個復墾分區的評價等級（表2）。

表2 待復墾土地單元各因素評級結果

3.5 確定最終復墾方向

從表2可以看出，挖損復墾區、1～7號渣土場復墾區和杜瓦煤礦塌陷區復墾區不適宜復墾為耕地和林地，適宜復墾為牧草地，限制性因素主要為覆土厚度和坡度。最終的復墾利用方向需要綜合考慮項目區自然、社會經濟、政策和公眾意愿等因素，并且結合適宜性等級評定與實際操作的難度性來確定。礦區原土地利用類型均主要為天然草地。根據復墾方向與原利用類型保持一致的原則，挖損復墾區、1～7號渣土場復墾區和杜瓦煤礦塌陷區復墾區最終復墾為原始地類。

綜合得知，本方案復墾時間為2020年，服務期內涉及的復墾區域內共計劃分成3個復墾單元。本方案后續的復墾標準、措施和工程設計等亦將按以上復墾單元去考慮。

3.6 水土資源平衡分析

3.6.1 土資源平衡分析

礦區土地復墾方向均為原始地貌。由于杜瓦礦區盜采現象嚴重，礦區無表土堆放，故在礦區設置取土場，用于表土回覆。根據土地復墾適宜性評價，確定的各復墾區的復墾方向和面積各類用地復墾標準的覆土厚度：牧草地的覆土厚度20 cm，因此通過分析計算，表土供需平衡分析（表3）。

表3 復墾區表土供需平衡分析計算表

綜上分析，礦區采礦活動無剝離表土堆放，需覆土回填90 670.47 m3，覆土全部來源于取土場。

3.6.2 水資源平衡分析

需根據實地調查，確定該礦區需要的用水量約為1 200 m3。根據復墾適宜性評價分析，方案確定擬復墾牧草地453 352.35 m2，年需水量約54 408 m3。

復墾區擬復墾的牧草地，土地復墾和管護可以使用水車拉水方式進行灌溉，也可以依靠天然降水，其水源從礦區5 km以外的杜瓦河的河水供應。

4 礦區土地復墾

4.1 工程設計

4.1.1 回填工程

將6～7號廢渣場堆放的廢渣按設計要求回填至杜瓦煤礦塌陷區，恢復廢渣場場原有地形地貌，預計回填量為10 700 m3。

4.1.2 平整工程

對場地內較大起伏和坡度進行推高和填低，進行平整壓實處理使其基本水平或坡度在允許范圍內，以利于雨季排水，對原始的地形地貌、景觀價值及土地使用功能進行修繕。

4.1.3 植被重建

本方案設計從取土場取土進行表土回覆，其中阿其克蘇塔格煤礦采坑至取土場距離為6 km，杜瓦鄉煤礦采坑至取土場距離為3.8 km，47團煤礦采坑至取土場距離為1.9 km，圖爾迪黑黏土礦采坑至取土場距離為0.5 km，杜瓦煤礦采坑至取土場距離為1.2 km，1～7號渣土場至取土場距離最遠1.5 km、最近0.3 km，平均0.9 km，杜瓦煤礦塌陷區復墾區至取土場的距離為1.5 km。覆土厚度20 cm，并進行播撒草籽，植被重建。

4.2 復墾措施

挖損復墾區（A）礦山采坑上部會有一些生產遺留廢石，凹凸不平，為加強景觀效果，對其實施平整工程；1～7號渣土場復墾區（B）渣土場削放坡處理后，用推土機對場地進行平整，對場地內的較大起伏和坡度進行推高或填低；杜瓦煤礦塌陷區復墾區（C）為減少塌陷下沉量，將6～7號渣土場渣土回填至塌陷區，用推土機對場地進行平整，對場地內的較大起伏和坡度進行推高或填低。通過復墾措施，使復墾區達到基本水平或其坡度在允許范圍內，以利于雨季排水，最后進行植被重建和管護，將其恢復原有地形地貌景觀和土地使用功能。

5 效益分析

5.1 社會效益

通過土地復墾方案的實施，一是對周邊群眾和礦山人員危害性降低，有效降低礦區開采對地質環境潛在影響；二是有利于礦區的常態化生產，實現了礦山資源的可持續發展；三是破壞的土壤可以在礦區復墾，可以有效預防和控制周邊地區自然環境穩定值，提升礦區周圍的環境建設管理水平，形成了良好的生態循環，維持了生態平衡。

5.2 經濟效益

5.2.1 經費構成及計算標準

土地復墾取費構成：根據《土地復墾方案編制規程》（TD/T 1031—2011）中土地復墾費用組成說明，土地復墾費用包括工程施工費、設備購置費、其他費用、監測與管護費和預備費[6]。

5.2.2 經費估算結果

據礦山土地復墾工作部署，礦區土地復墾工程估算費用為240.60萬元。

5.2.3 經濟效益分析

通過土地復墾適宜性分析，杜瓦礦區適宜復墾為牧，擬復墾牧草地453 352.35 m2。

式中：R為復墾土地每年的產值；S為復墾凈增耕地面積；H為復墾土地單位面積年毛收入，

以紫花苜蓿為例，在氣候適宜的地方其畝產量（年產）一般為8 kg左右，一畝紫花苜蓿大致每年可以養3～5頭牛，20頭羊。以牛為例，一畝紫花苜蓿至少飼養3頭牛，暫且按每月長十斤肉，則一個月的毛收入最低可達到700元左右，則一畝紫花苜蓿一年的毛收入可達到700×12=3 400元。（10 000 m2=15畝）。

R=S×H=45.34×15×3 400=231.234萬元

所以，復墾后土地每年的產值大約為231萬元。

牧草的價值主要體現在它的經濟價值，它可以作為畜牧業的主要飼料，而且好種植好管理，大部分的牧草都是采用粗放性管理的。它既可以給農戶提供經濟價值，也可以給一些畜牧業提供一些良好的食物資源。

6 結論

（1）通過對土地的復墾，杜瓦礦區土地利用率增加，礦區土地類型有了明顯改善，主要表現為礦區塌陷地、挖損地、渣土堆積地等受損土地面積減少，牧草地面積增加，根據土地復墾適宜性分析，杜瓦礦區土地復墾潛力巨大，而且水資源和土資源可以有效保證土地復墾的順利進行。

（2）土地復墾使礦區社會效益、生態效益、經濟效益達到良好狀態。通過前期工程投資估算以及預期增產值計算方法，得到礦區土地復墾工程估算費用為240.60萬元，復墾后土地每年的產值大約為231萬元。從長遠利益來說，土地復墾不僅對生態環境有著重大意義，還對帶動牧區經濟發展有著促進作用。