周永利 田 露 米俊珍 劉景輝

（1神華準能集團有限公司 內(nèi)蒙古鄂爾多斯 010499 2內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院 內(nèi)蒙古呼和浩特 010018）

引言

煤炭是我國重要的能源，占一次性能源的70%左右，煤炭資源開采造成的土地和生態(tài)環(huán)境破壞是巨大的[1]。在煤炭資源開采、利用的過程中，如何對其土地資源、生態(tài)環(huán)境進行恢復治理，保障資源可持續(xù)利用，已經(jīng)成為國內(nèi)外學術界研究的焦點之一[2]。傳統(tǒng)的復墾技術模式多在整個礦區(qū)開采完成、閉坑后才進行的，沒有考慮復墾的時效性，將剝離的適合復墾的表土長期堆存，造成一系列不良后果，為了提高我國露天礦復墾的經(jīng)濟性和生態(tài)恢復效果，馬從安等構建了采剝-排土-復墾一體化技術[3]，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)露天礦區(qū)復墾逐步走向景觀化，利用礦區(qū)特點，結合區(qū)域特色，構建具有特色的景觀文化，發(fā)展生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)[4-6]。本文針對準格爾露天礦原生地表溝壑縱橫、風蝕沙化極為嚴重、生態(tài)環(huán)境脆弱及不合理將會加劇礦區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化的問題，構建了“采-復-農(nóng)-園”四位一體綠色協(xié)同開發(fā)模式，對準格爾露天礦區(qū)實現(xiàn)水土保持能力提升以及生態(tài)環(huán)境恢復工作具有重要的理論與實踐意義。

1 綜合智能開采模式

針對生態(tài)脆弱、侵蝕劇烈的準格爾露天礦區(qū)，形成了不同層位、巖性、煤層條件下間斷、連續(xù)、半連續(xù)、拋擲爆破、吊斗鏟倒堆等綜合開采工藝系統(tǒng)與露天礦智能開采模式。

1.1 有序剝離

在剝離過程中采用分層剝離的方法，表層土單獨存放，土質剝離物與石質剝離物分開剝離，分層排棄。

1.2 順序排棄

合理控制排土順序，形成“下石上土”、“下粗上細”排土場巖土層結構順序，即以堅硬的大塊巖石作為底部，形成穩(wěn)固的基礎，或者將堅硬的大塊巖石防止于最低層，作為坡腳的壓石，避免形成軟弱夾層，永久邊坡和永久平臺覆蓋上層黃土，表層覆蓋剝離表土。

工作面形成后注重合理安排“一體化工藝”排棄方式，形成“表土堆放—巖石剝離排棄—下層黃土覆蓋—表土覆蓋—土地平整—土地生態(tài)復墾”的科學作業(yè)流程，保證排土場的土層結構基本符合原始地層結構，排土場景觀與周圍未開采地區(qū)協(xié)調一致。

1.3 合理覆土

覆蓋土時，要通過自卸卡車，采用“后退式”的方式，保證其厚度大于1.5米，避免載重卡車的直接碾壓，從而減小表土的密實度，利于后期復墾及綠化。

覆土后，首先使用輕型推土機進行整平，臺階坡頂推擋水圍堰，高1.5m，上頂寬1m，從臺階靠擋土圍堰處向內(nèi)推成“反坡式”以最大容量的蓄水，排土工作面向坡頂線方向有3-5%的反坡，以保證大氣降水的有效下滲，防止沖坡，如表土留存量足，在最上層覆蓋剝離表土，以利于植被生長。

1.4 控制水蝕

采用徑流分散技術，對礦區(qū)內(nèi)已形成的排土場進行水土保持，防止水蝕。具體方法為，首先在排土場各級平臺建設擋水圍堰，作用是阻止各級平臺內(nèi)的積水隨著坡面斜度形成徑流，同時按照平臺的匯流面積大小，設置面積為50×20m，50×20m等擋水堰條，對降雨進一步分散包圍，達到蓄滲效果。

對于排土場邊坡，采用在邊坡按照“品”字型挖魚鱗坑、沿邊坡等高線挖水平溝等水土保持工程措施，通過延長坡面，以增加地表入滲和匯流時間來降低水土流失。

2 科學合理復墾模式

水土保持工程建設后，對露天排土場的地形進行整治，從空間上建立不同層次的配置模式，即草、灌、喬，最終形成了不同種、不同組合類型的4種生態(tài)結構模式，即草灌結合模式、草喬結合模式、灌喬結合模式、草灌喬結合模式。

在開始復墾階段，以牧草類型為主，作為先鋒植物，種植幾年后（3-5年），復墾區(qū)各養(yǎng)分含量逐漸增加，可達到作物種植需求，同時在作物種植過程中，要注重有機肥的施入，亦或選用煤礦生產(chǎn)輔料（粉煤灰）施入土壤，進行土壤改良，提高地力。按照排土場復墾總體規(guī)劃，依據(jù)生態(tài)重建技術體系，實施農(nóng)業(yè)、林業(yè)和牧業(yè)復墾。

3 綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)模式

在露天礦開采過程中，要同時以土壤環(huán)境保護與改善為原則，發(fā)展以設施果蔬、小雜糧種植、經(jīng)濟林栽培與生態(tài)養(yǎng)殖為一體的農(nóng)林牧為發(fā)展方向的現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，從而明顯提高改良后排土場的土壤肥力狀況，對促進復墾后排土場利用，發(fā)展礦區(qū)農(nóng)業(yè)，保護環(huán)境提供了基礎條件。

神華準能集團有限公司與準格爾旗人民政府合作成立了準格爾旗礦區(qū)生態(tài)建設發(fā)展有限責任共同開發(fā)準格爾露天礦區(qū)農(nóng)牧業(yè)項目。目前，肉牛繁育、養(yǎng)殖基地已初步形成，建成了“萬畝草場千頭良種肉牛繁育及育肥基地”，養(yǎng)殖基礎母畜1000頭，年出欄800頭犢牛，年出欄肉牛200頭，苜蓿種植7100畝，青貯玉米種植1000畝。自2012年，通過3年時間，復墾后排土場農(nóng)作物種植面積達到2007畝，增加產(chǎn)量3倍以上；建日光溫室20棟，全部種植果樹（葡萄、棗和櫻桃）。為礦區(qū)復墾開創(chuàng)了一條廣闊的綠色發(fā)展空間。

圖1 準格爾露天礦農(nóng)業(yè)發(fā)展模式圖片

4 國家礦山公園模式

準格爾露天礦區(qū)生產(chǎn)建設過程中，高度重視礦業(yè)遺跡保護開發(fā)和生態(tài)文明建設工作。截止2017年已投入2.5億元，形成礦業(yè)開發(fā)史籍21項、礦業(yè)生產(chǎn)遺跡5處、礦業(yè)活動遺跡1處、礦業(yè)地質遺跡2處、礦業(yè)制品5種及礦業(yè)活動相關人文景觀6處。公園內(nèi)環(huán)境優(yōu)美，露天礦坑和采礦設備等遺跡極為震撼，對光大群眾有著強烈吸引力，實現(xiàn)了觀光旅游、科普教育、宣傳培訓等功能，2017年獲得國家礦山公園資格。

通過國家礦山公園的建設與運營，不僅可以帶來直接的經(jīng)濟收入，提高遺跡的附加值。同時，實現(xiàn)資源的綜合利用和優(yōu)勢重組，促進產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化，提供更多就業(yè)機會，帶動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，并充分展示人類礦業(yè)發(fā)展歷史進程中的客觀軌跡，達到了理論與實踐相結合，豐富了游人對礦山知識的認識，在娛樂中了解礦業(yè)發(fā)展。而且，通過公園建設，結合礦業(yè)生態(tài)環(huán)境恢復與治理，實現(xiàn)其正向演替功能，達到人類礦業(yè)開發(fā)與自然和諧共處，天人合一的完美境界。

圖2 準格爾露天礦礦山公園效果圖

結語

在露天礦開采過程中，對自然生態(tài)環(huán)境造成強烈擾動，如何尋求一條礦產(chǎn)開采與環(huán)境保護、生態(tài)修復并重的發(fā)展道路是露天礦綠色開發(fā)的核心問題。本研究形成了不同層位、巖性、煤層條件下間斷、連續(xù)、半連續(xù)、拋擲爆破、吊斗鏟倒堆等綜合開采工藝系統(tǒng)與露天礦智能開采模式，形成了草灌結合模式、草喬結合模式、灌喬結合模式、草灌喬結合模式4種合理復墾模式；開發(fā)準格爾露天礦區(qū)農(nóng)牧業(yè)項目，建成“萬畝草場千頭良種肉牛繁育及育肥基地”，并獲得國家礦山公園資格，形成了露天礦區(qū)“采-復-牧-園”四位一體的綠色協(xié)同開發(fā)模式。