宝日希勒矿区露天煤矿排土场土地复垦经验研究
李琳
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李琳,. 宝日希勒矿区露天煤矿排土场土地复垦经验研究[J]. 煤炭技术研究,2023.3. DOI:10.12721/ccn.2023.157326.
摘要:
宝日希勒矿区拥有我国建设时间较长、生产规模较大的露天煤矿,生态历史遗留问题较多。本文复垦植被恢复的物种选择的角度,以宝日希勒矿区一号露天煤矿排土场的现有复垦经验为例,对宝日希勒矿区露天煤矿排土场土地复垦治理模式进行分析总结,论证复垦效果。
关键词: 露天煤矿土地复垦排土场
DOI:10.12721/ccn.2023.157326
基金资助:

1 宝日希勒矿区概况

1.1矿区井田划分

宝日希勒矿区位于陈巴尔虎旗煤田东部,行政区划隶属内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区域陈巴尔虎旗管辖。矿区东西长约23.8km,南北宽约9.72km,面积约为232km2,根据矿区总体规划,矿区资源量为10816.32Mt,矿区共划分为4个露天煤矿,4个井工煤矿。

1.2区域自然条件

该矿区位于《中国植被区划》中的“温带草原区域—森林草原带”,属于温性草甸草原。气候类型属于大陆性寒冷气候,常受西伯利亚寒潮袭击。春秋风大,冬季寒冷,夏季凉爽。该区年平均气温-1.5℃,年平均降水量346.8mm,日最大降水量83.8mm,年平均蒸发量1310.8mm,年平均风速为2.9m / s,最大风速为20.0m / s。宏观显示屏呈现略微起伏的高平原,南部为海拉尔河谷,西北部为莫勒格尔,海拔约为650-900m。地带性天然植被为大针茅(Stipa grandis),羊草(Leymus chinensis),草地质量好,适合放牧和割草。草群覆盖率约为50%-75%,高度约为17~35cm,每公顷产草量在109~124kg之间。乔木以白桦、山杨、落叶松、樟子松、榆树、柳树等为常见种,灌木有山荆子、稠木、光叶辽宁山楂、旱柳竺、兴安柳、沼柳、锦鸡儿、胡枝子、绣线菊等。

1.3生态功能区划

矿区位于《内蒙古自治区生态功能区划》中“呼伦贝尔典型草原水源涵养土壤保持生态功能区”。该功能区生态环境敏感性为土壤侵蚀和生物多样性较为敏感,维持其重要的水土保持功能对邻近的森林和草原地区的生态功能具有重要意义。

本文以建设投产多年的宝日希勒一号露天煤矿排土场土地复垦经验为例展开论述。

2 宝日希勒矿区露天煤矿的复垦方式

宝日希勒一号露天煤矿(以下简称一号露天矿)是宝日希勒矿区建设生产时间较长的露天煤矿,自开工建设至今已有二十年。2002年,一号露天矿为适应经济发展需要,由0.6 Mt/a 扩建为1.8Mt/a,2004年达到2.2Mt/a,2005年达到3.0Mt/a,2006年开始10.0 Mt/a改扩建工程,目前矿区生产能力达到36.0Mt/a。

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图1 宝日希勒矿区井田划分图

矿区地表境界南北宽5.86km,东西长10.98km,面积50.72km2。采掘区划分为五个采区。矿田开采强度极高,地表剥离、挖掘形成了巨大的采坑和不同年代序列的排土场,极大地改变了草原的景观、土壤结构和植被。排土场的植被重建工程需要考虑当时的气候、土壤条件,又要与景观相协调,复垦工程既要“清旧账”,又不能“欠新账”。在以上前提下,宝日希勒矿区露天煤矿排土场的治理难度都是较大的。

一号露天矿排土场为阶梯式梯形,高度约60m、坡度不超35°。“十二五”期间,一号露天矿在外排土场设置了约20亩的边坡复垦实验区,以“乔灌混交”的方式进行植被恢复,选取樟子松、云杉、丁香等多个树种近万棵乔灌木形成百亩生态景观林。排土场平盘种植油菜800亩、青储饲料100亩、蒲公英100亩;对已到界的12万平方米排土场铺撒20厘米厚的腐殖土,并种草绿化。试验种植冰草、紫羊茅、羊草等四种草和芍药、景天等6种蓿根花卉。

排土场治理采取“一排二整三覆四种五灌六养”的方式对受压占损毁的排土场开展复垦工程。在源头上,采用采、排、复一体化作业技术,合理内排,科学规划、加大土方内排基底处理力度,采煤过后同步向采坑内回填土方,减少土方外排,从根本上减少外排土场对土地的压占,缩短土地损毁与生态恢复周期;清理历史遗留土地损毁问题过程中,对于已经形成的高大排土场,利用液压挖掘机、铲车等设备对其进行整治造型,降低台阶高度,放缓边坡,利于水土保持和植被的生长。植被恢复前,在土地整理后的土地上覆一层黑黏土进行含水层保护,再将土地损毁前单独剥离的表土回填在黑黏土之上。草种选择在考虑优先选择当地品种,又要选择生长速度快的物种,根据复垦效果,披碱草、紫羊茅、羊草和沙棘作为先锋植物栽植较为成功。与此同时,一号露天矿利用生态毯技术、混播技术、试验田技术以及喷灌技术等,在排土场坡面及平盘种植灌木缓冲带,边缘种植根系发达的乔木防风林带,建立乔灌草立体相结合的防风固沙生态保护模式。

目前,外排土场顶部已栽种近2000棵榶槭和数排樟子松,设置一道防风林带,并以自营苗木园为排土场绿化提供苗木;边坡采用生态植被毯技术进行生态修复;排土场顶部建成集观赏和灌溉为一体的9万立方米的蓄水池,采用微喷及绞盘式喷灌机对进行植被灌溉。

3 宝日希勒矿区露天矿现有土地复垦工程治理模式分析

在复垦实践中,神华宝日希勒能源有限公司一号露天矿对排土场边坡、平台采取了不同恢复方式,主要表现为:

(1)对排土场层层递进、因势就势进行削坡修整,将一个排土面整成两个坡度30°、高度10m的小台阶;对无法削坡的边坡,采用单、双层生态植被毯修复。

(2)排土场以抗寒、耐旱、生长速度快的草本和灌木为主,开展植被恢复工程。在排土场平台大量种植油菜、蒲公英、青储饲料等草本经济作物;排土场边坡采用灌草结合的方式复垦,灌溉工程采用微喷及绞盘式喷灌机等方式,达到矿坑水综合利用和复垦绿化补水一举两得的效果。

(3)优化、筛选品种建立苗木园,利用露天矿坑水修建高位蓄水池,为不断扩大的生态治理工程提供苗木和水资源,降低了治理成本。

4 结语

我国幅员辽阔,自然条件也存在差异,主要表现为年均降水量的差异、降水季节变化的地区差异和降水形式、年均气温、无霜期、最大冻土深度、土壤理化性质的区别,露天矿排土场不仅是地形地貌重塑的代表,也是大型的土壤重构工程。根据土地损毁时间的不同,土壤的含水率、全磷、全氮一般会下降较明显,地形重塑后,排土场顶部平台与地下水潜水距离较远,恢复成以乔木为主的有林地难度较大。

宝日希勒一号露天矿在解决历史遗留问题的前提下,以创建绿色矿山为基准,高标准的进行土地复垦工程。其中,喷灌工程采用矿坑水回用、顶部平台牧草地恢复、排土面削坡都是值得借鉴的经验。宝日希勒矿区年均气温较低,全年无霜期较短,植被恢复难度较大,在草种选择上,选择油菜、蒲公英等当地适生的经济作物恢复,也为复垦植被恢复的物种选择打开了思路。

参考文献:

[1] 李修东,康淑云,张鹏.呼伦贝尔大草原的闪亮新名片[J].煤炭经济研究,2012,32(8):12-15.

[2]中国自然资源报.国家能源集团宝日希勒露天矿投入3亿元打造绿色矿山[EB/OL].

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