露天采礦對土地資源與生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。我國露天開采每萬噸煤約破壞土地0.22hm2，其中挖損破壞為0.12hm2，外排土場占壓土地為0.1hm2，目前露天煤礦的土地復(fù)墾工作，主要是對到界的排土場或?qū)ζ渲械浇绲哪骋徊糠诌M(jìn)行一般的復(fù)墾綠化。露天煤礦覆蓋層剝離與土地復(fù)墾一體化，即剝離、排棄、造地、復(fù)墾一條龍作業(yè)模式。首先依據(jù)露天礦生產(chǎn)計(jì)劃，確定剝離與土地復(fù)墾一體化作業(yè)過程及有關(guān)參數(shù)，如工藝間的合理配合、表土采集、表土的堆存、剝離物的排棄、土地平整及表土鋪墊等。
礦山生產(chǎn)——生態(tài)重建一體化作業(yè)，突破單一的礦區(qū)土地復(fù)墾或閉坑后再進(jìn)行礦區(qū)環(huán)境治理的傳統(tǒng)模式，邊開采邊治理，體現(xiàn)了污染少、效率高的特點(diǎn)。其工藝是將開采和復(fù)墾溶為一體，使剝離、采礦、排土和復(fù)墾等作業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃，平行作業(yè)，形成“邊開采、邊復(fù)墾”的良性循環(huán)工藝系統(tǒng)。
根據(jù)露天礦區(qū)煤層賦存情況，兼顧復(fù)墾土地帶來的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益，該工藝系統(tǒng)大體上有三種：
1.條帶開采的內(nèi)排一體化工藝系統(tǒng)
該工藝系統(tǒng)的特點(diǎn)是按開采和復(fù)墾工藝及土壤重構(gòu)原理的要求將礦田劃分為若干條帶，分層剝離，交錯(cuò)回填。適用于水平、近水平的礦床。其作業(yè)過程是：先剝離第一條帶的表土層和煤層上覆巖層，將其分別堆存于不影響采礦作業(yè)的適當(dāng)位置，在第一條帶采煤的同時(shí)，對第二條帶的表土進(jìn)行采集并堆存植被，以作為第n-1條（假設(shè)露天礦田劃分為n個(gè)開采條帶）復(fù)墾的付蓋土；隨后對第二條帶進(jìn)行剝離，并將剝離物充填于第一條帶的采空區(qū)內(nèi)，當(dāng)排棄到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，整平場地鋪設(shè)第三條帶采集的表土。同時(shí)也將第二條帶的煤炭資源采出，最后可在第一條帶按復(fù)墾要求進(jìn)行復(fù)墾作業(yè)，依次類推，進(jìn)行一體化作業(yè)。
2.分期開采的內(nèi)排一體化工藝系統(tǒng)
該工藝系統(tǒng)是沿煤層走向分為若干區(qū)段，在某一時(shí)期內(nèi)針對某一區(qū)段強(qiáng)化開采，在本區(qū)段采礦完畢時(shí)，才進(jìn)行下一區(qū)段的采礦作業(yè)，實(shí)現(xiàn)分區(qū)剝采，交錯(cuò)回填。其適于各種露天開采的煤層，尤其適宜于傾斜和急傾斜的礦床。其工藝過程為：先對第一區(qū)段進(jìn)行強(qiáng)化開采，首先采集并堆存第一區(qū)段的表土，然后開始第一區(qū)段的開采工作，并將其剝離的廢巖堆存于適當(dāng)?shù)呐艞増龅亍Ｔ诘谝粎^(qū)段采礦接近尾聲時(shí)，開始對第二區(qū)段的表土進(jìn)行采集堆存，然后隨著第一區(qū)段開采的結(jié)束便轉(zhuǎn)入對第二區(qū)段的開采，這時(shí)將第二區(qū)段的剝離物回填到第一區(qū)段的采空區(qū)；第一區(qū)段采空區(qū)回填到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，整平場地鋪設(shè)第一區(qū)段采集下來的表土，此時(shí)第三區(qū)段開始采剝作業(yè)；最后在第一區(qū)段平整后的場地上進(jìn)行復(fù)墾作業(yè)，依次類推，進(jìn)行一體化作業(yè)。
3.開采外排一體化工藝系統(tǒng)
該工藝系統(tǒng)的特點(diǎn)是采場剝離物基本上全部外排。其作業(yè)過程為：剝離前要預(yù)先采集表土并將其堆存或運(yùn)往排土場排棄到界的區(qū)域進(jìn)行鋪設(shè)，排土場調(diào)整現(xiàn)有排土作業(yè)為上、下兩個(gè)臺(tái)階同時(shí)作業(yè)，如圖1所示。復(fù)墾臺(tái)階和排土臺(tái)階的接替作業(yè)順序：排土場在接受排棄物時(shí)，當(dāng)?shù)趇臺(tái)階排棄快到邊界時(shí)，需要對i+1臺(tái)階的推進(jìn)速度適當(dāng)加以減小，調(diào)整第i+1臺(tái)階的排土工作平盤寬度到最小復(fù)墾工作平盤寬度，同時(shí)在第i+1臺(tái)階上部留出最小復(fù)墾工作平盤寬度開始建設(shè)第i+2臺(tái)階，當(dāng)?shù)趇+2臺(tái)階推進(jìn)到最小復(fù)墾工作平盤寬度時(shí)，最小排土工作平盤寬度開始在第i+2臺(tái)階上留出最小復(fù)墾工作平盤寬度建設(shè)第i+3臺(tái)階，當(dāng)?shù)趇+3臺(tái)階建設(shè)完成后，即可使第i+2臺(tái)階第i+3臺(tái)階同時(shí)進(jìn)行排土作業(yè)，同時(shí)可在第i+1臺(tái)階和第i+2臺(tái)階部分到界定區(qū)域由原來的排土臺(tái)階向復(fù)墾臺(tái)階過渡并進(jìn)行復(fù)墾作業(yè)。
圖1 上下排土臺(tái)階接替示意圖
上述三種工藝的特點(diǎn)是分區(qū)(條)剝采，交錯(cuò)回填，使采礦、排土和復(fù)墾作業(yè)溶為一體，兼顧了采礦生產(chǎn)和土地復(fù)墾作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)與復(fù)墾的一體化。該生產(chǎn)工藝不但減少了條帶(區(qū)段)或排土場巖石的裸露時(shí)間，而且由于及時(shí)復(fù)墾，植被后的條帶(區(qū)段)或排土場不僅在水土保持、降低噪聲污染方面改善了生態(tài)環(huán)境，而且在緩解緊張的人地關(guān)系等社會(huì)問題方面起到了積極作用。
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