礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術2024/4/18礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術第一節概述礦區土地破壞基本分為壓占、塌陷和挖損三類

壓占土地包括地下開采的矸石排放壓占、露天礦山排棄剝離物壓占、選礦尾礦渣壓士和坑口電廠粉煤灰壓占。特征：破壞景觀、污染礦區環境。塌陷主要是地下開采沉陷引起的。特征：下沉、附加坡度和裂縫等。

高潛水位礦區由于下沉還引起土地鹽漬化和沼漬化，甚至積水而完全喪失耕種能力。開采急傾斜煤層或在采深很小或采厚很大的情況下，地表可能出現漏斗狀塌陷坑。挖損是露天礦采場的挖損，它導致土壤結構完全破壞，采空區若不采取回填摧施，則留下幾十米至上百米深的大坑。一、礦區土地破壞類型與特征2礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術二、礦山復墾土地的利用方向和利用層次第一，要符合土地利用總體規劃，在城市規劃區應符合城市規劃；第二，要盡量復墾為耕地或其它農用地，鼓勵種糧食；第三，要盡量恢復原來用途。但由于土地破壞程度的不同，所處的位置而異，應本著經濟合理，因地制宜的原則確定用途。宜農則農、宜林則林、宜漁則漁、宜建則建，有的還可開辟成游覽娛樂場地。從實際情況來說，我國目前主要的復墾方向有農業復墾、林業復墾、牧草地復墾、建筑復墾、復墾為游樂場所等形式3礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術三、礦區工程復墾技術礦區工程復墾技術分為充填復墾和非充填復墾兩類非充填復墾主要有土地平整技術、梯田式復墾、疏排式復墾等形式。充填復墾有矸石充填復墾、粉煤灰充填復墾、生活垃圾充填復墾等形式。

4礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術一、適用條件與基本要求

適用條件

主要消除附加坡度、地表裂縫以及波浪式下沉等影響特征。適用于中低潛水位塌陷地的非充填復墾、高潛水位塌陷地的充填復墾等。基本要求

⑴土地平整要統一規劃。⑵土地平整既要有長遠目標，又要立足當前。⑶土地平整要有適當的單元。⑷土地平整度要符合規定要求。第二節土地平整技術

5礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術二、土地平整的方法和步驟

1．地形測量地形測量一般采用方格網法。方格網的間距取決于圖紙比例尺、土方量計算精度要求、地形起伏狀況以及土地平整施工方法等。一般采用20m×20m、50m×50m方格。地形測量得到方格網點高程及主要地物的位置(如道路、溝渠、涵洞等)。6礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術二、土地平整的方法和步驟

土地平整高程確定

土地平整后，高程要滿足作物的生長要求。農田高程H應該滿足：

農田應該達到的最低高程；潛水位高程；地下水臨界深度

7礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術8礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術3．土地平整計算土地平整計算包括：土方量最小的平整面參數的計算；方格網點施工高度的計算；計算零位線；計算挖填土方量；繪制施工圖。9礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術1)土方量最小的平整面參數計算平整面參數包括坐標原點O的標高Ho縱橫向地面坡度ix，iy，只要知道Ho，ix，iy，就可根據格網點的坐標，計算格網點高程。10礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術為使土地平整范圍內的土方量最小，根據最小二乘法可得到方程組其中，P為格網點高程的權重，取值方法見圖一個方格用的點，P取0.25兩個方格共用的點P取0.5三個方格共用的點P取0.75四個方格共用的點取1；x，y分別為方格網點的縱橫坐標；z為自然地表面格網點的實際高程。’解此三元一次聯立方程組可得到Ho，ix，iy三個參數，按式(4-3)可求出各格網點計算高程。實際計算時可采用表格形式計算。11礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(1)保持某格網點高程為定值。如為保證排水溝水位銜接需要，水位銜接點處農田標高必須保持一固定值，這時可將該點作為坐標原點，用下述方程組求解ix，iy：12礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(2)保持某兩點高差為定值h。這時可將其中一點作為坐標原點，兩點連線方向為x軸(或y軸)，用下面兩式求ix和iy。13礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(3)必須保持某個坐標軸方向上的坡度。以保持ix為例，可用下列方程組求解iy，Ho。14礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(4)若要求平整為平地時，即ix=iy=0，Ho可用下式計算。15礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術2)方格網點施工高度的計算16礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術17礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術18礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術3)計算并繪制零位線零位線為不挖也不填的點連成的線。零位線繪制方法與等高線繪制方法相同，可用內插的方法得到。圖4-3中方格網角點右下角為加上△h1后的施工高度，經實際計算圖4-1算例中△=0.01m。19礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術4)計算挖填土方量土方量計算是方案選擇、工程量與經費預算的基礎。常用方格網法計算。用方格網法計算挖填土方量可分為圖示五個方格的情況：全部為挖方(或填方)；一側兩角點挖方，一側兩角點為填方；對角兩角點為挖方或填方；三個角點為挖方(或填方)，一個角點為填方(或挖方)；對角為零位線穿過，另外一挖一填。20礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(1)四個角點全為挖方(或填方)

(2)一側兩角點挖方，另一側兩角點為填方21礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(3)對角點分別為挖方和填方(4)一填三挖一挖三填時，計算公式將挖方和填方顛倒22礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術場地平整的土方量計算常用方法場地平整的土方量計算常用方法有方格網法、整體法、斷面法、三角棱柱體法、四方棱柱體法等。方格網法與整體法適用于地形變化較小的區域；斷面法適用于地形坡度變化較大的區域；三角棱柱體法和四方棱柱體法地形坡度變化較小的區域。23礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術1.方格網法方格網法是把平整場地的設計工作與土方量計算工作結合在一起進行的。方格網法的具體工作程序為：在附有等高線的施工現場地形圖上作方格網控制施工場地，依據設計意圖，如地面形狀、坡向、坡度值等。確定各角點的設計標高、施工標高，劃分填挖方區，計算土方量，繪制出土方調配圖及場地設計等高線圖。24礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術將場地劃分為邊長10-40m的正方形方格網，通常以20m居多。再將場地設計標高和自然地面標高分別標注在方格角上，場地設計標高與自然地面標高的差值即為各角點的施工高度（挖或填），習慣以“+”號表示填方，“－”表示挖方。將施工高度標注于角點上，然后分別計算每一方格地填挖土方量，并算出場地邊坡的土方量。將挖方區（或填方區）所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總，即得場地挖方量和填方量的總土方量。25礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術為了解整個場地的挖填區域分布狀態，計算前應先確定“零線”的位置。零線即挖方區與填方區的分界線，在該線上的施工高度為零。零線的確定方法是：在相鄰角點施工高度為一挖一填的方格邊線上，用插入法求出零點的位置，將各相鄰的零點連接起來即為零線。零線確定后，便可進行土方量計算。方格中土方時的計算有兩種方法，即四角棱柱體和三角棱柱體法。26礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術三棱柱法三棱柱法計算土方量為的步驟：在計算場地平整標高的基礎上，沿地形等高線將方格分成兩個三角形。根據方格網交點實際標高和場地平整的設計標高計算每個方格網交點的施工高度。在圖上繪出零線位置，即不挖不填的施工界線。按下面兩種情況分別計算土方量：

①全部挖或填的三角形②部分挖或填的三角形

27礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術全部挖或填的三角形

部分挖或填的三角形

返回28礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術四棱柱法

（1）方格四個角點全部為挖或填方時如圖，其挖方或填方體積為：式中：h1、h2、h3、h4、——方格四個角點挖或填的施工高度，以絕對值帶入（m）；

a——

方格邊長(m)。

角點全填或全挖

29礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術（2）方格四個角點中，部分是挖方，部分是填方時如圖，其挖方或填方體積分別為：

角點二填或二挖30礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術方格三個角點為挖方，另一個角點為填方時，其填方體積為：

其挖方體積為：角點一填三挖31礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術2.斷面法

斷面法：是以一組等距（或不等距）的相互平行的截面將擬計算的地塊、地形單體（如山、溪澗、池、島等）和土方工程（如堤、溝渠、路塹、路槽等）分截成"段"，分別計算這些"段"的體積，再將各段體積累加，以求得該計算對象的總土方量。32礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術沿場地取若干個相互平行的斷面（當精度要求不高時，可利用地形圖確定斷面，若精度要求較高時應實地測量確定），將所取的每個斷面（包括邊坡斷面）劃分為若干個三角形和梯形，各斷面面積分別為F1、F2、……Fn

相鄰兩斷面間的距離依次為：L1、L2、L3……Ln，則所求土方體積為：

用斷面法計算土方量時，邊坡土方量已包括在內。33礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術繪制施工圖根據上述計算結果，繪制土地平整施工圖，在圖上勾繪出填挖范圍，運土方向和搬運的土方量等。34礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術4.土地平整工程施工

施工方法正確與否，直接影響復墾質量。對地面高差不大的田塊，可結合耕種，有計劃地移高墊低，逐年達到平整。對于需要深挖高填的地塊，可采用人工或機械的方法平整。無論是人工法還是機械法施工，都應注意保留熟土。人工施工常采用倒槽施工工藝機械法施工時常用的機械有推土機、鏟土機、平地機等35礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術三、土地平整法復墾的配套措施1．建立并完善復墾區排灌系統2．深耕細整，耙磨碾壓3．與疏排法、挖深墊淺，充填法復墾相結合4．土地利用分區5．培肥措施36礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術第三節梯田式復墾技術一、適用條件梯田式復墾適用于地處丘陵山區的塌陷盆地，或中低潛水位礦區開采沉陷后地表坡度較大的情況下。我國山西大部分礦區，河南、山東等地的一些礦區，不少塌陷地可采用此法復墾。37礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術地形劃分標準地表坡度小于2°為平原，大于6°為山地，2～6°為丘陵，25°以上為高山塌陷后利用方向：地表坡度在2°以內時通過土地平整或不平整就能耕種，地表坡度在2°～6°之間時，可沿地形等高線修整成梯田，并略向內傾以攔水保墑，土地利用時可布局成農林(果)相間，耕作時采用等高耕作，以利水土保護。38礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術二、梯田設計1.梯田斷面三要素：田面寬、田坎高和田塊側坡梯田設計就是要根據塌陷后地形及土質條件與耕作要求等確定斷面要素。斷面要素設計合理，既可保證邊坡穩定、耕作灌溉方便，同時又節省用地、用工，提高土地的利用率。39礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術田面寬(B)、田坎高(H)和田坎側坡()之間的關系：田坎占地寬b：梯田的土方量約為

斷面要素計算及土方估算40礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術三、梯田施工測量定線的內容包括：確定各臺梯田的埂坎線以及在每臺梯田上定出挖填分界線測量定線的依據是梯田施工設計圖。梯田施工主要包括表土處理、平整底土和田坎修筑等施工順序是：清除地面障礙物——表土處理——平整底土——田坎修筑——表土回鋪。41礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術表土處理和底土平整常用的方法有：中間堆土法、逐級下翻法和條帶法。42礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術四、梯田式復墾的配套措施1．灌溉措施2．生物措施3．培肥和耕作措施43礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術第四節疏排法復墾技術疏排法復墾屬于非充填復墾，是解決高潛水位礦區塌陷地大面積積水問題的有效辦法。疏排法復墾的關鍵是設計合理的排水系統排水系統設計的關鍵是選擇適當的承泄區和設計標準，標準過高造成浪費，標準太低達不到治理目的，而沒有適當的承泄區就談不上用疏排法復墾。

44礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術一、適用條件

Hs一Hp<h（h為地下水臨界深度)45礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術排水系統的組成排水系統由排水溝和蓄水設施、排水區外承泄區和排水樞紐等部分組成。塌陷區疏排法復墾重點是防洪、除澇和降漬。防洪就是防止外圍未塌陷地匯入低洼地；除澇就是要排除塌陷洼地的水；降漬就是排除水后，挖溝使地下水位降到臨界值以下。疏排法復墾的排水系統包括防洪系統、除澇系統和降漬系統。

二、排水系統組成

46礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術塌陷區復墾要求

塌陷區復墾為農業用地通常要求防止外圍地表徑流或洪水侵入，排除塌陷區內積水和降低地下潛水位。防洪標準防洪要求洪水季節承泄區河水及外圍徑流不倒灌或流入塌陷低洼地，通常應采取整修堤壩和分洪的方法。復墾區防洪標準通常取決于承泄區的泄水能力和堤壩的尺寸。

三、排水設計要求47礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術除澇設計標準取決于排水面積和排水地區的具體條件，通常用暴雨頻率、暴雨歷時和排除時間表示。復墾區降漬的目的是使土壤內的水分和空氣狀況適合作物根系的生長。降漬標準包括作物的耐漬時間和耐漬深度。不同的作物及同一作物的不同生長期，耐漬時間和耐漬深度不一樣。對地下水礦化度較高的地區，地下水位還應降至臨界深度以下，從而保證土壤不發生鹽堿化及作物不受鹽害的影響。地下水位臨界深度與土壤質地、地下水礦化度有關，具體標準可參考當地耕作經驗。48礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術承泄區的選擇

選擇承泄區的依據：

1距離遠近

承泄區距復墾區越近，排水費用越低，一般應就近排水。

2盡量自排，避免強排自排可免除修建排水站費用，日常排水費用也很低，但自排要求承泄區水位必須滿足：49礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術

有時就近排水需要強排，適當開挖一段排水溝至下游承泄區，則可實現自排。圖中A點水位較高，只能建強排站強排，但水閘下游B點水位較低，可實現自排，但需多開挖一段排水溝，這時就需按經濟合理、便于實施的原則選擇承泄區。所謂經濟合理即對兩種方案進行經濟評價，選擇初期投資和年經營費用現值P較低的方案，P按下式計算：

50礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術疏排法復墾通常選擇適宜的承泄區作為排洪用。承泄區是現有的河溝或湖泊，其斷面與泄洪能力不必作專門設計，只作驗算即可。但必須采取加高堤壩措施防止洪水潰入復墾區，堤壩高度設計按下式計算：

1.防洪系統設計51礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術塌陷區除澇是疏排法復墾的重要任務之一，是在采取修堤、分洪等防洪措施之后，將有限匯水面積的塌陷區內積水通過自排或強排方式排至承泄區。無論是自排還是強排，通常以排除大部分地區積水為標準，對局部低洼地段積水可采取留坑蓄水或挖深墊淺、綜合治理的方法。分片排澇，高水高排，低水低排排蓄結合，排灌結合力爭自排、輔以強排2.除澇系統設計52礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術3.降漬系統為保證土壤有適宜的含水率并防止土壤鹽堿化，復墾區應設置降漬系統。降漬工程實際上是為了控制地下潛水位，有明溝排水、暗溝排水和豎井排水等方法。通常使用的方法是明溝排水，其對地下水位的控制作用，即在無降漬溝的情況下，當有降雨等水源補給地下水時，地下水位上升，而開挖降漬溝后，地下水側向滲透流入降漬溝使地下水回落，因而起到降低地下水位的作用。排水溝的深度D：D=h+△h+W

53礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術排水溝間距設計

排水溝的間距一通過試驗或經驗的方法確定，也可用公式計算。所謂恒定流是指雨季長期降雨時，降雨入滲補給地下水的水量與排水溝出水量相等的情況，這時地下水位趨于穩定，而不隨時間變化。54礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術四、疏排法復墾的配套措施

(1)灌溉措施。(2)與挖深墊淺法配合使用(3)生物措施。55礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術第五節基塘復墾模式基塘復墾模式概念

采煤塌陷地基塘復墾模式是指對采煤塌陷地采取挖深墊淺措施獲得一定比例的旱田與水面，并按生態學原理對旱田和水面進行合理利用的復墾模式。基塘復墾模式土地利用的特征

旱田與魚塘按一定的比例配置配置生物種群，充分利用的生態位合理選擇基塘系統中生物種群的組成，考慮生物種群搭配的時間序列，實現最大限度利用自然資源的目的56礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術由該模式形成的土地生態系統為水陸復合型生態系統。該模式是生態工程復墾的典型模式。基塘復墾模式明顯受煤礦開采沉陷規律的影響，這種模式只能用于高潛水位礦區。由于開采沉陷后，地面水體會通過煤層露頭或垂直或側向入滲至井下，因此煤層露頭上方或開采深度較淺的采空區上方不宜開挖魚塘。若開挖魚塘，必須采取防止魚塘水體與井下發生聯系的措施。這樣會使復墾成本增加。基塘復墾土地利用集約度高，效益可觀，是我國目前高效高標準復墾的一種典型形式。57礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術基塘復墾工程場地選擇的基本原則基塘系統與井下采空區域無水力聯系基塘系統應有充足的水源保證注意：開采深度較小又無隔水層的工作面上方煤層露頭上方距水源地不能太遠，水質應滿足要求面積規模不夠58礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術基塘比設計的影響因素挖墊土方量平衡基塘復墾系統的水平衡便于安排種植與養殖生產

挖墊土方量平衡

設魚塘平均挖深為，旱地平均需墊高，則基塘比為：

59礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術基塘復墾系統的水平衡是指基面、水塘及整個系統水分收入和支出的平衡。基塘復墾系統水分的主要收入來自灌溉、天然降水和潛水滲入，主要支出為蒸發散量和流出系統外的損失。便于安排種植和養殖生產的含義包括農產品和水產品的生產規模適應市場需要；基塘復墾系統基面種植業便于機耕與收播，水面水產養殖業便于捕撈等。60礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術第六節充填復墾技術

按充填料不同分為矸石充填、粉煤灰充填、生活垃圾充填等。利用露天礦山剝離物充填地下開采塌陷坑以及露天礦倒堆法開采充填采空區的復墾也屬于充填復墾。61礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術

一、矸石充填復墾工程技術

1、矸石充填方法

矸石充填方式可以分為全厚充填法和分層充填法

62礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術（1）全厚充填法全厚充填法就是一次將塌陷坑用矸石回填至設計標高。由于全厚充填法施工方法簡單，適用性強而廣泛被利用。使用這種方法恢復的土地可以用于農林種植，稍作地基處理可建低層建筑，經強夯處理可建高層建筑。63礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術全厚充填法充填高程確定

64礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術（2）分層充填法分層充填法就是為了達到預期的充填復墾效果，以一定的充填厚度逐次將塌陷區回填至設計標高。將塌陷地改造為建筑用地常用這種充填方法。分層充填厚度與矸石的顆粒級配、含水量、壓實要求、壓實設備、壓實趟數等有關。分層厚度的確定可以用理論計算的辦法，也可根據經驗確定，但壓實后都必須通過現場測試加以檢驗。分層充填法有邊緣充填法、條帶充填法等形式，其工藝要點是分層充填，分層碾壓。65礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術機械的類型與規格。機械越重、碾壓面設計。壓實趟數。壓實趟數越多越好。顆粒組成。顆粒大小均勻對壓實比較好，之間產生的縫隙很小，但如果不均勻，之間縫隙比較大，壓實效果就不好。含水率：含水較高的壓實效果比較好，地基壓實的影響因素很多。66礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術矸石充填的一般工作過程(1)充填工藝設計；(2)施工場地準備；(3)充填一平整—壓實一充填一平整；(4)監測；(5)交付使用。67礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術二、粉煤灰充填復墾技術我國大型火力電廠多在煤礦區，燃煤發電過程中要排放大量的灰渣，通常的做法是修筑山谷或平原型貯灰場，需要征用大量的土地，同時，對周圍環境污染嚴重。利用電廠灰渣充填塌陷坑復墾既可解決電廠灰場征地難的問題，又可解決煤礦塌陷地復墾問題，同時還能取得較好的經濟效益。粉煤灰充填復墾工藝過程

68礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術塌陷區用作貯灰場：穩定塌陷區用作灰場，稱為靜態塌陷灰場。不穩定塌陷區用作灰場，稱為動態塌陷灰場。塌陷地作為灰場要考慮兩個問題：一是灰水是否會潰入井下影響生產安全；二是灰場建筑物和附屬物能否適應地表移動和形變。69礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術灰場規劃設計原則(1)灰場容量。(2)灰場邊界和輸水管線等構筑物的位置(3)出灰口和排水口位置。(4)輸灰水設備。(5)灰場建設時機。(6)灰場區域內的防洪排澇問題。70礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術場地論證塌陷穩定的塌陷坑充灰——論證地表裂隙與井下無水力聯系動態沉陷區充灰一方面需計算導水裂隙帶高度和地表裂縫深度，論證灰水是否會因開采沉陷而潰入井下；另—方面還需要對灰壩、輸灰管道、回水泵房等建筑設施的抗變形能力進行設計與論證。71礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術塌陷坑庫容量與服務年限設計塌陷坑作灰場應滿足兩個條件：充灰后可覆土種植或作其他用地必須具備—定的容量和服務年限72礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術3．塌陷區充灰和覆蓋技術1)灰管適應地表變形技術措施根據對灰管影響的大小，地表移動和變形依次為下沉、水平移動和變形、傾斜和曲率等。為克服這些移動和變形的影響，灰管通常需采取一些保護措施，這些措施有：(1)適當增加伸縮節，吸收地表變形對管道的拉伸和壓縮；(2)采用卡箍式柔性管接頭，代替法蘭盤和伸縮節，管道設計中取消固定支座；(3)釋放應力。在多煤層開采時，管道將受到多次變形，為了不迭加各煤層開采后管子上的附加應力，可以在開采一層以后，開采下一層之前，將管子切斷，釋放應力后再接上；(4)制定運行規程，進行變形監測，適時進行維護調整。73礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術2)灰場取土、擴容和覆蓋技術措施取土方法有預先取土法、水下取土法和循環取土法。預先取土法是指在地表未塌陷或塌陷初期事先取出表土筑壩或堆存；水下取土法是在塌陷積水地段用挖泥船取土覆蓋灰場；循環取土法是指覆蓋灰場第一區所用表土取自第二區，覆蓋第二區所用表土取自第三區，如此循環進行。覆土與不覆土以及覆土厚度的確定問題取決于復墾后土地用途及粉煤灰的理化特性，74礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術充填復墾按是否覆土分為覆土種植形式與不覆土種植形式。覆土種植分為薄覆土和厚覆土，以及覆土加隔離層和覆土不加隔離層。覆土方式與復墾土壤剖面的構造75礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術覆土厚度

覆土厚度增加至一定值，作物產量不再增加或增加微小，而覆土費用隨厚度的增加直線上升，即覆土厚度存在一最佳值。最佳覆土厚度可根據下列公式確定：

76礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術

三、露天礦山采空區充填復墾

按排土方式不同，露天礦山采空區復墾可分為采用外排土方式時的充填復墾和采用內排土方式時的充填復墾。1．采用外排土方式時的充填復墾外排土方式是將所采礦床的上覆巖土剝離后運送到采空區以外預先劃定的排土場地堆存起來。

2．采用內排土方式時的充填復墾內排土方式是將剝離的巖土直接回填在露天開采境界內的已采區域中。

77礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術78礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術第七節建筑復墾技術一、概述

建在采動區內的建筑物是否會遭受破壞，一是取決于地基的穩定性和承載能力二是取決于建筑物的結構及其抗變形能力的大小試驗結果表明利用煤矸石將塌陷區充填復墾為建筑用地，可以滿足工民用建筑物對地基的工程性質和承載力的要求79礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術二、煤矸石充填方式與地基加固處理技術用煤矸石充填塌陷區，由于其粒度大小不一，回填高度不同，不易達到均勻的壓實效果，因此，必須對矸石地基進行加固處理。為了提高矸石地基的穩定性，減小其不均勻沉降，提高地基的承載能力，應采取水平分層充填、分層碾壓的充填加固方式。

80礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術三、采動區抗變形建筑物的設計

(一)設計所需的原始資料(1)地質條件(2)采礦條件(3)預計的地表變形值(4)斷層的露頭位置(5)老采空區活化的可能性及其對地表的影響(6)地下開采后，地下含水層疏干的可能性及其對地面的影響(7)場地條件(8)其它條件81礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(二)抗變形建筑物的設計要點1．合理規劃，正確選擇建筑場地2．建筑物形式3．基礎4．墻體5．圈梁和構造柱6．樓蓋和屋蓋。82礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術1．合理規劃，正確選擇建筑場地設計中必須考慮地面遠景發展與采礦工程的關系。建筑場地應盡可能選在地表變形較小的區域；建筑物的軸線應盡可能平行或垂直于煤層走向；位于下沉盆地邊緣的建筑物，其長軸應平行于下沉等值線；位于盆地平底建筑物，其長軸應與工作面推進方向垂直。不同類型的建筑物，應根據其結構和使用要求，避開地表變形的不利影響區(如高聳構筑物不宜建在下沉盆地的拐點附近)。此外，建筑場地不應選在可能產生塌陷坑、臺階、裂縫等非連續變形的地區，以及地表下沉積水區和可能產生滑坡的地區。83礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術2．建筑物形式采動區建筑物的體形力求簡單，以便于用變形縫分割為高度相同、結構剛度和荷載均勻的各個矩形單體。建筑物的縱橫承重墻應與中心軸線呈對稱布置。84礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術3．基礎在滿足凍結深度和承載能力的條件下。盡可能減小基礎埋置深度。在基礎的上部，應設置鋼筋混凝土基礎圈梁，在圈梁和基礎之間必須設置水平滑動層。85礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術4．墻體應根據墻體高度和長度均勻地布置隔墻和門窗洞口，并使它們有同樣的高度和寬度。門窗洞口邊沿距建筑物的距離不應小于1.5m，距縱橫墻丁字連接處軸線不應小于0.6m，門窗寬度不宜超過1.8m。門窗過梁宜采用鋼筋混凝土過梁，預制過梁伸入支座的長度小應小于0.36m。在墻體轉角和縱橫檣連接處，應沿高度1m左右設置Φ6拉結鋼筋，鋼筋伸入鄰邊長度不小于1m。墻體不宜采用空斗墻，墻面宜為勾縫清水墻面。86礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術5．圈梁和構造柱在采動區內新建建筑物，必須設置圈梁和構造柱。它們設置在墻體和基礎里，互相錨結，以形成空間骨架系統。87礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術6．樓蓋和屋蓋樓蓋和屋蓋宜采用現澆整體鋼筋混凝土，最好是與墻壁圈梁和檐口圈梁的鋼筋混凝土一塊澆制。采用預制蓋板時，預制板在墻體上的支承長度不應小于10cm，并應與圈梁和墻體牢固拉結。梁或屋架與墻體之間應有可靠的連接，即在墻內設置現澆或預制的梁墊，最好是用圈梁作支承點。樓蓋和屋蓋不允許采用可產生橫向推力的磚拱或混凝土拱結構。88礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(三)抗變形建筑物結構措施的設計1．變形縫2．圈梁和水平滑動層3.雙板基礎4．構造柱5．設置千斤頂調整基礎89礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術1．變形縫設置變形縫就是將建筑物自屋頂至基礎分成若干個彼此互不相連、長度較小、剛度較好、自成變形體系的獨立單體，以減小地基反力分布不均勻對建筑物的影響。它是設計采動區抗變形建筑物采用的基本措施之一，是保護建筑物免受損壞的有效而又經濟的方法。90礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術1)建筑物單體長度的確定建筑物各單體的合理長度，主要決定于地表水平變形值和曲率變形值，此外，還應考慮地基性質及建筑物高度等因素。對于磚石結構建筑物，一般情況下是根據預計的地表水平變形值按下表確定各單體的長度。91礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術2)設置變形縫的位置(1)長度過大的建筑物，按確定的單體長度將其劃分為若干個單體，在單體的接合處設置變形縫；(2)平面形狀復雜的建筑物的轉折部位；(3)建筑物的高度差異或荷載差異處；(4)建筑結構(包括基礎)類型不同處；(5)地基強度有明顯的差異處。92礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術3)確定變形縫的寬度當建筑物位于地表拉伸一正曲率變形區，變形縫寬度可按下表確定。當建筑物位于地表壓縮一負曲率變形區，其墻壁變形縫和基礎變形縫的寬度分別用下列公式計算：93礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術2．圈梁和水平滑動層設置鋼筋混凝土圈梁的作用在于增強建筑物整體性和剛度，可在一定程度上防止或減少裂縫等破壞現象的出現。圈梁可分為墻圈粱和基礎固梁兩種。墻圈梁一般設于檐口以及樓板下部或窗過梁水平的墻壁上。基礎圈梁設置在基礎上部。在圈粱與基礎之間設置水平滑動層。任何部位的圈梁均應在同一水平上連續地設置，形成一個水平封閉的系統，不應被門窗洞口切斷。圈梁設置的數量，應視地表變形的大小及建筑物的狀況而定。94礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術3.雙板基礎當地表變形很大，尤其是地表扭曲和水平剪切變形很大，設置基礎圈梁和滑動層仍不能有效地抵抗地表變形的影響時，可采用雙板基礎。雙板基礎是保護采動區建筑物免受地表變形影響的有效結構，但由于施工復雜、費用昂貴，除非特殊情況，一般不宜采用。95礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術4．構造柱設置構造柱是為了提高墻壁的抗剪切強度，增加建筑物的整體剛度，限制裂縫延長。構造柱一般設置在建筑物各單體墻壁的轉角處以及承受較大附加剪力的墻壁位置。構造柱應與各墻壁梁連接，其上端和下端應分別錨固在鋼筋混凝土樓蓋(檐口)圈梁和基礎圈梁內。96礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術5．設置千斤頂調整基礎當地表發生不均勻下沉時，可及時采用千斤頂來調整基礎的水平。一般是把千斤頂設置在基礎圈梁下部砌體中預留的千斤頂窩內。采用千斤頂調整時，應在基礎圈梁下部設橡皮墊和工字鋼，千斤頂下部也應有足夠大的支座墊板，以保證圈梁和下部基礎砌體不因局部受壓而被破壞。97礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術四、建筑復墾后的監測為了檢驗地基加固處理和建筑物抗變形結構措施的效果，掌握建筑物的動態和建筑物變形與地表變形之間的關系，應在基礎下方和圈梁中埋設應力計進行應力監測，在建筑物及其周圍地面上設置觀測站進行變形監測。(一)地基和受力鋼筋的應力監測(二)建筑物變形監測98礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(一)地基和受力鋼筋的應力監測應力量測常用差動電阻式的鋼筋計、鋼弦式鋼筋計、鋼弦式壓力盒和電阻應變片等進行。常用的差動電阻式鋼筋計。埋設在混凝土里的鋼筋計通過連接桿與受力鋼筋焊接。當鋼筋受到軸向拉力和壓力時，鋼筋計里的電阻絲R1和R2的電阻比和電阻值發生變化，通過引出電纜用比例電橋測出其變化值，可按下式計算軸向應力的變化量△σ：99礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術式中f——鋼筋計的靈敏度，其數值由生產廠提供，Pa/(0.01％)；△z——電阻比相對于基準值(即首次觀測值)的變化量，拉伸變形時為正，壓縮變形時為負，0.01％；b——溫度計補償系統，其數值由生產廠提供，Pa/℃；△t——溫度相對于基準值的變化量，溫度升高時為正，降低時為負，℃。埋設點的溫度t與鋼筋計電阻值Rt之間有如下關系：當60℃≥t≥0℃時t==

′(Rt一R′0)當0℃≥t≥-25℃時t==″(Rt一R′0)式中R′0——鋼筋計計算冰點電阻，由生產廠提供，Ω；

′——鋼筋計零上溫度系數，由生產廠提供，℃/Ω；

″——鋼筋計零下溫度系數，由生產廠提供，℃/Ω。由上述關系，可根據實測電阻值計算埋沒點溫度，從而求得出。100礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(二)建筑物變形監測1．磚石結構建筑物的變形觀測1)觀測點布置建筑物變形觀測點，主要是埋設在建筑物上的墻壁點和與之對應的土壤點。墻壁點的結構和埋設方法如圖所示，土壤點的結構和埋設要求與礦山開采沉陷中的地表移動觀測點相同。觀測點一般布置在建筑物角部和縱、橫墻連接處及窗間墻的勒腳部位。但在變形縫、緩沖溝、新舊房屋連接處兩側和最大動載荷的周圍以及地質條件不利處也應設置觀測點。建筑物每側的觀測點應不少于3個，占間距一般為3～10m，墻壁點與對應土壤點之間的距離要大于基礎埋深，一般為1.5m。101礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術2)觀測的內容、精度和時間要求對土壤點、墻壁點以及變形縫和緩沖溝兩測的對應觀測點，均需進行距離丈量和水準測量。每段距離的往返丈量值，加入三項改正數(即比長、溫度、傾斜改正數)之后，其互差不得大于2mm。水準測量用精度不低于S3級的水準儀按兩次儀餐高進行，相鄰兩測點高差互差不得大于3mm。每幢建筑物的水準測量路線構成一個閉合環，其閉合差應不大于±2mm對建筑物上肉眼可見的裂縫和其它異常現象，如墻體傾斜、鼓凹、門窗變形等，均應做上標記，并對其大小、位置、方向和發生的時間進行素描和記錄。觀測時間根據建筑物移動變形情況而定。在地表受采動影響的初始和衰退期，每月應至少觀測一次，活躍期每月觀測不少于兩次。建筑物移動穩定后，每隔2～3個月還應進行一次水準測量，以了解建筑物殘余變形情況。102礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術2．高聳建筑物的變形觀測由于高聳建筑物(如煙囪、水塔、高壓電塔、井架等)對地表傾斜最為敏感，因此，主要是對它們進行傾斜觀測。一般是在其頂部設置觀測標志(或利用避雷針等)來觀測偏斜的程度。103礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術3．工業廠房內各種設備基礎的觀測獨立的設備基礎底面積小、剛度較大，地表水平變形和曲率變形對其影響不大，但地表傾斜變形則能使其歪斜在地表移動過程中應對設備基礎上鉆出直徑為30~50mm、深度為100~150mm的孔洞，用混凝土或水泥砂漿將刻有十字標記的研4鋼筋埋于孔內作為觀測點。十字標記露出基礎平面不應超過10mm。當需要檢查機械的主要連接部位的幾何關系時，還應進行邊長丈量。對吊車軌道必須設置標記進行軌平、軌距及方向變化的測量。104礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術第八節露天礦土地復墾技術簡介露天礦土地復墾是指將采礦破壞的土地因地制宜地恢復到所期望狀態的行動和過程。主要目標是重新建立永久穩定的景觀地形，這種地形在美學上和環境上能與未被破壞的土地相協調,而且采后土地的用途能最有效地促進其所在的生態系統的穩定和生產力的發展。根據可持續發展的觀點，經復墾后的土地，不但要滿足當代人的需求，而且也要為后代人留下一個良好的生存環境。露天礦土地復墾的主要對象是已挖掘的采場和排土場。105礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術一、露天采場復墾露天采場的復墾主要取決于礦床賦存、地形條件、圍巖、表土及當地的實際需要。露天開采的、水平礦和緩斜礦的剝離物可堆棄在露天采場(采用內排工藝)內，復墾場地的坡度可與礦床底板坡度相近，以利于地表水的排除。在開采前利用采運設備超前采集土壤，接著覆蓋在內排場地上即可恢復原先的地形。然后按田園化要求修筑機耕道、灌溉水渠及營造防護林帶。106礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術開采礦體長的傾斜或急斜礦時，也可采用內排方法，將礦體分為若干小礦田，在其中尋出剝離系數最小的一塊礦田進行強化開采，盡快將礦物采出以騰出空間，同時將剝離的表土暫時堆棄在該礦田周邊上，然后再開采另一塊礦田并將剝離物回填在已騰出空間的采空區上，再將其周邊的表土覆蓋上去并整平。復墾地用于種植大田作物時整平的坡度不應超過1°，個別情況下為2°～3°；用于植樹造林時不超過3°，個別情況下可達5°。必要時可修筑成梯田。107礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術對于傾斜或急斜的坡積礦床，用水力開采或隨等高線開挖后，呈現裸露的石坡一般成“石林”狀。這類地形的復墾就地取材修筑梯田，按等高線堆筑石墻，并盡量與“石林”聯結，然后在墻內回填尾礦，尾礦可用泥漿泵吸取，經過管道回填到梯田。尾礦干涸后要保持5‰以上的坡度，以滿足復墾后排灌的要求，再在平整后的地面鋪土整平(覆蓋土層厚度一般不少于0.4～0.5m)，供農業或林業用。對于地下水豐富的礦區，為恢復因采礦而破壞了的含水層，必須在采空區內先回填巖石再覆蓋土壤層。108礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術用于農業、林業復墾的露天采場，在適宜的位置上需設置防洪設施，以免洪水沖毀場地。露天采場邊幫和安全平臺上可用植被保護。為使植被在邊幫上成長，可用泥漿法處理，或在安全平臺上種植藤本植物，以攏住巖石。平臺(崖道)可視具體條件種植矮株的經濟林、薪炭林。深度較大的露天礦坑可改造成各種用途的水池。如工業和居民的供水池、養魚和水禽池、水上運動池、文化娛樂設施和療養地等。此時，要求礦坑四周圍巖無毒無害且無大的破碎帶，整體性強、滲水性小，或者是第四紀沉積層。不必采取大的堵漏、防滲等措施。109礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術二、排土場復墾露天礦排土場破壞土地的面積，一般占全礦面積的50％左右。所以，排土場地復墾是礦山企業土地復墾的重點。露天礦外排土場主要表現為剝離物對土地的大量壓占，內排土場主要表現為剝離物對礦坑的回填。由于內排充分利用了空間，減少了剝離物對土地的大面積壓占及其對環境帶來的危害，因此在地形條件允許的情況下，對于水平、近水平和緩傾斜的礦床，盡可能優先考慮實現內排，其次再考慮外排；對于傾斜和急傾斜的礦床，內排難度較大應考慮外排。

110礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術1復墾措施礦區土地復墾是在礦區的自然、社會、經濟條件下，依照國家政策，遵循自然規律，將礦區土地復墾與采礦及國土整治結合起來統籌考慮，力求和當地的土地總體規劃相協調,最終能使復墾后的土地獲得最大的經濟效益或社會效益。

111礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術土地復墾可分為工程復墾和生態復墾兩個階段。在工程復墾的過程中，以土壤重構原理為依據，根據剝離物的性質和數量，將剝離物分層逐段排棄，力求使復墾后的土地和土壤的自然構成相一致，作業過程一般為:表土采集堆存→廢石排棄壓實→表土覆蓋→土地整形。生態復墾一般是在工程復墾之后進行的，它主要是根據復墾土地的特性，采用不同的手段和措施對復墾地進行熟化，要盡量縮短復墾地的熟化過程，最后在已復墾的土地上進行各種墾后作業，例如種糧、植草等。在土地復墾的整個過程中，始終要以采礦作業和土地復墾作業費用最低、復墾地獲得的效益最大為依據。

112礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術在露天礦山工藝設計中，要注意土壤和圍巖的農業化學性質和物理力學性質、它們的空間分布及數量。對于土壤、含肥巖石與其它硬質巖石，要盡可能分開剝離，集中或分開堆存；對酸性和含毒的巖石，采集后應排棄在排土場底部或中間，然后覆蓋土壤或含肥巖石。

2．排棄物料的分采分堆113礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術排土場一般可復墾為農業、林業、牧業、工業民用建筑用地以及景觀娛樂場地等。值得注意的是，在復墾為農、林、牧用地時，應依據采掘計劃和土壤重構原理合理采集、堆存和覆蓋剝離的廢巖及表土，以使復墾活動順利進行。

114礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(1)若露天礦在農業發達地區，并且排土場范圍較廣，剝離物的土化性質對農用地有利，應首先考慮復墾為農業地，其次可考慮復墾為林、牧用地。(2)若露天礦在干旱、水土流失、易沙化地區，并且礦區地形復雜，居民分散，為防風固沙、防止水土流失、調節氣候、美化環境，可優先考慮復墾為林業用地。(3)若露天礦在居民稠密區或工業區，為緩解當地建筑用地緊張問題，可先考慮復墾為建筑用地，建造工業企業或民用建筑群，以達到合理利用土地之目的；其次可考慮復墾為農、林用地。(4)若露天礦在城市和大居民點附近，且附近沒有風景娛樂區，為調節居民生活，美化環境，可優先復墾為風景休憩區及景觀娛樂場地；其次可復墾為農用地。(5)若露天礦在草原地區，為維持生態平衡，保護畜牧業正常生產，尤其在一些高寒地區，因霜期長而農作物不宜成熟，可復墾為草地，同時也可起到防止土地沙化和水土流失的作用。115礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術近水平煤層條帶開采的復墾工藝示意圖假設露天礦設計開采的條帶數為n，其工藝過程是: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的適當位置，作為第n條帶復墾的充填物。值得注意的是，對巖石堆垛須加以覆土植被，以防土壤損失，在第一條帶采煤的同時，對第二條帶的表土層進行剝離并堆存以作為第n－1條帶復墾的覆蓋土，這樣減少了表土的移運次數，最大限度保證了表土的肥力；隨后將第二條帶剝離的巖石充填于第一條帶的露天坑內，覆蓋上第三條帶剝離的表土并加以平整，依此類推進行作業來實現內排土場的復墾。1、2……n-條帶的復墾順序；A-采掘帶寬度；B-煤層；C-巖石；C1-巖層；D-表土層；E-表土層堆垛（第1、2條帶）；F-巖石堆機垛（第1條帶）；G-已復墾區116礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術3．生物復墾要求準備用于生物復墾的排土場要符合下列要求：(1)排土場的穩定性不會受到地形、地表水的影響，不會發生泥石流，不會成為二次污染源；(2)排土場頂部標高應高于露天采場附近地帶地下水的最高水位1～2m；(3)排土場表面整治后能適合農業和林業機械的工作；(4)整平后的排土場用于農業開發時，應覆蓋土壤層；用于林業開發時，應用成土母質巖覆蓋；(5)對排土場斜坡進行緩坡工作，以穩定斜坡，適應種植要求，還應采取措施防止斜坡的沖刷及頂部沼澤化的出現；(6)修筑通往排土場的專用道路。117礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術4．排土場整治

(1)頂部整治。根據排土工藝和設備的不一，頂部可形成的形狀有等錐形、連脊形、橫向弧形和平坦形(鐵路、汽車排土形成的)四種。整治工作量以平坦形最小，錐形排土場最大，其次為脊形和弧形排土場。為了防止排土場表面受到水侵蝕，要求平整的復墾場地坡度：當用作農業種植時不宜超過1°～2°，而坡度在3°～5°時應有保護措施；當用作牧場或草場時為2°～5°；用于林地時適宜的縱坡為10°以下，橫向坡度不應超過4°。復墾場地的坡向盡量朝南或朝西南。排土場的整治一般可分為頂部和斜坡兩項。118礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(2)斜坡整治。為使排土場能盡量用來復墾，對斜坡要進行變坡工作以利于種植。一般斜坡分為平臺式和連續式二類。通常排土場斜坡角(安息角)在35°～45°之間。斜坡緩和到35°時適宜于林業；30°時可用于放牧；20~～25°可用于使用專門機械的某些耕作；10°～15°可作為某些建筑物的場地；5°～10°用于農業。119礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術5．排土場覆蓋排土場覆蓋可分為土壤覆蓋和其它物料覆蓋兩類。土壤覆蓋工藝與露天坑覆蓋土壤相同。場地用于造林時不必在全部場地上覆以表土層，只需在植樹的坑內施足底肥后才覆蓋土壤。在缺乏表土時，可用生活垃圾、下水道污泥及其它生產廢料覆蓋。經過篩選的生活垃圾與人肥、廄肥、工業廢渣攪拌在一起，覆蓋在復墾場地上，可認為是良好的“人造土壤層”。在有含肥巖石的礦區，可將含肥巖石破碎成級配顆粒。顆粒最大粒徑不超過50mm。顆粒級配值與當地降雨量、蒸發量、地形變坡有關，并可在級配的碎石中摻入尾礦粉、粉煤灰等工業廢渣進行覆蓋。120礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術6．林業復墾在排土場巖石比較硬而貧瘠，不宜農業種植時，可采用林業復墾。一般在堅巖排土場上，挖出小坑把樹苗栽入，再填上松軟客土即可。最適合栽植的是一年生的闊葉樹苗和二年生的針葉樹苗。排土場頂部一般栽種針葉樹，斜坡底腳和高度不超過4.5m的臺階上可栽種楊樹、槭樹、榕樹、槐樹、紫穗槐；在排土場北坡和東坡上栽黑胡桃樹、楊樹、楦樹、槭樹，而在南坡和西坡上栽松樹、洋槐。栽樹應栽混交林，以利于樹苗生長和防治病蟲害。排土場造林初期，為了盡快綠化排土場，宜用速生樹種。對于大的排土場，應力求營造多用途林：經濟林、防侵蝕林、衛生保護林、風景林和休閑林等。林業復墾是一個長期過程，即使是集約造林至少也要5～7a后才能有收益，所以應盡早開始，那怕是一小塊一小塊地栽樹，千萬不要等排土場終結后再造林，以免白白浪費幾十年的太陽能和雨水。121礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術三、露天坑的復墾對開采傾斜和急傾斜礦床以及現已形成大坑的露天礦，一般情況下對露天礦坑進行回填的難度較大，甚至很難實現。結合露天礦的實際情況,為了充分利用礦坑這一“資源”，可考慮將礦坑作為蓄水庫，既能進行漁業生產，也能為抗旱救災和灌溉創造有利條件。這種復墾方式在缺水地區尤為必要。若露天礦在城市、大居民點或工業區附近，礦坑深部可蓄水復墾作為人工湖創建水上樂園，并向湖中引進多種水生生物以形成良性生態循環。

122礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術案例分析義馬北露天礦按現在開采水平服務年限不足10年，礦坑最終占地約243hm2。礦坑位于義馬市東南約1km處，南距隴海鐵路不足100m，北距洛潼公路約200m，地理位置較為優越；此外，義馬市是一個新興的工業城市，城市娛樂設施簡單，需要有一個為豐富居民生活的公共娛樂場所。為了充分利用北露天礦坑這一“資源”，根據可持續發展的觀點，設想將采后礦坑復墾為生態公園，這樣既能充分利用因采礦而破壞的土地，又能美化環境和豐富居民生活，另外還能解決一部分因礦山報廢而失業的工人的工作問題。北露天礦坑復墾工程平面布置示意圖123礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術四、土地復墾效益露天礦土地復墾后，不僅可以恢復景觀，挽救生態環境遭受損害，而且還能獲得可觀的經濟效益。對復墾中出現的種種問題進行分析，對墾后土地利用情況進行評價，以便適時、動態地來調整和改善土地復墾的工程實踐，盡可能使復墾后的土地朝著效益最大、最有利于人類環境的方向發展。124礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術1．排土場平整工作量計算錐形、脊形、弧形(扇形)和平坦形排土場所形成的空隙按式(4-41)計算。式中A—一排土(剝離)帶寬度，m；

Ln——電鏟移動步距，m；n——與排土方法有關的系數，錐形為0.37，脊形為0.25，弧形為0.126，平坦形為0；

——排土場邊坡角。125礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術2．土地復墾系數土地復墾系數亦稱土地復墾率Kr，等于露采場、排土場等場地已復墾面積Sr，與場地挖損、壓占等破壞總面積Sm之比，即126礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術3．恢復農業生產潛力的計算(1)農產品單位面積產值。它是指在破壞的或恢復的土地上單位面積全部農產品的產值式中Si——破壞或恢復的土地面積，按不同的土地利用結構部分(耕地、草地、牧場、果園、菜園等)計算，公頃；

bi——上述各面積的總產值，萬元／(公頃·a)；

S0——總面積，公頃。127礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(2)土地利用結構系數根據農業上使用土地的優先程度來評價復墾土地的效益時，應當以改善復墾土地利用結構和提高其總產量的情況作為基本的準則。所以在征用農地以及復墾土地用于農業生產時，必須顧及土地利用結構系數。Cm為破壞農地與破壞土地之比，Cr為復墾農地與恢復土地之比，其計算公式為式中Sc，m、Sc，r——露天礦生產期間破壞和復墾的農業可耕地面積，公頃；Sm、Sr——露采場、排土場等場地已復墾面積Sr，場地挖損、壓占等破壞總面積Sm128礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(3)農業可耕地生產恢復指數從保護農地生產潛力的觀點來看，復墾土地的質量取決于農地生產恢復指數，即129礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(4)農地利用結構變化系數一般來說，恢復被破壞了的土地，在農業生產潛力方面會發生土地利用結構的變化，其變化系數130礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(5)農業總產值式中Wm、Wr——土地在破壞前和恢復后獲得的總收入，萬元；

Bm、Br——農地破壞前和恢復后獲得的產值，萬元／(公頃·a)。131礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(6)復墾土地的生產率復墾土地的生產率指標因恢復土地質量的不一而不同，一般分為標準的(q=1)、增產的(q>1)、減產的(q<1)。復墾土地的生產率式中Wm、Wr——土地在破壞前和恢復后獲得的總收入，萬元；132礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術(7)土地復墾效益恢復土地的效益可按下式計算：式中e——單位土地面積生物復墾費用(即農業生產投入費用)，萬元/(公頃·a)；

t一一評價期限(一般為土壤肥力恢復周期)，a。133礦區環境與土地復墾第4章礦區土地工程復墾技術4.工程復墾費工程復墾費的計算應嚴格區分復墾與剝離的界限。工程費包括：采集和裝運含肥巖土、整平排土場等場地、修筑復墾專用道路和土壤改良與水文地質設施、堆存和從堆場裝運土壤去覆蓋的費用，而剝離費應計入生產費中。生物復墾費用是恢復被破壞土地的第二階段采用土壤覆蓋法把破壞的土地恢復成農業用地時有關費用的總和。工程復墾施工中應盡量采用生產機具，以減少復墾機、推土機、輪式或履帶式裝載機。用推土機整平場地，推運土壤距離在30m以內最合理；而推土機采土時，往返推運2～3次時的效益為最高。林業復墾效益可根據樹