一.导言

煤炭是我国主要的基础能源，占我国常规能源储量的90%以上，这在很大程度上决定了我国以煤为主的能源生产和消费结构。未来50年，煤炭在中国能源结构中的主导地位不会改变。山西是中国煤炭资源最丰富的地区，煤炭资源探明储量超过2600亿吨，居全国首位，占比26%。山西煤炭年产量从1949年的267万吨增加到2005年的5亿吨。从1979年到2004年，山西生产原煤60亿吨，出口原煤45亿吨，占全国产量的25%。山西省虽然为全国提供了大量廉价优质的煤炭，但也造成了巨大的生态环境污染、资源破坏和一系列不良的社会问题。据介绍，目前山西省煤炭工业因塌陷、破坏和煤矸石压占土地6.67万hm2，并以每年5000hm2的速度递增，其中40%为耕地。近年来，国家高度重视土地开发修复工作，并将其作为实施“耕地占补平衡”的重要手段。根据矿区土地破坏的类型，提出了矿区土地复垦和生态重建的措施。

二、矿区土地破坏特征

山西是中国第一产煤大省和运煤大省，煤炭资源具有独特优势，储量大、分布广、品种全、品质优、易开采。全省含煤面积6.48万平方公里，约占全省国土总面积的40%。山西地质构造简单，埋藏浅，煤层厚，断层少，大部分适合地下开采。

(一)采矿造成的地形破坏

山西的煤矿主要在地下开采，除了固体废物堆积外，还经常造成地层变形、裂缝甚至坍塌。煤矿开采引起的地表塌陷可分为:1。浅部开采急倾斜煤层或厚煤层形成的漏斗状坑和台阶状裂隙。这种坑往往发生突然，上面的植物、建筑被破坏，造成意想不到的破坏，但坍塌只是局部发生，危害虽重但范围小；2.开采深部急倾斜煤层和深度比> 20°、倾角< 450°的煤层时，会出现大面积的缓沉盆地。这种下陷是在不知不觉中慢慢形成的。一般来说，地表下沉的最大深度约为煤层开采厚度的70% ~ 80%，甚至高达90%。通常，地下有各种各样的煤柱，它们对地层的支撑作用使沉陷区呈现出不均匀复杂的形状。塌陷体积约为煤层开采体积的60% ~ 70%，塌陷面积是煤层开采面积的1.2倍。地面沉降最直接、最明显的危害是建筑物(包括房屋、管道、铁路、公路、桥梁等)的变形甚至破坏。)在沉陷区。据统计，山西煤炭开采造成的地面沉降已达8000km2，其中矿区空面积5000km2，造成严重地质灾害的面积达2940km2。此外，地下开采不可避免地产生大量的固体废弃物，大部分堆积在地表，形成废石堆。虽然废石可以发电，也可以用作建材和化工原料，但由于经济和技术原因，目前利用率不足15%，使用的废石仅占排放量的3% ~ 5%。

(2)采矿对土壤的破坏

采矿活动对土壤的破坏主要是由水土流失引起的。在自然状态下，自然因素引起的地表侵蚀过程非常缓慢且不显著，往往与自然成土过程处于相对平衡的状态。但是，采矿活动，如大规模剥离、清理地面和运输土壤、石头和矿渣沉积物等。，会加速和扩大自然因素造成的土壤破坏和土壤物质的移动和流失。矿区的水土流失速度是同一个林区的2000倍左右。矿区水土流失造成土地退化，甚至荒漠化。

除了土壤侵蚀，采矿活动还会导致更多的重金属进入土壤。由于土壤的吸附、络合、沉淀和滞留作用，大部分重金属在土壤中残留和积累，可造成土壤污染，污染和伤害植物，降低作物产量。

三。土地复垦技术

根据可持续发展的要求，矿区土地必须复垦，并采取修复措施使其可供利用。

(一)技术特点

矿区土地复垦是一项涉及地质学、地球化学、矿物学、采矿工程、工程地质学、环境科学、景观生态学、农学等学科的综合性系统工程，决定了矿区土地复垦技术的复杂性、广泛性和多样性。科学的矿山土地复垦技术是为了更好地整合各学科先进、成熟、新的技术，从长远角度优化土地利用和生态环境。

(2)矿区土地复垦的基本模式

1.工程复垦

复垦是指根据采矿后形成的废弃地的地形地貌，按照规划的新的复垦土地利用方向的要求，结合采矿工程的特点，采用采矿设备对受损土地进行有序回填、平整、覆土和综合改良。其核心是土地复垦，在生物复垦阶段为生物群落的形成创造良好的生态环境。填海可分为填筑和非填筑。结合复垦土地的利用方向、土地破坏的形式和程度，常用的工程复垦技术有:现场平整、梯田平整、深挖、浅垫和填土复垦技术等。

2.生物复垦

生物复垦是指提高重建系统生产力和环境安全性的各种生物措施，其中生物工程、生态工程和土壤改良技术非常重要。生物复垦包括土壤培肥和植被重建，其核心是快速构建人工植被群落，即在已建成的生态环境上构建人工植被，形成人工群落。关键技术在于解决土壤熟化和施肥问题，加速复垦土地“生土”的熟化过程:

(1)土壤肥力。就是通过采取各种施肥措施，加快复垦地的生土熟化过程。地表土壤类型主要有施用有机肥、无机肥和种植绿色植物等。，以快速建立土壤库和氮库，实现土壤施肥；地面无土型一般以混有易风化泥岩、砂岩的砾石为土，调整其比例，在空气体中进行物理化学风化。同时种植一些特殊的耐受植物进行生物风化，达到土壤熟化的目的。

微生物施肥技术是利用微生物和化学物质或微生物和有机物的混合物来熟化和改良贫瘠的土地，恢复其土壤肥力的方法。

(2)植被重建。植被恢复可以通过两种途径实现:①根据当地立地条件，选择或引进各种限制因子较少的先锋植物。随着植物的生长繁殖，环境逐渐改善，其他植物物种入侵，最终演替为顶极群落；②通过人为改善立地条件，基本能适应植物的生长。植被重建应加强对新建植被的维护和管理，如禁止放牧、砍伐森林、加强病虫害防治等。

(3)土地复垦技术

采煤塌陷地土地复垦技术主要包括:

1.脱水方法。它是指开挖大量的排水通道，将塌陷区的积水排出，然后进行必要的整治工程，使塌陷区不再积水，并可回收利用。

2.挖深垫浅。挖掘机将用于挖掘深层区域以形成水(鱼)池。移除的土方填充塌陷坑的浅部区域形成耕地，从而同时达到水产养殖和农业种植的目的。

3.填充和再生技术。将土地复垦与生态工程技术相结合，综合运用生物学、生态经济学、环境科学、农业技术和系统工程等理论，应用生态系统的物种共生和物质循环原理，设计了受损土地多层次利用技术。

四、矿区生态重建技术

矿区生态重建主要是指解决因采矿引起的土地功能退化、生态结构缺陷、功能障碍或退化问题，通过工程、生物等综合措施恢复和改善生态系统功能，逐步实现矿区的可持续发展。

(一)技术特点

其主要特点如下:1 .尽量避免或减少矿产资源开发过程中对土地环境的破坏，采取先进的预防措施，如优化开采程序、合理配置开采技术等；2.废弃或闭坑矿井的土地生态重建，部分煤矿关闭后，将留下数百米深的露天采场、数十平方公里的采场和排土场，严重破坏周边城市的生态环境，制约城市经济社会的可持续发展。迫切需要因地制宜，按照生态技术规律重建高产优质高效的可持续发展生态系统，实现人口、土地、自然环境的共生协调发展。3)矿区生态重建必须因地制宜，强调综合效益和动态调控的原则。

(2)矿区生态重建的工程措施

1.开采前严格规划排土场和尾矿坝。

根据采场地形特征、矿物种类、储量和采矿方法，规划排土场。排土场要求有一个山脊大、出口窄、弃土量大、地质条件稳定的地方，其有效容积比采矿弃土多40%左右。植被恢复前，必须在排土场设置挡土墙以控制水土流失。根据排土场的地形和每年排土量，逐年加固加高挡土墙，并在排土场周围修筑防洪沟渠。尾矿坝必须纳入整个工程预算，与主体工程同时施工、同时验收、同时投产，以减少对下游农业生产和人民生活的危害。

2.护坡护堤工程

所有边坡防护工程均应针对采场台阶、边坡和道路等辅助工程的边坡进行规划，以防止采场和道路的滑坡和崩塌。同时，矿区下游还应加固加高河堤，经常清理河床淤积的泥沙和石块，防止洪水冲毁堤坝、农田、道路、桥梁和房屋。

3.尾矿的综合利用

未经处理或重复使用的尾矿不仅占用大量土地而且污染环境，因此尾矿的综合利用和处理是一个非常重要的环节:1)进一步回收废物中的有价元素，不仅降低了成本，还减少了环境污染；2)使新形态的物质成为二次资源，既能化害为利，又能减少有毒有害物质对人类的危害；3)在地下开采空地区使用废石和尾矿作为充填材料，既可节约成本，又可避免占地，减少水土流失来源。

4.植被重建工程技术

它是根据社会需要，在已建成的土地上建设人工植被，形成人工植被群落，经过一段时间后获得一定的效益。在生态学理论的指导下，协调各学科的理论和技术，相互促进，调控，统筹安排。主要包括植物的选择与引种、植物的栽培与管理两个部分。矿区植被重建采用草、灌、乔合理配置的模式。植被品种的选择一般通过实验室模拟、田间种植试验、经验类比等手段确定。所选品种应生长快、产量高、抗逆性好、抗逆性差。应尽量选用当地优良品种，条件适宜时也可引进速生品种。

动词 （verb的缩写）结论。

煤炭资源破坏环境在所难免，但要特别注意环境与经济的协调发展，加强土地复垦和生态保护的立法和执法。坚持城市可持续发展战略，在经济发展的同时加强生态环境保护，合理有序利用和保护生态环境，减少煤炭开采造成的生态破坏，造福子孙后代。