露天采礦對土地資源與生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞。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墾工作，主要是對到界的排土場或對其中到界的某一部分進行一般的復墾綠化。露天煤礦覆蓋層剝離與土地復墾一體化，即剝離、排棄、造地、復墾一條龍作業(yè)模式。首先依據(jù)露天礦生產(chǎn)計劃，確定剝離與土地復墾一體化作業(yè)過程及有關參數(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)土地復墾或閉坑后再進行礦區(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。其工藝是將開采和復墾溶為一體，使剝離、采礦、排土和復墾等作業(yè)統(tǒng)一規(guī)劃，平行作業(yè)，形成“邊開采、邊復墾”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，兼顧復墾土地帶來的社會、經(jīng)濟、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)的特點是按開采和復墾工藝及土壤重構原理的要求將礦田劃分為若干條帶，分層剝離，交錯回填。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)的適當位置，在第一條帶采煤的同時，對第二條帶的表土進行采集并堆存植被，以作為第n-1條（假設露天礦田劃分為n個開采條帶）復墾的付蓋土；隨后對第二條帶進行剝離，并將剝離物充填于第一條帶的采空區(qū)內(nèi)，當排棄到設計標高時，整平場地鋪設第三條帶采集的表土。同時也將第二條帶的煤炭資源采出，最后可在第一條帶按復墾要求進行復墾作業(yè)，依次類推，進行一體化作業(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，在某一時期內(nèi)針對某一區(qū)段強化開采，在本區(qū)段采礦完畢時，才進行下一區(qū)段的采礦作業(yè)，實現(xiàn)分區(qū)剝采，交錯回填。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)段進行強化開采，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?shù)呐艞増龅?。在第一區(qū)段采礦接近尾聲時，開始對第二區(qū)段的表土進行采集堆存，然后隨著第一區(qū)段開采的結束便轉入對第二區(qū)段的開采，這時將第二區(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)回填到設計標高時，整平場地鋪設第一區(qū)段采集下來的表土，此時第三區(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行復墾作業(yè)，依次類推，進行一體化作業(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：剝離前要預先采集表土并將其堆存或運往排土場排棄到界的區(qū)域進行鋪設，排土場調(diào)整現(xiàn)有排土作業(yè)為上、下兩個臺階同時作業(yè)，如圖1所示。復墾臺階和排土臺階的接替作業(yè)順序：排土場在接受排棄物時，當?shù)趇臺階排棄快到邊界時，需要對i+1臺階的推進速度適當加以減小，調(diào)整第i+1臺階的排土工作平盤寬度到最小復墾工作平盤寬度，同時在第i+1臺階上部留出最小復墾工作平盤寬度開始建設第i+2臺階，當?shù)趇+2臺階推進到最小復墾工作平盤寬度時，最小排土工作平盤寬度開始在第i+2臺階上留出最小復墾工作平盤寬度建設第i+3臺階，當?shù)趇+3臺階建設完成后，即可使第i+2臺階第i+3臺階同時進行排土作業(yè)，同時可在第i+1臺階和第i+2臺階部分到界定區(qū)域由原來的排土臺階向復墾臺階過渡并進行復墾作業(yè)。
圖1 上下排土臺階接替示意圖
上述三種工藝的特點是分區(qū)(條)剝采，交錯回填，使采礦、排土和復墾作業(yè)溶為一體，兼顧了采礦生產(chǎn)和土地復墾作業(yè)，實現(xiàn)了生產(chǎn)與復墾的一體化。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間，而且由于及時復墾，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系等社會問題方面起到了積極作用。
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