井工煤矿开采沉陷土地复垦技术研究
摘 要 针对井工煤矿采煤沉陷区土地损毁现状，分析提出沉陷区充填复垦技术、平整或修建梯田复垦技术、疏排法复垦技术等工程措施和绿肥法、施肥法、微生物法等生物化学措施。
关键词 沉陷区；土地复垦；技术措施
近几年随着我国国民经济的是快速发展，资源需求量不断增大，而我国煤炭资源储量丰富，在近10年，大量的高产能煤矿投产运营，保障了我国对煤炭资源的需求用量。同时伴随着煤炭资源的开采，形成了大面积的地表塌陷，为了实现矿山开采与生态环境的协调发展，开展煤矿沉陷区土地复垦，使退化土地得以恢复和重新利用优化景观结构，完善景观功能，逐步解决由采矿引发的社会、经济与生态环境问题，已成为我国能源与资源持续发展政策优先关注的关键问题之一，因此因地制宜的实施塌陷区土地复垦工程措施就显得尤为重要。
而根据地表塌陷区复垦技术方法，可分为工程技术措施、生物化学技术措施。工程技术措施主要包括充填复垦技术措施、平整或梯田修建措施、疏排法复垦技术措施、挖深垫浅复垦技术等工程措施。生物技术主要是指通过植被栽植、生物养殖等方法恢复土壤和生物生产能力，提升土壤质量。
1 工程技术措施
1.1 充填复垦技术
充填复垦技术即次用外借土方或其他材料对地表裂隙实施充填，目的是恢復塌陷区原有的标高。该法主要用于地表塌陷后无积水或积水不深的区域，例如黄土高原区的采煤塌陷区。
裂隙充填在已沉陷稳定的区域，首先是将裂隙区两侧的表土实施剥离，堆放在裂隙两侧，采用充填矸石、土方等充填至设计水平，在充填时要应用木杠或夯石分层捣实，直至接近与地面平齐，然后把剥离的表土进行回覆。单位面积裂隙填充土方量主要依据以下公式计算所得。
（m3/亩） （1）
（2）
（3）
其中：a：沉陷裂缝宽度为（单位：m）；
c：塌陷裂缝的间距；
n：每亩的裂缝系数；
U：则每亩面积塌陷裂缝的长度；
W：裂隙深度
1.2 平整或修建梯田复垦技术
在裂隙产生的陡坡或裂隙台阶较大的区域，不太可能把将地表塌陷区恢复成平地，可通过采用平整修建水平梯田的方式。该种方法主要运用于潜水位地，地表倾斜较大的矿区。一般在地表塌陷后形成坡度在2°～6°之间，即可沿着等高线修整成梯田，并略向内倾以挡水保墒。
1.3 疏排法复垦技术
在地下潜水位较高或平原矿区，地表沉陷区可能出现积水不能自流排出，影响耕种。疏排法主要分为强排水法和自流排水方法。强排水法主要用于外部河流水位高于沉陷区标高，自流排水法用于外部河流水位低于于沉陷区标高。疏排水复垦方法的关键是排水系统的设计，排水系统一般包括排水沟、蓄水设施、承泄区和排水枢纽等。排水系统设计时要考虑全矿井甚至全矿区的情况进行排水系统设计。
1.4 挖深垫浅复垦技术
挖深垫浅复垦技术是将塌陷区深度较大的区域挖成水塘，用于养鱼、蓄水灌溉等，而挖出的土方回覆至塌陷较小的区域，实施平整后，达到可实施耕种的复垦质量要求。这种方法主要用于潜水位较高，积水深度不大的沉陷区。该方法即复垦了沉陷土地，又改变了农业结构，复垦成本低、效率高。该复垦方法在实施过程要注意保护好复垦区内的表土层，在复垦区要尽可能地将表土层使用机械剥离并堆积起来，待复垦工程结束后在回填到复垦的土地上。
而对于积水深度较大的塌陷区，可以科学的对这些区域进行综合利用，如发展养鱼、蓄水灌溉、建造公园、运动场所等[1]。
2 生物技术复垦措施
在沉陷区通过了工程措施后，是复垦为耕作土地的前提，但实施工程措施后，土壤有机质含量、土壤结构性及保肥性等性能较差，土壤的水、气、热三大肥力因素条件也较差，需要对土壤实施改良。实施生物技术措施可恢复土壤肥力和生产能力，是沉陷治理区土地得到高效的利用。主要措施包括土壤现状评价、土壤改良与培肥、植被品种选择。
2.1 土壤质量现状评价
实施工程措施后需要等拟耕种土地进行土壤质量现状评价，土壤现状评价主要内容包括水分、养分、空气和温度等肥力因素，肥力为植物生长供应及协调营养条件和环境条件。肥沃的土壤应从以下几个因素考虑：土壤熟土层厚度、田面平整、通气性好、保税蓄水性能高、适合植物生长等。
通过土壤质量现状调查评估，得出复垦区在哪些方面存在于耕种土地的差异，通过实施合理的土壤培肥等方法可提升土壤肥力。
2.2 土壤改良技术
土壤改良技术方法有绿肥法、施肥法、微生物法和客土法等。
（1）绿肥法
绿肥法是用绿色植物体制成的肥料，一种养分完全的生物肥源。绿肥法能为土壤提供丰富的养分，能使土壤中难溶性养分转化，以利于作物的吸收利用，能改善土壤的物理化学性状促进土壤微生物的活动。种植绿肥可采用单作绿肥、间种绿肥、套种绿肥、混种绿肥等方法。植被的选择根据土壤现状并咨询专家选择合适绿肥植被。
（2）施肥法
依据土壤质量现状，分析影响土壤肥力关键因素，选择合适的肥料对土壤实施改良。施肥法土壤改良具有时效性、成本低，但不合理的实施肥料可能会造成土壤综合肥力下降。
（3）微生物法
土壤微生物是土壤中一个非常重要的组成成分，它对土壤性质、土壤肥力的形成及作物生长都有很重要的作用。在土壤的形成中，其实质是土壤有机质的合成和分解，而有机质的合成和分解都有微生物的参与。在培肥土壤过程中使用各种措施使土壤更适于植物生长的要求，而这些措施主要靠微生物来参加作用。所以通过农业措施来培肥土壤的过程，即微生物改良技术，很多方面也就是调节土壤微生物活动的过程，如耕作、施肥、灌水、排水等措施都适当地调节了微生物的生态环境，促进有益微生物朝着培肥地力的方向发展，提高土壤肥力[2]。
3 结束语
沉陷区土地复垦是一项极其复杂系统工程，涉及农业、林业、土地、水利、生物等学科的知识。依据沉陷区特征，在治理过程中的综合利用各种工程技术措施、生物化学措施，才能够达到复垦土地质量最优化。
参考文献
[1] 王军，张亚男，郭义强.矿区土地复垦与生态重建[J].地域研究与开发，2014，13（1）：113-116.
[2]刘飞，陆林.采煤塌陷区的生态恢复研究进展[J].自然资源学报，2009，24（4）：612-620.
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