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5 土地复垦工程设计及工程量测算
5.1 工程设计
5.1.1 设计原则
1、因地制宜原则：土地复垦工程设计是针对特定的破坏土地区域进行的，地域性特点很强，因此进行工程设计之前，必须充分认识到矿区土地的特性和经济条件以及土地破坏规律，从而因地制宜的确定土地复垦方案。
2、生态效益优先原则：本项目所处的地区为山前平原区，矿区范围内居民点多，雨量较为充沛，因此对于破坏区域，主要以生态恢复为最终目标，以生态恢复和生态涵养为主要原则，对于农作物、树种的选择，要充分考虑其生态适宜性。
3、以生态学中的生态演替原理为指导：因地制宜，因害设防，合理地选择物种，优化配臵复垦土地，保护和改善生态环境，形成林草相结合的植物生态结构。 5.1.2 设计对象
根据确定的土地复垦任务以及复垦后土地的用途和标准等，对已破环或拟破坏的土地进行复垦工程设计。
根据施工规划，结合矿区破坏土地的形式，待矿山闭坑后，对主副井工业广场和东风井工业广场复垦为水浇地；对通矿道路破坏路段进行重新修整。 5.1.3 客土平衡分析
该破坏单元在建矿前进行表土剥离，已开发东召南村荒地，但是该区域比周边地势相对较高，且该地段第四系厚度大，因此在复垦为水浇地过程中对表土砾石含量高的地段进行砾石清理，然后对土地进行深翻耕及平整，就能满足当地农作物生长。 5.1.4 土地复垦方案规划工程
本项目压占区域主要是主副井工业场地、风井工业场地、通矿道路。各项复垦工程设计如下：
1、主副井工业场地复垦设计
主副井工业广场占地面积1.475 hm2，根据土地适宜性评价复垦为水浇地，考虑压占破坏特点，表层土因长期压占或堆放废石砾石含量增高，不适合耕种作物，故需先对土地进行砾石清理，然后翻耕、平整，撒播利于植物生长的复合肥，种植农作物。因此对其复垦
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必须保证地基稳定、通水通电、交通便利。
（1）砌体折除工程
拟在矿山闭坑后，场地平整前，首先拆除主副井工业场地内高架卸矿平台车场及矿仓、卷扬机房、电子汽车衡、井口房、卷扬机房、空压机房、浴室等临时建筑，均以混凝土和砖砌结构为主，设计以人工拆除为主；地面建筑主要以砖砌结构为主，且交通方便，拆除后，可回收的材料较多。拆除后，交由当地村民或施工单位挑出完整的建筑砖块和钢筋钢材进行二次利用；然后采用推土机推平工业场地堆场地表分布的建筑残渣，对于无再次利用价值的建筑垃圾运至垃圾处理厂填埋和井口封堵。
（2）井口封堵工程
建筑物拆除后，对井口进行回填，将拆除的建筑残渣全部回填井下，然后采用废石回填，每回填0.5m厚度，人工夯实一次，逐层向上回填，直至揭露的最底部分含水层的底板下0.30m处；自该处向上至该含水层顶板上0.30m处，采用混合比为1：3的水泥砂浆封堵。依次类推，直至距离井口1.80m，对预留的1.80m添铺砂粒回填物，适度密实，并在距井口0.8m处填入种植土。
图5-1 主副井填堵设计图
（3）土地平整与翻耕工程
根据矿山开采进度及时利用推土机对场地进行平整，平整0.1m，使场地尽可能平坦避免出现高低不平的地段，在土地平整范围内实现土方量的填挖平衡，根据当地经验，参照同类土、岩体的稳定性边坡度值确定，坡度一般不超过3°，同时采用人工和机械相结合的方式对平整后的表土进行必要的碾压，使其达到天然土壤的干密度。由于原有表土遭到破坏，且因压占等建筑因素导致表土砾石含量过高，不适合农作物生长，在进行土地平整时对表面砾石含量高的表土进行砾石清理，然后深翻耕0.5m，以满足水浇地农作物生长需要的土层厚度。
2、风井工业场地复垦设计 （1）砌体折除与井口封堵工程设计
风井工业场地占地面积0.3333 hm2，拟全部复垦为耕地。矿山闭坑后，首先拆除风井工业场地内建（构）筑物以及硬化路面，拆除工艺与主副井工业场地内建（构）筑物拆除工艺一致。对硬化的场地进行人工打孔、撬移、翻渣，然后清理建筑垃圾。然后对风井井口进行回填。回填工艺与主井回填基本一致，仅在回填至距离井口1.80m后，对预留的1.80m
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添铺1.0m的砂粒回填物，适度密实后对上部0.80m回填耕植土。
（2）土地平整与翻耕工程
根据矿山开采进度及时利用推土机对场地进行平整，平整0.1m，使场地尽可能平坦避免出现高低不平的地段，在土地平整范围内实现土方量的填挖平衡，根据当地经验，参照同类土、岩体的稳定性边坡度值确定，坡度一般不超过3°，同时采用人工和机械相结合的方式对平整后的表土进行必要的碾压，使其达到天然土壤的干密度。由于原有表土遭到破坏，且因压占等建筑因素导致表土砾石含量过高，不适合农作物生长，在进行土地平整时对表面砾石含量高的表土进行砾石清理，然后深翻耕0.5m，以满足水浇地农作物生长需要的土层厚度。
3、通矿道路
通矿道路总长82.0m，宽度6m，总占地面积0.0492 hm2。现在道路已经硬化，路基良好，路面平坦，加以维护。拟在矿山闭坑后，留作当地农村道路使用，用以改善通往项目区的交通条件。为确保当地环境不受影响，目前矿山已完成路的两旁绿化工作。
4、田块划分
对于复垦方向为耕地的区段，根据耕地的复垦标准，需要划分田块。划分田块的规格为：田块长度一般500～800m，宽度100～300m，对于局部边角地带，以实际地形而定。本项目拟复垦为水浇地的主副井工业广场和风井工业广场涉及到的地块面积相对较小，根据当地的要求和实际需要，不再划分为小的田块。
5、农田水利设施
对于后期管理应配备农田水利设施，该地段周边有良好的灌溉水渠。在主副井工业广场南部设计修建一条灌溉水渠与该地的灌溉水渠连成一体，便于农作物的灌溉，设计灌溉水渠总长度为280m，其总剖面图见下图5-2所示。而风井工业广场紧靠乌河，周边有良好的灌溉水渠，设计在工业场地南部与东部各修建一条灌溉水渠与该地的灌溉水渠连成一体，便于农作物的灌溉，设计两条灌溉水渠总长度为204m.。
图 5-2 灌溉水渠纵剖面图
修建规格为：灌溉水渠采用U形断面，横断面＝0.4×0.4m2，壁厚10cm。灌溉水渠采取全沟道衬砌，灌溉水渠底厚0.5m，侧壁为0.5m，采用Mu40新鲜块石、M7.5水泥砂浆砌筑护壁、粗砂垫底3cm，壁顶及内壁用1：3水泥砂浆抹面防渗，抹面厚度为2cm。农沟沟基开挖高度在保持与覆土后的地面一致的前提下，要求水沟需要开挖深度在0.4m左右。
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6、土壤改良工程设计
井口回填完毕，开始采用生石灰、熟石灰、石灰石等材料对复垦区的酸性土壤一般进行改良，施用石灰不仅补充土壤中的钙，改善作物的钙营养，而且还能调节土壤的酸度，促进土壤中有益微生物的活动，改良土壤的物理性质。同时防止有毒离子对土壤的污染和农作物的伤害。
初步改良土壤后，采用拖拉机牵引三铧犁的方式对场地内压实的土壤进行一次翻耕，翻耕深度30cm，翻耕的过程中适当对土地进行平整、翻耕，作为耕作层土壤。
采取施肥改良法进行土壤改良，提高复垦区土地生产力。施肥改良以有机肥为主。常用的有机肥主要有畜禽粪、河沟泥、生活污泥、泥炭、屑等，各种有机肥一定要经过充分密封堆积，待其腐熟后可结合深耕整地进行施肥，每公顷施用有机肥37.5t。
由于风井工业场地受采矿活动长期压占，复垦第一年主要以土壤改良措施为主，本项目区设计采用主要是种植肥田作物对土壤进行培肥及植被恢复，本次选择肥田作物为大豆，因为大豆的根系比较深广且与根瘤菌共生。根瘤菌不仅具有固氮作用，同时还能分泌有机酸，溶解土壤中难溶性养分，使之转化为速效养分，供应植物根系的吸收利用。据测定，１亩大豆可固定氮素3～3.5kg，相当于每亩追施15～17.5kg硫酸铵。而且大豆成熟时还有大量的落叶还田，也可遗留一部分氮素在土壤中，大豆榨油后的豆饼又是优质有机肥。因此栽培大豆是培肥土壤的有效途径之一。
大豆的种植采用耧播，行距一般为26至33cm，为有利于机械中耕，本次采用30cm行距，播前可在播种行串施种肥，一般每公顷施复合肥120kg；播种采用人工小播种机精量播种，做到了开沟、点籽、覆土、镇压等连续作业，豆种种衣剂包衣、选用50％福美双或50％多福合剂按种子量的0.4％拌种。大豆种植后需定期进行管理。 5.1.5 动态监测区监测方案
（1）地面变形监测
在开采过程中，为保障矿山生产安全，切实加强矿山地质环境保护，地面变形监测具有重要意义。通过监测数据，可以分析提供地面沉陷区的稳定性，地表位移和形变的发展趋势,为矿山地质灾害预报和矿山地质环境保护治理提供依据。该项工作可委托具有资质的单位，地面变形监测可采用DNA3型水准仪和GPS进行监测，技术等级为二等。观测的步骤和工作内容如下:
①水准基准点的布臵和建立
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