煤礦改擴(kuò)建項(xiàng)目的水土保持實(shí)踐分析

□李彥軍（太原市水土保持科學(xué)研究所）

淘汰落后生產(chǎn)力、杜絕低水平的重復(fù)建設(shè)已成為現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)政策制定和實(shí)施的共識(shí)。對(duì)于煤炭行業(yè)而言，就是要努力提高資源利用率、著力建設(shè)高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化礦井，加快煤炭工業(yè)現(xiàn)代化步伐。在煤炭資源重組的大背景下，為實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)升級(jí)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，煤礦的改擴(kuò)建工程蓄勢(shì)而發(fā)。山西安鑫煤業(yè)有限公司由安澤樺林煤業(yè)有限公司、安澤永安煤業(yè)有限公司、宏昌煤業(yè)有限公司和安澤安鑫煤業(yè)有限公司兼并重組整合而成，整合后井田面積為15.3271km2，生產(chǎn)能力為1.20Mt/a。井田位于安澤縣城北直線距離約41km處的唐城鎮(zhèn)的嶺底、上莊、下莊、三交、崔家溝、麻家山村一帶，行政區(qū)劃屬安澤縣唐城鎮(zhèn)管轄。井田交通以公路為主，交通十分方便，可滿足礦井煤炭外運(yùn)銷售的要求。

1.主體工程水土保持分析與評(píng)價(jià)

1.1 主體工程概況

安鑫煤業(yè)為煤礦兼并重組整合礦井，充分利用原有場地、建筑物和設(shè)施，不占用耕地，新增占地為荒草地，無水澆地、水田等生產(chǎn)力較高的土地，對(duì)區(qū)域土地利用總體規(guī)劃影響不大。本工程不影響周邊公共設(shè)施和工業(yè)企業(yè)。工程的選址不存在水土保持制約性因素。本項(xiàng)目新建排矸場位于主井工業(yè)場地北側(cè)直距約1.4km處，上游匯水面積較小，約為0.23km2。

1.2 整合前水土保持狀況

1.2.1 整合前的工業(yè)場地和道路

原安澤安鑫煤業(yè)主井工業(yè)場地為兼并重組后主井工業(yè)場地，該場地的水土保持治理結(jié)合主體工程建設(shè)同時(shí)進(jìn)行。副井工業(yè)場地占地面積為6hm2。除建筑物占地外，地面大部分水泥硬化，局部碎石硬化。場地內(nèi)有排水溝、有綠化樹木。該場地用作整合后的副井工業(yè)場地，建筑物大部分拆除重建，其水土保持治理結(jié)合主體工程建設(shè)同時(shí)進(jìn)行。原安澤永安煤業(yè)工業(yè)場地除建筑物占地外，地面大部分水泥硬化，局部碎石硬化。原安鑫煤業(yè)有限公司主井工業(yè)場地進(jìn)場道路水泥混凝土路面硬化，兩側(cè)有排水溝和綠化帶，道路整合后利用，符合水土保持要求。

1.2.2 整合前原矸石場地

本項(xiàng)目原矸石場地位于主井工業(yè)場地北側(cè)230m處，占地面積1.19hm2，堆放礦井重組前選煤廠排放的矸石和建筑垃圾，總量約8.05萬m3，由于矸、渣量比較大，且在主井工業(yè)場地上游，距離比較近，由建設(shè)單位委托有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位對(duì)排矸場進(jìn)行設(shè)計(jì)，并自行治理，在此不考慮排矸場水土保持措施設(shè)計(jì)。原矸石場地和主井場地連接道路，建設(shè)單位在原矸石場地治理后再布設(shè)水土保持措施，在此不做考慮。

1.3 對(duì)主體工程設(shè)計(jì)需要補(bǔ)充完善的水土保持措施

該項(xiàng)目的主體工程設(shè)計(jì)不能完全滿足水土保持的要求，需進(jìn)一步補(bǔ)充完善水土保持措施以符合水土保持要求。具體如下：對(duì)于主、副井工業(yè)場地以及東區(qū)回風(fēng)立井場地可采取植物措施：對(duì)場地內(nèi)主設(shè)已列植物措施進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)。臨時(shí)措施：對(duì)場地內(nèi)的臨時(shí)堆（土）渣采用臨時(shí)防護(hù)措施。對(duì)于場外道路可采取工程措施：在排矸道路單側(cè)設(shè)置排水溝，在排矸道路挖方段邊坡進(jìn)行綜合防護(hù)。植物措施：在爆破材料庫兩側(cè)、排矸道路兩側(cè)綠化。對(duì)于供水管線、輸電線路和通訊線路，工程措施：工程施工結(jié)束后進(jìn)行土地平整。植物措施：對(duì)平整過的土地進(jìn)行植被恢復(fù)。

對(duì)于排矸場可采?。簻峡趽踉鼔Γ涸跍峡谠O(shè)計(jì)36m長的漿砌石擋渣墻，對(duì)排放的棄渣和矸石進(jìn)行攔擋；截洪溝：在排矸場和取土場的周邊設(shè)計(jì)截洪溝，攔截排矸場場周邊坡面來水；馬道排水溝：在排渣過程中每堆高5m修一5m寬的馬道，馬道呈反坡狀，在馬道內(nèi)側(cè)修馬道排水溝；消力池：截洪溝設(shè)置消力池，上游來水匯入消力池，經(jīng)消力后排入下游溝道；網(wǎng)格漿砌石骨架護(hù)坡，網(wǎng)格內(nèi)撒播草種。對(duì)排矸場渣頂平臺(tái)和取土場進(jìn)行綠化。

2.工程建設(shè)對(duì)水土流失的影響

本項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容主要是進(jìn)行地下開掘井筒、巷道以及地面輔助設(shè)施的修建，對(duì)水土流失影響因素要注意以下方面：

在施工準(zhǔn)備期間。第一，對(duì)場地進(jìn)行清理、平整時(shí)，使原有地表植被、地面組成物質(zhì)、地形地貌受到擾動(dòng)和破壞，失去原有固土和防沖能力，局部區(qū)域裸露，形成臨空區(qū)域，當(dāng)受到雨滴的打擊、水流沖刷時(shí)，加速了土壤侵蝕。第二，場外道路、供水管線、輸電線路在施工過程中由于基礎(chǔ)開挖、回填及臨時(shí)堆土等活動(dòng)擾動(dòng)了原土體結(jié)構(gòu)，破壞了原有植被和地面穩(wěn)定性，致使土壤結(jié)構(gòu)松散，地面坡度和匯流方向發(fā)生改變，進(jìn)而造成較強(qiáng)烈的水力侵蝕。第三，場地平整時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生建筑垃圾和臨時(shí)堆渣，這些松散堆積物的抗蝕能力較差，遇到地表徑流沖刷，必將造成較大的水土流失。遇大風(fēng)還可能造成揚(yáng)塵，影響場地施工，惡化周邊生態(tài)環(huán)境。

在建設(shè)期，工業(yè)場地在開挖、修建及建設(shè)過程中挖方與填方量較大，有臨時(shí)棄土，引發(fā)水土流失。第一，建筑物基礎(chǔ)開挖和填筑過程中，將造成表土裸露或形成較松散堆積體，并且土料也需要在場地內(nèi)臨時(shí)堆存。土料為松散堆積物，因蒸發(fā)作用使得表層形成松散粉狀土，且堆方坡度較陡，若不加以防護(hù)，極易產(chǎn)生揚(yáng)塵、沖刷、崩塌等現(xiàn)象，造成較強(qiáng)烈的水力侵蝕。另外，施工中產(chǎn)生大量泥漿和施工廢水，如不采取防止措施，也將造成大量水土流失。第二，施工場地堆料區(qū)域，一般露天堆放，遇降雨和徑流沖刷或大風(fēng)，易產(chǎn)生水蝕或風(fēng)蝕揚(yáng)塵，進(jìn)而影響施工。施工場地中人流、車輛活動(dòng)頻繁的區(qū)域，經(jīng)長期踩踏、碾壓，地面板結(jié)、硬化，地表入滲減弱，遇強(qiáng)降雨產(chǎn)流加速，若不采取導(dǎo)排措施，地面徑流對(duì)相對(duì)松軟地造成沖刷，產(chǎn)生大量水土流失。第三，井筒開挖會(huì)產(chǎn)生大量棄渣，這些松散堆積物的抗蝕能力較差，堆置過程中如不采取適當(dāng)防護(hù)措施將可能造成渣場沖刷、滑坡和坍塌，易于發(fā)生強(qiáng)度水力侵蝕和重力侵蝕，從而增加新的水土流失，甚至引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。此外，排矸場修建過程中，進(jìn)行攔擋工程的土建施工等活動(dòng)，會(huì)造成原地貌的擾動(dòng)及地表植被的破壞，引起水土流失。在施工結(jié)束后，還將進(jìn)行臨時(shí)建筑物拆除、場地的平整和翻松等工作，也會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)烈的水土流失。

3.生產(chǎn)運(yùn)行對(duì)水土流失的影響

生產(chǎn)運(yùn)行期工業(yè)場地、場外道路、供水管線、輸電線路采取了硬化或綠化措施，且各項(xiàng)水土保持措施逐漸發(fā)揮作用，新增水土流失量很小。工程施工結(jié)束后，建設(shè)期間擾動(dòng)破壞的地表不再產(chǎn)生人為干擾，經(jīng)過一定時(shí)間的自然恢復(fù)，地表結(jié)皮變硬，抗蝕抗沖性逐漸增強(qiáng)，同時(shí)自然野生植物也開始生長，裸露地表被覆蓋，水土流失逐漸恢復(fù)到背景值。

礦井工程作為建設(shè)生產(chǎn)類項(xiàng)目，在運(yùn)行期間伴隨有煤矸石的不斷排放。因此，排矸場一直處于堆棄階段，水土流失也就不可避免。但運(yùn)行期間可通過有序堆置，強(qiáng)化管理，及時(shí)平整、碾壓，定期灑水等措施，減少排矸場的水土流失。

隨著地下煤層的的大面積開采，在采空區(qū)上部的地表將會(huì)產(chǎn)生不同程度的塌陷、裂縫。這些塌陷、裂縫除對(duì)地面建筑產(chǎn)生不利影響外，還對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。塌陷造成的裂縫使周圍的土地被切割，降低了土地的利用率。當(dāng)?shù)乇砹芽p與地下導(dǎo)水裂縫帶貫通或?qū)芽p貫穿含水層時(shí)，地表水體和地下水可能沿裂隙產(chǎn)生透水、下滲，使淺層地下水降低，改變地表植物耕層水份原有的動(dòng)態(tài)關(guān)系，使上覆土壤更趨干燥，不利于植物生長，應(yīng)根據(jù)地表破壞程度采取人工填堵、整平等措施。

4.結(jié)語

從水土保持角度分析，項(xiàng)目主體工程設(shè)計(jì)未能形成完整的水土保持防護(hù)體系，本文的方案結(jié)合主體工程中已具有水土保持功能的工程設(shè)計(jì)，在補(bǔ)充水土流失防治措施后，可形成合理有效的水土保持綜合防護(hù)體系，將工程建設(shè)造成的水土流失量控制在最低限度。

[1]婁華君,莊健鴻.煤礦開采區(qū)水、土地與煤炭資源同步利用模式研究[J].資源科學(xué),2007，(05).

[2]劉超男,曹麗紅.工程項(xiàng)目的水土保持研究[J].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008，(03).

[3]王志意,張永江.礦區(qū)煤炭開發(fā)與水土保持生態(tài)建設(shè)關(guān)系分析[J].中國水土保持,2006，(10).

[4]張振華,張栓虎.開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治指標(biāo)計(jì)算[J].內(nèi)蒙古水利,2009，(02).