露天礦水土流失成因及防治對策
--以尖山鐵礦資源整合項目為例

■張春麗（安徽省水利水電勘測設(shè)計院安徽蚌埠233000）

露天礦水土流失成因及防治對策
--以尖山鐵礦資源整合項目為例

■張春麗
（安徽省水利水電勘測設(shè)計院安徽蚌埠233000）

露天礦建設(shè)及開采過程中易形成大面積的地表擾動，致使原地貌及植被的破壞，產(chǎn)生大量水土流失。本文以尖山鐵礦資源整合項目為例，闡述了露天礦水土流失的成因，繼而針對不同的防治分區(qū)提出了具體的防治對策。

露天礦水土流失防治對策

1　項目概況

尖山鐵礦為資源整合項目，位于安徽省合肥市肥東縣和巢湖市的交界處靠巢湖市一側(cè)，行政區(qū)劃屬巢湖市廟崗鄉(xiāng)管轄，原有三個采礦權(quán)，整合后新礦權(quán)范圍141.97hm2，開采深度為+214.4m~-50m（85黃海高程系，下同），開采礦種為鐵礦。礦區(qū)內(nèi)累計查明資源儲量340.88萬t，礦山累計消耗儲量（111b）類111.22萬t，保有資源儲量（333+122b）類229.22萬t。設(shè)計利用資源量為212.59萬t，資源利用率約為92%，采出礦石量為208.14萬t，開采回采率為98%，平均出礦品位24.26%。廢石剝離量為1048.2萬t，境界剝采比為4.93t/t。礦山服務(wù)年限11.2年。設(shè)計露天開采方式為自上而下分臺階，多排孔微差擠壓爆破崩礦，汽車運輸開拓。采出鐵礦及廢石直接外賣。

礦區(qū)位于江淮丘陵，屬北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫16.5℃，≥10℃積溫5067℃，多年平均降雨量1132mm，多年平均降水日數(shù)123.5d，平均蒸發(fā)量1549mm，多年平均風(fēng)速3.2m/s。區(qū)內(nèi)土壤以黃棕壤為主。植被類型為北亞熱帶落葉闊葉林過渡帶，現(xiàn)狀林草覆蓋率為17.2%。水土流失類型為南方紅壤丘陵區(qū)，水土流失形式以輕度水力侵蝕為主，容許土壤流失量為500t/km2?a。項目區(qū)周邊原始地貌土壤侵蝕為600t/km2·a。

項目建設(shè)區(qū)面積54.4hm2。根據(jù)分區(qū)原則劃分為露天采場區(qū)、工業(yè)場地區(qū)、辦公區(qū)、運輸?shù)缆穮^(qū)、排土場區(qū)等五個分區(qū)。其中排土場區(qū)為新建，露天采場區(qū)已進(jìn)行部分開采，工業(yè)場地區(qū)、辦公區(qū)和運輸?shù)缆穮^(qū)為已建利用。

2　水土流失成因及危害

礦區(qū)水土流失成因主要有自然和人為兩方面因素，自然因素主要有降水、地形地貌、土壤和植被等，人為因素主要為人為擾動地表或堆置固體廢棄物而造成的水土資源的破壞和損失，其次是礦山開采者和礦山管理者缺乏水土保持意識，法制觀念淡薄。由此在自然條件及以人力活動為外營力的作用下就產(chǎn)生了一種特殊的水土流失類型。

我國是露天礦開采較多的國家之一，其中鐵礦石占90%以上。有色金屬礦石占50%；化工原料占70%；建材幾乎100%都是由露天礦采出，露天煤礦開采在近年也有很大的發(fā)展。露天礦開采往往采用手工、機械、爆破等手段挖掘礦產(chǎn)。不但對地貌、地表植被破壞嚴(yán)重，還將產(chǎn)生大量的水土流失，造成水體污染，大面積植被永久性破壞，棄土、渣危害等，我國許多露天礦山產(chǎn)生的渣土，大多是隨地隨時堆放，缺少必要的攔擋、排水及苫蓋措施，遇暴雨大風(fēng)易產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失，甚至造成泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

現(xiàn)狀采區(qū)為低山河和微丘，原始地表植被茂密，周邊為農(nóng)田。如果防治措施不到位，露天開采行為將直接對周邊尤其是下游造成嚴(yán)重不良影響。水土流失預(yù)測結(jié)果顯示，僅建設(shè)期6個月內(nèi)就將產(chǎn)生水土流失約1807t。礦山服務(wù)期內(nèi)將產(chǎn)生的廢土石量共412.68萬m3。

3　防治對策

3.1防治原則

（1）采取分區(qū)防治的原則，制定切實可行的工程、植物措施，形成合理的綜合防護體系。

（2）注重吸收和借鑒成功經(jīng)驗，并借鑒類似項目的防治措施布設(shè)；注重生態(tài)環(huán)境保護，合理補充防護措施，減少施工過程中造成的人為擾動及產(chǎn)生的廢棄土石渣。

（3）工程措施要盡量選當(dāng)?shù)夭牧?，做到技術(shù)上可靠、經(jīng)濟上合理；植物措施盡量選用適合當(dāng)?shù)氐臉洳莘N，并考慮綠化美化效果。

3.2防治措施

（1）露天采場區(qū)：由于礦區(qū)位于丘陵區(qū)，地勢起伏不平。采區(qū)上游截排洪溝與外界水系銜接排水及沉沙；前期已擾動但首期不開采土質(zhì)邊坡植草防護。場內(nèi)爆堆及時外運，避免在采場內(nèi)長時間松散堆積。運行期對靠幫邊坡及時進(jìn)行工程或植物護坡，本著與周圍景觀相協(xié)調(diào)的原則，優(yōu)先考慮植物防護措施，并選擇本土樹草種進(jìn)行栽植。樹種優(yōu)先考慮意楊及泡桐，草種優(yōu)先考慮適應(yīng)性與生命力強的狗牙根。

（2）工業(yè)場地區(qū)：區(qū)內(nèi)主要布置有機械設(shè)備的保養(yǎng)修理處、機械停放處及儲油罐。根據(jù)區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀布設(shè)漿砌磚截排水、沉沙，裸露地表碎石壓蓋；其余裸露且擾動較少區(qū)域喬灌草結(jié)合綠化美化。

（3）辦公區(qū)：區(qū)內(nèi)有停車場、辦公室及臨時休息室等。相對而言是水土流失較輕的區(qū)域，但該區(qū)布設(shè)在半山腰，區(qū)內(nèi)呈南高北低，上游來水經(jīng)該區(qū)外排。因此設(shè)計區(qū)內(nèi)周邊布設(shè)漿砌磚截排水溝、排水溝出水口布設(shè)漿砌磚沉沙池，停車場場裸露地表碎石壓蓋；辦公樓前方空地喬灌草綜合防護。

（4）運輸?shù)缆穮^(qū)：運輸?shù)缆窞樵欣?，分上山道路與外接道路兩部分，設(shè)計上山道路挖方邊坡腳及外接道路兩側(cè)布設(shè)排水溝、沉沙池，上山道路段填方邊坡植灌草防護，挖方邊坡坡腳至攀緣植物防護。外接道路段完善兩側(cè)喬、灌木綠化。

（5）排土場區(qū)：分別堆放表土及巖土，備開采終期恢復(fù)植被利用。排土場的形成過程是排土場平盤土層不斷密實的過程，通過主體穩(wěn)定性分析，排土場的邊坡是相對穩(wěn)定的，但在大雨及暴雨情況下，易使堆土邊坡形成沖蝕溝，影響下游生產(chǎn)及安全。設(shè)計在主體已砌筑擋土墻的基礎(chǔ)上，在排土場不靠幫坡側(cè)布設(shè)截排洪溝與外排水系銜接，該區(qū)周邊植喬灌防護，生產(chǎn)運行期對穩(wěn)定平臺及邊坡坡腳及時布設(shè)排水沉沙措施及植草防護措施，以保證排土期間不產(chǎn)生較大水土流失危害下游生產(chǎn)。

4　預(yù)期成效

針對項目各區(qū)產(chǎn)生水土流失特點，通過布設(shè)合理的水土保持措施，在措施充分發(fā)揮效益的情況下，經(jīng)過初步預(yù)測，建設(shè)期可以減少土壤流失量約1499t。設(shè)計水平年項目區(qū)水土流失防治指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。

5　結(jié)語

露天礦山在開采過程中水土流失較為嚴(yán)重，應(yīng)根據(jù)項目的立地條件采取合理的工程、植物和臨時措施進(jìn)行綜合防治。同時當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T應(yīng)加強礦山建設(shè)及開采過程中的監(jiān)管工作，防治人為新增水土流失。減少因礦山建設(shè)及開采產(chǎn)生水土流失對周邊環(huán)境和生產(chǎn)生活產(chǎn)生的不良影響。

[1]葉林春，礦山開采水土流失現(xiàn)狀與治理措施.中國水土保持科學(xué)，2008（6）（增刊）：88-89.

[2]童光煦，高等硬巖采礦學(xué)，北京：冶金工業(yè)出版社，1995.

[3]盧世宗，我國礦山邊坡研究的基礎(chǔ)情況和展望，金屬礦山，1999，（9）；6-10.

[4]辛建寶，露天排土場水土保持模式探究，煤炭工程，2012（10）：133-134.

P621[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-320-1