隆安煤礦整合項(xiàng)目水土保持方案分析

蘭麗娟(西山煤電集團(tuán) 西曲礦，山西 太原 030200)

隨著近年來(lái)礦山項(xiàng)目的不斷新建與改擴(kuò)建，礦山本身原因?qū)е碌乃亮魇КF(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重[1]，不僅造成了水源的枯竭和污染，還使得自然植被受到毀滅性破壞[2]，尤其在惡劣氣象環(huán)境之后容易造成嚴(yán)重的自然災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害[3]. 因此，在礦山建設(shè)工程中的水土流失現(xiàn)象應(yīng)得到各方面的關(guān)注與重視，并采取科學(xué)有效的措施提前進(jìn)行防護(hù)[4].

本文以隆安煤礦整合項(xiàng)目為工程背景，對(duì)該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)過(guò)程中可能造成的水土流失進(jìn)行了分析預(yù)測(cè)，提出了具有針對(duì)性的水土保持方案，降低了煤礦開(kāi)發(fā)建設(shè)中的水土流失和自然破壞的程度，達(dá)到國(guó)家相關(guān)規(guī)定的水土保持目標(biāo)[5-6].

1 項(xiàng)目概況

原隆安煤礦屬于山西煤炭運(yùn)銷(xiāo)集團(tuán)，本次整合工程屬于大型改擴(kuò)建工程，共整合4個(gè)獨(dú)立礦，整合后批準(zhǔn)開(kāi)采8#～13#煤層，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.20 Mt/a，井田面積20.32 km2，礦井保有煤炭資源/儲(chǔ)量為239.08 Mt，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量133.215 Mt，設(shè)計(jì)服務(wù)年限79.3年。

項(xiàng)目區(qū)地處晉西北黃土梁峁丘陵區(qū)，黃河中游峽谷的東岸，地表多為第四系黃土覆蓋，地形起伏較大，沖溝發(fā)育。項(xiàng)目區(qū)屬黃河流域，土壤類(lèi)型主要為黃綿土，植被類(lèi)型以溫帶落葉灌叢為主，林草覆蓋率約25%. 項(xiàng)目區(qū)年平均氣溫8.8 ℃，年平均降水量為457.2 mm，年平均風(fēng)速為2.9 m/s，最大凍土深度136 cm，年最大積雪厚度18 cm，多年平均無(wú)霜期175天。項(xiàng)目區(qū)土壤侵蝕以水力侵蝕為主，土壤侵蝕強(qiáng)度以極強(qiáng)烈為主，土壤容許流失量為1 000 t/(km2·a). 該工程為建設(shè)生產(chǎn)類(lèi)項(xiàng)目，水土流失防治執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 整合前產(chǎn)生的主要水土流失問(wèn)題

泰山隆安煤礦整合區(qū)由4個(gè)小煤礦整合而成。原礦建設(shè)期矸石棄渣已用于原有工業(yè)場(chǎng)地的回填，生產(chǎn)期產(chǎn)矸量很少，少量掘進(jìn)矸石不出井，已被綜合利用，無(wú)亂棄亂排現(xiàn)象，故未造成嚴(yán)重的水土流失；礦井整合前工業(yè)場(chǎng)地較為平整，沒(méi)有產(chǎn)生嚴(yán)重的水土流失；其它場(chǎng)外設(shè)施如風(fēng)井場(chǎng)地、供電線(xiàn)路、場(chǎng)外供水管線(xiàn)，擾動(dòng)土地面積較小，經(jīng)多年的自然恢復(fù)，植被蓋度已達(dá)到破壞前的水平，基本不產(chǎn)生新增水土流失；已開(kāi)采的采空區(qū)有一定的沉陷，但不明顯，采空沉陷影響區(qū)已產(chǎn)生一定程度的水土流失，對(duì)環(huán)境景觀(guān)也有一定程度的影響。項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕以水力侵蝕為主，土壤侵蝕強(qiáng)度以極強(qiáng)烈為主，現(xiàn)土壤侵蝕模數(shù)約為11 000 t/(km2·a).

3 水土流失防治范圍及預(yù)測(cè)

該工程水土流失防治責(zé)任范圍面積為335.75 hm2，其中項(xiàng)目建設(shè)區(qū)26.92 hm2，直接影響區(qū)308.83 hm2. 防治責(zé)任范圍包括工業(yè)場(chǎng)地(含選煤廠(chǎng))、風(fēng)井場(chǎng)地、爆破材料庫(kù)、場(chǎng)外道路、供電線(xiàn)路、場(chǎng)外供水管線(xiàn)、排矸場(chǎng)、廢棄場(chǎng)地和采空沉陷影響區(qū)。水土流失治理措施由工程措施、植物措施和臨時(shí)措施3部分組成。該整合項(xiàng)目屬于點(diǎn)線(xiàn)相結(jié)合工程，擾動(dòng)地表面積較大，工期較長(zhǎng)，在主體工程及配套設(shè)施的施工過(guò)程中，將不可避免地破壞、擾動(dòng)項(xiàng)目區(qū)原地貌及土壤植被，改變土地的利用方向，必將產(chǎn)生新增水土流失。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察、專(zhuān)家咨詢(xún)，對(duì)擬建工程水土流失量進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，預(yù)測(cè)結(jié)果為：該工程預(yù)測(cè)時(shí)段包括施工期1.3年，自然恢復(fù)期3年；工程擾動(dòng)地表面積為23.49 hm2；損壞水土保持設(shè)施面積為23.49 hm2. 該工程在方案服務(wù)期內(nèi)擾動(dòng)地貌水土流失總量151 215 t，原地貌水土流失量94 056 t，新增水土流失總量為57 159 t. 其中，建設(shè)期原地貌流失量為893 t，擾動(dòng)后流失量為2 011 t，新增流失量為1 118 t. 產(chǎn)生水土流失的重點(diǎn)部位為工業(yè)場(chǎng)地和排矸場(chǎng)，產(chǎn)生水土流失的重點(diǎn)時(shí)段為土建施工期。

4 水土保持方案

4.1 項(xiàng)目總體布局

礦井工業(yè)場(chǎng)地位于井田中東部桑園村東側(cè)，棗樹(shù)峁東南側(cè)的羅漢溝內(nèi)。風(fēng)井場(chǎng)地位于礦井工業(yè)場(chǎng)地西側(cè)直線(xiàn)距離約800 m的山坡上。排矸場(chǎng)設(shè)在礦井工業(yè)場(chǎng)地西南側(cè)直線(xiàn)距離約550 m的一條荒溝內(nèi)。礦井工業(yè)場(chǎng)地及風(fēng)井場(chǎng)地均利用現(xiàn)有場(chǎng)地。礦井工業(yè)場(chǎng)地利用原有金義煤礦工業(yè)場(chǎng)地，利用現(xiàn)有的主斜井，新建副斜井，場(chǎng)地布局合理、安全可行，應(yīng)以利用。風(fēng)井場(chǎng)地利用原有桑園煤礦回風(fēng)斜井場(chǎng)地，原有回風(fēng)斜井還作回風(fēng)斜井，布置合理、安全可行，預(yù)以利用。

4.2 水土保持措施

水土保持具體措施見(jiàn)表1.

表1 水土保持措施表

4.3 工程占地

該工程總占地面積為26.92 hm2，其中永久占地為24.46 hm2，臨時(shí)占地為2.46 hm2. 工程占地面積統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2.

表2 工程占地面積匯總表 /hm2

4.4 土石方平衡

該工程土石方開(kāi)挖總量為16.25萬(wàn)m3，回填總量為9.35萬(wàn)m3，廢棄方7.1萬(wàn)m3，由汽車(chē)運(yùn)往排矸場(chǎng)堆放。井巷掘進(jìn)時(shí)產(chǎn)生巖巷體積為62 957.25 m3(6.30萬(wàn)m3)，廢棄場(chǎng)地建筑垃圾3 000 m3均計(jì)入土石方平衡。工程以挖方為主，開(kāi)挖大于回填土石方，故無(wú)外借土石方。分項(xiàng)填方均采用就地利用，分項(xiàng)之間不需要土石方調(diào)運(yùn)。棄方在排矸場(chǎng)統(tǒng)一堆放。

5 主體工程設(shè)計(jì)的水土保持分析與評(píng)價(jià)

1) 工業(yè)場(chǎng)地、風(fēng)井場(chǎng)地綠化。

主體設(shè)計(jì)場(chǎng)地入口處兩側(cè)進(jìn)行綠化布置，種植一些觀(guān)賞性樹(shù)種，場(chǎng)內(nèi)道路兩側(cè)種植行道樹(shù)，滿(mǎn)足美觀(guān)、降塵、防噪等要求；空閑地段、職工生活區(qū)及建筑物外墻種植抗污力較強(qiáng)、具有針對(duì)性的適地樹(shù)種。工業(yè)場(chǎng)地綠化面積2.00 hm2，風(fēng)井場(chǎng)地綠化面積0.05 hm2. 場(chǎng)區(qū)綠化屬于水土保持工程。

2) 場(chǎng)區(qū)防洪。

主體設(shè)計(jì)，工業(yè)場(chǎng)地設(shè)置排水溝750 m，截水溝1 700 m，排洪溝700 m，護(hù)墻及擋土墻圬工體積43 000 m3，風(fēng)井場(chǎng)地排水溝150 m，爆破材料庫(kù)排水溝100 m. 這些措施能夠有效排匯場(chǎng)地內(nèi)匯水，保證工業(yè)場(chǎng)地正常運(yùn)行。

3) 場(chǎng)外道路排水。

主體設(shè)計(jì)在場(chǎng)外道路兩側(cè)設(shè)置排水溝3 800 m，排水溝布設(shè)能夠順利將道路降水排泄在道路外側(cè)溝道。

4) 排矸場(chǎng)選址。

排矸場(chǎng)位于礦井工業(yè)場(chǎng)地西南側(cè)約550 m的一條沖溝內(nèi)，占地面積4.65 hm2，擋矸壩上游匯水面積為0.26 km2. 排矸場(chǎng)為荒溝，無(wú)積水，也沒(méi)有人居住，人類(lèi)活動(dòng)干預(yù)很少，自然植被較差，主要為荒草地，下游無(wú)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，也沒(méi)有居民點(diǎn)和學(xué)校。在排矸場(chǎng)修建截排水溝和擋墻后，可以有效防止發(fā)生滑坡或矸石滑落等災(zāi)害。排矸場(chǎng)下游為工業(yè)場(chǎng)地所在溝道紅花溝，出口位于工業(yè)場(chǎng)地下游，排矸場(chǎng)修建擋矸壩，截排泄水溝等，可有效排匯排矸場(chǎng)所在溝道來(lái)水。

6 水土保持監(jiān)測(cè)

水土保持監(jiān)測(cè)范圍為該工程的水土流失防治責(zé)任范圍，即工程建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)。監(jiān)測(cè)時(shí)段從項(xiàng)目開(kāi)工到該方案服務(wù)期末。定位監(jiān)測(cè)共布設(shè)10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：水土流失因子監(jiān)測(cè)、水土流失狀況監(jiān)測(cè)、水土流失防治效果及6項(xiàng)防治目標(biāo)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)方法采用實(shí)地調(diào)查和定點(diǎn)觀(guān)測(cè)相結(jié)合的方法。

7 結(jié) 論

主體工程設(shè)計(jì)中充分考慮了主體工程安全問(wèn)題，采取了攔擋、排水、綠化美化等一系列防護(hù)措施，既能夠保障主體工程的安全運(yùn)行，又具有水土保持的功能。該方案針對(duì)水土保持分區(qū)，確定新增水土保持措施主要有：土地整治、臨時(shí)排水溝、表土剝離等臨時(shí)措施，可以收到較好的保土保水效益和社會(huì)效益。

在工程建設(shè)過(guò)程中按該方案的要求防治水土流失，可有效控制因項(xiàng)目建設(shè)引發(fā)的新增水土流失，不會(huì)形成大的水土流失危害，對(duì)周邊區(qū)域及溝道造成的影響不大。因此，該工程建設(shè)是可行的。

[1] 時(shí) 樂(lè).石窯店煤礦水土保持及生態(tài)修復(fù)體系下植物護(hù)坡及攔渣壩穩(wěn)定性研究[D].西安：西安理工大學(xué),2009.

[2] 劉思瑩.黑岱溝露天煤礦水土保持生態(tài)修復(fù)技術(shù)體系研究[D].阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué),2012.

[3] 蒲施樺.煤礦區(qū)水土保持綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[D].西安：西安科技大學(xué),2012.

[4] 袁 偉.實(shí)施煤礦水土保持監(jiān)督體系對(duì)預(yù)防礦區(qū)水土流失的作用分析[J].地下水,2015,37(6):77-78.

[5] 周玉喜.寧夏羊場(chǎng)灣煤礦水土保持設(shè)施及其技術(shù)評(píng)估[J].水土保持通報(bào),2007,27(5):114-115,170.

[6] 崔 艷.關(guān)于井工煤礦水土保持方案與土地復(fù)墾方案異同的探討[J].能源環(huán)境保護(hù),2017,31(3):31-33.