隆安煤礦整合項目水土保持方案分析

蘭麗娟(西山煤電集團 西曲礦，山西 太原 030200)

隨著近年來礦山項目的不斷新建與改擴建，礦山本身原因導致的水土流失現象愈發嚴重[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]，尤其在惡劣氣象環境之后容易造成嚴重的自然災害和地質災害[3]. 因此，在礦山建設工程中的水土流失現象應得到各方面的關注與重視，并采取科學有效的措施提前進行防護[4].

本文以隆安煤礦整合項目為工程背景，對該項目開發建設過程中可能造成的水土流失進行了分析預測，提出了具有針對性的水土保持方案，降低了煤礦開發建設中的水土流失和自然破壞的程度，達到國家相關規定的水土保持目標[5-6].

1 項目概況

原隆安煤礦屬于山西煤炭運銷集團，本次整合工程屬于大型改擴建工程，共整合4個獨立礦，整合后批準開采8#～13#煤層，設計生產能力1.20 Mt/a，井田面積20.32 km2，礦井保有煤炭資源/儲量為239.08 Mt，設計可采儲量133.215 Mt，設計服務年限79.3年。

項目區地處晉西北黃土梁峁丘陵區，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，沖溝發育。項目區屬黃河流域，土壤類型主要為黃綿土，植被類型以溫帶落葉灌叢為主，林草覆蓋率約25%. 項目區年平均氣溫8.8 ℃，年平均降水量為457.2 mm，年平均風速為2.9 m/s，最大凍土深度136 cm，年最大積雪厚度18 cm，多年平均無霜期175天。項目區土壤侵蝕以水力侵蝕為主，土壤侵蝕強度以極強烈為主，土壤容許流失量為1 000 t/(km2·a). 該工程為建設生產類項目，水土流失防治執行一級標準。

2 整合前產生的主要水土流失問題

泰山隆安煤礦整合區由4個小煤礦整合而成。原礦建設期矸石棄渣已用于原有工業場地的回填，生產期產矸量很少，少量掘進矸石不出井，已被綜合利用，無亂棄亂排現象，故未造成嚴重的水土流失；礦井整合前工業場地較為平整，沒有產生嚴重的水土流失；其它場外設施如風井場地、供電線路、場外供水管線，擾動土地面積較小，經多年的自然恢復，植被蓋度已達到破壞前的水平，基本不產生新增水土流失；已開采的采空區有一定的沉陷，但不明顯，采空沉陷影響區已產生一定程度的水土流失，對環境景觀也有一定程度的影響。項目區域內土壤侵蝕以水力侵蝕為主，土壤侵蝕強度以極強烈為主，現土壤侵蝕模數約為11 000 t/(km2·a).

3 水土流失防治范圍及預測

該工程水土流失防治責任范圍面積為335.75 hm2，其中項目建設區26.92 hm2，直接影響區308.83 hm2. 防治責任范圍包括工業場地(含選煤廠)、風井場地、爆破材料庫、場外道路、供電線路、場外供水管線、排矸場、廢棄場地和采空沉陷影響區。水土流失治理措施由工程措施、植物措施和臨時措施3部分組成。該整合項目屬于點線相結合工程，擾動地表面積較大，工期較長，在主體工程及配套設施的施工過程中，將不可避免地破壞、擾動項目區原地貌及土壤植被，改變土地的利用方向，必將產生新增水土流失。

通過現場考察、專家咨詢，對擬建工程水土流失量進行預測分析，預測結果為：該工程預測時段包括施工期1.3年，自然恢復期3年；工程擾動地表面積為23.49 hm2；損壞水土保持設施面積為23.49 hm2. 該工程在方案服務期內擾動地貌水土流失總量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，建設期原地貌流失量為893 t，擾動后流失量為2 011 t，新增流失量為1 118 t. 產生水土流失的重點部位為工業場地和排矸場，產生水土流失的重點時段為土建施工期。

4 水土保持方案

4.1 項目總體布局

礦井工業場地位于井田中東部桑園村東側，棗樹峁東南側的羅漢溝內。風井場地位于礦井工業場地西側直線距離約800 m的山坡上。排矸場設在礦井工業場地西南側直線距離約550 m的一條荒溝內。礦井工業場地及風井場地均利用現有場地。礦井工業場地利用原有金義煤礦工業場地，利用現有的主斜井，新建副斜井，場地布局合理、安全可行，應以利用。風井場地利用原有桑園煤礦回風斜井場地，原有回風斜井還作回風斜井，布置合理、安全可行，預以利用。

4.2 水土保持措施

水土保持具體措施見表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，臨時占地為2.46 hm2. 工程占地面積統計見表2.

表2 工程占地面積匯總表 /hm2

4.4 土石方平衡

該工程土石方開挖總量為16.25萬m3，回填總量為9.35萬m3，廢棄方7.1萬m3，由汽車運往排矸場堆放。井巷掘進時產生巖巷體積為62 957.25 m3(6.30萬m3)，廢棄場地建筑垃圾3 000 m3均計入土石方平衡。工程以挖方為主，開挖大于回填土石方，故無外借土石方。分項填方均采用就地利用，分項之間不需要土石方調運。棄方在排矸場統一堆放。

5 主體工程設計的水土保持分析與評價

1) 工業場地、風井場地綠化。

主體設計場地入口處兩側進行綠化布置，種植一些觀賞性樹種，場內道路兩側種植行道樹，滿足美觀、降塵、防噪等要求；空閑地段、職工生活區及建筑物外墻種植抗污力較強、具有針對性的適地樹種。工業場地綠化面積2.00 hm2，風井場地綠化面積0.05 hm2. 場區綠化屬于水土保持工程。

2) 場區防洪。

主體設計，工業場地設置排水溝750 m，截水溝1 700 m，排洪溝700 m，護墻及擋土墻圬工體積43 000 m3，風井場地排水溝150 m，爆破材料庫排水溝100 m. 這些措施能夠有效排匯場地內匯水，保證工業場地正常運行。

3) 場外道路排水。

主體設計在場外道路兩側設置排水溝3 800 m，排水溝布設能夠順利將道路降水排泄在道路外側溝道。

4) 排矸場選址。

排矸場位于礦井工業場地西南側約550 m的一條沖溝內，占地面積4.65 hm2，擋矸壩上游匯水面積為0.26 km2. 排矸場為荒溝，無積水，也沒有人居住，人類活動干預很少，自然植被較差，主要為荒草地，下游無重要的基礎設施，也沒有居民點和學校。在排矸場修建截排水溝和擋墻后，可以有效防止發生滑坡或矸石滑落等災害。排矸場下游為工業場地所在溝道紅花溝，出口位于工業場地下游，排矸場修建擋矸壩，截排泄水溝等，可有效排匯排矸場所在溝道來水。

6 水土保持監測

水土保持監測范圍為該工程的水土流失防治責任范圍，即工程建設區和直接影響區。監測時段從項目開工到該方案服務期末。定位監測共布設10個監測點。監測內容包括：水土流失因子監測、水土流失狀況監測、水土流失防治效果及6項防治目標監測。監測方法采用實地調查和定點觀測相結合的方法。

7 結 論

主體工程設計中充分考慮了主體工程安全問題，采取了攔擋、排水、綠化美化等一系列防護措施，既能夠保障主體工程的安全運行，又具有水土保持的功能。該方案針對水土保持分區，確定新增水土保持措施主要有：土地整治、臨時排水溝、表土剝離等臨時措施，可以收到較好的保土保水效益和社會效益。

在工程建設過程中按該方案的要求防治水土流失，可有效控制因項目建設引發的新增水土流失，不會形成大的水土流失危害，對周邊區域及溝道造成的影響不大。因此，該工程建設是可行的。

[1] 時 樂.石窯店煤礦水土保持及生態修復體系下植物護坡及攔渣壩穩定性研究[D].西安：西安理工大學,2009.

[2] 劉思瑩.黑岱溝露天煤礦水土保持生態修復技術體系研究[D].阜新：遼寧工程技術大學,2012.

[3] 蒲施樺.煤礦區水土保持綜合效益評價指標體系研究[D].西安：西安科技大學,2012.

[4] 袁 偉.實施煤礦水土保持監督體系對預防礦區水土流失的作用分析[J].地下水,2015,37(6):77-78.

[5] 周玉喜.寧夏羊場灣煤礦水土保持設施及其技術評估[J].水土保持通報,2007,27(5):114-115,170.

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