橫山區東方紅煤礦擴建水保方案評估

拓宏梅

1 概況

東方紅煤礦為橫山區最大煤礦，面積63.00 km2。擴建工程擬采煤層總厚度25.72 m，設計生產規模為12.00 Mt/a。項目區屬典型的黃土丘陵溝壑地貌，氣候類型為中溫帶干旱大陸性氣候，多年平均降水量408 mm。項目區內土壤以栗鈣土、黃綿土為主，地表大部為黃土所掩蓋。植被分區為黃土高原向荒漠溝壑的過渡區，林草植被覆蓋度為30%。原地貌土壤侵蝕以強烈水力侵蝕為主，平均土壤侵蝕模數6700 t/km2·a，容許土壤流失量為 1000 t/km2.a。

2 水土流失及水土保持現狀

2.1 水土流失現狀

橫山區東方紅煤礦井田地表多為黃土所覆蓋，因受流水等自然應力作用，水土流失嚴重，樹枝狀沖溝極為發育。主要溝谷為：點岱溝、黑岱溝，支溝主要有蘇計溝、小納林溝、陳家溝等，所有溝谷兩側基巖均以向源侵蝕為主，上游呈“V”字型，中下游呈“U”字型。溝谷兩側為第四系風積黃土和基巖風化產物沉積。礦區地處水蝕風蝕交錯區，以水蝕為主。人為活動已形成流域內明顯的加速侵蝕。目前的背景侵蝕強度（包括水蝕、風蝕）約為6700 t/km2·a，屬強烈土壤侵蝕區，風蝕集中于春冬季，水蝕集中于夏秋季。植被是該區域抗蝕抗沖的主要因素。

2.2 水土保持現狀

橫山區屬于黃河多沙粗沙國家級水土流失重點治理區。區內水保工程主要以水平梯田、水平溝、魚鱗坑等坡面工程為主配置。在距溝沿2 m以外修筑有溝邊埂、挖截水溝2～3排，溝和埂外坡種植根蘗性強的灌木樹種，防止溝沿繼續擴張。在溝頭洼地垂直水流方向修截水槽和水平溝，結合植物措施防治溝頭，溝坡部位采用人工階梯式削坡。支毛溝以修筑各類谷坊為主，谷坊從上游往下游逐節修筑，配合種植楊樹、柳樹、沙棘、檸條等抗沖、耐濕樹種。主溝道斷面寬闊，匯流量大，在中下游修筑土壩，攔泥蓄水，早期用水灌水，發展養魚，后期淤積成壩地，增加基本農田。

2.3 水土保持方案

經過現場踏勘和調查，東方紅煤礦擴建工程共擾動地表面積108.24 hm2，預測建設期產生棄方29.73萬m3。根據《開發建設項目水土流失防治標準》和規劃，建設方提出按一級防治標準，采用工程措施、植物措施、廢渣利用等方式，減少地表擾動和植被損壞范圍的方案，將土壤流失控制在0.7，確保擾動土地整治率達95%，攔渣率98%，林草植被恢復率97%。

3 主體工程水土保持分析與評價

3.1 工程選址水土保持制約性因素分析

橫山區東方紅煤礦擴建項目存在水土流失制約因素。鑒于項目區位于國家級水土流失重點治理區及生態脆弱區，且無法避讓，所以要加強保護、治理和補償措施，項目建成后應及時恢復治理地表裸露施工地，并嚴格執行水土保持防治目標，適度提高土地整治和綠化標準。項目依法編制了水土保持方案并獲得省水保局批復，目前工業場地已按照主體推薦的場址方案建設，故本文不再進行主體工程方案比選的水土保持分析評價。

3.2 工程建設方案與布局分析評價

東方紅煤礦擴建項目水保分為七個區，即工業場地防治區、場外防洪工程防治區、場外道路防治區、排矸場防治區、場外輸水工程防治區、場外輸電線路防治區和施工營地與施工道路防治區。工程建設方案進行多次優化后，各場地平面布局緊湊，場地土石方項目內達到平衡，不存在借方，棄方較少，總體而言，主體工程建設方案與布局基本合理可行。二是對臨時占地預估不足造成的。

東方紅煤礦擴建工程總占地面積108.24 hm2，占地類型主要為草地，占整個項目占地的67%，林地（有林地和其他林地）占整個項目占地的19%，耕地（旱地）占整個項目占地的13%。工程建設用地符合當地土地利用規劃，且已征得當地土地管理部門和當地政府部門的同意，所以用地符合水保要求。

3.4 土石方平衡分析評價

3.3 工程占地的分析與評價

項目總占地108.24hm2，其中主體工程計列的占地面積為81.34hm2，經分析復核后需增加臨時占地26.90 hm2。項目復核增減占地情況如下：主體工程未計列礦井工業場地外施工營地的臨時占地，經方案復核后需增加施工營地占地0.39 hm2。未計列臨時施工道路占地，需新增臨時占地面積0.71 hm2；主體工程設計場外防洪工程占地3.52 hm2，但未計列擋水壩與截水溝的臨時施工占地，需新增臨時占地0.20 hm2；場外輸水管線工程包括水源地至礦井工業場地供水管線和礦井工業場地至矸石電廠排水管線。主體設計未計列水源地至礦井工業場地供水管線占地面積，實際施工產生的臨時占地面積6.45 hm2。主體設計未計列礦井工業場地至矸石電廠排水管線占地面積，經方案復核新增臨時占地面積8.25 hm2；主體設計未計列場外輸電線路占地面積，場外輸電線路施工產生的臨時占地面積10.90 hm2。項目各組成區域征占地面積變化較大，一是受地形因素的影響，

在項目土石方平衡上，主體工程主要考慮了工業場地場平土石方，場外道路修建等工程挖填土石方量，對場外輸水工程、場外輸電線路未進行考慮。通過分析方案認為，工業場地場平土石方和工業場地建構筑物基礎開挖形成部分棄方與場外道路挖填方綜合考慮后基本平衡，減少了土石方外運和棄渣造成的地面擾動破壞。主體工程建設期棄方主要來自井筒掘進矸石。經土石方平衡后，主體工程建設期挖填方總量為633.39萬m3，其中挖方332.01萬m3，填方302.28萬m3，棄方29.73萬m3，全部運往排矸場堆存。本項目場地平整分區進行，土方隨挖隨運，防止重復開挖和土方多次倒運，減少堆放時間。本工程土石方量較大，在工程建設過程中應加強土石方運輸管理工作，避免土石方開挖過程中造成大規模的水土流失，同時，做好生產期水土保持防護工作，通過及時布置相應的水土流失防治措施，有效控制土石方工程期間的水土流失。

3.5 施工方法（工藝）分析

根據《開發建設項目水土保持技術規范》（GB 50433-2008）對工程施工的要求，現從水土保持技術方面對本項目施工合理性進行分析，見表1。

表1 施工工藝合理性分析表

由表1可知，本方案大部分不符合水土保持對工程施工的相關要求，針對此情況，方案應對主體工程施工不足之處予以補充。

3.6 矸石綜合利用途徑分析

矸石的綜合利用是煤炭資源開發中的一項重要措施，近年來國內外對這項工作十分重視，開發了多種多樣的利用途徑。本項目生產方式主要為煤巷開拓，掘進矸石量較少，矸石隨煤流提至地面后進入洗煤廠分選。選煤廠產生的洗選矸石量為119萬t/a（59.5萬m3/a），發熱量為441 kcal/kg左右。根據《國家發展改革委辦公廳關于加強煤矸石發電項目規劃和建設管理工作的通知》要求“用于發電的煤矸石的熱值應達到1200 kcal/kg以上”，本項目洗選矸石發熱量不滿足煤矸石熱電廠要求。建設單位已與榆林市天順建筑材料廠、榆林市質保粉煤灰制品廠簽訂供銷協議，本項目洗選矸石用于生產建筑材料，不會造成污染。

3.7 方案中具有水土保持功能工程的分析評價

（1）工業場地區中具有水土保持功能的工程主要有：土地整治，截排水工程、護坡工程，廠區及周邊邊坡綠化等。主體工程土建施工結束后對工業場地內空閑區和綠化區域進行土地整治，整治面積5.76hm2。對工業場地場平后形成的邊坡設置了68035 m2護坡工程，其中干砌片石護坡10506 m2，漿砌石拱形護坡面積57529 m2。

（2）截排水工程。主體工程設計工業場地內排水溝采用漿砌片石矩形蓋板溝，總長度1391.10 m。邊坡坡底設梯形排水明溝，坡頂設置梯形截水溝，集中收集山坡及坡面雨水后排至場外自然沖溝。邊坡坡頂梯形截水溝采用漿砌片石梯形明溝，總長度940.70m。邊坡坡底排水明溝采用漿砌片石梯形明溝，總長度482.70m。截止2017年5月，主體工程在工業場地內采取永臨結合的方式修建臨時排水溝418m。

（3）場地及周邊邊坡綠化。主體工程對工業場地內及周邊邊坡的漿砌石拱形護坡坡面設置了喬、灌、草結合的綠化措施，其中場地綠化面積5.76 hm2，邊坡綠化面積5.75hm2。

（4）臨時綠化。主體工程對已完成場地平整但暫不開工建設的區域采用臨時撒播草籽進行綠化，臨時綠化面積15.50 hm2。工業場地建設過程中，對場地內臨時堆煤用密目網進行苫蓋防護，共計15000 m2。

4 結論

橫山區東方紅煤礦擴建工程符合國家建設大型煤礦的產業政策要求。通過對項目水保方案分析評價可知，方案中采取的護坡、排水設施、土地整治、場地綠化等各項水土保持措施，能有效防治因工程建設的引起的水土流失，實現生態效益、經濟效益和社會效益的統一，符合國家產業政策和水土保持規范要求，項目建設可行。