淺談歪頭山鐵礦馬耳嶺選廠工程水土保持措施布設

李文娟

(遼寧中達建設集團有限公司，遼寧 朝陽 112000)

引言

根據本溪鋼鐵(集團)礦業有限責任公司歪頭山鐵礦馬耳嶺選廠工程(以下簡稱馬耳嶺選廠工程)的水土流失特點，在現場全面勘查的基礎上，確定適合本項目的水土保持措施布局。措施布局應符合實際、安全有效且便于實施，在技術上、經濟上和可操作性上進行全面考慮。布局原則為永臨結合；工程與植物措施并存；點線面結合。通過實施水土保持以達到防治水土流失、生態綠色礦山的治理效果。本文以馬耳嶺選廠工程為例，簡要介紹了遼寧東部山區鐵選廠工程中經常用到的水土保持措施。

1 項目及項目區概況

1.1 項目基本情況

馬耳嶺選廠工程位于遼寧省沈陽市東南35km，本溪市西北30km，遼陽市東北40km 3市交界處，行政區劃隸屬于遼陽市燈塔市柳河鎮。廠區地理坐標為E123°36′，N41°31′。廠址南側有歪頭山鐵礦20#鐵路線東西向通過，具備接軌條件。馬耳嶺選礦廠建設規模為處理原礦200萬t·a-1，建設4個自磨系列，生產精鐵礦66.7萬t·a-1，屬大型選礦工程。工程于2016年3月開工建設，2018年9月底建成投產，工程總工期31個月。水土保持方案中的建設性質為改建建設生產類項目。本工程總占地面積為34.83hm2，均為永久占地，無臨時占地。本工程項目組成由選礦廠生產系統區、尾礦脫水工業場地區和尾礦回填場3部分組成。

1.1.1 選礦廠生產系統區

為整個廠區內的選礦生產設施及與生產相關的輔助設施。包括生產設施、輔助生產設施和公輔設施3個二級分區。

1.1.2 脫水工業場地

布置在馬耳嶺露天采坑東側邊緣，南距馬耳嶺選礦廠濃密機約400m，布置有尾礦輸送管線、尾礦脫水車間及其變電所、場內道路、周邊空地等。自脫水車間場地至露天采坑坑底布置尾砂運輸皮帶。

1.1.3 尾礦回填場

即馬耳嶺露天坑，露天采坑位于選車間西北方向20m處。脫水后的尾砂回填馬耳嶺露天坑進行綜合利用。目前馬耳嶺露天坑采礦活動已經結束，擬將脫水后的干尾砂堆存在該采坑，填滿后覆土綠化進行恢復治理。

工程建設期土方為尾礦脫水工業場地、尾礦回填場的土石方開挖、回填。項目建設期內，土石方挖填總量為10.74萬m3。建設期土石方挖方總量為5.37萬m3，包括尾礦脫水工業場地基建挖方3.04萬m3；輔助運輸道路區挖方2.33萬m3。建設期土石方回填總量為5.37萬m3，其中，尾礦脫水工業場地回填0.07萬m3，尾礦回填場回填2.33萬m3，尾礦回填場從尾礦脫水工業場地調入2.97萬m3，用于尾礦回填場區輔助道路路基填筑。運行期脫水年間脫水產生的尾礦砂綜合利用于回填馬耳嶺露天采坑，填滿后覆土綠化，覆土量7.95萬m3，覆土來源于歪頭山鐵礦早期剝離的表土，現堆存在歪頭山表土場。

本工程大部分占地為本鋼已有征地范圍，僅有少量新征用地，主要在尾礦管線輸送系統。工程建設范圍內無拆遷及移民。

1.2 項目區概況

項目區地貌類型屬于遼東低山丘陵區；氣候類型屬北溫帶大陸性季風氣候；多年平均風速為2.50m·s-1；最大凍土深度為1.30m；無霜期156d；≥10℃積溫3100℃；蒸發量1600mm；多年平均氣溫7.8℃；多年平均降水量787mm；雨季集中在6—9月。項目所在區域土壤以棕壤為主，表土層厚30cm左右。項目區土壤侵蝕類型區為北方土石山區(北方山地丘陵區)-遼寧環渤海山地丘陵區[2]，土壤侵蝕類型以輕度水蝕為主。項目區屬長白植物區系，植被類型屬于溫帶針闊葉混交林，林草覆蓋率36%左右。

2 防治標準及目標值

項目區不在國家級和省級劃定的水土流失重點防治區內，依據《生產建設項目水土保持技術標準》(GB50433-2018)[3]，該項目應執行建設生產類水土流失防治三級標準。項目區的降雨量為787mm，位于600～800mm區間，水土流失總治理度、林草植被恢復率、林草覆蓋率上調1%～2%；項目區土壤侵蝕強度以輕度為主，土壤流失控制比不應小于1。調整后的水土流失防治目標值見表1。

表1 水土流失防治目標值調整表

3 主體設計中具有水土保持功能措施的分析與評價

本工程主體設計中具有水土保持功能措施的分析與評價。

3.1 選礦廠生產系統區

主體工程已經設計并實施了廠區排水和綠化措施，措施合理可行，滿足水土保持要求，2018年10月，原水保方案《本溪鋼鐵(集團)礦業有限責任公司馬耳嶺選廠工程》完成了水土保持設施自主驗收工作。選礦廠生產系統區作為原方案的一部分已經進行了水土保持設施驗收，驗收結論合格，水土保持設施運行良好，故不再設計水土保持措施。

3.2 脫水工業場地

主體工程設計在脫水工業場地易受雨水沖刷的填方邊坡、局部巖體穩定差的挖方邊坡，有針對性的采用漿砌石護坡；設計在脫水工業場地周圍邊坡坡地及擋土墻底部設置排水溝；設計在脫水工業場地北側道路兩側栽植龍爪槐，可以防塵降噪，也可以綠化美化環境；設計在施工所處的干燥季節，采用灑水車臺對脫水工業場地進行灑水措施，降低粉塵濃度，改善環境；設計對施工臨時堆土進行苫蓋。

方案補充措施：土地平整措施，周邊空地種草綠化。

3.3 尾礦回填場

主體工程提到尾礦回填結束后進行恢復治理，但沒有具體措施，本設計進行補充。

方案新增尾礦回填場輔助運輸道路排水溝，于道路靠山體一側布設漿砌石排水溝措施；另設計回填結束后對尾礦回填場覆土及植樹、種草措施。

4 防治措施總體布局

水土流失防治措施體系見表2。

表2 水土保持防治措施體系表

5 水土保持措施布設

馬耳嶺選廠的脫水車間年處理尾砂量200萬t，尾砂自馬耳嶺選礦廠濃密機底流泵房輸送至尾礦脫水車間，脫水后，采用皮帶運輸至馬耳嶺露天采坑內回填露天采坑。建設期主體工程對脫水工業場地設計了漿砌石護坡、排水溝措施，本方案新增脫水工業場地的土地平整、植物綠化和臨時防護措施；新增尾礦回填場輔助道路的漿砌石排水溝措施；運行期結束后，設計對尾礦回填場進行覆土綠化，恢復植被；選礦廠生產系統區主體已經設計并實施了廠區排水和綠化措施，原水保方案《本溪鋼鐵(集團)礦業有限責任公司馬耳嶺選廠工程》完成了水土保持設施自主驗收工作。選礦廠生產系統區作為原方案的一部分已經進行了水土保持設施驗收，故選礦廠生產系統區不再新增水土保持措施。

5.1 尾礦脫水工業場地

主體工程對尾礦脫水工業場地設計了漿砌石護坡、排水溝、栽植龍爪槐。

5.1.1 工程措施

5.1.1.1 漿砌石護坡

主體工程設計在脫水工業場地易受雨水沖刷的填方邊坡、局部巖體穩定差的挖方邊坡，有針對性的采用漿砌石護坡。所用石料來自歪頭山鐵礦廢石場，其廢石滿足砌筑使用要求，無需另外購買。

5.1.1.2 漿砌石排水溝

主體工程設計在脫水工業場地周圍邊坡坡地及擋土墻底部設置排水溝。排水溝一直順延至溝道內，疏導場區內的坡面來水，使場區內雨水順利排出。排水溝斷面使用矩形斷面，排水溝寬0.3m，深0.8m。所用石料來自歪頭山鐵礦廢石場，其廢石滿足砌筑使用要求，無需另外購買。

5.1.1.3 土地平整

方案設計在脫水工業場地施工結束后新增土地平整措施，土地平整面積包括脫水年間周邊空地和尾礦輸送管線區域，土地平整面積0.30hm2。

5.1.2 植物措施

5.1.2.1 栽植龍爪槐

主體工程設計在脫水工業場地北側道路兩側栽植龍爪槐30株，可以防塵降噪，也可以綠化美化環境。

5.1.2.2 種草

方案在脫水工業場地周圍空地和尾礦輸送管線回填后新增種草綠化措施，草種選擇沙打旺。需沙打旺草籽12.0kg。

5.1.3 臨時措施

5.1.3.1 灑水降塵

鐵選廠在施工所處的干燥季節，使用5t灑水車，對脫水工業場地進行灑水降低粉塵，保持選礦廠區內的干凈環境，共需1臺5t灑水車工作50臺時。

5.1.3.2 彩條布苫蓋

主體工程設計對脫水工業場地建設和尾礦輸送管線開挖的臨時土方使用彩條布進行苫蓋，以防止臨時堆土由于大風天所產生揚塵，造成水土流失。

5.2 尾礦回填場

尾礦回填場即馬耳嶺露天坑。脫水后的尾砂回填馬耳嶺露天坑進行綜合利用。目前馬耳嶺露天坑采礦活動已經結束，擬將脫水后的干尾砂堆存在該采坑，填滿后覆土綠化進行恢復治理，在尾砂面覆蓋表土并綠化。尾礦回填場沒有針對性設計水土保持措施，不滿足水土保持要求，本方案新增漿砌石排水溝、土地平整、覆土、植樹以及種草水土保持措施。

5.2.1 工程措施

5.2.1.1 漿砌石排水溝

方案設計在尾礦回填場的輔助道路設置漿砌石排水溝，排水溝布置于道路靠山體一側單側布置，用于排放道路路面降水，保證道路運輸通暢[5]，采用矩形斷面排水溝，底寬0.5m，深0.5m，砌筑厚度0.3m。

5.2.1.2 覆土

方案設計對尾礦回填場堆滿以后進行覆土綠化，覆土來源于歪頭山鐵礦早期剝離的表土，現堆存在歪頭山表土場，平均運距200m，覆土面積26.50hm2，平均覆土厚度0.3m。

圖1 防治措施典型斷面布置圖

5.2.1.3 土地平整

覆土后全面整地，全面整地面積26.50hm2。

5.2.2 植物措施

5.2.2.1 植樹

方案設計對尾礦回填場堆滿以后進行覆土綠化，恢復植被。樹種選擇刺槐幼苗，栽植株行距為2m×2m。

5.2.2.2 種草

方案設計對尾礦回填場堆滿以后進行覆土綠化，恢復植被。選擇種草綠化，草種選擇沙打旺和紫花苜蓿，播撒比例為2種草種1∶1混播。

5.3 施工組織

本方案水土保持防治措施為工程措施、植物措施和臨時防護措施相互配合，不同的水土保持措施其施工組織形式也有很大差距，應該分別進行組織[4]。

5.3.1 工程措施

本方案水土保持工程措施與主體工程配套實施。施工設施利用主體工程已有。施工時應根據具體的措施安排各項措施的施工工序，避免相互干擾。

5.3.2 植物措施

施工單位應具有相應的能力、有相關的施工經驗。植物措施施工時間應適應當地的環境，在合適的時間植樹種草。苗木盡量采用當地樹種，就近購買，以保證苗木的成活率。種植后發現病死現象的要及時進行補植。

5.3.3 臨時措施

在實施過程中，臨時措施防護起到十分重要的作用，施工期水土流失量較大，要及時實施攔擋、苫蓋、鋪墊等措施。

6 防治效益分析

由于本項目從總體上看，建設期僅尾礦脫水工業場地區施工擾動地表；選礦廠生產系統區建設期無擾動；尾礦回填場地為露天采坑，根據相關規定，礦山企業其露天礦山的采坑面積不包括在總防治面積內，故不包含在內。至設計水平年為止，各項工程措施面積見表3。按方案實施水土保持措施后，水土保持防治效果預計全部能達到防治目標值，防治效果見表4。

表3 設計水平年各工程措施面積計算表

表4 防治效果匯總表

7 結語

目前，本項目水土保持工程已實施完畢，水土保持措施效果明顯，建設單位正在組織水土保持驗收工作。

水土保持措施是露天礦生態治理的關鍵環節，合理的措施布設對水土保持工作有著事半功倍的效果。在當前全國倡導“綠色礦山”、“良性發展”、“生態優先”大環境下，礦山類項目由于破壞嚴重，治理難度較大，亟需借助水土保持措施提升整體的礦山生態環境良性發展，鐵選廠項目的水土保持措施更要結合項目本身的水土流失特點和當地的自然因素，因害設防、因地制宜的布設切合實際的水土流失防治措施，從而達到水土不下山，生態環保性礦山的目標[6]。