礦山露天開采建設項目水土保持實施方案要點構架

文／孟東洲 瑞木鎳鈷管理（中冶）有限公司 北京 100028

引言：

為滿足我國國民經濟建設需求，近年來礦山行業得到了較快的發展，礦山開采技術水平不斷提高。但是在礦山露天開采過程中仍存在開采方式粗放、管理不到位以及未能采取有效的水土保持措施等問題，導致露天開采礦區普遍存在水土流失現象，對礦山的自然生態環境造成了嚴重的破壞，客觀上制約了礦山企業發展的可持續性。在此背景下，現代礦山企業必須嚴格遵守露天開采作業的相關要求，在建設露天開采項目時應完善各項管理措施，明確水土保持目標，科學制定實施方案，對礦山開采的露天作業區、工業場區、渣土（石）堆放區以及礦區道路等均應采取有效的水土保持措施，通過對礦區的綜合防治措施避免水土流失問題的發生，從而保護礦區生態環境，實現礦山企業的綠色發展。

1、礦山露天開采建設項目水土流失問題分析

由于在礦山露天開采作業過程中需要對作業面原生表土進行清除，且要拔除全部的草皮以及樹木等覆蓋植被，因此會嚴重破壞露天礦區的生態環境，并產生大量的裸露地面。而在雨水沖刷作用的影響下，裸露地面所含泥沙會逐漸松動并遷移，不僅會在地面形成溝壑縱橫的地貌特征，而且會導致地表土層所含的有機質成分流失，導致土地退化，無法用于耕作[1]。而遷移的泥沙等成分也會對周邊區域的農田以及河道等造成破壞，影響農作物的正常生長發育。同時，在礦山露天開采作業中往往會采用爆破等作業方式，這會進一步對礦區原始土體結構造成破壞，不僅會加劇水土流失現象，而且可能誘發坍塌以及滑坡等嚴重的安全事故，對生態環境和礦山工作人員的生命財產安全構成嚴重的威脅。此外，礦山露天開采作業還會產生空氣污染以及噪聲污染等環境問題。

2、礦山露天開采建設項目制定水土保持實施方案重要性分析

制定礦山露天開采建設項目水土保持實施方案能夠有效控制礦區的水土流失情況，降低露天開采對礦山區域土壤、水體、植被等的擾動破壞，從而減少對河道以及農田的影響，這樣不僅可以推動礦山企業向綠色環保方向升級轉型，實現礦山企業的可持續性發展，而且能夠為礦山企業創造更大的經濟效益、社會效益以及生態效益。其中礦山露天開采建設項目水土保持實施方案的經濟效益主要體現在礦山露天開采作業中實施水土保持措施后，可以為開采作業的順利進行創造有利條件，從而提高開采效率，加快開采進度，有利于礦山企業開采成本的控制管理[2]。同時，在實施了水土保持方案后，礦區的植被恢復率和覆蓋率將明顯改善，不僅可以減少對自然環境影響和防止水土流失現象的出現，而且可以美化礦區環境，為礦山企業的工作人員提供更好的環境條件。此外，水土保持方案的實施也可以使礦山所在地區的整體投資環境得以改善，從而增強礦山企業的核心競爭力，并帶動周邊地區的經濟發展。因此，在礦山露天開采建設項目中應高度重視水土流失問題，科學制定水土保持實施方案。

3、礦山露天開采建設項目水土保持主要途徑

3.1 礦山露天開采建設項目水土保持目標的科學制定

在制定礦山露天開采建設項目水土保持實施方案時，應首先科學確定水土流失防治目標。在制定露天開采礦區水土保持目標時應對作業區進行實地勘查，并針對礦區露天采區、工程場地、排土場、排石場以及礦區道路等不同區域的實際水土流失情況以及水土保持要求制定相應的防治目標，以確保水土保持目標科學合理，其實施方案具有較高的可行性，能夠切實保護露天開采礦區以及周邊區域的生態環境，從而實現水土保持實施方案的根本目的。

3.2 礦山露天開采建設項目水土保持措施的合理選擇及綜合應用

目前在礦山露天開采建設項目中主要通過工程、植物以及相關的臨時性措施等來達到水土保持的目的。其中工程類水土保持措施一般是通過采取剝離表土，設置攔擋、攔水以及排水設施，平整土地以及對邊坡施作防護結構等工程技術方式保護礦區土體結構的完整性，并使礦區土壤能夠滿足植被修復的基本條件。以表土剝離這一工程措施為例，通常應首先將作業面表土剝離，并在指定排土場內統一存放，且應在排土場設置邊坡防護以及排水溝等相關設施，以防止其在存放過程中發生水土流失問題[3]。而植物措施則主要是指采取種植草皮以及喬灌木植物的方式達到水土保持的目的。在采用植物措施時應充分了解露天開采礦區的實際土壤特征以及氣候條件等因素，因地制宜的選擇原生植物類型，并合理控制植物種植密度等相關技術參數，以確保其能夠充分發揮水土保持功能，提高水土保持效果。此外，在露天開采礦山建設項目的建設以及運行階段，也可以結合一些臨時性水土保持措施的應用，通過設置排水溝、攔水溝等多種方式減少水土流失。在礦山露天開采建設項目水土保持實施方案的制定過程中，工作人員應詳細了解礦區的實際情況，合理選擇相應的防治措施，也可以通過多種水土流失防治措施的綜合應用來提高水土保持效果。

4、礦山露天開采建設項目水土保持實踐分析

4.1 某礦區基本概況

某礦石露天開采建設項目位于我國東北地區，露天采場屬于凹陷型采坑，采用的是的從上到下的爆破分層開采作業模式，采出礦石通過裝車外運方式直接運出。在該礦區域內主要分布有草甸土等土壤類型，原生植物種類則主要為東北植物區常見植被。

4.2 科學預測該礦山露天開采建設項目水土流失情況

經測算，該礦山露天開采建設項目由于工程擾動會對自然植被以及土地造成明顯的破壞，擾動面積在56.6hm2左右，且在建設期以及運行期將有約32.4 萬m2堆土產生，水土流失量預計在5.1 萬噸左右。根據礦山露天開采特點，在建設以及運行過程中會嚴重擾動露天采場以及礦山的排土場、排石場的原始地貌環境，而地表植被以及土層被破壞后會導致其抗雨水沖刷、侵蝕能力下降，因此在受到地表徑流以及降雨擊濺等因素的影響時，其露天采場以及排土、排石場就有可能發生水土流失。通過進一步的測算分析可知，在礦山露天開采建設項目的運行期水土流失量較大，而水土流失問題同樣也會發生在項目建設期間，因此在制定礦山露天開采建設項目水土保持實施方案時應根據不同階段的水土保持的實際需要采取相應的防治措施。

4.3 科學確定該礦山露天開采建設項目水土保持目標

由于該礦山露天開采建設項目為新建項目，因此水土保持實施方案目標年限為8年。同時，根據國家以及礦山露天開采建設項目所在地區所頒布的相關水土流失防治規范要求，應將該礦山露天開采建設項目的水土流失防治等級標準確定為二級。此外，在確定該礦山露天開采建設項目的水土保持目標時應充分考慮礦山區域降雨量、植被條件、土壤強度以及水土流失治理度等相關因素對植被恢復率、林草覆蓋率以及土壤流失控制比等各項水土流失防治標準進行適當的調整，以有效保護礦山區域生態環境，避免出現水土流失問題。

4.4 該礦山露天開采建設項目水土保持實施方案要點

4.4.1 該礦山露天開采作業區水土保持實施方案要點

在制定該礦山露天開采建設項目水土保持實施方案時，結合礦區的實際情況和水土保持目標，決定在露天開采作業所涉及的各個區域內采用工程措施以及植物措施防治水土流失問題，同時還應結合部分臨時性防治措施的綜合應用確保礦山露天開采建設項目水土保持體系科學完善，以提高水土保持效果。

露天采場是該礦山露天開采作業中的核心區域，也是水土保持實施方案中的重點環節。在水土保持實施方案中針對露天采場在建設期以及運行期的不同特點分別采取了不同的水土保持措施。其中在露天采場的建設階段，首先應結合對采場區域的實地勘查數據選擇相應的水土保持工程措施。由于該區域的表土土層基本能夠達到剝離要求，因此在建設期采用了表土剝離措施，耕地表土的剝離應控制在0.5m 左右，而荒草地表土的剝離則應控制在約0.3m[4]。同時應利用剝離后的表土作為露天采場完成開采作業后的覆土材料，以實現對露天采場的環境修復。在露天采場周圍應設置截水溝等設施以避免采場內有地表徑流匯入破壞礦山邊坡并造成水土流失，截水溝設計為梯形斷面結構，并應采用水泥砂漿砌塊石等材料，以防止出現滲漏等問題。在露天采場的邊坡出入溝部分應設置排水溝等建設期的臨時性防護設施，以減少雨水對邊坡的沖刷破壞。

在礦山露天采場進入運行階段后，為有效防治水土流失問題，在水土保持實施方案中綜合采用了工程措施以及植物措施。其中工程措施主要是在露天采場進入運行階段末期后的表土回覆以及整平，以便為后續的植被恢復創造有利條件。在實施過程中應利用露天采場建設階段所產生的剝離表土對采場溝底和平臺均進行回覆，且應合理控制覆土厚度，以充分利用工程材料并滿足植物生長需要。結合該露天開采礦山的實際情況，在制定植物措施實施方案時選擇了五葉地錦以及刺槐等植物種類，并采用了穴狀整地方式，上下部平臺面積分別可能關注在8hm2 和26hm2左右，且五葉地錦應設置于邊坡坡腳出，且種植間距應控制在0.5m，以有效防止邊坡發生水土流失現象，并提高邊坡綠化效果。

4.4.2 該礦山露天開采工業場地區水土保持實施方案要點

在該礦山露天開采建設項目水土保持實施方案中，針對工業場地在建設期以及運行期的不同情況也分別采用了不同的水土流失防治措施。對于建設期的工業場地主要采用了植物綠化措施，在采場生活區、建筑區以及工作人員的集中活動區域均采取了綠化措施，并在場地周邊種植了綠化用花草樹木。在植物類型選擇上應充分考慮礦山所在區域的氣候特點和環境條件，采用具有較好耐受性以及有一定粉塵吸附能力的植物種類，以進一步提高水土保持和綠化效果，并起到美化場區的作用。而在礦山露天開采進入運行階段后，為有效保持水土，在工業場地的水土保持實施方案中綜合采用了工程措施以及植物措施。對進入開采期末段的工業場地應采用土地整平等工程措施來減少水土流失現象，并促進土地生產力的初步恢復。同時應在工業場地內采用植物修復措施，結合該礦山的實際情況采用了撒播早熟禾方式恢復工業場地所占用的原荒草地植被環境。

4.4.3 該礦山露天開采排土堆放區水土保持實施方案要點

礦山露天開采作業中所產生的廢棄土石方在堆放過程中容易發生水土流失現象，因此排土場的水土防治措施也是礦山露天開采建設項目水土保持實施方案中的關鍵性環節之一。在該露天開采礦山的建設階段，綜合采用了工程措施、植物措施以及臨時性防治措施來提高水土保持效果。在排土場應采用漿砌石材料作為擋土墻的主要建筑材料，從而對坡面下滑推土以及碎石等進行有效攔擋，同時應采用PVC 管等材料設置排水設施。通過對該礦區排土場勘查數據的分析發現，其表土土層條件具備實施剝離作業要求，因此在建設期對排土場采用了表土剝離方式，且耕地以及荒草地的表土剝離應分別控制在0.5m 以及0.3m 左右，所剝離表土應妥善保存，以便將其作為終期覆土材料。在礦山露天開采建設項目水土保持實施方案中還針對建設期的排土場特點采用了植物防治措施，通過早熟性禾草籽的撒播減少雨水對排土場堆土以及開挖排水溝時所產生推土的沖刷作用，從而達到防治水土流失的目的。在撒播時應將草籽均勻撒播至排土場內的推土表面和排水溝邊梗，以保證水土保持效果。此外，在礦山露天開采項目建設階段，還應在排土場周圍設置臨時性的排水溝等設施，以防止降雨時所形成的徑流對排土場推土坡面造成沖刷，并促使積水快速排出。在水土保持實施方案的制定中應根據礦山露天開采建設的實際情況合理確定排土場和排石場面積、堆土堆石的比降和邊坡比以及排水溝的長度、深度等各項技術參數。

當礦山露天開采建設項目進入運行期后，在水土保持實施方案中對排土場采用了工程以及植物措施進行水土流失防治。其中應首先在露天開采進入末期后利用剝離表土對排土場進行回覆，然后對土地進行整平處理，從而使排土、排石場地初步具備可修復利用條件。在完成對排土場以及排石場的工程修復后，應通過撒播草籽方式對排土場以及排石場進行植被恢復，提高場地的水土保持能力。

4.4.4 該礦山露天開采作業區水土保持實施方案要點

在礦山露天開采作業過程中，為運輸材料設備、礦石以及渣土，便于人員車輛往來，往往需要修建道路設施，而礦區道路也會造成一定的水土流失，因此這也是水土保持中不可忽視的一個重要環節。礦山露天開采建設項目水土保持實施方案中，對建設期的礦區道路采用了工程措施與植物措施相結合的水土保持方式。由于礦區道路建設時所占用的是原旱地部分，因此采取了表土剝離措施，且應將荒草地表土剝離控制在0.3m 左右，而耕地表土則應控制在0.5m 左右。同時應將排水溝分別設置于礦區道路的兩側，且應采用漿砌石材料，以確保能夠對降雨后所形成的地表徑流進行有效攔截，從而減少水土流失。結合礦區道路的實際情況，應將排水溝的長度比降控制在5‰左右，且場地應達到2.5km，排水溝深度應為0.5m，而溝底寬度則應為0.5m。同時，為例避免排水溝在開挖過程中所形成的堆土受到雨水沖刷而產生水土流失現象，在實施方案中采用了撒播草籽的植物防治措施，所選擇的植物類型為早熟型禾草籽，且應根據實際情況合理控制草籽撒播量和密度。

當礦石露天開采作業進入運行階段后，為避免礦區道路發生水土流失問題，在水土保持實施方案中采用了工程措施與植物措施相結合的防治方式。首先應在開采期末段采用原剝離表土作為覆土材料回覆礦區道路，然后對土地進行整平，為后續的植被恢復創造有利條件。最后采用撒播草籽等植物措施對礦區道路進行進一步的生態修復，以提高其水土保持能力，達到保護礦區生態環境的目的。

結語：

在礦山露天開采建設項目中應結合礦山環境條件等因素制定科學的水土保持實施方案，通過工程措施以及植物措施等多種水土保持措施的合理選擇以及綜合應用及時對礦山露天開采作業區、工業場區、渣土堆放區以及礦區道路等各相關區域進行生態修復，以防止露天開采礦區發生水土流失現象，從而有效保護礦山和周邊區域的自然環境和生態平衡，為礦山企業創造更大的經濟效益、社會效益以及環境效益，推動我國礦山行業向綠色可持續性發展方向升級轉型。