非金屬礦山開采的水土流失防治措施探討

李亞琳

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊，新疆烏魯木齊 830000）

非金屬礦山開采過程中由于受到土石方挖填、棄土廢渣堆排、擾動地表面積大的影響，導(dǎo)致土壤侵蝕面變大，且在強降雨的影響下水土流失問題比較嚴(yán)重，嚴(yán)重危害群眾的生產(chǎn)、生活及周邊區(qū)域環(huán)境安全等。為此，相關(guān)工作人員很有必要基于非金屬礦山恢復(fù)治理問題提出相應(yīng)的水土流失防治措施。

1 非金屬礦山恢復(fù)治理問題

1.1 加劇水土流失

開采非金屬礦山時會損壞地表植被，降低礦區(qū)地下水位，破壞原有地形地貌，加劇水土流失的速度。開采非金屬礦山時由于工程建設(shè)導(dǎo)致大量土地被破壞，比如采礦場、廢石場、工業(yè)廣場、礦部生活區(qū)、運輸?shù)缆返取?/p>

1.2 巖體變形導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害

開采非金屬礦山時因受到外部作用的影響，巖石體變形的問題比較常見，一定程度上導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，比較常見的就是開采礦山時出現(xiàn)坍塌問題。比如非金屬礦山采空區(qū)受到留設(shè)的礦柱數(shù)量不達(dá)標(biāo)或損害的影響，其支撐性能方面的需要得不到滿足，地面塌陷發(fā)生的概率較高，尤其是采空區(qū)埋藏較淺的區(qū)域。而埋藏較深的區(qū)域如果沒有及時回填崩落的采空區(qū)，容易造成大范圍塌陷的問題。此外，礦坑周邊的巖石受到地殼應(yīng)力影響較嚴(yán)重時還可能出現(xiàn)嚴(yán)重收縮，開采的過程中給礦坑周邊巖石造成較大的空間，巖石容易從急劇收縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)力釋放，最終出現(xiàn)巖體飛濺或破裂的問題，嚴(yán)重威脅工作人員的生命安全。此外，開采非金屬礦山時采礦場容易出現(xiàn)滑坡、邊坡失穩(wěn)與崩塌的問題，這些地質(zhì)災(zāi)害在露天開采中發(fā)生機率較高。

1.3 排水工作破壞地表

通常情況下，部分地質(zhì)情況及水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜時，為了順利開展采礦工作，很有必要及時排干地下水，做好強排深降工作，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。其中，地面塌陷是比較常見的災(zāi)害。比如我國北方地區(qū)的非金屬礦山開采礦床期間無論礦床的上覆層還是下伏，其含水量較高，區(qū)域中的地層內(nèi)部含水，下伏層組成結(jié)構(gòu)為奧陶紀(jì)灰?guī)r。在這樣的地質(zhì)條件下采礦必須使用強排水技術(shù)，但容易導(dǎo)致地層結(jié)構(gòu)存在水頭差，增加了礦床下部灰?guī)r地區(qū)的水壓力，導(dǎo)致部分隔水層比較薄弱的地區(qū)存在突水的問題。此外，受到排水的影響，礦區(qū)地表坍塌發(fā)生率較高，破壞了地表上的建筑物、農(nóng)田與交通。部分地區(qū)受到排水作業(yè)影響清空了附近的地表水，無法及時補充淺層水資源，地表植被存活率不高，導(dǎo)致其存在土地沙化的問題，降低土地的生存條件。

2 非金屬礦山開采的水土流失防治措施

2.1 工程措施

工程措施可從幾個方面進(jìn)行：一是表土剝離。根據(jù)《中華人民共和國水土保持法》的內(nèi)容可知，很有必要分層剝離、利用與保存地表土。因為礦山項目占地以裸巖石礫地、天然牧草地為主，這就意味著礦部生活區(qū)、工業(yè)場區(qū)基本上都是處于相對平坦的位置。剝離區(qū)域表土后需要集中堆存防護(hù)，并應(yīng)用在礦山閉坑后的礦山各個功能區(qū)的土地復(fù)墾。在礦山開采期全面考慮表土堆置時間，以施工時序為依據(jù)統(tǒng)一考慮臨時排土場與表土堆置，之后分區(qū)域存放。因為臨時堆置的表土更容易松散，必須及時采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)策略，統(tǒng)一防護(hù)排土場攔擋措施。其次，截排水措施。工作人員可以參考《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—2014）的內(nèi)容確定和場地有關(guān)的防洪標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上明確截排水溝防洪標(biāo)準(zhǔn)。若采礦場的石料較多，必須就地取材，且給予截排水溝的結(jié)構(gòu)類型為漿砌石。若缺乏石料，也可以使用混凝土結(jié)構(gòu)。布置截排水溝時可以選擇廢石場周邊、臨時排土場、工業(yè)場區(qū)等。最后，攔擋措施。施工人員應(yīng)以“先攔后棄”為基本原則做好排石場堆存，堆土前設(shè)置攔擋設(shè)施時結(jié)合地質(zhì)條件修筑攔擋設(shè)施或場地地形。確定擋墻形式時應(yīng)參考廢石巖性、廢石數(shù)量、場地坡度等。若墻高不超過5m，地基土質(zhì)不良、廢石堆放的下游有重要工程，可以使用的擋墻結(jié)構(gòu)為懸臂式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。擋墻的石料主要源自礦區(qū)開挖的弱風(fēng)化與新鮮的塊石，且其塊徑控制在30cm內(nèi)。若石料不足，可以采用的結(jié)構(gòu)為混凝土。開挖擋墻基礎(chǔ)時強風(fēng)化層下線與弱風(fēng)化層上線，控制其深度在80cm 以上，按照1：1.0 的比例開展基礎(chǔ)邊坡的開挖工作，之后在坑內(nèi)做好碎石回填工作。

2.2 臨時措施

臨時措施可以從兩個方面著手：一方面，臨時攔擋。若礦石開采的過程中影響了外側(cè)邊坡，還必須及時采取相應(yīng)的防護(hù)策略。通常情況下，可以在開采平臺外圍設(shè)置臨時攔擋，可通過采購相應(yīng)的鐵絲圍欄對開采平臺外圍進(jìn)行攔擋，并栽埋警示牌進(jìn)行警示提醒。施工簡易的上山道路時開挖路基和填筑時因為其邊坡在裸露的狀態(tài)中，為避免周邊環(huán)境或路基下邊坡受到水土流失的影響，必須及時采取有效的防護(hù)策略。工程施工時可以借助攔渣柵欄進(jìn)行臨時攔擋，在防護(hù)高挖路段時合理利用鉛絲石籠擋墻與用干砌塊石擋墻。對于礦部生活區(qū)、基建期工業(yè)場區(qū)或廢石場覆蓋表土可以存放在表土場區(qū)域，控制表土堆高不超過3m，堆土邊坡控制在1:2 之間，拍實表面，用填土編織袋攔擋防護(hù)坡腳。另一方面，臨時沉沙與排水。施工人員在施工的過程中可以通過多樣化的防治區(qū)永久排水溝線位做好臨時排水溝的開挖工作，排實溝壁，全面考慮礦山較長的開采周期，確保沉沙地的設(shè)計符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 植物措施

植物措施可以從兩個方面進(jìn)行：一方面，園林式綠化。工業(yè)場地或輔助生活區(qū)施工完成后就會出現(xiàn)空置的場地。為了降低水土流失，及時改善工業(yè)或辦公區(qū)或生產(chǎn)生活環(huán)境，可以在防護(hù)時結(jié)合花、灌、草等等。植物的選擇應(yīng)以快速生長、樹形優(yōu)美且具有很強適應(yīng)性的鄉(xiāng)土樹種，這不僅可以保持水土，而且有利于改善項目環(huán)境。喬木品種的選擇可以為云杉、雪松；灌木品種的選擇可以為大葉黃楊、紅葉石楠，可以在中間配置具有觀賞性的花卉，且選擇狗牙根、高羊茅之類的草種。另一方面，采礦結(jié)束后的綠化。采礦結(jié)束后還必須及時恢復(fù)廢石場、排土場、采空區(qū)的植被；若采場區(qū)域開采后構(gòu)成的開挖邊坡，則可以給馬道設(shè)置栽植攀緣植物綠化；按照土地利用類型及時恢復(fù)工業(yè)場地的綠化。

3 結(jié)論

非金屬礦山生態(tài)環(huán)境治理工作難度較大，且其是比較系統(tǒng)的工程。為了提高周邊居民的生活品質(zhì)，降低水土流失的加劇，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保障社會的安定，工作人員應(yīng)結(jié)合非金屬礦山恢復(fù)治理存在的問題提出工程措施、臨時措施與植物措施等方面的建議，希望可以保障非金屬礦山開采的安全，為企業(yè)的安全、可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。