露天煤礦水土保持

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)振興露天煤礦水土保持方案設(shè)計(jì)鄭連臣，周巖，閆洪坤，楊新民遼寧工程技術(shù)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，遼寧阜新（）E-mail：zlc0476@126.com摘要：針對(duì)煤礦建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)，對(duì)可能產(chǎn)生的水土流失進(jìn)行了預(yù)測(cè)，將水土流失防治區(qū)劃分為生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)、供排水工程區(qū)和供電線路區(qū)五個(gè)防治分區(qū)并分別進(jìn)行水土保持設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)其他臨時(shí)防護(hù)措施也進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：水土流失；水土保持；方案設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：S157.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A水土流失是在水力、重力、風(fēng)力等外營(yíng)力作用下，水土資源與土地生產(chǎn)力的損失與與破壞，包括土地表層侵蝕及水的損失[1]。隨著露天煤礦的建設(shè)與生產(chǎn)，大量土、石渣廢棄物的排棄，人為擾動(dòng)地面、構(gòu)筑各類人工平臺(tái)、邊坡等都將對(duì)區(qū)域草地植被及土壤產(chǎn)生損壞和擾動(dòng)，造成水土資源的損壞和土地生產(chǎn)力的下降，同時(shí)在降雨和大風(fēng)的作用下，都將誘發(fā)、加劇了新的水土流失，加速了原地貌的水土流失。在過去的幾十年中，由于重采輕治，開山采礦對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大破壞，礦區(qū)及周邊地區(qū)人民群眾的正常生產(chǎn)生活受到影響，身體健康受到危害，甚至危及群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全[2]。因此，必須開展水土保持設(shè)計(jì)工作，建立健全水土保持措施體系，采取有效的水土保持治理措施，使水土流失減少到最低限度，保持生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)[3]。1振興露天煤礦概況1.1礦區(qū)自然概況振興煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)伊金霍洛旗境內(nèi)，地處黃土高原生態(tài)脆弱區(qū)，屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，是內(nèi)蒙古自治區(qū)水土流失重點(diǎn)治理區(qū)和重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)。由于人為活動(dòng)的長(zhǎng)期影響，天然林木現(xiàn)已基本絕跡，植物種類比較貧乏，土地沙化嚴(yán)重，風(fēng)積砂廣布，具有高原侵蝕性丘陵地貌特征。區(qū)內(nèi)水系不發(fā)育，溝谷較深，無常年地表徑流，雨季在暴雨過后可形成短暫的洪流。冬春季節(jié)多刮西北風(fēng)，夏秋季節(jié)多刮東南風(fēng)，最大風(fēng)力8級(jí)，最大風(fēng)速達(dá)24m/s。1.2煤礦工程概況新劃定的振興煤礦由原來的通達(dá)煤礦、新光煤礦和一部分?jǐn)U區(qū)整合而成，礦區(qū)面積3.7371km2，境界內(nèi)總資源儲(chǔ)量為447萬噸。此次設(shè)計(jì)露天開采Ⅳ-2號(hào)煤層，服務(wù)年限為5.68a。項(xiàng)目工程露天部分均為新建，主要由生產(chǎn)區(qū)（采掘場(chǎng)、排土場(chǎng)、地面防排水等）、輔助生產(chǎn)區(qū)（工業(yè)場(chǎng)地、行政福利區(qū)、截水溝等）、場(chǎng)外運(yùn)輸?shù)缆罚ㄟ\(yùn)煤道路、礦區(qū)道路、排土場(chǎng)道路等）、供熱工程、供排水工程和供電通信設(shè)施幾部分組成。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施安排計(jì)劃，礦建工程已于2007年6開工。2水土流失預(yù)測(cè)露天煤礦屬生產(chǎn)類開發(fā)項(xiàng)目，水土流失預(yù)測(cè)時(shí)段劃分為建設(shè)期（包括植被恢復(fù)期）和生產(chǎn)運(yùn)行期，共7年，預(yù)測(cè)單元及時(shí)段具體劃分見表1。根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)規(guī)范》，結(jié)合露天煤礦工程布局、施工工藝及施工組織等特點(diǎn)及其工程所在區(qū)域的微地形、-1-地貌等下墊面狀況，采用資料調(diào)查法和類比實(shí)測(cè)法對(duì)建設(shè)期、生產(chǎn)運(yùn)行期擾動(dòng)原地貌、損壞植被棄土石渣量和排土場(chǎng)、采掘場(chǎng)等水土流失面積及水土流失量進(jìn)行了預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果為：本工程建設(shè)期和生產(chǎn)期擾動(dòng)原地貌、土地及植被面積分別為28.5hm2和80.9hm2（見表2），土壤侵蝕總量為22374.85，造成新增水土流失總量為9362.25t。表1水土流失預(yù)測(cè)單元及預(yù)測(cè)時(shí)段表預(yù)測(cè)單元建設(shè)期運(yùn)行期（3年）施工期（1年）植被恢復(fù)期（3年）風(fēng)蝕水蝕風(fēng)蝕水蝕風(fēng)蝕水蝕生外排土場(chǎng)1133產(chǎn)采掘場(chǎng)113333區(qū)地面防排水1133輔助生產(chǎn)區(qū)11運(yùn)輸?shù)缆?1供排水工程1133供電線路1133表2新增水土流失面積統(tǒng)計(jì)表預(yù)測(cè)單元面積（hm2）地類建設(shè)期生產(chǎn)期生外排土場(chǎng)28.50草地產(chǎn)采掘場(chǎng)（首采區(qū)）22.7246.8草地區(qū)地面防排水2.462.46草地輔助生產(chǎn)區(qū)1.21.2草地運(yùn)輸?shù)缆?.500.50草地給排水工程1.041.04草地供電線路0.400.40合計(jì)28.580.93水土保持方案設(shè)計(jì)根據(jù)對(duì)礦區(qū)的土地適宜性評(píng)價(jià)，確定了土地的利用方向?yàn)榱謽I(yè)和牧業(yè)，故該水土保持方案設(shè)計(jì)的防護(hù)措施以工程措施和植物措施為主。按照《開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土保持方案技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，確定了防治責(zé)任范圍（包括項(xiàng)目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)）為106.41hm2。為了更好、更具針對(duì)性地對(duì)礦區(qū)建設(shè)生產(chǎn)所帶來的新增水土流失進(jìn)行防治，根據(jù)主體工程總平面布置，工程建設(shè)生產(chǎn)特點(diǎn)和新增水土流失類型、范圍等，并結(jié)合文獻(xiàn)[3]，本方案將該項(xiàng)目的水土流失防治區(qū)劃分為生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)、供排水工程區(qū)和供電線路區(qū)五個(gè)防治分區(qū)并分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中，外排土場(chǎng)、采掘場(chǎng)、運(yùn)輸?shù)缆肥撬亮魇Х乐蔚闹攸c(diǎn)。水土流失防治分區(qū)及防治責(zé)任范圍見表3。表3水土流失防治分區(qū)防治分區(qū)防治責(zé)任范圍（hm2）備注生產(chǎn)區(qū)輔助生產(chǎn)區(qū)運(yùn)輸?shù)缆穮^(qū)供排水工程區(qū)102.011.731.421.91重點(diǎn)治理區(qū)重點(diǎn)治理區(qū)重點(diǎn)治理區(qū)-2-供電線路區(qū)0.46合計(jì)106.413.1生產(chǎn)區(qū)防治區(qū)方案設(shè)計(jì)3.1.1外排土場(chǎng)防治區(qū)方案設(shè)計(jì)通過對(duì)主體工程分析，排土場(chǎng)邊坡是相對(duì)穩(wěn)定的，但在大雨情況下，易使排土場(chǎng)工作幫坡形成許多沖刷溝，引起水土流失。故外排土場(chǎng)水土保持方案的設(shè)計(jì)只在主體工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步采取攔擋措施，以減少水土流失量。（1）周邊擋土圍埂和防護(hù)林設(shè)計(jì)經(jīng)過實(shí)地調(diào)查，依據(jù)《水土保持綜合防治技術(shù)規(guī)范》估算的徑流總量，并結(jié)合相鄰礦區(qū)水土流失治理的成功經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)圍埂的總高度為1.5m，圍埂頂寬結(jié)合機(jī)械施工取1.0m，內(nèi)外坡比分別為1：1和1：1.5，擋土圍埂總長(zhǎng)度3250m。為了防止坡面泥沙淤積，圍埂與邊坡預(yù)留2.0m寬的蓄水空間，且每隔10m布設(shè)一橫擋，防止水流集中。然后設(shè)計(jì)擋土圍埂防護(hù)林：在圍埂頂部及內(nèi)外側(cè)邊坡點(diǎn)播檸條，并在圍埂周邊種植油松、檸條，使內(nèi)側(cè)形成10m寬，5行檸條為一帶的防護(hù)林帶，外側(cè)形成10m寬，5行油松為一帶的防護(hù)林帶。（2）平臺(tái)設(shè)計(jì)外排土場(chǎng)形成最終平臺(tái)高度為40m，由階梯平臺(tái)和最終平臺(tái)組成，每個(gè)臺(tái)階高度為20m。由于排土場(chǎng)平臺(tái)的物料多由泥巖及大小不等的石礫所組成，土壤結(jié)構(gòu)比較緊密，滲水和蓄水的能力都很低，產(chǎn)匯流量較大，為了防止集中徑流極有可能發(fā)生沖溝。因此，設(shè)計(jì)采取網(wǎng)格式分塊攔蓄和植物的措施。鑒于礦區(qū)風(fēng)力強(qiáng)勁，排土場(chǎng)平臺(tái)又高于附近地面，表土肥力低，結(jié)構(gòu)不良、保水保墑能力差等特點(diǎn)，不利于植物生長(zhǎng)，故本設(shè)計(jì)首先對(duì)平臺(tái)進(jìn)行覆土，平均覆土厚度取為0.50m，然后在排土場(chǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)排放標(biāo)高后，將最終平臺(tái)分割成100m×50m規(guī)格的畦田，階梯平臺(tái)由于平臺(tái)寬度在25.0m左右，將階梯平臺(tái)分隔成100m×25m的地塊。圍埂高度設(shè)計(jì)為0.50m，頂寬0.50m，內(nèi)外坡比均為1：1。為了防止匯水沖刷邊坡，設(shè)計(jì)階梯平臺(tái)平整時(shí)做成反坡，外高內(nèi)低。最后在覆土的平臺(tái)上面營(yíng)造灌草帶狀防護(hù)帶，最終形成2m寬為一帶的沙棘防護(hù)林帶，4m寬為一帶的草帶。（3）邊坡綜合防護(hù)措施排土場(chǎng)邊坡坡面較長(zhǎng)，巖土疏松、穩(wěn)定性差，含水量低，植物生長(zhǎng)困難，極易發(fā)生土壤侵蝕，故排土場(chǎng)邊坡也應(yīng)首先在邊坡采取覆土措施，平均覆土0.50m，然后在其上營(yíng)造灌木防護(hù)林，面積為10hm2（內(nèi)邊坡面積4hm2，外邊坡面積6hm2），樹種選擇檸條或沙棘。3.1.2采掘場(chǎng)防治區(qū)方案設(shè)計(jì)（1）采掘場(chǎng)周邊網(wǎng)圍欄設(shè)計(jì)采掘場(chǎng)是低于周邊原地貌的巨大采坑，侵蝕主要發(fā)生在采掘場(chǎng)的幫坡和工作平臺(tái)上。由于土壤侵蝕以內(nèi)部搬移和沉積為主，因此采掘坑的水土流失較小。為了防止人為活動(dòng)對(duì)采掘坑外圍天然草地的損壞，增加采掘坑外圍植被覆蓋度，減少風(fēng)力侵蝕對(duì)周邊環(huán)境的污染，設(shè)計(jì)采取網(wǎng)圍欄圍封禁牧，即用水泥柱和5道鋼絲網(wǎng)片(或刺絲)將采掘坑外圍進(jìn)行圍封，長(zhǎng)度6.5km，并每隔8m設(shè)1根水泥樁，水泥樁高2.0m，埋深0.45m，每48m設(shè)置中間柱一根。（2）內(nèi)排土場(chǎng)設(shè)計(jì)按照主體工程設(shè)計(jì)的排棄計(jì)劃，在方案服務(wù)期內(nèi)，采掘場(chǎng)內(nèi)排土場(chǎng)從2007年開始，到-3-方案服務(wù)期末的2014年可形成最終平臺(tái)。由于邊坡仍處于排棄狀態(tài)，因此，方案只對(duì)內(nèi)排土場(chǎng)平臺(tái)進(jìn)行措施設(shè)計(jì)。平臺(tái)設(shè)計(jì)與外排土場(chǎng)相同，最終形成2m寬為一帶的沙棘防護(hù)林帶，4m寬為一帶的草帶，造林種草面積13hm2。（3）采掘場(chǎng)周邊防護(hù)林設(shè)計(jì)采掘場(chǎng)周邊長(zhǎng)度5600m，面積11.2hm2，被設(shè)計(jì)成周邊防護(hù)林帶，樹種選擇油松、檸條。最終內(nèi)側(cè)形成10m寬，5行檸條為一帶的防護(hù)林帶，外側(cè)形成10m寬，5行油松為一帶的防護(hù)林帶。3.2輔助生產(chǎn)區(qū)防治區(qū)方案設(shè)計(jì)3.2.1工業(yè)場(chǎng)地工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)道路總長(zhǎng)335m，設(shè)計(jì)采取兩林夾一路形式，在道路兩側(cè)各營(yíng)造2行喬木防護(hù)林，內(nèi)側(cè)栽植針葉樹云杉，外側(cè)栽植闊葉樹國(guó)槐。工業(yè)場(chǎng)地行政福利區(qū)布設(shè)綴花草坪，平均每30m2草坪點(diǎn)綴一叢花灌木?；ü嗄具x擇沙地柏、玫瑰、珍珠梅、榆葉梅，草坪選擇早熟禾，草坪種植面積為0.1hm2。其他區(qū)域的綠化以種植披堿草為主，其間點(diǎn)綴常綠針葉樹，綠化面積0.28hm2。3.2.2截水溝為防止自然地勢(shì)坡面水流入工業(yè)場(chǎng)地，對(duì)工業(yè)場(chǎng)地構(gòu)成威脅，主體工程在圍墻外側(cè)設(shè)置了截水溝，用以截排及疏導(dǎo)圍墻外坡面徑流。截水溝采用矩形斷面，設(shè)計(jì)防御標(biāo)準(zhǔn)為二十年一遇24小時(shí)最大暴雨量，設(shè)計(jì)最大流量為0.55m3/s，斷面底寬為50cm，溝深80cm，截水溝縱坡為1％。截水溝采用漿砌片石加固防護(hù)，厚度30cm，漿砌片石下鋪設(shè)厚度為10cm的砂礫墊層。在截水溝兩側(cè)空地內(nèi)種植檸條，兩側(cè)灌木林帶寬各3m。3.3運(yùn)輸?shù)缆贩乐螀^(qū)方案設(shè)計(jì)本礦區(qū)交通以公路運(yùn)輸為主，根據(jù)工程對(duì)外運(yùn)輸聯(lián)系的需求，礦區(qū)需新建道路4條，即礦山聯(lián)絡(luò)道路，運(yùn)煤道路、儲(chǔ)煤場(chǎng)聯(lián)絡(luò)道路和工業(yè)場(chǎng)地外部道路。其防治重點(diǎn)是路基邊坡，采取植物、工程護(hù)坡和排導(dǎo)工程加強(qiáng)防護(hù)[4]。路基邊坡采取種草措施護(hù)坡固土，草籽設(shè)計(jì)選擇適宜當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)的紫花苜蓿、沙打旺等，并在公路路基兩側(cè)各營(yíng)造2行防護(hù)林，樹種可選新疆楊或者油松。道路路面采用瀝青砼硬化處理，以維護(hù)路基穩(wěn)定和公路安全運(yùn)行。為了減少水蝕，道路兩側(cè)應(yīng)修排水溝，設(shè)計(jì)防御標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇24小時(shí)最大降雨量。此外在施工過程中采用灑水車對(duì)施工區(qū)域經(jīng)常灑水以降低揚(yáng)塵。3.4供排水工程和供電線路防治區(qū)方案設(shè)計(jì)供排水工程和供電線路在施工的過程中由于管溝開挖及土料堆放，占?jí)汉蛽p壞了原地表植被，加速了施工區(qū)及周邊土地的風(fēng)蝕沙化。但由于施工占用土地均為天然草地，且施工結(jié)束后又將把原地表熟土回填到管溝表層，施工區(qū)域得以全部整理、平整，故該區(qū)防治以植物恢復(fù)為主。設(shè)計(jì)在施工走廊范圍內(nèi)盡量保護(hù)原有植被，管溝開挖料暫時(shí)堆放在管溝一側(cè)，并設(shè)置臨時(shí)攔擋措施，另一側(cè)作為施工區(qū)和施工道路，在施工結(jié)束后，及時(shí)對(duì)施工擾動(dòng)區(qū)的空地和原植被破壞的地塊進(jìn)行直播檸條。-4-3.5其他臨時(shí)防護(hù)措施根據(jù)水土流失的預(yù)測(cè)，該建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生水土流失主要在建設(shè)期。針對(duì)施工過程中產(chǎn)生水土流失特點(diǎn)，還需采取有效臨時(shí)防護(hù)措施：（1）建筑用的砂石堆放應(yīng)當(dāng)設(shè)苫布圍擋，對(duì)容易誘發(fā)沙塵、粉塵及污染土壤的建材進(jìn)行覆蓋，尤其在大風(fēng)天氣里。砂石料堆放區(qū)、預(yù)制構(gòu)件場(chǎng)、混凝土攪拌站的工程活動(dòng)在揚(yáng)沙天氣和降雨天氣要求停止。（2）各施工場(chǎng)地平整時(shí)，要求在各開挖面做好臨時(shí)的攔擋和截水措施，尤其是雨季施工。施工過程中產(chǎn)生的徑流臨時(shí)疏導(dǎo)至低洼地，或設(shè)置臨時(shí)性的土沉淀池，以攔截泥沙。有明顯較大匯流時(shí)，應(yīng)提前作好疏導(dǎo)措施。（3）各施工場(chǎng)所盡量減少施工占地，減少擾動(dòng)損壞地表植被面積，施工期產(chǎn)生的建筑垃圾，要及時(shí)清運(yùn)，堆放至指定場(chǎng)所，并實(shí)施平整、碾壓覆土等，以利恢復(fù)植被。（4）施工場(chǎng)所應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行噴灑水，減少地面起塵。4結(jié)束語(yǔ)礦山水土流失的治理是一個(gè)長(zhǎng)期的、艱巨的綜合治理工程，需要建設(shè)單位與當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T積極協(xié)調(diào)配合，認(rèn)真落實(shí)方案，保質(zhì)保量地完成水土保持各項(xiàng)措施，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。此外，水土保持工作還需要全員全過程的管理，要求每個(gè)員工都要有環(huán)護(hù)意識(shí)，減少不必要的水土流失。參考文獻(xiàn)[1]張征主編.環(huán)境評(píng)價(jià)學(xué)[M].高等教育出版社.2006,2:568~620.[2]李純乾,李樹彬等.礦區(qū)水土保持管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].山西水土保持科技.2007,(1):39~40.[3]周龍義,朱建新等.霍林河礦區(qū)總體規(guī)劃水土保持設(shè)計(jì)方案探討[J].煤炭技術(shù).2003,22(11):101~103.[4]賈洪紀(jì),任革,馬峰.鳥山煤礦水土保持方案的編制[J].黑龍江水專學(xué)報(bào).2006,33(1):110~112.ProgrammeDesignonSoilandWaterConservationinZhenxingSurfaceCoalMineZhengLianchen，ZhouYan，YanHongkun，YangXinminCollegeofRosourceandEnvironmentEngineering，LianningTechnicalUnive