采矿工程用地水土保持方案编制的几个问题

康玲玲，董飞飞，，刘小强，刘军军

(1.黄河水利科学研究院，水利部黄河泥沙重点实验室，450003;2.华北水利水电学院资源与环境学院，450011:郑州)

采矿工程(井采矿和露采矿)尽管基建期比较短，但绝大多数项目的生产运行时间比较长，导致该类工程用地不仅在建设期容易产生水土流失，而且生产运行期由于大量矸石(尾矿、废渣)和废土(石)的排放与堆存，更容易产生不同程度的水土流失。由于井采矿工程地下大范围的开采、挖空、扰动，还会导致地表大面积塌陷，在生产运行期间废渣、弃矸的随意占地和堆放，如不采取防护措施，遇外部诱发营力，有可能发生滑坡、泥石流等地质灾害。矿井疏干排水，也会对矿区及附近的地表河流、浅层地下水造成影响和破坏，直接导致植物枯死、土地沙化和植被退化等［1］。

针对采矿工程的水土流失情况，为了贯彻落实《中华人民共和国水土保持法》，保护和合理利用水土资源，改善生态环境，根据“谁开发、谁保护，谁造成水土流失、谁治理”的原则，采矿工程用地水土保持方案编制和落实的工作得到了不断推进;但由于种种原因，目前水土保持方案编制过程中还存在有诸多不足与问题，因此，笔者结合多年来水土保持方案编制的实践和水土保持方案审查的体会，就采矿工程用地水土保持方案编制中的几个问题进行探讨，以期为同类工程的水土保持方案编制提供参考。

1 林草覆盖率的确定

1.1 林草覆盖率确定中存在的问题

根据GB 50434—2008《开发建设项目水土流失防治标准》(以下简称《防治标准》)的规定，林草覆盖率即指林草类植被面积占项目建设区面积的比例。采矿工程属建设生产类项目，就多年平均降水量400 ～600 mm 区域设计水平年(即试运行期)林草覆盖率的规定标准而言，执行一级、二级和三级的林草覆盖率标准值分别为25%、20%和15%(表1)。

表1 建设生产类项目水土流失防治标准——林草覆盖率Tab.1 Control standards for soil and water loss construction and production projects——percentage of the forestry and grass coverage

表1 中:1)降水量300 mm 以下地区，林草覆盖率可根据降水量与有无灌溉条件及当地生产实践经验分析确定;2)降水量300 ～400 mm 的地区，表中的林草覆盖率绝对值可降低3 ～5;3)降水量600 ～800 mm 的地区，表中的林草覆盖率绝对值可增加1 ～2;4)降水量800 mm 以上地区，表中的林草覆盖率绝对值宜提高2 以上。

实际上，很多采矿工程用地的林草覆盖率难以达到。表2 给出了采矿工程的地面系统组成情况。

表2 采矿工程主要地面系统一览表Tab.2 Schedule for major ground system of mining engineering

由表2 可以看出，临时占地的建设内容主要包括排土场、排矸场、场外供排水和供热管线，以及供电通讯沿线等。根据措施布设原则，临时占地区域的水土保持措施应按照原有土地利用类型来布设，只有临时占用林草地或者荒地的，施工后期才能布设林草措施;对于临时占用耕地并在施工后期撒播草籽绿化的，尽管很多编制人员在效益计算时错误地将其统计为植物措施面积，但实际上只能将其作为复耕(工程措施)的绿肥处理，而且其中如排土场、弃渣场、排矸场、尾矿库等，除拦挡坝外坡面和周边防风林等可以在建设期布设植物措施外，其余绝大部分区域只能到终期才能布设措施。

尽管在如工业场地(包括矿井工业场地和风井场地)、生活基地等处的空闲地会栽植花草、树木，周边或许栽植防风林，主体设计绿化率可以达到20%左右;但由于主要占地的采掘场、地面运输系统、地面加工系统等的工程特点，至设计水平年难以或者很少布设林草措施，因此，项目区总的林草措施面积就很难达到占地总面积11%～28%的要求。

1.2 对林草覆盖率确定的建议

建议确定该类工程设计水平年的林草覆盖率时，既要根据项目区的年降水量对标准值进行修正，同时还应结合主体工程布设情况和临时占地面积及类型，依据设计水平年能到位的林草措施面积，推算出林草覆盖率能达到的比例。若达不到标准，应充分说明理由，对防治目标进行调整，而不能完全照搬《防治标准》的要求生搬硬套。

2 排矸场、排土场和尾矿库等场址的选定

采矿工程在采矿和选煤过程中会产生大量的煤矸石，由于煤矸石堆放需要占用大量土地，而且往往因暴雨洪水的影响，矸石堆积体会产生滑坡、垮塌等，不仅会给当地环境造成不良影响，还会对当地人民群众的生命、财产构成极大威胁。

剥离的表层岩土排至排土场，排土场长期占用的土地会影响原有土地的使用功能，且由于它们直接暴露，会发生飞尘和扬尘，甚至还会散发有害气体，造成植被生态的破坏，在雨水淋溶后有害液体还会污染土壤及地表与地下水体。此外，在排土场地还有可能发生坍塌或形成泥石流，从而威胁当地人民群众生命、财产的安全。

尾矿库是为了妥善存放和处理大量的尾矿(砂)而修建的拦挡建筑物，其堆积物一般是选矿厂选出矿石后产生的大量废矿渣，以矿浆状态排出，个别情况下，也有以干沙状态排出的。尾矿库内堆积的尾矿渣，多数含有有毒物质，并且颗粒细小，呈粉末状，当遭到4 级以上风力袭击后，易产生风蚀。其堆积坝坡往往是由废矿渣堆积而成，一般情况下没有采取有效的防护措施，并且由于其堆积物矿物成分复杂，植物难以生长，在降雨情况下易产生水土流失，严重地破坏当地的生态环境，威胁下游工矿、居民区的安全［3］。

鉴于此，建议在编制水土保持方案过程中，针对主体设计所需设置的排矸场、排土场和尾矿库进行合理选址，或者针对主体设计所确定的场址进行合理性分析与评价，对于不符合水土保持要求的，提出新场址或意见就显得十分重要;所以，必须根据项目区地形地貌的实际情况，按照《开发建设项目水土保持技术规范》［4］(以下简称《技术规范》)的有关规定，对照主体设计所选定的场址做以下5 方面的分析［5-6］。

1)不得在江河、湖泊、建成水库及河道管理范围内布设弃土(石、渣)场;若有涉及河道的，应符合治导规划及防洪行洪的规定，并具有附件。

2)不得影响周边公共设施、工业企业、居民点等的安全，尤其下游一定距离范围内不能有居民点和重要设施。

3)禁止在对重要基础设施、人民群众生命财产安全及行洪安全有重大影响的区域布设弃土(石、渣)场。

4)不宜布设在流量较大的沟道，否则应针对可能引发泥石流的问题进行防洪论证，凡遇此类情况，首先要勾画出场址区尤其是完整上游的等高线，推算出场址上游的汇流面积，并通过最大洪水计算，分析洪水可能的影响与威胁。若在允许范围内，则还要看周边截洪排水等措施是否有了合理的布设。

5)最好选址在山丘区来水较小的荒沟、凹地、支毛沟，平原区的凹地、荒地，风沙区应避开风口和易产生风蚀的地方，同时，还需避开交通要道的可视范围。

3 弃渣场的措施布设

《技术规范》规定:弃土(石、渣)应综合利用，不能利用的应集中堆放在专门的存放地，并按“先拦后弃”的原则采取拦挡措施，对于开挖、排弃、堆垫的场地还需采取护坡、截排水和整治等措施［4，7］。针对排土场、排矸场、弃渣场(以下统称三者为弃渣场)的措施布设，提出以下建议。

1)选择合适的拦挡措施类型。沟谷型弃渣场需修建拦渣坝，平原区和坡地弃渣场可修建挡渣墙;既要满足库容需求，又要尽量使得拦挡墙(坝)的高度降到最低，同时还需进行稳定性计算与分析，以确保拦挡措施的安全。

2)从实际出发，根据来水量和地形情况确定山谷型弃渣场周边是否修建截排水沟。一般情况下，为减少外来水量对渣体的冲刷，避免引发泥石流，应在渣体坡面边缘修筑浆砌石截、排水沟，并通过计算洪峰流量来确定截、排水沟的断面尺寸;但对于来水量较小且地形不允许(如两侧均是高陡边坡，或者沟壑密布)的区域，就不一定再布设截、排水沟，否则不是难以施工，就是所修建的截排水沟不能连接相通，达不到应有的作用，即使有了投资也难以实现。当然，个别情况也可以局部修建截水沟。

3)为了使排土场的下边坡稳定，对于高度在12 m 以上，结构较松散，或高20 m 以上，结构较紧密的均质土坡，应进行阶梯形削坡开级或者折线形削坡开级;对于高度大于30 m、结构松散的均质土坡，最好采用大平台(8 ～10 m 设一平台，平台宽4 m 以上)形削坡开级，其坡比应小于1∶1.5，上部还需更缓一些，并且在平台内侧修建横向排水沟，或者坡面平台上修建土埂(也即形成反向坡)，将坡面上的雨水汇集至两侧的竖向浆砌石排水沟。对于削坡后的边坡一般采取植草或者灌草相结合的护坡方式，以显示环境效果。

4 尾矿库治理方案的编制

山谷型尾矿的尾矿坝或者其他形式尾矿库的围坝都属于专业设计工程，建议水土保持方案编制时只对建设期和闭库时终期的防治措施作出必要的安排。

1)建设期临时防护措施。在尾矿库修建过程中，因地表清理、拦挡坝砌筑、排水沟开挖等工程活动会不同程度地损坏、改变原有地貌，产生相应程度的水土流失。水土保持措施应以主体工程中的工程措施为主，辅以临时措施和植物措施，重点预防在使用过程中出现的水土流失。在施工期提高拦挡坝的安全系数，做好排水工作。同时，还要及时进行表土剥离和集中堆放，以及堆存过程中的临时拦挡、苫盖和周边排水等措施。

2)主坝背水坡面植物护坡。对于主坝背水坡面，除主体设计已经布设的阶梯、排水等工程措施外，水土保持方案应侧重于植物措施，如进行工程整地，并以品字型配置植物，如黄河中下游地区栽植紫穗槐(Amorpha fruticosa)(背水坡下部)和沙棘(Hippophae fructus)(背水坡上部)，这2 个树种具有适应性强、固土性能好、耐旱、耐瘠薄、生长快、速成林的特点，可以取得较好的防护效果［3］。

3)尾矿库的闭库治理。对于尾矿库，除前述的对主坝背水坡面进行植物护坡、在周边设置必要的截排水沟和防风林带外，主要是针对尾矿库的使用年限，水土保持方案报告书中还应对闭库后的库面治理提出相应措施，即闭库治理方案。

由于库内干滩区为尾矿渣堆积而成，为了满足植物生长，就必须进行覆土改造。至于覆土厚度，需根据后期土地利用方向来确定。冯全洲等［8］认为，土地复垦时可根据不同的植物种类按地境结构确定覆土厚度。根据《技术规范》的规定，作为农地一般覆土0.8 ～1.0 m，作为林地覆土0.5 m 以上，作为草地覆土0.3 m 以上［4］;因此，依据库面或者滩区的面积，可以推算出耕地恢复面积和所需覆土的厚度。至于土源，最好能使用矿区采场剥离的弃土(包括表土)、城市污泥以及河道治理多余河泥等，可采取机械进行逐年、分块摊平使用。同时，在复垦过程中，还应合理确定农业机耕道、田块、农田防护林以及农田排灌设施的布置，分区布设植物措施或作为耕地使用，以便改善尾矿库区的生态环境，方便农业机械化生产，增加林草覆盖率，防止产生新的水土流失［3］。

5 小结

1)确定采矿工程设计水平年的林草覆盖率时，既要根据项目区的年降水量对标准值进行修正，同时还应结合主体工程布设情况和临时占地面积及类型，依据设计水平年能到位的林草措施面积，推算出林草覆盖率能达到的比例。若达不到标准，应充分说明理由，对防治目标进行调整，而不能完全照搬《防治标准》的要求。

2)在编制水土保持方案过程中，应针对工程实际和项目区地形地貌，按照《技术规范》的有关规定，对主体设计设置的排矸场、排土场和尾矿库的选址进行合理性分析评价。

3)在进行排土场、排矸场、弃渣场的措施布设时，首先应选择合适的拦挡措施类型，从实际出发，根据来水量和地形情况确定山谷型弃渣场周边是否修建截排水沟;依据排土场边坡的高度、结构密实情况等采取不同的削坡开级方式，并对削坡后的边坡采取相应的防治措施。

4)在尾矿库修建过程中，水土保持措施应重点预防在使用过程中出现的水土流失，在施工期采取提高拦挡坝安全系数，及时进行表土剥离和集中堆放，以及堆存过程中的临时拦挡、苫盖和周边排水等措施;主坝背水坡面应侧重于植物措施，配置适宜的树种，增强防护效果;针对尾矿库的使用年限，终期闭库方案主要采取铺土改造、复耕或恢复植被，以改善尾矿库区的生态环境，增加林草覆盖率，防止产生新的水土流失。

［1］ 田增刚，王玉太，周士勇.浅谈矿产开发项目水土流失的特点及防治对策［J］.山东水利，2007(8):15-18

［2］ 水利部水土保持监测中心.生产建设项目水土保持准入条件研究［J］.北京:中国林业出版社，2010:178-268

［3］ 王若龙，张旭.本溪市南芬选矿厂尾矿库水土保持方案的编制［J］.水利发展研究，2002，2(8):27-32

［4］ 中华人民共和国水利部.GB 50433—2008 开发建设项目水土保持技术规范［S］.北京:中国计划出版社，2008:4-11

［5］ 姜德文.转变设计理念 适应开发建设项目的水土保持限制性规定［J］.中国水土保持，2008(5):4-8

［6］ 姜德文.建设项目水土保持国家标准的编制及其意义［J］.中国水利，2008(16):41-43

［7］ 李慧，何平.开发建设项目水土保持有了限制性规定［N］.光明日报，2008-07-12(7)

［8］ 冯全洲，徐恒力.土地复垦的覆土厚度及覆土基质确定［J］.安徽农业科学，2009，37(25):12091-12094