露天矿水土流失成因及防治对策--以尖山铁矿资源整合项目为例

■张春丽（安徽省水利水电勘测设计院安徽蚌埠233000）

露天矿水土流失成因及防治对策
--以尖山铁矿资源整合项目为例

■张春丽
（安徽省水利水电勘测设计院安徽蚌埠233000）

露天矿建设及开采过程中易形成大面积的地表扰动，致使原地貌及植被的破坏，产生大量水土流失。本文以尖山铁矿资源整合项目为例，阐述了露天矿水土流失的成因，继而针对不同的防治分区提出了具体的防治对策。

露天矿水土流失防治对策

1　项目概况

尖山铁矿为资源整合项目，位于安徽省合肥市肥东县和巢湖市的交界处靠巢湖市一侧，行政区划属巢湖市庙岗乡管辖，原有三个采矿权，整合后新矿权范围141.97hm2，开采深度为+214.4m~-50m（85黄海高程系，下同），开采矿种为铁矿。矿区内累计查明资源储量340.88万t，矿山累计消耗储量（111b）类111.22万t，保有资源储量（333+122b）类229.22万t。设计利用资源量为212.59万t，资源利用率约为92%，采出矿石量为208.14万t，开采回采率为98%，平均出矿品位24.26%。废石剥离量为1048.2万t，境界剥采比为4.93t/t。矿山服务年限11.2年。设计露天开采方式为自上而下分台阶，多排孔微差挤压爆破崩矿，汽车运输开拓。采出铁矿及废石直接外卖。

矿区位于江淮丘陵，属北亚热带湿润季风气候区，多年平均气温16.5℃，≥10℃积温5067℃，多年平均降雨量1132mm，多年平均降水日数123.5d，平均蒸发量1549mm，多年平均风速3.2m/s。区内土壤以黄棕壤为主。植被类型为北亚热带落叶阔叶林过渡带，现状林草覆盖率为17.2%。水土流失类型为南方红壤丘陵区，水土流失形式以轻度水力侵蚀为主，容许土壤流失量为500t/km2?a。项目区周边原始地貌土壤侵蚀为600t/km2·a。

项目建设区面积54.4hm2。根据分区原则划分为露天采场区、工业场地区、办公区、运输道路区、排土场区等五个分区。其中排土场区为新建，露天采场区已进行部分开采，工业场地区、办公区和运输道路区为已建利用。

2　水土流失成因及危害

矿区水土流失成因主要有自然和人为两方面因素，自然因素主要有降水、地形地貌、土壤和植被等，人为因素主要为人为扰动地表或堆置固体废弃物而造成的水土资源的破坏和损失，其次是矿山开采者和矿山管理者缺乏水土保持意识，法制观念淡薄。由此在自然条件及以人力活动为外营力的作用下就产生了一种特殊的水土流失类型。

我国是露天矿开采较多的国家之一，其中铁矿石占90%以上。有色金属矿石占50%；化工原料占70%；建材几乎100%都是由露天矿采出，露天煤矿开采在近年也有很大的发展。露天矿开采往往采用手工、机械、爆破等手段挖掘矿产。不但对地貌、地表植被破坏严重，还将产生大量的水土流失，造成水体污染，大面积植被永久性破坏，弃土、渣危害等，我国许多露天矿山产生的渣土，大多是随地随时堆放，缺少必要的拦挡、排水及苫盖措施，遇暴雨大风易产生严重的水土流失，甚至造成泥石流、滑坡等地质灾害。

现状采区为低山河和微丘，原始地表植被茂密，周边为农田。如果防治措施不到位，露天开采行为将直接对周边尤其是下游造成严重不良影响。水土流失预测结果显示，仅建设期6个月内就将产生水土流失约1807t。矿山服务期内将产生的废土石量共412.68万m3。

3　防治对策

3.1防治原则

（1）采取分区防治的原则，制定切实可行的工程、植物措施，形成合理的综合防护体系。

（2）注重吸收和借鉴成功经验，并借鉴类似项目的防治措施布设；注重生态环境保护，合理补充防护措施，减少施工过程中造成的人为扰动及产生的废弃土石渣。

（3）工程措施要尽量选当地材料，做到技术上可靠、经济上合理；植物措施尽量选用适合当地的树草种，并考虑绿化美化效果。

3.2防治措施

（1）露天采场区：由于矿区位于丘陵区，地势起伏不平。采区上游截排洪沟与外界水系衔接排水及沉沙；前期已扰动但首期不开采土质边坡植草防护。场内爆堆及时外运，避免在采场内长时间松散堆积。运行期对靠帮边坡及时进行工程或植物护坡，本着与周围景观相协调的原则，优先考虑植物防护措施，并选择本土树草种进行栽植。树种优先考虑意杨及泡桐，草种优先考虑适应性与生命力强的狗牙根。

（2）工业场地区：区内主要布置有机械设备的保养修理处、机械停放处及储油罐。根据区内现状布设浆砌砖截排水、沉沙，裸露地表碎石压盖；其余裸露且扰动较少区域乔灌草结合绿化美化。

（3）办公区：区内有停车场、办公室及临时休息室等。相对而言是水土流失较轻的区域，但该区布设在半山腰，区内呈南高北低，上游来水经该区外排。因此设计区内周边布设浆砌砖截排水沟、排水沟出水口布设浆砌砖沉沙池，停车场场裸露地表碎石压盖；办公楼前方空地乔灌草综合防护。

（4）运输道路区：运输道路为原有利用，分上山道路与外接道路两部分，设计上山道路挖方边坡脚及外接道路两侧布设排水沟、沉沙池，上山道路段填方边坡植灌草防护，挖方边坡坡脚至攀缘植物防护。外接道路段完善两侧乔、灌木绿化。

（5）排土场区：分别堆放表土及岩土，备开采终期恢复植被利用。排土场的形成过程是排土场平盘土层不断密实的过程，通过主体稳定性分析，排土场的边坡是相对稳定的，但在大雨及暴雨情况下，易使堆土边坡形成冲蚀沟，影响下游生产及安全。设计在主体已砌筑挡土墙的基础上，在排土场不靠帮坡侧布设截排洪沟与外排水系衔接，该区周边植乔灌防护，生产运行期对稳定平台及边坡坡脚及时布设排水沉沙措施及植草防护措施，以保证排土期间不产生较大水土流失危害下游生产。

4　预期成效

针对项目各区产生水土流失特点，通过布设合理的水土保持措施，在措施充分发挥效益的情况下，经过初步预测，建设期可以减少土壤流失量约1499t。设计水平年项目区水土流失防治指标均达标。

5　结语

露天矿山在开采过程中水土流失较为严重，应根据项目的立地条件采取合理的工程、植物和临时措施进行综合防治。同时当地水行政主管部门应加强矿山建设及开采过程中的监管工作，防治人为新增水土流失。减少因矿山建设及开采产生水土流失对周边环境和生产生活产生的不良影响。

[1]叶林春，矿山开采水土流失现状与治理措施.中国水土保持科学，2008（6）（增刊）：88-89.

[2]童光煦，高等硬岩采矿学，北京：冶金工业出版社，1995.

[3]卢世宗，我国矿山边坡研究的基础情况和展望，金属矿山，1999，（9）；6-10.

[4]辛建宝，露天排土场水土保持模式探究，煤炭工程，2012（10）：133-134.

P621[文献码]B

1000-405X（2016）-1-320-1