隆安煤矿整合项目水土保持方案分析

兰丽娟(西山煤电集团 西曲矿，山西 太原 030200)

随着近年来矿山项目的不断新建与改扩建，矿山本身原因导致的水土流失现象愈发严重[1]，不仅造成了水源的枯竭和污染，还使得自然植被受到毁灭性破坏[2]，尤其在恶劣气象环境之后容易造成严重的自然灾害和地质灾害[3]. 因此，在矿山建设工程中的水土流失现象应得到各方面的关注与重视，并采取科学有效的措施提前进行防护[4].

本文以隆安煤矿整合项目为工程背景，对该项目开发建设过程中可能造成的水土流失进行了分析预测，提出了具有针对性的水土保持方案，降低了煤矿开发建设中的水土流失和自然破坏的程度，达到国家相关规定的水土保持目标[5-6].

1 项目概况

原隆安煤矿属于山西煤炭运销集团，本次整合工程属于大型改扩建工程，共整合4个独立矿，整合后批准开采8#～13#煤层，设计生产能力1.20 Mt/a，井田面积20.32 km2，矿井保有煤炭资源/储量为239.08 Mt，设计可采储量133.215 Mt，设计服务年限79.3年。

项目区地处晋西北黄土梁峁丘陵区，黄河中游峡谷的东岸，地表多为第四系黄土覆盖，地形起伏较大，冲沟发育。项目区属黄河流域，土壤类型主要为黄绵土，植被类型以温带落叶灌丛为主，林草覆盖率约25%. 项目区年平均气温8.8 ℃，年平均降水量为457.2 mm，年平均风速为2.9 m/s，最大冻土深度136 cm，年最大积雪厚度18 cm，多年平均无霜期175天。项目区土壤侵蚀以水力侵蚀为主，土壤侵蚀强度以极强烈为主，土壤容许流失量为1 000 t/(km2·a). 该工程为建设生产类项目，水土流失防治执行一级标准。

2 整合前产生的主要水土流失问题

泰山隆安煤矿整合区由4个小煤矿整合而成。原矿建设期矸石弃渣已用于原有工业场地的回填，生产期产矸量很少，少量掘进矸石不出井，已被综合利用，无乱弃乱排现象，故未造成严重的水土流失；矿井整合前工业场地较为平整，没有产生严重的水土流失；其它场外设施如风井场地、供电线路、场外供水管线，扰动土地面积较小，经多年的自然恢复，植被盖度已达到破坏前的水平，基本不产生新增水土流失；已开采的采空区有一定的沉陷，但不明显，采空沉陷影响区已产生一定程度的水土流失，对环境景观也有一定程度的影响。项目区域内土壤侵蚀以水力侵蚀为主，土壤侵蚀强度以极强烈为主，现土壤侵蚀模数约为11 000 t/(km2·a).

3 水土流失防治范围及预测

该工程水土流失防治责任范围面积为335.75 hm2，其中项目建设区26.92 hm2，直接影响区308.83 hm2. 防治责任范围包括工业场地(含选煤厂)、风井场地、爆破材料库、场外道路、供电线路、场外供水管线、排矸场、废弃场地和采空沉陷影响区。水土流失治理措施由工程措施、植物措施和临时措施3部分组成。该整合项目属于点线相结合工程，扰动地表面积较大，工期较长，在主体工程及配套设施的施工过程中，将不可避免地破坏、扰动项目区原地貌及土壤植被，改变土地的利用方向，必将产生新增水土流失。

通过现场考察、专家咨询，对拟建工程水土流失量进行预测分析，预测结果为：该工程预测时段包括施工期1.3年，自然恢复期3年；工程扰动地表面积为23.49 hm2；损坏水土保持设施面积为23.49 hm2. 该工程在方案服务期内扰动地貌水土流失总量151 215 t，原地貌水土流失量94 056 t，新增水土流失总量为57 159 t. 其中，建设期原地貌流失量为893 t，扰动后流失量为2 011 t，新增流失量为1 118 t. 产生水土流失的重点部位为工业场地和排矸场，产生水土流失的重点时段为土建施工期。

4 水土保持方案

4.1 项目总体布局

矿井工业场地位于井田中东部桑园村东侧，枣树峁东南侧的罗汉沟内。风井场地位于矿井工业场地西侧直线距离约800 m的山坡上。排矸场设在矿井工业场地西南侧直线距离约550 m的一条荒沟内。矿井工业场地及风井场地均利用现有场地。矿井工业场地利用原有金义煤矿工业场地，利用现有的主斜井，新建副斜井，场地布局合理、安全可行，应以利用。风井场地利用原有桑园煤矿回风斜井场地，原有回风斜井还作回风斜井，布置合理、安全可行，预以利用。

4.2 水土保持措施

水土保持具体措施见表1.

表1 水土保持措施表

4.3 工程占地

该工程总占地面积为26.92 hm2，其中永久占地为24.46 hm2，临时占地为2.46 hm2. 工程占地面积统计见表2.

表2 工程占地面积汇总表 /hm2

4.4 土石方平衡

该工程土石方开挖总量为16.25万m3，回填总量为9.35万m3，废弃方7.1万m3，由汽车运往排矸场堆放。井巷掘进时产生岩巷体积为62 957.25 m3(6.30万m3)，废弃场地建筑垃圾3 000 m3均计入土石方平衡。工程以挖方为主，开挖大于回填土石方，故无外借土石方。分项填方均采用就地利用，分项之间不需要土石方调运。弃方在排矸场统一堆放。

5 主体工程设计的水土保持分析与评价

1) 工业场地、风井场地绿化。

主体设计场地入口处两侧进行绿化布置，种植一些观赏性树种，场内道路两侧种植行道树，满足美观、降尘、防噪等要求；空闲地段、职工生活区及建筑物外墙种植抗污力较强、具有针对性的适地树种。工业场地绿化面积2.00 hm2，风井场地绿化面积0.05 hm2. 场区绿化属于水土保持工程。

2) 场区防洪。

主体设计，工业场地设置排水沟750 m，截水沟1 700 m，排洪沟700 m，护墙及挡土墙圬工体积43 000 m3，风井场地排水沟150 m，爆破材料库排水沟100 m. 这些措施能够有效排汇场地内汇水，保证工业场地正常运行。

3) 场外道路排水。

主体设计在场外道路两侧设置排水沟3 800 m，排水沟布设能够顺利将道路降水排泄在道路外侧沟道。

4) 排矸场选址。

排矸场位于矿井工业场地西南侧约550 m的一条冲沟内，占地面积4.65 hm2，挡矸坝上游汇水面积为0.26 km2. 排矸场为荒沟，无积水，也没有人居住，人类活动干预很少，自然植被较差，主要为荒草地，下游无重要的基础设施，也没有居民点和学校。在排矸场修建截排水沟和挡墙后，可以有效防止发生滑坡或矸石滑落等灾害。排矸场下游为工业场地所在沟道红花沟，出口位于工业场地下游，排矸场修建挡矸坝，截排泄水沟等，可有效排汇排矸场所在沟道来水。

6 水土保持监测

水土保持监测范围为该工程的水土流失防治责任范围，即工程建设区和直接影响区。监测时段从项目开工到该方案服务期末。定位监测共布设10个监测点。监测内容包括：水土流失因子监测、水土流失状况监测、水土流失防治效果及6项防治目标监测。监测方法采用实地调查和定点观测相结合的方法。

7 结 论

主体工程设计中充分考虑了主体工程安全问题，采取了拦挡、排水、绿化美化等一系列防护措施，既能够保障主体工程的安全运行，又具有水土保持的功能。该方案针对水土保持分区，确定新增水土保持措施主要有：土地整治、临时排水沟、表土剥离等临时措施，可以收到较好的保土保水效益和社会效益。

在工程建设过程中按该方案的要求防治水土流失，可有效控制因项目建设引发的新增水土流失，不会形成大的水土流失危害，对周边区域及沟道造成的影响不大。因此，该工程建设是可行的。

[1] 时 乐.石窑店煤矿水土保持及生态修复体系下植物护坡及拦渣坝稳定性研究[D].西安：西安理工大学,2009.

[2] 刘思莹.黑岱沟露天煤矿水土保持生态修复技术体系研究[D].阜新：辽宁工程技术大学,2012.

[3] 蒲施桦.煤矿区水土保持综合效益评价指标体系研究[D].西安：西安科技大学,2012.

[4] 袁 伟.实施煤矿水土保持监督体系对预防矿区水土流失的作用分析[J].地下水,2015,37(6):77-78.

[5] 周玉喜.宁夏羊场湾煤矿水土保持设施及其技术评估[J].水土保持通报,2007,27(5):114-115,170.

[6] 崔 艳.关于井工煤矿水土保持方案与土地复垦方案异同的探讨[J].能源环境保护,2017,31(3):31-33.