滑石矿水土保持方案编制的技术研究

刘甘华，王君，费成效

安徽水利水电职业技术学院 安徽水苑工程设计咨询有限公司

【摘　要】露天矿山项目挖填土石方量大，水土流失严重。为防治水土流失，保护环境，必须大力加强矿山水土保持综合治理工作。为此，结合宿松县滑石矿水土保持方案编制实例，系统阐述了滑石矿建设项目水土流失特点及水土流失防治措施。

水土资源是人类赖以生存和发展的基本物质条件，是经济社会发展的基础资源和战略资源。露天矿山开采水土流失极为严重，为防治水土流失，保护环境，必须大力加强矿山水土保持综合措施治理。本文以安徽省宿松县北浴滑石矿矿山为例，对滑石矿开采过程中水土保持主要技术措施设置进行探讨。

1、项目概况

宿松县北浴滑石矿位于鄂皖两省省界东侧宿松县境内，距宿松县城北西直线距离约25公里。本矿区年生产规模6万t，采剥矿石量为16.44万t，年总采剥量为22.44万t，矿山服务年限为11.1年(未包括基建期)。工程总占地12.80hm2，总投资761.54万元。

项目区属亚热带湿润季风气候区，多年平均气温16.6℃，多年平均降水量1307.2mm，10年一遇最大24h降雨量186.7mm。项目区位于大别山南麓，属低山区。山体总体趋势为西高东低，西部矿权范围内最大海拔标高为482.6m，东侧最低海拔标高为240m。项目区植被属亚热带落叶与常绿阔叶混交林。植被受气候、土壤、地貌和人类活动等因素的影响，有着不同的植物群落。

根据《土壤侵蚀分类分级标准》中土壤侵蚀强度分类分级标准，在全国土壤侵蚀类型区划上，本项目区属于以水力侵蚀为主类型区中的南方红壤丘陵区，其土壤容许流失量为500t/km2.a。按照项目的特点、对水土流失的影响、区域自然条件、项目功能分区情况以及不同场地水土流失特征、水土流失防治重点等因素，确定本工程水土流失防治分区划分为以下5个区，即露天采场、临时堆场、工业场地区、排土场区和运矿道路区。

2、水土保持方案编制

2.1矿区开采方式

由于矿体赋存在山坡上，直接露出地表，矿床开采方式选择露天开采方式。开采方法为自上而下逐台阶分层开采。

根据《金属非金属矿山安全规程》及采矿设计手册要求，为保证挖掘机安全生产，根据矿区开采标高，确定露天采场台阶高度为10m。根据矿床工程地质条件及有关设计规范，设计台阶坡面角为70°，露天采场最终边坡角为45°～49°。安全平台宽度为5m，清扫平台宽度8m(隔二设一)，接落滚石平台宽度≥20m。

2.2方案服务年限及防治标准

本工程属建设生产类项目，方案的服务年限自项目建设期起至多10年，鉴于本项目的具体情况，本方案的服务年限定为10.0年，即2014～2024年(含基建期)。

项目区属国家级重点预防保护区，且属安徽省人民政府公布的水土流失重点监督区。根据《开发建设项目水土流失防治标准》，执行建设类项目水土流失防治一级标准。项目区所在地多年平均降水量为1307.2mm，高于《开发建设项目水土流失防治标准》中的基准值，属于降水量800mm以上地区，水土流失总治理度、林草植被恢复率和林草覆盖率三项防治指标绝对值需提高2以上。由于项目区现状土壤侵蚀以轻度侵蚀为主，土壤流失控制比应大于或等于1.0。

2.3项目水土流失预测

本工程为建设生产类项目，且项目处于新建阶段，建设期包括施工期、生产运行期。本工程扰动地貌的面积约为12.80hm2，可能损坏的水土保持设施的总面积为12.80hm2。主体工程施工属于点状工程，植被破坏、扰动地表及水土流失呈点状、片状分布。水土流失类型以溅蚀、面蚀、沟蚀等水力侵蚀为主。

根据项目区土壤侵蚀的背景资料和工程建设特点，以及附近区域的水土流失参考资料，本方案拟采用类比法进行预测。类比工程为安庆电厂一期工程。本工程建设可能造成的水土流失总量为712.8t，其中背景流失量52.6t，新增水土流失量660.2t。其中露天采场占74.77%，临时堆场占1.39%，工业场地区占2.15%，排土场区占6.97%，运矿道路区占14.72%。因此，露天采场及运矿道路区为本工程主要的水土流失区域，生产运行期及施工期分别占33.31%、62.92%，因此，生产运行期及施工期为主要流失时段，应加强对临时堆场及排土场区在生产运行期及施工期的水土保持监测工作。

2.4防治体系

本项目水土流失防治以露天采场及运矿道路区为重点防治区域，采用临时措施与永久措施相结合、工程措施与植物措施相结合的方式，以形成完整的防护体系。

2.4.1露天采场区

2.4.1.1基建期

(1)工程措施

排水措施：矿区西面及西南面汇集来水面积较大，需在西南部边界山坡上挖掘一条截水沟，共需修建截水沟600m。截水沟设置消能工，与现有水系连通，在排水沟坡度平缓段增设沉砂池2座。

表土剥离：采场施工前采取表土剥离措施，剥离后的表土主要用于露天采场开采平台、临时堆场等后期绿化，剥离厚度约0.5m，基建期共剥离表土约2.0万m3，剥离表土暂存于排土场。

花圃式蓄土池：对露天采场开采平台及时进行防护措施，拟修建花圃式蓄土池。蓄土池采用块石修砌，底宽0.6m，顶宽0.4m，深0.5m，M7.5水泥砂浆勾缝，底部设排水孔，孔距2.5m，孔径50mm，蓄土池内回填剥离表土。

(2)植物措施

对采场边坡采取绿化措施，蓄土池内种植藤本植物，利用其上爬下挂特点完成边坡绿化。基建期绿化面积约2000m2。

(3)临时措施

采场内设置临时排水沟，并与现有排水系统顺接，采用矩形断面，尺寸为0.5m×0.5m，根据开挖进度分期实施，排水沟总长约300m。

2.4.1.2运行期及终期

运行期及时对开采平台进行绿化，建议采用花圃式蓄土池。蓄土池总长度约为15000m。开采结束后，采场宕口恢复成林地，树苗选用适应当地生长的马尾松、黄荆等，林下撒播狗牙根草籽。采场宕口面积约为2.0hm2。该部分工程投资纳入矿山生产运行费用，不计入水保编制方案。

2.4.2运矿道路区

2.4.2.1基建期

(1)工程措施

①已建矿山运输道路

本工程设计利用原运矿道路3000m，原运矿道路傍山侧无排水沉沙措施，土质边坡已恢复植被，但部分边坡路基拦挡措施已损坏。本方案补充排水沉沙措施，并修复已损坏的挡土墙。修复挡土墙长86m，采用重力式，为M10浆砌石结构，每间隔15m设一道伸缩缝。

排水沟：沿原运矿道路傍山侧开挖排水沟长3000m，排水沟采用梯形断面，底宽0.5m，深0.5m，边坡1：0.3。

沉砂池：排水沟转弯处设置一座沉砂池，用以沉淀泥沙及消能，共设沉砂池4座。

②新建矿山运输道路

本工程共需新建6m宽泥结碎石道路3000m。

表土剥离：道路施工前，应对建设区域进行表土剥离，共计6000m3。用于边坡及路肩绿化的表土沿路线一侧堆放，堆高可控制在2m以下。剩余表土暂存于排土场，矿区开采结束后作为道路绿化覆土。

挡土墙：新建道路部分较陡坡面设置挡土墙，挡土墙长160m，每间隔15m设一道伸缩缝。

排水沟：沿设计新增运输道路傍山侧开挖排水沟长3000m，排水沟采用梯形断面，底宽0.5m，深0.5m，边坡1：0.3。

沉砂池：排水沟坡度平缓处设置沉砂池，用以沉淀泥沙及消能，共设沉砂池4座。

(2)植物措施

新建道路施工结束后，也应对路基边坡实施植物护坡。本方案对这些裸露路肩及边坡采取撒播狗牙根草籽的方式进行防护，撒播狗牙根草籽0.4hm2。

(3)临时措施

临时堆土遇降雨极易产生水土流失，应采取临时防护措施。考虑到本项目工期较短，采用彩条布覆盖，估列彩条布1000m2。道路施工结束后，将表土回覆边坡及路肩，临时堆土排水利用道路排水系统，永临结合。

2.4.2.2终期

采矿结束后，需对新建矿山运输道路予以恢复，恢复成林草地。在栽植前，应将道路地表设施拆除并进行场地深翻整治，同时采取乔灌草相结合的方式进行植被恢复，树种选择杉树、紫穗槐混交，株距、行距均为2m，草种选择狗牙根，采取撒播方式。该部分工程投资纳入矿山生产运行费用，不计入本方案。

3、结束语

(1)矿山植物措施防治中，一定要注意选择适宜当地的植物，并注意在适宜的季节种植。

(2)建设单位应加强对水土保持设施的管护，定期对挡墙、排水沟等进行检查、维修，清理排水沟的淤积，防止因水土保持设施的损坏造成水土流失。

(3)当地水利行政主管部门应加强对矿山建设及开采过程中的监督工作，确保水土流失防治措施得到实施。

【参考文献】

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