李明伟

(中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110015)

引言

水土流失防治措施布设应根据项目所在区域的水土流失现状、自然气候环境以及工程实际建设布置情况，从预防和治理水土流失及尊重自然规律角度出发，合理配置水土保持措施。

在项目建设过程中，应注重生态环境保护，减少对原地表和植被的破坏，设计的水土保持措施应与周边现有景观相协调[1]。不同的气候类型区，应采取的水土保持措施不尽相同。本文以本钢南芬露天矿1000万t·a-1开采工程为例，介绍了湿润区山坡型露天矿常用的水土保持措施及布局情况。

1 项目及项目区概况

1.1 项目概况

本溪钢铁(集团)矿业有限责任公司南芬露天铁矿为改建建设生产类项目，生产规模为1000万t·a-1，大型矿山。工程总占地1292.69hm2，全部为永久占地。露天开采，采用汽车运输开拓方式。

项目组成包括露天采场、排土场、运岩道路区、工业场地及附属设施区。目前矿山主采场214m以上各台阶已经靠帮3期境界，本次优化设计主要对3期境界214m以下各台阶进行圈定。矿山已完全转入封闭圈以下开采，露天采场占地面积466.01hm2，占地类型为采矿用地。矿山共有3个排土场，为Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ号排土场，Ⅱ号排土场位于采场西南，矿体上盘冯家东沟，现状最高排土标高为600m，主要分为660～620m、620～560m、560～450m等排土台阶；Ⅳ号排土场位于采场东南，矿体下盘黄柏峪魏家堡，现状最高排土标高667m，目前主要形成的排土台阶为660～600m排土台阶；Ⅴ号排土场位于采场东北，矿体下盘位于庙儿沟南山坡，现状最高排土标高639m，目前主要形成的排土台阶为620～560m排土台阶。对现有排土场实施加高增容，沿排土线逐步向上排放，增加有效容积6214万m3。满足方案服务期内矿山岩石排弃要求。矿山运岩道路总长约(15～29m宽)31.60km，路面采用泥结石碎石面，混铺块石基层。附属设施区包括运输皮带、倒装站、牵车场、铁路(0.12hm2)和供配电系统。该区各个功能区已经运行多年，设施齐全。工业场地：主场地在采场北部，本项目是改建项目，现有的工业场地设施能够满足改建后的需要，不新建工业场地。现有工业场地包括矿业大楼、职工食堂、运输车队、综合厂，汽车检修、炸药库等分场地，已为矿山服务多年，设施齐全，绿化系数在30%以上[2]。

至设计水平年工程总占地1292.69hm2，全部为永久占地。本次研究是在原扩帮设计的基础上进行规模调整，上盘扩帮区停止扩帮，只在下盘局部台阶进行扩帮生产，矿山出矿集中于主采场(3期境界)内。目前，矿山矿石、岩石破碎运输系统、防排水系统、机汽修系统、供电系统等都已建设完毕并投入使用，矿山设备全部更新购置完成，无新基建工程，仅需进行相应设备的运移，以及部分台阶整理工作，建设期无土石方产生。

本工程属于对现有采场进行开采，露天采场爆破影响区以内无居民居住，不涉及拆迁安置工作。

1.2 项目区概况

项目区地貌类型为辽东低山丘陵区，北温带半湿润大陆性季风气候，土壤以棕壤为主，表土层厚约50cm。属长白植物区系，植被类型为温带针阔叶混交林，林草覆盖率约69%。土壤侵蚀类型区为东北黑土区-长白山山地区陵区-长白山山地丘陵水质维护保土区-辽东山地丘陵水质生态维护区[3]，土壤侵蚀类型以轻度水蚀为主，项目区域平均土壤侵蚀模数为800t·km-2·a-1，土壤容许流失量为200t·km-2·a-1。气候特征情况见表1。

表1 气候特征表

2 防治标准及目标值

项目区不属于国家级和省级水土流失重点防治区，依据《生产建设项目水土流失防治标准》[4]，确定该项目应执行建设生产类水土流失防治三级标准。项目区的降雨量786.5mm，介于600～800mm。调整提高后水土流失防治目标值见表2。

表2 水土流失防治目标值调整表

3 防治措施总体布局

研究水土保持防治措施布局情况，要根据项目不同区域的功能和水土流失特点划分水土保持防治区；对主体工程已存在的措施进行分析，判断是否具备水土保持功能，是否满足水土保持要求；确定需要补充增加的水土保持措施，从而系统地确定水土保持措施总体布局，建立健全水土保持防治措施体系[5]。在布置水土保持措施总体布局时，应充分考虑工程和植物措施的结合，达到与周边环境相结合的目的；还应考虑永久和临时措施的相辅相成，近期与远期的关系。在防治措施具体配置中，充分发挥工程措施速效性和控制性，同时也要发挥植物措施的后续性和生态效应[6]。水土流失防治措施体系见表3。

表3 水土保持防治措施体系表

4 水土保持措施布设

4.1 露天采场防治区

露天采场面积466.01hm2，占地类型为采矿用地。本次开采设计在现有露天采场地表境界范围内进行。主体工程对露天采场设计了洒水降尘措施。主体工程设计满足水土保持要求，因此本次研究无新增水土保持措施。

本项目处于生产运行期，在工程区环境干燥时，使用1台5t洒水车对露天采场进行洒水，降低粉尘浓度，改善环境。

4.2 排土场防治区

本次优化设计对现有排土场实施加高增容，不新增占地，排土场占地总面积728.00hm2，占地类型为采矿用地。主体工程对排土场防治区设计了铅丝石笼拦挡和洒水降尘措施，本次研究新增渣土回覆和稳定平台植树及边坡种草植被恢复措施。

4.2.1 工程措施

4.2.1.1 铁丝石笼坝

主体工程对排土场坡脚设计了铅丝石笼坝防护，在排土场按照弃渣稳定要求排放和整治后，进行坡脚防护[7]。铁丝石笼坝顶宽1m，底宽3m，高1.5m。设计每个单一石笼尺寸为0.5m×1.0m×3.0m，棱角边采用直径12～14mm的钢筋焊制而成，编制网孔采用10号镀锌铁丝。为了增强石笼的整体性，将相邻每个石笼之间再用铁丝坚固。填充石料(碎石或卵石)粒径8～20cm的应占80%以上，其余用级配好的碎石填满空隙，箱笼内的填充料的容重必须≥1.70t·m-3。

4.2.1.2 渣土回覆

矿山已经运行多年，占地类型为采矿用地，项目区内表土稀少，为节约表土资源，减少地表植被破坏，利用排土场渣土栽植植被。对排土场稳定平台及边坡进行渣土回覆，进而实施植被恢复措施。台阶平台采取栽植坑覆土，每株覆土面积0.3m×0.3m，覆土深度0.5m。

4.2.2 植物措施

4.2.2.1 稳定平台

在排土场稳定平台上栽植一年生油松，栽植面积29.33hm2，株行距为1m×1m。

4.2.2.2 稳定边坡

在排土场稳定边坡上撒播沙打旺草籽，播种面积23.99hm2，播种量40kg·hm-2。

4.2.3 临时措施

洒水降尘，在工程区环境干燥时，使用1台5t洒水车对露天采场进行洒水，降低粉尘浓度，改善环境。

4.3 运岩道路防治区

主体工程对运岩道路防治区设计了排水沟和洒水降尘措施，本次研究新增彩条布苫措施。

4.3.1 工程措施

主体工程对运岩道路设计了浆砌石排水沟，长21000m，梯形断面，沟深0.8m(安全超高0.20)，上口宽1.5m，底宽1m，壁厚40cm。运岩道路排水沟的修建能有效拦截排导山坡汇水，避免了径流对路面的冲刷，起到了很好的水土保持作用[8]。

4.3.2 临时措施

4.3.2.1 洒水降尘

在工程区环境干燥时，使用1台5t洒水车对露天采场进行洒水，降低粉尘浓度，改善环境。

4.3.2.2 彩条布苫盖

对运岩道路的临时堆土布设彩条布苫盖措施，以防止临时堆土随风扬尘和产生侵蚀。

5 防治效益分析

附属设施区和工业场地已经运行多年，区内设施完善，无新建工程，属于建筑占压、硬化和已治理区域，本方案中不进行效益分析；露天采场区本方案服务期结束后，将继续开采，本方案中不进行效益分析[9]。至设计水平年各工程情况见表4。采取水土保持措施后，水土保持防治效果均达到防治目标的要求，汇总见表5。

6 结语

本项目结合项目区的气候条件、地形地貌特点以及水土流失现状情况，采取了适合本项目的水土保持防治措施，工程、植物以及临时措施通过合理搭配，形成了稳定、健康的防治措施体系，有效地控制了新增水土流失情况，达到了改善矿区生态环境的目标。