煤矸石區域坡面土壤侵蝕與水土保持措施

房穎信

（淄博市博山區水利事業服務中心，山東 淄博 255200）

淄博市煤炭資源豐富，開采歷史悠久，是淄博礦務局重要煤炭開采基地，先后存在過羅村煤礦、奎山煤礦、新博煤礦等諸多煤礦，礦區總面積1 600 km2，涉及博山區、淄川區和張店區等，各礦區閉礦遺留下來的大量煤矸石山卻成為土壤侵蝕較為嚴重的區域。

1 煤矸石區域坡地特征及土壤侵蝕特點

1.1 煤矸石區域坡地特征

淄博煤矸石區域坡地具有自身獨有的特征。一是坡度大。為盡可能減少占地，煤矸石山一般堆放坡度較大，仰角可達40°以上。二是易風化。煤矸石初始顆粒較大，表面入滲能力也較強，但在空氣中非常容易風化，隨著長年風化，表面逐漸密實。三是坡體不穩定。大坡度加之質地松散，導致煤矸石區域坡地很不穩定。四是有害物質多。煤矸石含有黃鐵礦（FeS2）和硫、磷等大量對人體有害的重金屬元素和化學元素。五是有機質含量低。不利于植被生長，林草植被蓋度低。

1.2 煤矸石區域土壤侵蝕特點及危害

淄博煤矸石區域土壤侵蝕表現出侵蝕類型多樣、流失危害重、治理難度大等諸多特征。

淄博煤矸石區域土壤侵蝕的總體特點是以水力和風力坡面侵蝕為主，部分存在重力侵蝕。煤矸石區域坡面坡度大、坡長較長、質地松散不穩定、植被蓋度低，成為煤矸石區域坡面土壤侵蝕發生的物質自然基礎。淄博礦區年平均降水量在600～900 mm 之間變化，大部分降水量集中在6～9 月之間，短歷時降雨強度大，源短流急為煤矸石坡地水力侵蝕提供了動力基礎。區域最大風速出現在12 月和3 月之間，達到10～15 m/s，最大瞬時風速可以達到30 m/s，而該時段很少發生有效降水，十年九旱是當地冬春季節常態，旱風同季導致煤矸石坡地極易發生風力侵蝕。

淄博礦區煤矸石區域土壤侵蝕的危害嚴重。一是水蝕、風蝕和重力侵蝕聯合作用，尤其是暴雨天氣形成地表徑流沖刷，導致很不穩定的煤矸石坡面產生嚴重水土流失，甚至發生坍塌、滑坡、泥石流等地質災害，破壞生態環境，嚴重威脅區域基礎設施和居民生命財產安全。二是污染危害大，煤矸石風化物流失造成區域水體、土壤的酸性水污染和有毒金屬污染，對水體、大氣、人居環境造成生態破壞，而且在多風季節，產生揚塵天氣，煤矸石風化后的細微粉塵顆粒被吸入人體后，對肺、呼吸道以及鼻、眼等器官造成傷害。三是治理難度大，煤矸石山坡度大坡體不穩定，坡面工程治理措施不易實施，有機質含量低，林草成活率低，長勢較差，總體上生態治理難度較大。

2 煤矸石區域坡地水土流失治理措施

近年來，淄博礦區煤矸石區域先后實施了礦山綜合整治、生態環境治理等諸多行動，尤其近年來通過實施“生態賦能行動”，創建綠色礦山，實施了一系列行之有效的控制煤矸石區域土壤侵蝕的措施和方法，逐步完善了煤矸石區域水土流失綜合治理措施，10 多處歷史礦山成功創建“綠色礦山”，治理成效顯著。

2.1 治本治源，強化煤矸石資源化利用

隨著自然資源管理的不斷強化，各類取土、挖沙、采石等活動得到有效控制，淄博礦區歷史遺留的煤矸石山逐步成為寶貴資源。按照礦山治理治標治源的思路，礦區各有關單位不斷加強煤矸石資源化利用，從源頭上消除矸石山，減少了矸石山占地，取得了一定的經濟、生態和社會效益。一是配建岱莊、唐口等煤矸石綜合利用發電廠，充分利用煤矸石作為低熱值燃料發電，提供了電力資源；二是利用煤矸石作為建材制作原料，生產生態透水磚、彩色路面磚、砌塊、標磚、多孔磚、路沿石、草坪磚、水泥等，解決了當前建材生產原料來源不足問題；三是作為筑路和破損山體恢復整治材料，將煤矸石用作筑路基層材料或者破損山體礦坑整治回填料，解決了相關工程建筑材料緊缺問題，減少了對土地資源破壞。

2.2 平矸覆土，恢復土地資源生態利用

對周邊有整治空間、不存在重要設施且綜合利用不充分的矸石山，科學規劃整平，消除矸石坡面，分層壓實后，上部覆土恢復生態。表土資源豐富的區域，覆土50～60 cm，恢復耕種；表土資源缺乏的區域，有效利用區域高速公路、房地產等建設項目棄土，覆土30 cm 以上，改良后種植喬灌草，建設生態公園。如有百年歷史的博山區城東街道青龍苑小區北側煤矸石山，最高達41.53 m，土壤流失嚴重，安全隱患巨大，2014—2017 年綜合利用矸石約45 萬m3后，整治覆土恢復土地約10 hm2，復綠建成綠地公園。

2.3 穩定坡體，建設煤矸石坡面綜合防護體系

對短期內難以綜合利用或恢復土地的煤矸石山，采取工程、植物措施，穩定坡體、綜合防護。首先在坡腳設置擋墻，坡面采取等高線脊、水平臺階、斜坡階地、水平溝等工程措施穩定坡面；然后沿著等高線開挖截水溝、排水溝，配置縱向排水溝和急流槽，消除上游匯水和坡面徑流沖刷；最后科學配置植物措施，考慮矸石坡面立地條件，植物措施配置以灌草為主，選擇適宜鄉土樹草種，如刺槐、火炬樹、榆樹、臭椿、山皂角、山杏、華北衛矛、側柏、爬山虎、紫穗槐、胡枝子、錦雞兒、高羊茅等，采取多種樹草種混合噴播或撒播的方式種植，必要的狀況下，采取魚鱗坑整地+植苗方式配合，提升植物成活率和防護效果。坡度較大，削坡處理條件不足的矸石坡面，可采取漿砌石拱+六棱磚+灌草混播護坡的綜合防護型式，雖然成本較高，但既能夠滿足坡面穩定要求，又能有效排水，防護效果較好。

3 結語

綜上，煤矸石及區域坡面具有自身獨特的特征和土壤侵蝕特點，合理推廣應用淄博礦區治理實踐成效顯著的矸石坡面水土保持綜合防護措施勢在必行，隨著自然資源管理與煤矸石綜合利用研究地不斷進展，拓展矸石綜合利用是治本之策，各煤企應牢固樹立‘綠水青山就是金山銀山’的生態文明理念，認真履行水土保持生態治理職責，全力做好“山青、水秀、林綠、景美”的綠色礦山建設。