神華府谷露天煤礦水土保持措施探析

張小麗

(府谷縣應急救援保障中心，陜西 榆林 719499)

1 概 況

神華府谷露天煤礦探明 10 號煤層資源儲量為 87 071萬t，可采儲量83 664萬t，露天礦設計服務年限為 80 a。首采區(qū)為一采區(qū)，位于采掘場中南部，可采儲量 17 804 萬t，服務年限 18.4 a。

結合工程建設時序，將本項工程的水土流失防治區(qū)劃分為6個防治分區(qū)。項目水土保持防治責任范圍面積353.05 hm2，其中：采掘場防治區(qū)169.89 hm2、地面生產系統防治區(qū)20.60 hm2、工業(yè)場地及其他設施防治區(qū)26.98 hm2、地面防排水工程防治區(qū)40.23 hm2、地面運輸防治區(qū)27.04 hm2、管線工程防治區(qū)68.31 hm2。

項目區(qū)處于黃土高原區(qū)，依據“全國第二次土壤侵蝕普查”結果與類比工程監(jiān)測成果，該區(qū)土壤侵蝕方式以水蝕為主，兼有風蝕，土壤侵蝕強度為輕度，土壤侵蝕模數為 1500 t/km2·a，屬省級水土流失重點治理區(qū)，不涉及全國生態(tài)功能區(qū)。

2 水土保持總體布局

2.1 防治措施體系

根據水土流失防治分區(qū)，在分析評價主體工程中具有水土保持功能措施的基礎上，把采掘場、地面生產系統、工業(yè)場地、地面防排水工程、地面運輸系統及管線工程作為水土流失防治重點區(qū)。針對礦區(qū)施工活動引發(fā)水土流失的特點和危害程度，將水土保持工程措施和植物措施、永久措施和臨時措施有機結合在一起，合理確定水土保持措施的總體布局，見表1。

表1 露天煤礦水土流失防治措施布局

2.2 分區(qū)措施布設

2.2.1 采掘場防治區(qū)措施布設

采掘場是低于周邊原地貌幾十米至百余米的巨大采坑。面蝕、溝蝕和重力侵蝕主要發(fā)生在采掘場幫坡和工作平臺上，土壤侵蝕以內部搬移和沉積為主。因此，采坑的水土流失較小，采坑內不再布設水土保持措施。但采掘坑所占面積逐年增加，為了防止人為活動對采掘坑外圍環(huán)境的破壞，應增加采掘坑外圍植被覆蓋度，以減少水土流失對周邊環(huán)境的污染。

(1)工程措施。 ①截水圍堰:為了避免采掘場施工過程中場外雨水流入坑內，對坡面沖刷造成水土流失，主體設計已實施截水圍堰措施。截水圍堰采用梯形斷面[1]，斷面尺寸：上寬80 cm、下寬150 cm、高100 cm，采坑固定側截水圍堰長約 2800 m，采坑滾動開采推進側截水圍堰長約 1500 m。 ②表土剝離:采掘場在開挖前進行表土剝離，剝離的表土堆放于表土堆存場，剝離厚度20～30 cm，表土剝離量 40.10 萬 m3。③圍墻外順接截排水溝:工業(yè)場地及其他設施部分區(qū)域、主干道北側及采掘場的雨水匯流至表土堆存場西北側，在表土堆存場西北側圍墻外引接一條排水溝，順接至原有農場排水溝，排水溝采用梯形斷面，斷面尺寸：上寬200 cm、下寬100 cm、深100 cm， 排水溝長約 439 m。

(2)植物措施。 在采掘場進行剝離工作初期，即在采區(qū)的固定幫坡外緣布設植物措施，植物措施采用喬灌混交林，喬木布設 2 行，灌木在林下分散種植，栽植喬木約 1659 株，灌木約 6500 株。連續(xù)撫育3年，松土、除草、摘芽、修枝、灌水。

(3)臨時措施。 雨季為了避免采掘場施工過程中場外雨水流入坑內，設計梯形斷面的臨時截水圍堰，斷面尺寸:上寬80 cm、下寬150 cm、高100 cm，截水圍堰長約 1500 m。

2.2.2 地面生產系統防治區(qū)措施布設

(1)工程措施。 ①表土剝離及回覆:施工前對破碎站、運煤帶式輸送機等施工區(qū)進行表土剝離，施工結束后可用作檢修道路兩側空地綠化及護坡覆土，表土剝離厚度 20～30 cm，表土剝離及回覆利用量為 2.26 萬 m3。 ②六棱磚護坡:在破碎站邊坡采用六棱磚護坡，六棱磚護坡采用 C30水泥混凝土預制，護坡面積 1.00 hm2。 ③排水溝:在破碎站、帶式輸送機、儲煤場周邊布設排水溝，排水溝斷面尺寸：上寬150 cm、下寬 100 cm、深100 cm，排水溝長約 2200 m。

(2)植物措施。 ①空格內植草:在破碎站六棱磚護坡空格內種草，草種選用早熟禾、芨芨草等，播種面積 1.00 hm2。 ②恢復植被:地面生產系統施工結束后，在施工區(qū)及裸露地表撒播草籽，恢復植被，草種選擇早熟禾、芨芨草等，播種量 250 kg/hm2，播種面積 7.54 hm2。

(3)臨時措施。 ①灑水降塵:施工期，對各個區(qū)域的作業(yè)面進行經常灑水以降低揚塵。灑水可采用采掘場排水，臨時灑水碾壓布設的部位主要為頻繁擾動的各個工程部位[2-3]。通過現場調查，擾動后灑水 1～2次，土壤下滲深度大約為 0.5 cm，經過碾壓后即可形成有效抗風蝕的地表結皮，有利于盡快恢復水土保持功能。 ②臨時堆土場防護:對基坑開挖的臨時堆土進行集中堆放，人工拍實。因存放時間較短，采用灑水降塵 20.60 hm2，纖維布苫蓋及壓邊 0.86 hm2，裝土草袋壓邊。

2.2.3 工業(yè)場地及其他設施防治區(qū)措施布設

(1)工程措施。 ①表土剝離及回覆:施工前，對工業(yè)場地的植被進行表土剝離，廠房等基建施工結束后，可用作空地綠化覆土，表土剝離厚度 20～30 cm，表土剝離及回覆利用量為 2.08 萬 m3。 ②排水溝:工業(yè)場地已布設漿砌石排水溝及外部土質排水溝。場內排水溝采用矩形斷面，斷面尺寸為底寬40 cm、深60 cm，排水溝長 2096 m；場外排水溝采用梯形斷面，斷面尺寸：上寬200 cm、下寬80 cm、深100 cm，排水溝長 1849 m。排水溝防御標準為 5a一遇短歷時暴雨量，排水溝縱坡根據地形確定為 0.2%，排水量 0.08 m3/s。 ③圍墻外順接截排水溝:工業(yè)場地及其他設施區(qū)部分區(qū)域、地面生產系統及主干道南側的雨水匯流至觀禮臺南側，在觀禮臺南側圍墻外引接一條排水溝。排水溝采用梯形斷面，斷面尺寸：上寬200 cm、下寬100 cm、深100 cm， 排水溝長約 617 m。排水溝過水斷面可排泄的最大流量為 0.05 m3/s，滿足排泄 5a一遇短歷時暴雨量產生的地表徑流的要求。

(2)植物措施。 工業(yè)場地空地綠化主要包括機修車間、材料庫、組裝場、礦本部及宿舍樓、變電所、加油站、加水站、供水加壓泵站、爆破器材庫和地面制備站等設施周邊空閑土地。根據各設施區(qū)空地面積及空地的形狀，因地制宜地采用不同綠化樹種及配置形式，組成和諧統一、防護和觀賞效果最佳的園林綠化區(qū)，總綠化總面積 6.92 hm2，具體見表2。

表2 工業(yè)場地其他設施防治區(qū)建筑物空地綠化技術指標

2.2.4 地面運輸工程防治區(qū)措施布設

為滿足露天礦生產的需要和各建筑、設施與露天礦之間的聯系，對露天礦的各生產、輔助生產及行政福利設施之間均設道路連接，形成工業(yè)場地道路網。

(1)工程措施。 ①表土剝離及回覆:施工前對該區(qū)域進行表土剝離，施工結束后覆土于道路兩側空地，作為綠化覆土，表土剝離厚度 20～30 cm，表土剝離及回覆利用量為 1.60 萬 m3。 ②礦區(qū)道路排水措施:礦區(qū)道路排水溝布設在道路側，排水溝采用矩形斷面，斷面尺寸：底寬60 cm、深50 cm，排水溝長 7387 m。排水溝過水斷面可排泄的最大流量為 0.08 m3/s，滿足排泄 5 年一遇短歷時暴雨量產生的地表徑流的要求。

(2)植物措施。 道路兩側各栽植 1 行喬木行道樹，樹種可選擇樟子松、榶槭等，種植面積 1.24 hm2；在喬木樹下撒播草籽，植草面積 6.78 hm2。

2.2.5 管線工程防治區(qū)措施布設

(1)工程措施。 ①表土剝離及回覆:對管線工程施工區(qū)域進行表土剝離，施工結束后，可用作檢修道路兩側空地綠化及護坡覆土，表土剝離厚度 20～30 cm，表土剝離及回覆利用量為 12.61 萬 m3。 ②復耕:供電線路、通信線路和供暖工程施工完畢后，對臨時施工區(qū)及施工便道等占地進行清理、整平，恢復原有地貌類型，恢復耕地 33.56 hm2。

(2)植物措施。 工程施工中在管線一側布設了臨時施工區(qū)，管溝開挖土料臨時堆放在管溝一側的臨時施工區(qū)內，邊坡采用 1∶1，高度為 1.5 m。為防止臨時堆土產生水土流失，在堆土外坡面邊坡采用坡面壓實的臨時防護措施，管道鋪設后及時回填利用。工程建設完成后，在管線工程區(qū)及施工道路、臨時施工區(qū)內，撒播早熟禾、芨芨草，以增加該 區(qū)域的地面植被覆蓋度。播種量 250 kg/hm2，播草籽 8.46 hm2。

3 結 語

神華府谷露天煤礦面積大、建設內容復雜，按照分區(qū)原則，提出在6個分區(qū)采取建設排水溝、截水溝、覆土、種植林草等水土保持措施，疏導地面降雨徑流，增加植被面積，提升防抗風力、水力侵蝕能力，為同類生產建設項目水土保持方案設計提供借鑒。