井下開采項目水土保持監測方法研究

曾江林

(吉安市水利水電規劃設計院,江西 吉安 343000)

0 引 言

在井下開采項目生產期間,難免會對周邊環境造成一定程度的影響,為確保生產順利、安全進行,避免項目周邊環境受到較大破壞,普遍需要在項目建設期間引入水土保持措施。同時,出于對切實維護水土保持措施展開質量以及實效性的考量,需要委托第3方專業機構進行水土保持監測。

1 項目概述

江西省烏石山鐵礦區南北長約5km ,東西寬約0.74km ,面積約2.978km2。礦區內交通方便,319 國道在礦區邊緣通過,東距永新縣城33km,西距蓮花縣城27km,分文鐵路直達成品礦倉,交通方便。礦區范圍為多邊形,由16個拐點控制,礦區面積為2.978km2。礦區開采深度為+300～-100m標高區間,礦山為地下開采,開采規模為18萬t/年,礦區保有礦山可開采利用資源儲量467.05萬t,礦山服務年限24a。受建設單位江西烏石山礦業有限公司委托,吉安市水利水電規劃設計院承擔江西省烏石山鐵礦井下開采項目水土保持監測工作。

經現場勘測,礦區為丘陵地貌,海撥標高145.2～457.10m,相對高差最大為311m。地形切割比較厲害,局部形成陡壁。礦區及周圍竹木、植被較發育,礦山經過多年開采,形成了較大的擾動面積,破壞了植被和地表構造,造成了一定的水土流失。項目現擾動地表面積為20.29hm2,現有水土流失面積0.49hm2,占礦區總面積的2.43%,為輕度水土流失,年均土壤侵蝕總量為7.35t,平均土壤侵蝕模數為1500t/km2·a。

2 井下開采項目水土保持監測的主要內容與要點分析

2.1 監測點的布設

本項目已處于生產試運行階段,前期施工造成的水土流失采用調查法進行監測。工程共布設 14 個監測點位,水土保持監測點位具體布設情況如表1所示。

表1 水土保持監測點位布設情況表

本項目水土流失保持監測實踐中,主要將進礦道路排水與綠化、擾動區域地貌恢復與植被恢復以及非必要擾動破壞的區域綠化恢復設定為監測重點。在布設監測點期間,所遵循的主要原則如下所示:要求所設定的監測點能夠充分反映出項目區域水土流失情況的特征;要求所設定的監測點能夠充分反映出項目構成特性以及工程施工特性;要求所設定的監測點能夠始終保持在相對穩定的狀態,可以切實滿足持續性觀測的相關要求;要求所設定的監測點數量能夠切實滿足水土流失及其防治成效評價期間在可信度方面提出的要求;要求所設定的監測點能夠著重落實對水土保持措施實施進度、水土流失動態變化以及防治成效的監測;設定基本單位為水土保持監測分區,要求針對所有基本單位分區內,結合多擾動類型的對應開挖面、施工平臺、填筑面等典型性更為明顯的水土流失單元完成監測點的布設[1]。

2.2 監測技術的選定

在入場監測時,該礦區井下開采項目的主體工程已經完工。針對工程建設情況,主要選用的水土保持監測方法主要為調查監測法,設定的監測頻率為每月一次。實踐中,針對在礦區井下開采項目主體工程已經完成的的水土保持措施數量、水土保持措施保存情況、水土保持措施效果、工程實際擾動土地面積、實際水土流失防治責任范圍、施工臨時設施跡地恢復情況等等,落實調查監測。在此過程中,重點安排人員進入現場展開調查,積極與建設單位展開座談溝通,結合施工資料的收集與查閱工程建設期的影像資料和完成的水土保持措施工程量等信,并對比分析通過批復的水土保持方案,以此完成對礦區井下開采項目建設期間實際水土流失程度以及水土保持效果的評價與評估。

為確保調查監測相關操作能夠在本項目展開水土流失保持監測實踐中得到順利展開,在監測前,還落實了對配套監測設備的全面性投放,包括50米皮尺、無人機、手持GPS、數碼相機、測繩、筆記本電腦等等。

2.3 監測內容與方法

2.3.1 擾動土地情況

切實參考項目建設整理的實際范圍以及現實擾動地表,完成對礦區井下開采項目防治責任范圍的確定,結合本礦區井下開采項目的主體工程以及施工資料,確定項目擾動地表面積,約為20.92公頃。在本次礦區井下開采項目水土保持監測實踐中,針對擾動土地情況實施監測的要點內容如表2所示。

表2 擾動土地情況監測的要點內容

2.3.2 取土場與棄土場

在本礦區井下開采項目中,主要落實了兩處廢石排土場的設置,占地類型為林地,總體占地面積約為2.94hm2、總體有效容積約為6.5萬m3;實際棄渣量約為3.69萬m3。

2.3.3 水土保持措施

在針對本項目展開水土流失保持監測期間,項目工程正處于施工建設狀態,基于這樣的情況,在統計對前期的工程措施、植物措施和臨時措施的過程中,著重落實了對項目施工資料的收集以及現場情況的調查。

本礦區井下開采項目水土流失保持監測實踐中,水土保持措施監測內容、監測頻次與監測方法主要設定如下:①針對工程措施的措施類型、開工日期、位置、規格、尺寸、數量、防治效果、運行狀況等監測項目,主要應用場地巡查的監測方法,設定監測頻率為監測一次,要求將監測精度始終控制在≥95%的水平。②針對植物措施的種類、面積、分布、生長狀況、成活率、保存率、林草覆蓋率及防治效果等監測項目,主要應用場地巡查的監測方法,設定監測頻率為監測一次,要求將監測精度始終控制在≥95%的水平。③針對臨時措施的措施類型、開工日期、位置、數量、防治效果等監測項目,主要應用調查監測的監測方法,設定監測頻率為監測一次,要求將監測精度始終控制在≥95%的水平。

嚴格依照《生產建設項目水土保持監測與評價標準》(GB51240-2018)中的相關要求組織落實對本礦區井下開采項目水土流失保持監測,在監測水土保持措施時,選定的方法為調查以及核算[2]。實踐中,重點落實了對水土流失防治措施的調查與分析,并針對項目建設區域內的水土流失防治措施投放數量、質量水平進行了監測,選定的指標主要包含攔渣保土成效、工程措施的穩定性、水土保持植物措施的引入數量、水土保持植物的成活率等等。在此基礎上,為了確保在本次礦區井下開采項目水土流失保持監測工作中所得到的結果數據具有科學性以及真實性,保證可以為項目驗收工作的展開提供更為充足的結果數據參考與支持,在實際的礦區井下開采項目水土流失保持監測實踐中,還針對項目現場的渣土防護率、表土保護率、水土流失治理度、水土流失控制比、林草植被恢復率和林草覆蓋率等指標參數進行了計算與確定。

2.3.4 水土流失情況

本礦區井下開采項目水土流失保持監測實踐中,針對水土流失情況,主要選用了水土流失面積這一指標完成監測。實踐中,切實參考本礦區井下開采項目的總體布局及項目特點,結合現場踏勘與實地調繪,確定項目建設各階段造成的水土流失面積。在本次礦區井下開采項目水土保持監測實踐中,針對擾水土流失情況實施監測的要點內容如表3所示。

表3 水土流失情況監測的要點內容

3 井下開采項目水土保持監測結果與建議

3.1 監測結論

在本次井下開采項目水土保持監測實踐中,所得到結果主要如下所示:從水土流失總治理度方面來看,該指標的目標值為89%,實際達到值為97.73%,防治措施面積約為15.72hm2,永久建筑物及硬化面積約為4.11hm2,擾動土地總面積約為20.29hm2;從擾動的土地整治率方面來看,該指標的目標值為97%,實際達到值為97.73%,防治責任范圍面積約為20.29hm2,水土流失面積約為20.29hm2;從土壤流失控制比方面來看,該指標的目標值為1%,實際達到值為1%,工程措施面積約為10.12hm2,容許土壤流失量約為500t/km2·a;從攔渣率方面來看,該指標的目標值為85%,實際達到值為97.3%,植物措施面積約為5.6hm2,監測土壤流失量約為500t/km2·a;從林草植被恢復率方面來看,該指標的目標值為98%,實際達到值為98.1%,可恢復林草植被面積約為0.57hm2,林草類植被面積約為5.6hm2;從林草覆蓋率方面來看,該指標的目標值為25%,實際達到值為22.6%,實際攔渣率約為3.59萬m3,棄渣量約為3.69萬m3。

通過調查監測未發現明顯不利于水土保持的因素存在,工程未發生可能造成重大水土流失危害的災害性事件。在建設過程中布設了臨時排水溝、沉沙池等建設在監測過程中未發現明顯不利于水土保持的因素。專項水土保持工程礦山道路排水溝、道路綠化和采場區周邊、臨時堆場周邊植樹種草、排水溝及沉淀池等措施均能在運營期發揮重要水土保持作用[3]。通過現場調查監測,與建設單位、水行政主管部門溝通,本工程建設過程中無重大水土流失危害事件。

總體而言,本項目水土保持治理達標,工程水土保持措施總體布局合理,有效完成了主體工程設計和水土保持方案所要求的水土流失防治任務,水土保持設施質量總體合格,水土流失得到有效控制,項目區生態環境得到改善。經試運行,水土保持工程措施和植物措施運行情況良好,整體上已具有較強的水土保持功能,達到了水土流失防治預期的效果。

3.2 主要建議

①建設單位應加強管理,對于當地群眾在礦區范圍內亂挖亂掘現象應及時進行制止,如有必要應讓相關部門介入處理,并對破壞的區域防治責任進行界定,切實做好水土流失治理工作。同時,建設單位應當在加強參建人員培訓的基礎上,加大在項目周邊區域展開水土保護方面的宣傳力度,引導周邊居民積極參與區域水土保護工作,提升水土保持措施的實際成效。②應加強水土保持設施的管理和維護,保證水土保持功能的正常發揮。定期安排專業人員針對項目現場及周邊區域進行巡檢,重點檢查各項水土保持措施及配套設備的運行良好程度,一旦發現問題必須要及時組織展開處理,促使水土保持措施長期有效[4]。③運行期間加強員工水土保持知識和法律法規的培訓教育,做好運行期間的水土保持工作。結合員工培訓的強化落實,促使其對于水土保持的認識程度進一步提升,積極配合、自主參與水土保持,提升井下開采項目水土保持成效。④在以后開發同類項目時應及時自行或委托具有相應能力的單位開展水土保持監測工作。

4 總 結

綜上所述,使用調查監測法落實對井下開采項目的水土保持監測,結果表明,項目建設期間未發現明顯不利于水土保持的因素存在,工程未發生可能造成重大水土流失危害的災害性事件;本項目水土保持治理達標,工程水土保持措施總體布局合理,有效完成了主體工程設計和水土保持方案所要求的水土流失防治任務,水土保持設施質量總體合格,水土流失得到有效控制,項目區生態環境得到改善。