程一松(1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司)

和睦山鐵礦開采水土保持方案及特點分析

程一松1,2，3
(1.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心有限公司)

根據(jù)和睦山鐵礦開采工程的實際情況和水土保持的要求，分析了礦山開采過程水土流失問題及防治特點，編制礦山開采工程水土保持方案。方案實施后，項目建設(shè)區(qū)擾動土地整治率達(dá)到95%以上，水土流失總治理度達(dá)到87%以上，土壤流失控制比達(dá)到0.7以上，攔渣率達(dá)到95%以上，林草植被恢復(fù)率達(dá)到97%以上，林草覆蓋率達(dá)到22%以上。

防治分區(qū) 水土保持 鐵礦開采

近幾年來，馬鋼鐵礦石的自給率只占所需鐵礦石的20%左右，80%左右的礦石依賴進(jìn)口。馬鋼和睦山鐵礦目前生產(chǎn)能力為70萬t/a，為緩解馬鋼集團(tuán)鐵礦石原料供應(yīng)的不足，將擴大規(guī)模至110萬t/a。馬鋼和睦山鐵礦開采工程位于馬鞍山市當(dāng)涂縣境內(nèi)，屬安徽省《關(guān)于劃分全省水土流失重點防治區(qū)，加強水土保持工作的通知》公布的水土流失重點監(jiān)督區(qū)。

水土保持法及相關(guān)法規(guī)明確規(guī)定，一切可能造成水土流失的生產(chǎn)建設(shè)項目，應(yīng)當(dāng)編制水土保持方案，控制和避免因礦山開采引起的水土流失對礦山生態(tài)環(huán)境的破壞。因此，需實事求是地界定建設(shè)單位所應(yīng)承擔(dān)的水土流失防治責(zé)任范圍，為水土保持主管部門的監(jiān)督、驗收和管理等工作提供科學(xué)依據(jù)[1-2]。

1 項目及項目區(qū)概況

1.1 項目概況

和睦山鐵礦采礦權(quán)范圍內(nèi)鐵礦石保有資源儲量2 520.84萬t，其中后和睦山礦段1 024.76萬t，后觀音山礦段1 496.08萬t，設(shè)計利用資源儲量2 042.25 萬t，占全礦區(qū)保有資源量的81.0%，其中后和睦山礦段為78.2%，后觀音山礦段為83.0%。

和睦山鐵礦始建于2003年，采用地下開采，建有主井、副井、措施井、回風(fēng)井和一條斜坡道，另外還有充填站、選礦廠、道路及管線、尾礦庫等。根據(jù)礦區(qū)總體布置及方案編制要求，劃分為采礦工業(yè)區(qū)、選礦廠區(qū)、道路及管線區(qū)、尾礦庫區(qū)及塌陷錯動區(qū)，總占地面積為135.84 hm2，占地類型為工業(yè)用地、采礦用地，均為永久占地。

技改項目延用現(xiàn)有豎井開拓系統(tǒng)，主要建設(shè)內(nèi)容有巷道延伸開拓、場地平整、道路填筑、新增建筑物基礎(chǔ)開挖等，其他均利用現(xiàn)有工程，占地面積為6.15 hm2，均在現(xiàn)有占地范圍內(nèi)，不新征土地。工程總投資17 474.48萬元，其中土建投資5 274.23萬元。

根據(jù)工程方案設(shè)計，服務(wù)期內(nèi)生產(chǎn)運行共產(chǎn)生采掘廢石88.9萬m3，直接回填井下采空區(qū)；選礦廠共產(chǎn)生干磁拋尾廢石66萬t，以低品位礦石形式出售；產(chǎn)生尾礦583萬t，其中86萬t充填井下采空區(qū)，剩余的428萬t全部輸送至現(xiàn)有的青山尾礦庫。

1.2 項目區(qū)概況

項目所在區(qū)域地貌類型由東部的丘陵崗地逐漸向西過渡為沖田。土壤類型從東向西逐漸過渡，依次為粗骨土、黃棕壤、水稻土和潮土，交錯分布。該區(qū)域?qū)俦眮啛釒淙~闊葉與常綠闊葉混交林地帶，在植被類型上為常綠與落葉交替的過渡地帶。區(qū)域內(nèi)的植被多數(shù)是次生植被和人工植被，現(xiàn)狀林草覆蓋率約23%。項目區(qū)所屬土壤侵蝕類型為南方紅壤丘陵區(qū)，土壤以輕度水力侵蝕為主，容許土壤流失量為500 t/(km2·a)。

2 水土流失特點及預(yù)測

2.1 項目區(qū)水土流失現(xiàn)狀

通過對區(qū)域地形地貌、土壤植被、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查，收集水土流失遙感資料和地形圖，經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算和綜合評價分析，得出水土流失現(xiàn)狀評定。采用《安徽省水土保持監(jiān)測公報》數(shù)據(jù)[3]，類比同類型企業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)，可知為輕度土壤侵蝕強度(580～800 t/(km2·a))，主要為水力侵蝕。

2.2 水土流失預(yù)測內(nèi)容及方法

(1)預(yù)測與現(xiàn)狀調(diào)查內(nèi)容：①現(xiàn)有項目水土流失量以及現(xiàn)有項目存在的水土流失問題；②擾動原地貌、損壞土地面積；③損壞、侵占水土保持設(shè)施面積和數(shù)量；④棄土、棄渣量；⑤可能造成的水土流失面積；⑥已造成和可能產(chǎn)生水土流失總量；⑦可能造成的水土流失危害。

(2)預(yù)測方法。水土流失預(yù)測采用定性和定量相結(jié)合的方式，查閱技術(shù)資料、設(shè)計圖紙，并結(jié)合實地查勘測量分析，確定現(xiàn)有項目水土流失量、擾動破壞土地面積、棄土棄渣量等。以實地調(diào)查確定水土流失背景值，以類比預(yù)測法確定預(yù)測值。

2.3 預(yù)測時段及分區(qū)

預(yù)測時段主要從基建施工期開始至方案服務(wù)年限末，分為施工期、自然恢復(fù)期。預(yù)測分區(qū)為采礦工業(yè)區(qū)、選礦廠區(qū)、道路及管線區(qū)。

2.4 預(yù)測結(jié)果

和睦山鐵礦技改擴建項目施工期擾動原地貌、損壞土地及植被面積4.30 hm2，方案服務(wù)期內(nèi)破壞水土保持設(shè)施132.55 hm2；基建期開挖土石方8.46萬m3，回填土石方2.12萬m3，多余的6.34萬m3回填至后觀音山礦段的采空區(qū)內(nèi)。

該項目總預(yù)測時段內(nèi)水土流失總量為206.8 t，新增水土流失量為160.4 t。其中施工期新增水土流失量為122.1 t，占新增量的76.1%；采礦工業(yè)區(qū)在基建期新增水土流失量為81.9 t，占基建期新增水土流失的67.1%，是基建期的水土流失重點區(qū)域；自然恢復(fù)期新增水土流失量為38.3 t，占新增量的23.9%。

3 水土流失防治

3.1 水土流失防治方案

(1)方案編制原則和目標(biāo)。方案編制貫徹“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學(xué)管理、注重效益”的方針，對主體工程修正、補充和完善。方案編制要符合國家對水土保持、環(huán)境保護(hù)的總體要求，與主體工程及當(dāng)?shù)厮Ｒ?guī)劃相協(xié)調(diào)，并且遵循“三同時”原則[4]。

(2)水土流失防治責(zé)任范圍。主要包括項目建設(shè)區(qū)和直接影響區(qū)，其中項目建設(shè)區(qū)主要包括采礦工業(yè)區(qū)、選礦廠區(qū)、道路及管線區(qū)、尾礦庫區(qū)及塌陷區(qū)等5部分，總占地面積135.84 hm2；直接影響區(qū)包括道路及管線區(qū)，面積為2.76 hm2(按管線兩側(cè)各3 m 計算)、塌陷區(qū)面積為12.14 hm2(塌陷區(qū)可能最大錯動范圍70.45 hm2，扣除重疊的兩礦段征地面積)。因此，該項目水土流失防治責(zé)任范圍為150.74 hm2。

3.2 水土保持防治措施體系

3.2.1 采礦工業(yè)區(qū)

場地內(nèi)原礦中轉(zhuǎn)場設(shè)置擋土墻，場地周邊設(shè)置排水溝、沉砂池等；在充填站內(nèi)圍墻周邊栽植冬青，對場地內(nèi)坡面種植爬山虎；對工業(yè)場地內(nèi)未硬化土地撒播草籽進(jìn)行綠化；對粗破碎基礎(chǔ)周邊設(shè)置臨時排水、沉沙池，對剝離表土采取編織袋攔擋和臨時覆蓋等防護(hù)措施。

3.2.2 選礦廠區(qū)、道路及管線區(qū)

新增建筑物周邊跡地撒播草籽,新增建筑物基礎(chǔ)開挖的表土采取編織袋攔擋和臨時覆蓋防護(hù);道路及管線區(qū)延伸道路的一側(cè)采取編織袋攔擋和臨時覆蓋防護(hù)，空地及坡面進(jìn)行綠化。

3.2.3 塌陷區(qū)

塌陷區(qū)周邊設(shè)置排水溝及漿砌石沉砂池等，水土流失防治措施體系見圖1，水土保持措施主要工程量詳見表1。

圖1 水土流失防治措施體系

3.3 水土流失監(jiān)測

(1)監(jiān)測內(nèi)容及監(jiān)測點布設(shè)。結(jié)合工程建設(shè)和水土流失特點，監(jiān)測內(nèi)容有工程建設(shè)進(jìn)度、水土流失因子監(jiān)測、水土流失狀況監(jiān)測、水土流失防治效果監(jiān)測，以及擾動土地及植被占壓情況、水土保持臨時措施實施情況、施工準(zhǔn)備期前對土壤侵蝕背景值監(jiān)測等。

表1 水土保持措施主要工程量匯總

根據(jù)工程建設(shè)和水土流失特點，設(shè)置6個監(jiān)測點位，分別為：1#監(jiān)測點充填站處，2#監(jiān)測點副井處，3#監(jiān)測點和采礦車間新建道路處，4#、5#監(jiān)測點塌陷區(qū)沉砂池，6#監(jiān)測點選礦廠主廠房處。

(2)監(jiān)測方法及頻次。水土流失監(jiān)測采用調(diào)查監(jiān)測法：正在實施的水土保持措施建設(shè)情況等至少每10 d監(jiān)測記錄1次；建設(shè)期擾動地表面積、水土保持工程措施攔擋效果至少每1個月監(jiān)測記錄一次；主體工程建設(shè)進(jìn)度、水土流失影響因子、水土保持植物措施生長情況等至少每1個月監(jiān)測記錄1次。

(3)監(jiān)測實施。委托有乙級及以上水土保持監(jiān)測資質(zhì)的機構(gòu)承擔(dān)。監(jiān)測時段從施工準(zhǔn)備期開始至設(shè)計水平年結(jié)束。

4 水土保持投資估算及效益分析

(1)水土保持投資估算。依據(jù)水利部水總[2003]67號文以及水土保持措施工程量，和睦山鐵礦水土保持總投資214.55萬元，其中工程措施投資68.43萬元，植物措施投資1.94萬元，臨時工程投資3.95萬元，獨立費用65.56萬元，基本預(yù)備費8.39萬元，水土保持補償費66.28萬元。

(2)水土保持效益分析。通過水土保持方案實施，各項指標(biāo)能夠達(dá)到水土流失防治目標(biāo)的要求，滿足規(guī)范要求。同時，可使工程建設(shè)所擾動的區(qū)域得到有效治理防護(hù)，恢復(fù)和改善因工程建設(shè)挖損、擾動破壞的土地及植被，保水保土能力將有所提高，最大程度的控制項目區(qū)水土流失。

本工程水土保持方案實施后，可以減少水土流失對項目區(qū)的危害，對確保礦山的安全生產(chǎn)及促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展有著重要的作用，工業(yè)場地區(qū)綠化可改善生態(tài)環(huán)境。在發(fā)展地方經(jīng)濟的同時，保護(hù)水土資源，實現(xiàn)社會和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

5 水土流失防治特點

(1)該類項目的地面建設(shè)占地面積比較少，但地下采空區(qū)導(dǎo)致大面積地面沉陷，誘發(fā)或加劇水蝕、風(fēng)蝕、重力侵蝕，危害程度大，影響區(qū)域水循環(huán)及植物生長，破壞土地資源，降低土地生產(chǎn)力。另外，礦井排水可能對礦區(qū)及附近的地表河流、淺層地下水造成影響和破壞，加劇土地沙化和植被退化等。

(2)建設(shè)期工業(yè)場地平整與建筑物基坑開挖、井筒開挖，以及場外公路、供排水、供電與通信設(shè)施等工程施工將擾動原地貌，使地表裸露、表土破損，加劇水蝕和風(fēng)蝕。

(3)本項目為技改擴建，由于原有項目前期未編制水土保持方案，因此在充分調(diào)查現(xiàn)有項目存在的水土流失問題及水土保持成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對技改擴建項目的水土保持進(jìn)行分析與評價，以形成完善的水土保持措施體系，體現(xiàn)“以新帶老”的特點。

(4)該礦于2007年建成投產(chǎn)，技改擴建項目是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上實施。其水土流失主要發(fā)生在施工期、生產(chǎn)運營期。施工期間場地平整和基礎(chǔ)開挖，將擾動地表，破壞原有的植被和地形地貌，產(chǎn)生水土流失；運營期持續(xù)產(chǎn)生的廢石、尾砂，以及地面沉陷，不僅容易造成棄渣流失，且有可能導(dǎo)致滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。自然恢復(fù)期，隨著水土保持措施的實施，裸露地表的跡地恢復(fù)，植被覆蓋度逐漸增加，水土流失將會逐漸減少。

[1] 中華人民共和國水利部．GB 50433—2008 開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范[S]．北京：中國計劃出版社，2008．

[2] 中華人民共和國水利部．GB 50434—2008 開發(fā)建設(shè)項目水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)[S]．北京：中國計劃出版社，2008．

[3] 安徽省水利廳．安徽省水土保持監(jiān)測公報[R]．合肥：安徽省水利局，2005．

[4] 中國水土保持學(xué)會水土保持規(guī)劃設(shè)計專業(yè)委員會．生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持設(shè)計指南[M]．北京：中國水利水電出版社，2011．

2014-10-19)

程一松(1979—)，男，主任，高級工程師，注冊環(huán)評工程師，243000 安徽省馬鞍山市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)西塘路666號。