试论煤矿水土保持方案的设计及实施要点

    张琦

    摘 要：本文以某煤矿区的水土流失现状为例，对其水土保持方案的设计和实施要点进行了分析，以供参考。

    关键词：煤矿；水土流失；水土保持

    煤矿建设和开采会在一定程度上破坏周边的生态环境。我国的大多数煤矿位于半干旱、干旱的生态脆弱区，而大规模的采矿活动进一步恶化了矿区的生态环境。其中水土流失是矿区生态环境破坏的主要表现，导致大面积水土流失的原因包括地质地形、气候、土壤等自然因素，也包括滥砍滥伐、扩大开垦面积、滥用滥采等人为因素，一旦造成生态环境的严重破坏，很难完全恢复。

    1 煤矿水土流失的现状

    某煤矿面积大约为110km2，距离铁路6km，距离省道22km。该煤矿位于黄土高原沟壑区，地形十分复杂，矿区整体构造形态向西倾斜，地表属于半掩盖至掩盖，沟谷中裸露基岩。其地下水主要依靠大气降水补给，水层间水质变化显著，地层稳定，没有断裂构造，煤层形态具有宽缓起伏；该矿区水土流失的侵害强度大，土壤侵蚀的主要原因是水蚀，侵蚀范围广；人为原因导致的水土流失严重，地表植被大面积破坏，对水土保持措施正常作用的发挥造成影响；水蚀受到降水期的直接影响，时间相对集中。

    在该矿区的煤炭开采活动中，人类活动是水土流失的主要原因，对水土资源的开发不合理，破坏了生态环境，增加了水土流失的防治困难。在建设工程时，破坏了土层结构，影响了土体的稳定性，导致土壤结构松散，抗侵蚀能力减弱；开采中对土层的剥离也破坏了植被，导致大面积地表裸露，使表层失去植被保护。

    2 煤矿水土保持方案的设计

    （1）煤矿区水土流失预测

    一方面，对矿区进行实地勘察，综合分析其具体情况，计算出矿区工程建设和生产期间对地表损害和占用土地的面积。由于煤矿在建设过程中对地层结构的破坏，扩大矿区会增加土壤侵蚀程度，破坏土地资源，污染地区环境，有可能导致地表沉陷。另一方面，确定水土流失的重点防治区域，根据矿区土壤流失量，确定该煤矿的重点防治区为排矸场区和工业生产区中的采空塌陷区。

    （2）水土保持方案的设计流程

    首先，在设计时要遵循从全局到局部，先重点后一般的原则，做到区别对待，分清轻重缓急；其次，在设计水土流失防护分区时，要根据不同区域的水土流失具体情况确定相应的防治重点和措施，保证分区的科学性、系统性和措施的整体性、连续性；再次，设计植物分布时，要对立地条件进行详细分析，借鉴成功经验，合理配置植物措施；最后，要将水土保持的历史措施与新增措施结合起来，统筹兼顾，建立综合完善的水土流失防护体系。

    （3）水土保持方案的设计原则

    一方面，在设计工程措施时，保证水土流失防治区域的水流能够顺畅排泄，减少水力冲刷作用；采取临时措施和永久措施相结合的方式；整治地表，使排水设施、坡面满足恢复植被的条件，对水土流失进行有效控制；另一方面，在设计植被措施时，要遵循因地制宜的原则，综合考虑树种的抗逆性，以草种、乡土树为主，保证种草造林工程能够稳定持续发挥作用；选择根系发达且外形美观的树种，同时实现环境的保护和美化。

    3 煤矿水土保持方案的实施要点

    3.1 工业生产区的水土保持措施

    （1）工程措施

    由于工业生产区在施工前剥离了地面表土，所以需要对临时堆放的表土加以临时防护，在施工后可以将剥离的表土用于绿化。

    （2）绿化措施

    在工业区采取植树种草的方法，综合利用草、灌、乔等不同植物品种，在主干道两侧交替种植丁香和旱柳行道树，在人行道和次干道单排种植行道树；在主体工程的空地铺设草坪，配以花灌木；围墙内侧种植槐树，起到隔音防尘、美化环境的效果。

    （3）临时措施

    设置临时堆料场地，建立钢板挡护，降雨期间在土方顶部搭盖防水布，特别是堆放的表土表面，必须覆盖防水布，避免水蚀；在施工道路的主干道及临时堆料场周围设置梯形排水沟并在沟内覆盖土工膜；在临时堆土场内设置沉沙池，将沉沙池与排水沟相连，坡面的水流会流入沉沙池，经沉淀澄清之后再排入排水沟内。

    3.2 排矸厂区的水土保持措施

    （1）场地清理

    对排矸场进行清理，清除树根、平整杂草，并实施一定防渗措施，铺填黄土和土工布；排矸场在使用时要分层卸载渣体，保证碾压密实并覆以黄土避免雨水渗入；设置横向排水沟，并将堆渣体与竖向截洪沟连接；在堆渣体边坡种植植被，防止洪水对坡面冲刷；为了避免洪水流入排矸场，可在排水沟周围设置截洪沟；在排矸场坡脚设置挡墙，提高渣体稳定性；当排矸场达到使用年限后，采取覆土绿化措施，注意日常洒水降尘。

    （2）工程措施

    对排矸场进行实地测量，分析其地形地貌，明确挡渣墙位置；测量不同高程的占地面积，计算各层库容，确定总库容；排矸场面积大，当外场排土达到一定高度形成平台时，在排矸场进行弃渣，为了避免暴雨冲刷平台，可以在平台内侧设置临时矩形排水沟。

    （3）植被措施

    在堆渣时及时对每层堆渣坡面进行种草，选择无芒雀麦；土方堆达到最高高程时，对顶部实施紫穗槐和草坪相结合的灌草植被恢复。

    4 总结

    综上所述，综合分析矿区水土流失现状，设计科学合理的水土保持方案，并采取相应的水土保持对策，把握其中的实施要点，有助于矿区的建设和长远发展。

    参考文献：

    [1]王建文，马三保，等.柠条塔煤矿水土保持措施体系建设[J].中国水土保持.2010，（07）：13-14.

    [2]周国富.贵州岩溶山区井采煤矿水土流失问题及防治对策探讨[J].中国岩溶.2010，29（01）：27-31.