礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案要點構(gòu)架

孟東洲

【摘要】露天開采是礦山生產(chǎn)中比較常見的作業(yè)方式之一，但是由于在露天開采過程中需要對礦山區(qū)域的原生表土進(jìn)行開挖清除，且在開采過程中還會有廢料廢渣等廢棄物產(chǎn)生，這些都會對礦山以及周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，并導(dǎo)致水土流失現(xiàn)象的加劇。因此在礦山露天開采項目的建設(shè)中必須高度重視水土流失問題，礦山企業(yè)應(yīng)結(jié)合本礦山生產(chǎn)作業(yè)特點以及礦山的實際環(huán)境條件等制定并貫徹實施科學(xué)有效的水土保持方案，以保護(hù)礦山生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)礦山企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】礦山;露天開采;建設(shè)項目;水土保持;實施方案

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.069

引言：

為滿足我國國民經(jīng)濟建設(shè)需求，近年來礦山行業(yè)得到了較快的發(fā)展，礦山開采技術(shù)水平不斷提高。但是在礦山露天開采過程中仍存在開采方式粗放、管理不到位以及未能采取有效的水土保持措施等問題，導(dǎo)致露天開采礦區(qū)普遍存在水土流失現(xiàn)象，對礦山的自然生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，客觀上制約了礦山企業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。在此背景下，現(xiàn)代礦山企業(yè)必須嚴(yán)格遵守露天開采作業(yè)的相關(guān)要求，在建設(shè)露天開采項目時應(yīng)完善各項管理措施，明確水土保持目標(biāo)，科學(xué)制定實施方案，對礦山開采的露天作業(yè)區(qū)、工業(yè)場區(qū)、渣土（石）堆放區(qū)以及礦區(qū)道路等均應(yīng)采取有效的水土保持措施，通過對礦區(qū)的綜合防治措施避免水土流失問題的發(fā)生，從而保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)礦山企業(yè)的綠色發(fā)展。

1、礦山露天開采建設(shè)項目水土流失問題分析

由于在礦山露天開采作業(yè)過程中需要對作業(yè)面原生表土進(jìn)行清除，且要拔除全部的草皮以及樹木等覆蓋植被，因此會嚴(yán)重破壞露天礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，并產(chǎn)生大量的裸露地面。而在雨水沖刷作用的影響下，裸露地面所含泥沙會逐漸松動并遷移，不僅會在地面形成溝壑縱橫的地貌特征，而且會導(dǎo)致地表土層所含的有機質(zhì)成分流失，導(dǎo)致土地退化，無法用于耕作。而遷移的泥沙等成分也會對周邊區(qū)域的農(nóng)田以及河道等造成破壞，影響農(nóng)作物的正常生長發(fā)育。同時，在礦山露天開采作業(yè)中往往會采用爆破等作業(yè)方式，這會進(jìn)一步對礦區(qū)原始土體結(jié)構(gòu)造成破壞，不僅會加劇水土流失現(xiàn)象，而且可能誘發(fā)坍塌以及滑坡等嚴(yán)重的安全事故，對生態(tài)環(huán)境和礦山工作人員的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。此外，礦山露天開采作業(yè)還會產(chǎn)生空氣污染以及噪聲污染等環(huán)境問題。

2、礦山露天開采建設(shè)項目制定水土保持實施方案重要性分析

制定礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案能夠有效控制礦區(qū)的水土流失情況，降低露天開采對礦山區(qū)域土壤、水體、植被等的擾動破壞，從而減少對河道以及農(nóng)田的影響，這樣不僅可以推動礦山企業(yè)向綠色環(huán)保方向升級轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)礦山企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，而且能夠為礦山企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益、社會效益以及生態(tài)效益。其中礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案的經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在礦山露天開采作業(yè)中實施水土保持措施后，可以為開采作業(yè)的順利進(jìn)行創(chuàng)造有利條件，從而提高開采效率，加快開采進(jìn)度，有利于礦山企業(yè)開采成本的控制管理。同時，在實施了水土保持方案后，礦區(qū)的植被恢復(fù)率和覆蓋率將明顯改善，不僅可以減少對自然環(huán)境影響和防止水土流失現(xiàn)象的出現(xiàn)，而且可以美化礦區(qū)環(huán)境，為礦山企業(yè)的工作人員提供更好的環(huán)境條件。此外，水土保持方案的實施也可以使礦山所在地區(qū)的整體投資環(huán)境得以改善，從而增強礦山企業(yè)的核心競爭力，并帶動周邊地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。因此，在礦山露天開采建設(shè)項目中應(yīng)高度重視水土流失問題，科學(xué)制定水土保持實施方案。

3、礦山露天開采建設(shè)項目水土保持主要途徑

3.1礦山露天開采建設(shè)項目水土保持目標(biāo)的科學(xué)制定

在制定礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案時，應(yīng)首先科學(xué)確定水土流失防治目標(biāo)。在制定露天開采礦區(qū)水土保持目標(biāo)時應(yīng)對作業(yè)區(qū)進(jìn)行實地勘查，并針對礦區(qū)露天采區(qū)、工程場地、排土場、排石場以及礦區(qū)道路等不同區(qū)域的實際水土流失情況以及水土保持要求制定相應(yīng)的防治目標(biāo)，以確保水土保持目標(biāo)科學(xué)合理，其實施方案具有較高的可行性，能夠切實保護(hù)露天開采礦區(qū)以及周邊區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，從而實現(xiàn)水土保持實施方案的根本目的。

3.2礦山露天開采建設(shè)項目水土保持措施的合理選擇及綜合應(yīng)用

目前在礦山露天開采建設(shè)項目中主要通過工程、植物以及相關(guān)的臨時性措施等來達(dá)到水土保持的目的。其中工程類水土保持措施一般是通過采取剝離表土，設(shè)置攔擋、攔水以及排水設(shè)施，平整土地以及對邊坡施作防護(hù)結(jié)構(gòu)等工程技術(shù)方式保護(hù)礦區(qū)土體結(jié)構(gòu)的完整性，并使礦區(qū)土壤能夠滿足植被修復(fù)的基本條件。以表土剝離這一工程措施為例，通常應(yīng)首先將作業(yè)面表土剝離，并在指定排土場內(nèi)統(tǒng)一存放，且應(yīng)在排土場設(shè)置邊坡防護(hù)以及排水溝等相關(guān)設(shè)施，以防止其在存放過程中發(fā)生水土流失問題。而植物措施則主要是指采取種植草皮以及喬灌木植物的方式達(dá)到水土保持的目的。在采用植物措施時應(yīng)充分了解露天開采礦區(qū)的實際土壤特征以及氣候條件等因素，因地制宜的選擇原生植物類型，并合理控制植物種植密度等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，以確保其能夠充分發(fā)揮水土保持功能，提高水土保持效果。此外，在露天開采礦山建設(shè)項目的建設(shè)以及運行階段，也可以結(jié)合一些臨時性水土保持措施的應(yīng)用，通過設(shè)置排水溝、攔水溝等多種方式減少水土流失。在礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案的制定過程中，工作人員應(yīng)詳細(xì)了解礦區(qū)的實際情況，合理選擇相應(yīng)的防治措施，也可以通過多種水土流失防治措施的綜合應(yīng)用來提高水土保持效果。

4、礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實踐分析

4.1某礦區(qū)基本概況

某礦石露天開采建設(shè)項目位于我國東北地區(qū)，露天采場屬于凹陷型采坑，采用的是的從上到下的爆破分層開采作業(yè)模式，采出礦石通過裝車外運方式直接運出。在該礦區(qū)域內(nèi)主要分布有草甸土等土壤類型，原生植物種類則主要為東北植物區(qū)常見植被。

4.2科學(xué)預(yù)測該礦山露天開采建設(shè)項目水土流失情況

經(jīng)測算，該礦山露天開采建設(shè)項目由于工程擾動會對自然植被以及土地造成明顯的破壞，擾動面積在56.6hm2左右，且在建設(shè)期以及運行期將有約32.4萬m2堆土產(chǎn)生，水土流失量預(yù)計在5.1萬噸左右。根據(jù)礦山露天開采特點，在建設(shè)以及運行過程中會嚴(yán)重擾動露天采場以及礦山的排土場、排石場的原始地貌環(huán)境，而地表植被以及土層被破壞后會導(dǎo)致其抗雨水沖刷、侵蝕能力下降，因此在受到地表徑流以及降雨擊濺等因素的影響時，其露天采場以及排土、排石場就有可能發(fā)生水土流失。通過進(jìn)一步的測算分析可知，在礦山露天開采建設(shè)項目的運行期水土流失量較大，而水土流失問題同樣也會發(fā)生在項目建設(shè)期間，因此在制定礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案時應(yīng)根據(jù)不同階段的水土保持的實際需要采取相應(yīng)的防治措施。

4.3科學(xué)確定該礦山露天開采建設(shè)項目水土保持目標(biāo)

由于該礦山露天開采建設(shè)項目為新建項目，因此水土保持實施方案目標(biāo)年限為8年。同時，根據(jù)國家以及礦山露天開采建設(shè)項目所在地區(qū)所頒布的相關(guān)水土流失防治規(guī)范要求，應(yīng)將該礦山露天開采建設(shè)項目的水土流失防治等級標(biāo)準(zhǔn)確定為二級。此外，在確定該礦山露天開采建設(shè)項目的水土保持目標(biāo)時應(yīng)充分考慮礦山區(qū)域降雨量、植被條件、土壤強度以及水土流失治理度等相關(guān)因素對植被恢復(fù)率、林草覆蓋率以及土壤流失控制比等各項水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以有效保護(hù)礦山區(qū)域生態(tài)環(huán)境，避免出現(xiàn)水土流失問題。

4.4該礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案要點

4.4.1該礦山露天開采作業(yè)區(qū)水土保持實施方案要點

在制定該礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案時，結(jié)合礦區(qū)的實際情況和水土保持目標(biāo)，決定在露天開采作業(yè)所涉及的各個區(qū)域內(nèi)采用工程措施以及植物措施防治水土流失問題，同時還應(yīng)結(jié)合部分臨時性防治措施的綜合應(yīng)用確保礦山露天開采建設(shè)項目水土保持體系科學(xué)完善，以提高水土保持效果。

露天采場是該礦山露天開采作業(yè)中的核心區(qū)域，也是水土保持實施方案中的重點環(huán)節(jié)。在水土保持實施方案中針對露天采場在建設(shè)期以及運行期的不同特點分別采取了不同的水土保持措施。其中在露天采場的建設(shè)階段，首先應(yīng)結(jié)合對采場區(qū)域的實地勘查數(shù)據(jù)選擇相應(yīng)的水土保持工程措施。由于該區(qū)域的表土土層基本能夠達(dá)到剝離要求，因此在建設(shè)期采用了表土剝離措施，耕地表土的剝離應(yīng)控制在0.5m左右，而荒草地表土的剝離則應(yīng)控制在約0.3m。同時應(yīng)利用剝離后的表土作為露天采場完成開采作業(yè)后的覆土材料，以實現(xiàn)對露天采場的環(huán)境修復(fù)。在露天采場周圍應(yīng)設(shè)置截水溝等設(shè)施以避免采場內(nèi)有地表徑流匯入破壞礦山邊坡并造成水土流失，截水溝設(shè)計為梯形斷面結(jié)構(gòu)，并應(yīng)采用水泥砂漿砌塊石等材料，以防止出現(xiàn)滲漏等問題。在露天采場的邊坡出入溝部分應(yīng)設(shè)置排水溝等建設(shè)期的臨時性防護(hù)設(shè)施，以減少雨水對邊坡的沖刷破壞。

在礦山露天采場進(jìn)入運行階段后，為有效防治水土流失問題，在水土保持實施方案中綜合采用了工程措施以及植物措施。其中工程措施主要是在露天采場進(jìn)入運行階段末期后的表土回覆以及整平，以便為后續(xù)的植被恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。在實施過程中應(yīng)利用露天采場建設(shè)階段所產(chǎn)生的剝離表土對采場溝底和平臺均進(jìn)行回覆，且應(yīng)合理控制覆土厚度，以充分利用工程材料并滿足植物生長需要。結(jié)合該露天開采礦山的實際情況，在制定植物措施實施方案時選擇了五葉地錦以及刺槐等植物種類，并采用了穴狀整地方式，上下部平臺面積分別可能關(guān)注在8hm2和26hm2左右，且五葉地錦應(yīng)設(shè)置于邊坡坡腳出，且種植間距應(yīng)控制在0.5m，以有效防止邊坡發(fā)生水土流失現(xiàn)象，并提高邊坡綠化效果。

4.4.2該礦山露天開采工業(yè)場地區(qū)水土保持實施方案要點

在該礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案中，針對工業(yè)場地在建設(shè)期以及運行期的不同情況也分別采用了不同的水土流失防治措施。對于建設(shè)期的工業(yè)場地主要采用了植物綠化措施，在采場生活區(qū)、建筑區(qū)以及工作人員的集中活動區(qū)域均采取了綠化措施，并在場地周邊種植了綠化用花草樹木。在植物類型選擇上應(yīng)充分考慮礦山所在區(qū)域的氣候特點和環(huán)境條件，采用具有較好耐受性以及有一定粉塵吸附能力的植物種類，以進(jìn)一步提高水土保持和綠化效果，并起到美化場區(qū)的作用。而在礦山露天開采進(jìn)入運行階段后，為有效保持水土，在工業(yè)場地的水土保持實施方案中綜合采用了工程措施以及植物措施。對進(jìn)入開采期末段的工業(yè)場地應(yīng)采用土地整平等工程措施來減少水土流失現(xiàn)象，并促進(jìn)土地生產(chǎn)力的初步恢復(fù)。同時應(yīng)在工業(yè)場地內(nèi)采用植物修復(fù)措施，結(jié)合該礦山的實際情況采用了撒播早熟禾方式恢復(fù)工業(yè)場地所占用的原荒草地植被環(huán)境。

4.4.3該礦山露天開采排土堆放區(qū)水土保持實施方案要點

礦山露天開采作業(yè)中所產(chǎn)生的廢棄土石方在堆放過程中容易發(fā)生水土流失現(xiàn)象，因此排土場的水土防治措施也是礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)之一。在該露天開采礦山的建設(shè)階段，綜合采用了工程措施、植物措施以及臨時性防治措施來提高水土保持效果。在排土場應(yīng)采用漿砌石材料作為擋土墻的主要建筑材料，從而對坡面下滑推土以及碎石等進(jìn)行有效攔擋，同時應(yīng)采用PVC管等材料設(shè)置排水設(shè)施。通過對該礦區(qū)排土場勘查數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，其表土土層條件具備實施剝離作業(yè)要求，因此在建設(shè)期對排土場采用了表土剝離方式，且耕地以及荒草地的表土剝離應(yīng)分別控制在0.5m以及0.3m左右，所剝離表土應(yīng)妥善保存，以便將其作為終期覆土材料。在礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案中還針對建設(shè)期的排土場特點采用了植物防治措施，通過早熟性禾草籽的撒播減少雨水對排土場堆土以及開挖排水溝時所產(chǎn)生推土的沖刷作用，從而達(dá)到防治水土流失的目的。在撒播時應(yīng)將草籽均勻撒播至排土場內(nèi)的推土表面和排水溝邊梗，以保證水土保持效果。此外，在礦山露天開采項目建設(shè)階段，還應(yīng)在排土場周圍設(shè)置臨時性的排水溝等設(shè)施，以防止降雨時所形成的徑流對排土場推土坡面造成沖刷，并促使積水快速排出。在水土保持實施方案的制定中應(yīng)根據(jù)礦山露天開采建設(shè)的實際情況合理確定排土場和排石場面積、堆土堆石的比降和邊坡比以及排水溝的長度、深度等各項技術(shù)參數(shù)。

當(dāng)?shù)V山露天開采建設(shè)項目進(jìn)入運行期后，在水土保持實施方案中對排土場采用了工程以及植物措施進(jìn)行水土流失防治。其中應(yīng)首先在露天開采進(jìn)入末期后利用剝離表土對排土場進(jìn)行回覆，然后對土地進(jìn)行整平處理，從而使排土、排石場地初步具備可修復(fù)利用條件。在完成對排土場以及排石場的工程修復(fù)后，應(yīng)通過撒播草籽方式對排土場以及排石場進(jìn)行植被恢復(fù)，提高場地的水土保持能力。

4.4.4該礦山露天開采作業(yè)區(qū)水土保持實施方案要點

在礦山露天開采作業(yè)過程中，為運輸材料設(shè)備、礦石以及渣土，便于人員車輛往來，往往需要修建道路設(shè)施，而礦區(qū)道路也會造成一定的水土流失，因此這也是水土保持中不可忽視的一個重要環(huán)節(jié)。礦山露天開采建設(shè)項目水土保持實施方案中，對建設(shè)期的礦區(qū)道路采用了工程措施與植物措施相結(jié)合的水土保持方式。由于礦區(qū)道路建設(shè)時所占用的是原旱地部分，因此采取了表土剝離措施，且應(yīng)將荒草地表土剝離控制在0.3m左右，而耕地表土則應(yīng)控制在0.5m左右。同時應(yīng)將排水溝分別設(shè)置于礦區(qū)道路的兩側(cè)，且應(yīng)采用漿砌石材料，以確保能夠?qū)涤旰笏纬傻牡乇韽搅鬟M(jìn)行有效攔截，從而減少水土流失。結(jié)合礦區(qū)道路的實際情況，應(yīng)將排水溝的長度比降控制在5‰左右，且場地應(yīng)達(dá)到2.5km，排水溝深度應(yīng)為0.5m，而溝底寬度則應(yīng)為0.5m。同時，為例避免排水溝在開挖過程中所形成的堆土受到雨水沖刷而產(chǎn)生水土流失現(xiàn)象，在實施方案中采用了撒播草籽的植物防治措施，所選擇的植物類型為早熟型禾草籽，且應(yīng)根據(jù)實際情況合理控制草籽撒播量和密度。

當(dāng)?shù)V石露天開采作業(yè)進(jìn)入運行階段后，為避免礦區(qū)道路發(fā)生水土流失問題，在水土保持實施方案中采用了工程措施與植物措施相結(jié)合的防治方式。首先應(yīng)在開采期末段采用原剝離表土作為覆土材料回覆礦區(qū)道路，然后對土地進(jìn)行整平，為后續(xù)的植被恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。最后采用撒播草籽等植物措施對礦區(qū)道路進(jìn)行進(jìn)一步的生態(tài)修復(fù)，以提高其水土保持能力，達(dá)到保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的目的。

結(jié)語：

在礦山露天開采建設(shè)項目中應(yīng)結(jié)合礦山環(huán)境條件等因素制定科學(xué)的水土保持實施方案，通過工程措施以及植物措施等多種水土保持措施的合理選擇以及綜合應(yīng)用及時對礦山露天開采作業(yè)區(qū)、工業(yè)場區(qū)、渣土堆放區(qū)以及礦區(qū)道路等各相關(guān)區(qū)域進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，以防止露天開采礦區(qū)發(fā)生水土流失現(xiàn)象，從而有效保護(hù)礦山和周邊區(qū)域的自然環(huán)境和生態(tài)平衡，為礦山企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益、社會效益以及環(huán)境效益，推動我國礦山行業(yè)向綠色可持續(xù)性發(fā)展方向升級轉(zhuǎn)型。

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