露天开采煤矿水土流失防治对策及其效果――以武家塔煤矿为例_图文.doc

第3期 2007年9月 山西水土保持科技 Soil and Water Conservation Science and Technology in Shanxi No,3 seo.2007 口监督管理 露天开采煤矿水土流失防治对策及其效果 以武家塔煤矿为例 白东晓王晓郭玉梅马秋霞 黄委会绥德水土保持科学试验站 摘要武家塔露天煤矿位于内蒙古伊金霍洛旗鸟兰木伦镇境内,所处地区水土流失严重.生 态环境十分脆弱。由于露天开采,共占用土地375.4hm2,每年增加土壤侵蚀量4.67万to在水土保 持方案的指导下。通过采取整体包围、分层治理,建立人工防护、排水系统,坡面构建多种植被恢复 模式的综合治理,基本控制了矿区内水土流失的发生和发展,减少了输入黄河的泥沙。 关键词人为水土流失排土场弃渣场植被恢复模式露天煤矿武家塔 中图分类号S157,1文献标识码B 文章编号1008-01202X702-0043-03 武家塔露天煤矿位于内蒙古自治区伊金霍洛旗 乌兰木伦镇境内,面积9.24km2。流经矿区的季节 性河流乌兰木伦河,在矿区东端汇人窟野河。矿区 所在地区水土流失严重,生态环境十分脆弱。因 此,如何在矿区建设和生产过程中避免和减少人为 水土流失的发生,减少人黄泥沙,倍受建设单位和 地方政府及有关单位的关注。 1矿区的自然特点 1.1气候恶劣 具体表现为暴雨集中、强度大,气温剧变、 多大风天气。矿区年均降水量357.4nlln.6,9月 高达271.98nlnl,占到76.1。据当地30年的降水 资料统计,最大1h降雨22.1111111,最大暴雨平均 强度为1.5mm/min。年均气温6.2℃,最高气温 36.6℃,最低气温一38.3℃。年均风速3.2m/s, 最大风速24m/s,年大风5m/s13数44d.年 均沙尘暴日数21.5d平均风速17m/s。 1.2地面组成物质松散,肥力低。植被稀疏 矿区内土壤深厚,分布最多的是风沙土和黄绵 土,土壤结构松散,质地较粗,透水性、抗冲抗蚀 性差,极易遭受风蚀、水蚀和重力侵蚀。土壤肥力 低下,平均有机质含量0.5,全氮、速效磷、速 效钾含量均较低。受风沙和干旱的影响,植被逐渐 退化,天然植被以沙生植物为主,植被覆盖率低于 25。植物群落简单,将近90为草本,具有耐 瘠薄、抗风沙的特点。 1.3地形地貌简单 矿区地处鄂尔多斯高原与黄土高原过渡地带的 毛乌素沙漠边缘,海拔高程l 1601200m,地形 收稿13期200031 西北高东南低,基本呈一斜坡。多为波状起伏的盖 沙丘陵,地势较平坦,沟壑密度为1.1kmAm20 1.4水土流失严重 由于气温年较差、日较差大,下垫面土壤干燥疏 松,植被稀少,侵蚀补给沙量高,是造成水土流失的 根本原因。据统计,矿区水土流失面积8.99km2,占 到97.3。土壤侵蚀类型多,水蚀、风蚀、重力 侵蚀等均有发生,以水蚀、风蚀为主。该区土壤侵 蚀模数最高达1.65万t/kin2.a。 2矿区工程建设对水土流失的影响 2.1工程建设占地情况 武家塔露天煤矿总体分为生产区以采掘场和 排土场为主体和工业场地辅助生产区,总占地 375.4hm2,工程占地情况见表1。 2.2工程建设对水土流失的影响 表1武家塔露天煤矿工程占地情况 堡;垦占垫亘塑虹磐三2工业广场 759一 采掘场 24275 内排土场 22.94 外排土场 89.44 供水管线 1.89 进场公路 2.踮 运煤道路 5.36 外排土场道路 1.50 排洪工程 1.05 武家塔露天煤矿的开采大面积扰动土石,破坏 地表形态,损坏水土保持设施面积348.80Inn。对所 在流域的水土流失产生影响较大。扰动后的土壤侵 蚀模数成倍增加,排土场最高可达24500t/klIl2_a。 据估算,在不采取水土保持措施情况下,达产年末 直接影响范围内累计侵蚀量63.04万t,年均侵蚀 量6.3万t原生地表年侵蚀量1.63万t,采矿每 ・43 万 方数据 山西水土保持科技 2007年第3期 表2武家塔露天煤矿扰动地貌水土流失量 禾拙功 15,,4.2011.5524.7 外排土场 12.983.549.4420.2 内排土场 34,318.5825.7355.1 笪士 笪坚 22堑翌 鲤 年增加侵蚀量4.67万t见表2。 护砌;工程量大的采取植树种草进行坡面防护。植 3矿区水土流失防治对策 树前进行整地,在40一6。的山坡上,采取水平阶和 3.1形成整体包围、分层拦阻泥沙的防御体系 反坡梯田整地,面积较大的山坡采用水平沟整地, 将整个露天矿作为一个整体,在建设用地边界 陡坡和地形破碎的地方采用鱼鳞坑和穴状整地。随 自然水流出口处修建坝体工程,使矿区形成一个相 着排土场的推进,为防止雨水冲刷坡面,在排土场 对封闭的系统,矿区范围流失的水土不流向界外。 形成的每层台阶的边缘,修筑截流土埂或将台阶修 首采区采用平行坝渠沟拉沟方式.形成一个东南部 成反坡台阶,坡面采用网格状沙障。公路路肩均采 地势较高阶梯形边的盆状矿坑,开采过程中,各台 用混凝土加固,为防止路面积水冲刷边坡,路基边 阶均设置排水沟,使采掘场范围内的降水和地下涌 坡进行夯拍压实或黏土防护。穿越风积沙地段的公 水汇入矿坑。再用排水泵排至采掘场外的坝渠沟。 路,对路基边坡进行黏土护砌,并在路基两侧建立 为了防止采掘场水土流失和重新利用坑内排水,在I硎各状沙障。 采掘场东侧的坝渠沟内修筑一道挡水坝,起到拦存 3.4园地制宜。构建多种植被恢复模式 汛期采掘场流失水土作用和解决内排土场及路旁植 3.4.1防风固沙林 树灌溉用水。 在矿区迎风方向的排土场台阶上营造防风林 保持排土场稳定,防止滑坡是关键。采掘场初 带,种植杨树6一lO行,株行距3m x 3m。坡面上 期的剥离土先排往外排土场地势较高的部位,依次 布设2m2m网格状沙柳沙障,网格内种植沙地 向下排放。剥离出岩石后再排至地势低的部位,最 柏或沙蒿。沿采矿区边缘种植带状杨树和油松混交 终排土场呈台阶状,有多个平台和坡面。经排土场 林,林带宽1214m。其他地段的防护林,一般采 稳定计算,设计边坡高度75.130m,边坡角20。。 用乔灌草立体结构。乔木以油松、杨树、柳树为 22。。正式排土前,在排土场边界处修筑截水坝或 主,灌木以沙棘、沙柳为主,草本植物可选择草木 挡水拦沙坝。阻挡土方下泄,保证边坡稳定。排土 樨、苜蓿、无芒雀麦等。 场在排土前先在场内修建非永久性挡土坝该坝体 3・4・2景观生态林 随着排土融人排土场,防止排土场水土流失。 通过植物种类的合理配置,达到针阔混交、乔灌 3.2建立人工防排水体系 搭配的景观效果。植物配置方式有带状、条状、团簇 最终形成的排土场,为防止降水对坡面的冲 状、片状,一般乔木林星带状、条状和片状,常绿树种 刷,从最高平台开始,自上而下沿边坡的边缘修筑 呈条状或片状,彩叶树种呈团簇状或行状,普通灌木 挡水埂,台面呈倒坡,内侧设排水沟,排水沟纵横 呈带状或片状,花灌木呈团簇状。常绿树以侧柏、油 排列,将降水汇集后排放到坝渠沟。工业广场所有 松、桧柏为主,彩叶树种有火炬、槐树、新疆杨、紫叶 边坡的下部及道路两侧均设排水沟。当坡长超过 小蘖等,花灌木以榆叶梅、丁香、玫瑰为主,其他乔木 60m时,在边坡上每隔15。20。,挖一条渗 选用柳树和榆树。 截水沟,沟深O.25.O.40m。利用排水沟和截 3-4・3农牧业为主的生产基地 一 水沟将降水汇集后,排放在坝渠沟。为了防止泥沙 在内排土场形成的大面积地势平坦的区域,建 输出,在排水出口处修建沉沙池。 立以农牧业生产为主的土地复垦模式。为了保证牧 3.3重视坡面水土流失防治 草品质及其适口性,选择的牧草种类有草木樨、苜 由于该区水土流失以水蚀和风蚀为主。加之黄 蓿、黄芪、沙打旺、冰草、羊草、无芒雀麦、披碱 土、风沙土结构疏松,坡面水蚀发生后。在重力作 草等。播种时以问行混播并辅以单行为宜,混播形 用下坡面易发生泥石流、崩塌和滑坡等,所以防治 式有苜蓿披碱草、苜蓿草木樨冰草、苜蓿黄 坡面水土流失非常重要。对工程填方、挖方形成的 芪冰草,单播羊草或沙打旺。播种宜在春季或雨 坡面,边坡采用乱石堆砌或将边坡压实,工程 季前进行,种苗成活率较高。播种时在平整的地面 量小的采用基底护坡、浆砌片石护砌或卵石方格草 开深23cm浅沟,条播后覆士23clII。农业复 万 方数据 2007年9月 白东晓等露天开采煤矿水土流失肪治对策及其效果以武家塔煤矿为例 垦适宜糜谷类、豆类、马铃薯和胡麻。 3.5以科学技术为指导。资金投入作保障 在基建初期,武家塔露天煤矿就开展了对矿区 生态恢复技术、露天矿废弃地生态恢复与植被重建 技术、土地复垦技术、排土场水土流失防治对策等方 面的研究,为露天矿水土流失防治提供了科学依 据。同时,露天矿在矿区水土流失治理方面投入大 量资金,基建期严格执行“三同时”制度,共投入 水土流失治理资金1亿多元。生产期再从煤炭销售 收入中提取一定的比例用于环境保护和治理,以保 证水土流失治理措施的实施。 4矿区水土流失防治效果 在建设、生产期武家塔露天矿对矿区水土流失 进行了全面、系统的治理,各项防治措施的效果较 好。剥离土得到了及时有效的防护,植被得到了较 好的恢复,水土流失得到了有效控制。 4,1堆弃渣治理效果 武家塔露天矿在水土保持方案服务年限内共弃 渣石14907.67万In3。在建设期间采用集中排放、 综合治理的措施,拦渣量为14609.52万m3,拦渣 率达98。 4.2占压、扰动土地治理效果 武家塔露天矿水土流失防治责任范围面积为 423.90hrn2.在建设、生产期占压和扰动土地面积 375.40hm2,露天矿分期、分区进行土地整治并采取 了适宜的水土保持治理措施,治理面积360.38m2, 扰动土地整治率达96。 4.3水土流失防治效果 武家塔露天矿施工区原地貌土壤侵蚀模数 10003500t/ko.a,水土流失面积占土地总面积 97.3。建设施工期间88.6的地貌被扰动,建设高 峰期扰动地表土壤侵蚀模数达750019500派m2m 通过采取兴建挡渣墙、削坡开级、浆砌石护坡、防风 固沙网格、设置排水沟、道路硬化、植树种草绿化等 综合水土保持措施,使水土流失得到了有效的防治, 土壤侵蚀模数由建设高峰期平均13500t/km2.a下 降到目前的1000t/krn2,a左右,水土流失控制率 达到90以上。 4.4植被变化 武家塔露天矿矿区原有林草覆盖率低于25。 工程开工后,生态绿化与工程建设同步进行,在矿区 采用当地适宜树种适时地进行植树绿化,在内外排 土场利用当地适生灌木营造防风固沙网格沙障,使 防治责任范围的林草覆盖率达35以上。 5结语 武家塔露天矿在开采建设的同时,注重水土保 持,在地直建立了排水系统、坝体工程、坡面防护 工程,在工业广场除建筑物、厂内公路和工程防护 外,还种植乔灌草景观植物;在内外排土场实施了 适地适生灌木营造防风固沙网格沙障;在矿区大量 种植了适生乔、灌、草植物。彻底改变了原来的风 沙地貌,有效地拦蓄了坡面径流和泥沙。提高了土 地的利用率和生产力,减少了泥沙造成的损失和危 害,扩大了环境容量。矿区的土壤侵蚀模数由本底 值的1.65万t/knl2.a减小到2800t/kⅢ2.a左右;矿 区林草覆盖率由本底值的25提高到50以上。 作者简介 白东晓女,42岁,工程师;通讯地址陕西 省绥德县城朝阳路36号,718000 口信息窗口 山西省农业综合开发水土保持项目管理工作座谈会 在闻喜县召开 为了全面贯彻落实水利部和国家开发办关于 进一步加强农业综合开发水土保持项目管理工作的 通知精神,切实推进水保项目管理年活动,6月20日,省水利厅和省农发办联合在闻喜县召开了山西 省农业综合开发水土保持项目管理工作座谈会。省 农发办主任赵建生出席会议并作重要讲话,省水保 项目办副主任王志坚主持会议并作总结讲话。运城 市水务局、财政局、农发办负责同志及项目区各县分 管水保工作的副县长和水利局局长等参加了会议。 会议听取了运城市水务局剐局长郝廷奇关于近年来 农发水保项目实施情况的汇报。市财政局副局长程 广龙关于积极落实配套资金的情况说明,市农发办 副主任王国和关于财务管理和建后管护的经验介 绍。闯喜县做了典型发言,其它各县就项目执行情 况、经验及存在问题进行了交流。 据山西水土保持简报摘编 万 方数据 露天开采煤矿水土流失防治对策及其效果以武家塔煤矿 为例 作者白东晓 , 王晓 , 郭玉梅 , 马秋霞 作者单位黄委会绥德水土保持科学试验站 刊名 山西水土保持科技 英文刊名SOIL AND WATER CONSERVATION SCIENCE AND TECHNOLOGY IN SHANXI 年,卷期2007,““3 引用次数0次 相似文献0条 本文链接http// 下载时间2010年6月23日