和睦山铁矿开采水土保持方案及特点分析

程一松(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；2.金属矿山安全与健康国家重点实验室；3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

和睦山铁矿开采水土保持方案及特点分析

程一松1,2，3
(1.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；2.金属矿山安全与健康国家重点实验室；3.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

根据和睦山铁矿开采工程的实际情况和水土保持的要求，分析了矿山开采过程水土流失问题及防治特点，编制矿山开采工程水土保持方案。方案实施后，项目建设区扰动土地整治率达到95%以上，水土流失总治理度达到87%以上，土壤流失控制比达到0.7以上，拦渣率达到95%以上，林草植被恢复率达到97%以上，林草覆盖率达到22%以上。

防治分区 水土保持 铁矿开采

近几年来，马钢铁矿石的自给率只占所需铁矿石的20%左右，80%左右的矿石依赖进口。马钢和睦山铁矿目前生产能力为70万t/a，为缓解马钢集团铁矿石原料供应的不足，将扩大规模至110万t/a。马钢和睦山铁矿开采工程位于马鞍山市当涂县境内，属安徽省《关于划分全省水土流失重点防治区，加强水土保持工作的通知》公布的水土流失重点监督区。

水土保持法及相关法规明确规定，一切可能造成水土流失的生产建设项目，应当编制水土保持方案，控制和避免因矿山开采引起的水土流失对矿山生态环境的破坏。因此，需实事求是地界定建设单位所应承担的水土流失防治责任范围，为水土保持主管部门的监督、验收和管理等工作提供科学依据[1-2]。

1 项目及项目区概况

1.1 项目概况

和睦山铁矿采矿权范围内铁矿石保有资源储量2 520.84万t，其中后和睦山矿段1 024.76万t，后观音山矿段1 496.08万t，设计利用资源储量2 042.25 万t，占全矿区保有资源量的81.0%，其中后和睦山矿段为78.2%，后观音山矿段为83.0%。

和睦山铁矿始建于2003年，采用地下开采，建有主井、副井、措施井、回风井和一条斜坡道，另外还有充填站、选矿厂、道路及管线、尾矿库等。根据矿区总体布置及方案编制要求，划分为采矿工业区、选矿厂区、道路及管线区、尾矿库区及塌陷错动区，总占地面积为135.84 hm2，占地类型为工业用地、采矿用地，均为永久占地。

技改项目延用现有竖井开拓系统，主要建设内容有巷道延伸开拓、场地平整、道路填筑、新增建筑物基础开挖等，其他均利用现有工程，占地面积为6.15 hm2，均在现有占地范围内，不新征土地。工程总投资17 474.48万元，其中土建投资5 274.23万元。

根据工程方案设计，服务期内生产运行共产生采掘废石88.9万m3，直接回填井下采空区；选矿厂共产生干磁抛尾废石66万t，以低品位矿石形式出售；产生尾矿583万t，其中86万t充填井下采空区，剩余的428万t全部输送至现有的青山尾矿库。

1.2 项目区概况

项目所在区域地貌类型由东部的丘陵岗地逐渐向西过渡为冲田。土壤类型从东向西逐渐过渡，依次为粗骨土、黄棕壤、水稻土和潮土，交错分布。该区域属北亚热带落叶阔叶与常绿阔叶混交林地带，在植被类型上为常绿与落叶交替的过渡地带。区域内的植被多数是次生植被和人工植被，现状林草覆盖率约23%。项目区所属土壤侵蚀类型为南方红壤丘陵区，土壤以轻度水力侵蚀为主，容许土壤流失量为500 t/(km2·a)。

2 水土流失特点及预测

2.1 项目区水土流失现状

通过对区域地形地貌、土壤植被、土地利用现状调查，收集水土流失遥感资料和地形图，经数据统计计算和综合评价分析，得出水土流失现状评定。采用《安徽省水土保持监测公报》数据[3]，类比同类型企业监测数据，可知为轻度土壤侵蚀强度(580～800 t/(km2·a))，主要为水力侵蚀。

2.2 水土流失预测内容及方法

(1)预测与现状调查内容：①现有项目水土流失量以及现有项目存在的水土流失问题；②扰动原地貌、损坏土地面积；③损坏、侵占水土保持设施面积和数量；④弃土、弃渣量；⑤可能造成的水土流失面积；⑥已造成和可能产生水土流失总量；⑦可能造成的水土流失危害。

(2)预测方法。水土流失预测采用定性和定量相结合的方式，查阅技术资料、设计图纸，并结合实地查勘测量分析，确定现有项目水土流失量、扰动破坏土地面积、弃土弃渣量等。以实地调查确定水土流失背景值，以类比预测法确定预测值。

2.3 预测时段及分区

预测时段主要从基建施工期开始至方案服务年限末，分为施工期、自然恢复期。预测分区为采矿工业区、选矿厂区、道路及管线区。

2.4 预测结果

和睦山铁矿技改扩建项目施工期扰动原地貌、损坏土地及植被面积4.30 hm2，方案服务期内破坏水土保持设施132.55 hm2；基建期开挖土石方8.46万m3，回填土石方2.12万m3，多余的6.34万m3回填至后观音山矿段的采空区内。

该项目总预测时段内水土流失总量为206.8 t，新增水土流失量为160.4 t。其中施工期新增水土流失量为122.1 t，占新增量的76.1%；采矿工业区在基建期新增水土流失量为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点区域；自然恢复期新增水土流失量为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)方案编制原则和目标。方案编制贯彻“预防为主、保护优先、全面规划、综合治理、因地制宜、突出重点、科学管理、注重效益”的方针，对主体工程修正、补充和完善。方案编制要符合国家对水土保持、环境保护的总体要求，与主体工程及当地水保规划相协调，并且遵循“三同时”原则[4]。

(2)水土流失防治责任范围。主要包括项目建设区和直接影响区，其中项目建设区主要包括采矿工业区、选矿厂区、道路及管线区、尾矿库区及塌陷区等5部分，总占地面积135.84 hm2；直接影响区包括道路及管线区，面积为2.76 hm2(按管线两侧各3 m 计算)、塌陷区面积为12.14 hm2(塌陷区可能最大错动范围70.45 hm2，扣除重叠的两矿段征地面积)。因此，该项目水土流失防治责任范围为150.74 hm2。

3.2 水土保持防治措施体系

3.2.1 采矿工业区

场地内原矿中转场设置挡土墙，场地周边设置排水沟、沉砂池等；在充填站内围墙周边栽植冬青，对场地内坡面种植爬山虎；对工业场地内未硬化土地撒播草籽进行绿化；对粗破碎基础周边设置临时排水、沉沙池，对剥离表土采取编织袋拦挡和临时覆盖等防护措施。

3.2.2 选矿厂区、道路及管线区

新增建筑物周边迹地撒播草籽,新增建筑物基础开挖的表土采取编织袋拦挡和临时覆盖防护;道路及管线区延伸道路的一侧采取编织袋拦挡和临时覆盖防护，空地及坡面进行绿化。

3.2.3 塌陷区

塌陷区周边设置排水沟及浆砌石沉砂池等，水土流失防治措施体系见图1，水土保持措施主要工程量详见表1。

图1 水土流失防治措施体系

3.3 水土流失监测

(1)监测内容及监测点布设。结合工程建设和水土流失特点，监测内容有工程建设进度、水土流失因子监测、水土流失状况监测、水土流失防治效果监测，以及扰动土地及植被占压情况、水土保持临时措施实施情况、施工准备期前对土壤侵蚀背景值监测等。

表1 水土保持措施主要工程量汇总

根据工程建设和水土流失特点，设置6个监测点位，分别为：1#监测点充填站处，2#监测点副井处，3#监测点和采矿车间新建道路处，4#、5#监测点塌陷区沉砂池，6#监测点选矿厂主厂房处。

(2)监测方法及频次。水土流失监测采用调查监测法：正在实施的水土保持措施建设情况等至少每10 d监测记录1次；建设期扰动地表面积、水土保持工程措施拦挡效果至少每1个月监测记录一次；主体工程建设进度、水土流失影响因子、水土保持植物措施生长情况等至少每1个月监测记录1次。

(3)监测实施。委托有乙级及以上水土保持监测资质的机构承担。监测时段从施工准备期开始至设计水平年结束。

4 水土保持投资估算及效益分析

(1)水土保持投资估算。依据水利部水总[2003]67号文以及水土保持措施工程量，和睦山铁矿水土保持总投资214.55万元，其中工程措施投资68.43万元，植物措施投资1.94万元，临时工程投资3.95万元，独立费用65.56万元，基本预备费8.39万元，水土保持补偿费66.28万元。

(2)水土保持效益分析。通过水土保持方案实施，各项指标能够达到水土流失防治目标的要求，满足规范要求。同时，可使工程建设所扰动的区域得到有效治理防护，恢复和改善因工程建设挖损、扰动破坏的土地及植被，保水保土能力将有所提高，最大程度的控制项目区水土流失。

本工程水土保持方案实施后，可以减少水土流失对项目区的危害，对确保矿山的安全生产及促进当地经济发展有着重要的作用，工业场地区绿化可改善生态环境。在发展地方经济的同时，保护水土资源，实现社会和环境效益的统一。

5 水土流失防治特点

(1)该类项目的地面建设占地面积比较少，但地下采空区导致大面积地面沉陷，诱发或加剧水蚀、风蚀、重力侵蚀，危害程度大，影响区域水循环及植物生长，破坏土地资源，降低土地生产力。另外，矿井排水可能对矿区及附近的地表河流、浅层地下水造成影响和破坏，加剧土地沙化和植被退化等。

(2)建设期工业场地平整与建筑物基坑开挖、井筒开挖，以及场外公路、供排水、供电与通信设施等工程施工将扰动原地貌，使地表裸露、表土破损，加剧水蚀和风蚀。

(3)本项目为技改扩建，由于原有项目前期未编制水土保持方案，因此在充分调查现有项目存在的水土流失问题及水土保持成功经验的基础上，对技改扩建项目的水土保持进行分析与评价，以形成完善的水土保持措施体系，体现“以新带老”的特点。

(4)该矿于2007年建成投产，技改扩建项目是在现有基础上实施。其水土流失主要发生在施工期、生产运营期。施工期间场地平整和基础开挖，将扰动地表，破坏原有的植被和地形地貌，产生水土流失；运营期持续产生的废石、尾砂，以及地面沉陷，不仅容易造成弃渣流失，且有可能导致滑坡、泥石流等地质灾害发生。自然恢复期，随着水土保持措施的实施，裸露地表的迹地恢复，植被覆盖度逐渐增加，水土流失将会逐渐减少。

[1] 中华人民共和国水利部．GB 50433—2008 开发建设项目水土保持技术规范[S]．北京：中国计划出版社，2008．

[2] 中华人民共和国水利部．GB 50434—2008 开发建设项目水土流失防治标准[S]．北京：中国计划出版社，2008．

[3] 安徽省水利厅．安徽省水土保持监测公报[R]．合肥：安徽省水利局，2005．

[4] 中国水土保持学会水土保持规划设计专业委员会．生产建设项目水土保持设计指南[M]．北京：中国水利水电出版社，2011．

2014-10-19)

程一松(1979—)，男，主任，高级工程师，注册环评工程师，243000 安徽省马鞍山市经济技术开发区西塘路666号。