非金属矿山开采的水土流失防治措施探讨

李亚琳

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队，新疆乌鲁木齐 830000）

非金属矿山开采过程中由于受到土石方挖填、弃土废渣堆排、扰动地表面积大的影响，导致土壤侵蚀面变大，且在强降雨的影响下水土流失问题比较严重，严重危害群众的生产、生活及周边区域环境安全等。为此，相关工作人员很有必要基于非金属矿山恢复治理问题提出相应的水土流失防治措施。

1 非金属矿山恢复治理问题

1.1 加剧水土流失

开采非金属矿山时会损坏地表植被，降低矿区地下水位，破坏原有地形地貌，加剧水土流失的速度。开采非金属矿山时由于工程建设导致大量土地被破坏，比如采矿场、废石场、工业广场、矿部生活区、运输道路等。

1.2 岩体变形导致的地质灾害

开采非金属矿山时因受到外部作用的影响，岩石体变形的问题比较常见，一定程度上导致地质灾害的发生，比较常见的就是开采矿山时出现坍塌问题。比如非金属矿山采空区受到留设的矿柱数量不达标或损害的影响，其支撑性能方面的需要得不到满足，地面塌陷发生的概率较高，尤其是采空区埋藏较浅的区域。而埋藏较深的区域如果没有及时回填崩落的采空区，容易造成大范围塌陷的问题。此外，矿坑周边的岩石受到地壳应力影响较严重时还可能出现严重收缩，开采的过程中给矿坑周边岩石造成较大的空间，岩石容易从急剧收缩状态转变为应力释放，最终出现岩体飞溅或破裂的问题，严重威胁工作人员的生命安全。此外，开采非金属矿山时采矿场容易出现滑坡、边坡失稳与崩塌的问题，这些地质灾害在露天开采中发生机率较高。

1.3 排水工作破坏地表

通常情况下，部分地质情况及水文地质条件比较复杂时，为了顺利开展采矿工作，很有必要及时排干地下水，做好强排深降工作，避免地质灾害的发生。其中，地面塌陷是比较常见的灾害。比如我国北方地区的非金属矿山开采矿床期间无论矿床的上覆层还是下伏，其含水量较高，区域中的地层内部含水，下伏层组成结构为奥陶纪灰岩。在这样的地质条件下采矿必须使用强排水技术，但容易导致地层结构存在水头差，增加了矿床下部灰岩地区的水压力，导致部分隔水层比较薄弱的地区存在突水的问题。此外，受到排水的影响，矿区地表坍塌发生率较高，破坏了地表上的建筑物、农田与交通。部分地区受到排水作业影响清空了附近的地表水，无法及时补充浅层水资源，地表植被存活率不高，导致其存在土地沙化的问题，降低土地的生存条件。

2 非金属矿山开采的水土流失防治措施

2.1 工程措施

工程措施可从几个方面进行：一是表土剥离。根据《中华人民共和国水土保持法》的内容可知，很有必要分层剥离、利用与保存地表土。因为矿山项目占地以裸岩石砾地、天然牧草地为主，这就意味着矿部生活区、工业场区基本上都是处于相对平坦的位置。剥离区域表土后需要集中堆存防护，并应用在矿山闭坑后的矿山各个功能区的土地复垦。在矿山开采期全面考虑表土堆置时间，以施工时序为依据统一考虑临时排土场与表土堆置，之后分区域存放。因为临时堆置的表土更容易松散，必须及时采取相应的养护策略，统一防护排土场拦挡措施。其次，截排水措施。工作人员可以参考《防洪标准》（GB50201—2014）的内容确定和场地有关的防洪标准，在此基础上明确截排水沟防洪标准。若采矿场的石料较多，必须就地取材，且给予截排水沟的结构类型为浆砌石。若缺乏石料，也可以使用混凝土结构。布置截排水沟时可以选择废石场周边、临时排土场、工业场区等。最后，拦挡措施。施工人员应以“先拦后弃”为基本原则做好排石场堆存，堆土前设置拦挡设施时结合地质条件修筑拦挡设施或场地地形。确定挡墙形式时应参考废石岩性、废石数量、场地坡度等。若墙高不超过5m，地基土质不良、废石堆放的下游有重要工程，可以使用的挡墙结构为悬臂式钢筋混凝土结构。挡墙的石料主要源自矿区开挖的弱风化与新鲜的块石，且其块径控制在30cm内。若石料不足，可以采用的结构为混凝土。开挖挡墙基础时强风化层下线与弱风化层上线，控制其深度在80cm 以上，按照1：1.0 的比例开展基础边坡的开挖工作，之后在坑内做好碎石回填工作。

2.2 临时措施

临时措施可以从两个方面着手：一方面，临时拦挡。若矿石开采的过程中影响了外侧边坡，还必须及时采取相应的防护策略。通常情况下，可以在开采平台外围设置临时拦挡，可通过采购相应的铁丝围栏对开采平台外围进行拦挡，并栽埋警示牌进行警示提醒。施工简易的上山道路时开挖路基和填筑时因为其边坡在裸露的状态中，为避免周边环境或路基下边坡受到水土流失的影响，必须及时采取有效的防护策略。工程施工时可以借助拦渣栅栏进行临时拦挡，在防护高挖路段时合理利用铅丝石笼挡墙与用干砌块石挡墙。对于矿部生活区、基建期工业场区或废石场覆盖表土可以存放在表土场区域，控制表土堆高不超过3m，堆土边坡控制在1:2 之间，拍实表面，用填土编织袋拦挡防护坡脚。另一方面，临时沉沙与排水。施工人员在施工的过程中可以通过多样化的防治区永久排水沟线位做好临时排水沟的开挖工作，排实沟壁，全面考虑矿山较长的开采周期，确保沉沙地的设计符合设计标准。

2.3 植物措施

植物措施可以从两个方面进行：一方面，园林式绿化。工业场地或辅助生活区施工完成后就会出现空置的场地。为了降低水土流失，及时改善工业或办公区或生产生活环境，可以在防护时结合花、灌、草等等。植物的选择应以快速生长、树形优美且具有很强适应性的乡土树种，这不仅可以保持水土，而且有利于改善项目环境。乔木品种的选择可以为云杉、雪松；灌木品种的选择可以为大叶黄杨、红叶石楠，可以在中间配置具有观赏性的花卉，且选择狗牙根、高羊茅之类的草种。另一方面，采矿结束后的绿化。采矿结束后还必须及时恢复废石场、排土场、采空区的植被；若采场区域开采后构成的开挖边坡，则可以给马道设置栽植攀缘植物绿化；按照土地利用类型及时恢复工业场地的绿化。

3 结论

非金属矿山生态环境治理工作难度较大，且其是比较系统的工程。为了提高周边居民的生活品质，降低水土流失的加剧，保护生态环境，保障社会的安定，工作人员应结合非金属矿山恢复治理存在的问题提出工程措施、临时措施与植物措施等方面的建议，希望可以保障非金属矿山开采的安全，为企业的安全、可持续发展奠定基础。