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1、第22卷第5期煤炭学报Vol.22No.51997年 10月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYOct.19973安太堡露天煤矿水土流失特征与控制33白中科 王治国 赵景逵佟则昂 陈建军(山西农业大学)(安太堡露天煤矿)摘要 系统研究了安太堡露天煤矿工业广场区、开挖区、待开挖区和排土场的土地扰动时空变化、水土流失危害及其可操作性的控制技术.结果表明:工业广场区水土流失轻微,但粉尘污染严重,重点是营造防污染林带;开挖区地面扰动频繁,风蚀和重力侵蚀加剧,应注重周边溯源侵蚀和崩塌的防护;待
2、开挖区与原地貌水土流失相当,应以暂时性水土保持措施为主;而排土场是在重型机械操作下堆置而成的一种大型人工松散堆积体,是矿区水土流失治理的重点.关键词 露天矿 水土流失 特征 防治中图分类号 TD824X144按照我国煤炭露天开采的发展,剥采比低于7÷1、年产煤在1000万t以上、可供90～120a开采的2大型露天煤矿有8～10个,其剧烈扰动的土地面积达2000km左右.这将给本来就十分脆弱的生态构成巨大压力.国内外虽有露天矿区土地复垦的报道,但相近生态下并无可借鉴的成功经验.本专题设在安太堡露天煤
3、矿(以下简称“安矿”),就煤矿开采中最突出的水土流失问题进行研究,以便对矿山持续生产和环境保护提供科学的理论依据.1 试区基本情况与研究方法安矿位于山西省平鲁县境内,属寒温带季风大陆性气候,年均温6.2℃,年均降雨量450mm,且65%集中在6～9月,年均蒸发量2160mm,年均风速2.3～4.7mös,最大风速20mös.地带性植被属干草原类型,地带性土壤为栗钙土和黄绵土,土壤有机质含量低、结构差、抗蚀能力弱,土壤侵蚀是桑2干河流域最为严重的地区,侵蚀模数高达10120tö(kmõa).同时本区
4、冬、春季节风大且多,地表干燥,2风蚀模数为2000～10000tö(kmõa).安矿是晋、陕、蒙接壤区第一个投产的世界级大型露天煤矿,年产煤1500万t,工程开发与设计3类似于美国西部的露天矿,采用单头挖掘机-卡车运输的采排工艺.正常的剥离搬运采用斗容22m的液压铲和载重154～190t后卸式卡车,工作面和排土场的平整采用大型轮胎式331kW推土机.本矿剥3采比为5.6÷1,1985～2016年间,剥离岩土约257761万m,其中土占25%,岩占75%,采剥速度是黄[1]土区中小型露天矿的70余倍
5、.2222安矿目前共占用土地2152.4hm,其中耕地1073.8hm,林地958.9hm,荒地119.7hm.安矿2内设工业广场区、采掘场及4个外排土场等主要部分(图1),其中工业广场占地160hm,外排土收稿日期:1997-01-283国家“八五”重点科技攻关项目(编号85-910-06)的子专题33子专题主持人第5期 白中科等:安太堡露天煤矿水土流失特征与控制54322地619hm,采掘场(内排土场)1237hm,其它2136.4hm.1990～1995年,分别布设牧草
6、、灌木和乔木试验2区116.46,81.00和212.35hm,计50余种植物,相应布设鱼鳞坑、水平梯田、小畦、灌缝等试验工程2343.30hm,排水渠、挡水墙和挡渣坝等试验工程10000余米.涉及水土流失的主要参数测试方法有:①水分测定用烘干法;②干密度测定用环刀法(一般土层)、特殊密度取土器(紧实土层)、充水法和填砂法(石砾土层);③穿透阻力测定用土壤坚实度计;④渗透系数测定用室内模拟和田间双环渗透法;⑤径流系数测定用针孔式小型人工降雨器(降雨有效面积622400cm,高度1.8m,雨滴密度6
7、25个öm);⑥径流模图1 安太堡露天矿位置及工程建设布局数和侵蚀模数测定采用野外径流小区(长20m,宽5Fig11Locationandlayoutofprojectconstructionm,降雨有效面积100m2)[1].inAntaibaoOpen-PitMine2 结果与讨论211 矿区不同区段水土流失特征露天开采对矿区土壤侵蚀的影响主要来自地貌和植被的改变与破坏,但不同区段影响不同.(1)工业广场区 其地面大多沟壑经整平、硬化并建立了排水沟,水蚀得到控制,但区内直径100m、高40m的
8、煤堆起尘及卡车运输扬尘污染严重.(2)开挖区 本矿系凹形露天矿,开挖区段内径流水及泥砂汇集坑底,不对外界产生明显的影响.但坑内采掘产生的粉尘污染及坑面表土剥离造成的风蚀严重,局部边帮崩塌也可发生.(3)待开挖区 尚未开采而暂时保留原地貌形态的区段,水土流失特征与原地貌的相似,但径流水及泥砂汇入到工业广场、开挖区和排土场的某些区段,威胁矿山生产安全.2(4)排土场 排土场(包括内排和外排)以每年60hm的速度递增,最终形成黄土高原从未有过2的1856hm的人工巨型松散堆积地貌,占矿区
