关键词：风沙区；煤矸石；水土流失
1 概述
煤矸石是煤炭开采、洗选加工过程中产生的废弃岩石，按照目前的煤矿生产条件，煤炭开采过程中的矸石排放量大约为原煤的15%左右，煤炭洗选加工过程中矸石排放量大约为原煤入洗量的15%～20 %，如此大量的煤矸石如果不能很好的处置，将不可避免的侵占土地、污染大气、水和土壤环境，造成严重的水土流失。尤其，在生态环境脆弱的风沙区，做好煤矸石的处置和水土流失防治工作，对矿区水土流失防治和环境保护具有重要意义。
2 煤矸石的处置方式
（1）综合利用，如制矸石砖、生产水泥、混凝土的轻质多孔材料，以及利用矸石发电。
（2）项目自身利用或周边建设项目利用，回填场地或周边建设项目利用。
（3）填沟造地，利用煤矸石将项目区附近冲沟填平压实，上面覆盖上0.8~1.0m的可耕土，再经过耙磨平整，作为耕地使用。
（4）结合工业场地景观设计，在厂区内建设景观山，就地利用处理。
（5）设置排矸场，将矸石集中堆放处理。
3 工程实例
3.1项目及项目区概况
内蒙古某煤矿位于鄂尔多斯市乌审旗境内，设计生产能力1200万t/a，是矿区总体规划开发的大型矿井之一，服务年限超过90a，煤矿建设期掘进矸石约42.8万m3，洗选矸石约27.77万m3/a。
煤矿井田位于毛乌素沙地中部，地貌类型为风沙草滩地貌，地形比较平坦，滩地与沙丘相间，以滩地为主，沙丘、沙垄、沙地广布。气候类型属于中温带半干旱大陆性季风气候，年均气温6.2℃，年降水量351.4mm，蒸发量2221mm，年均风速3.2m/s。土壤以风沙土为主，植被类型为典型草原沙生植被，现状林草覆盖率19.5%。项目区属于风力侵蚀类型区（“三北”戈壁沙漠及沙地风沙区），土壤侵蚀以强烈风力侵蚀为主，兼有水力侵蚀，属于黄河多沙粗沙国家级水土流失重点治理区和内蒙古自治区水土流失重点治理区内。
3.2矸石处置与水土流失防治
矿区周边以农牧业为主，目前依托煤炭资源，发展工业，规划工业园区属于初期，尚无投入运营的大型矸石电厂、矸石砖厂、水泥厂等企业，无在可利用矸石的在建项目。
考虑矿区实际情况，煤矿矸石处置方式拟采取项目自身利用、景观利用和设置排矸场3种方式。
（1）项目自身调配利用
在建设过程中，通过安排合理的施工时序，对土石方进行合理调配，以挖作填，将井巷掘进矸石作为工业场地平整及场外公路路基填筑材料，尽量消化利用部分煤矸石。减少矸石的堆置时间和新增占地，并做好临时防护措施，防治水土流失。
（2）结合景观绿化，设置景观山
在工业场地内设置景观山，景观山位于场地东北角，山体北侧环绕景观河，山水相映。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆景观山高14m，东西呈马鞍状，东西长230m，南北宽80m，可消化利用掘进矸石15.82万m3。山体每隔7m设置宽度为2m的台阶，坡面采用水平阶整地。整地后对山体进行覆土绿化，覆土来源于景观河开挖土方。山体采用园林式绿化标准，并配备节水灌溉系统。山顶设置凉亭，周边设人行台阶，供员工上下休憩。
采用掘进矸石建设景观山，既有益于厂区绿化美化，又有利于水土流失防治。
（3）设置排矸场
为解决生产期洗选矸石堆置问题，在工业场地附近设置排矸场。
排矸场选址：根据煤矿的产矸量、运距、周围景观协调性、风向和后期绿化管理等多方面因素，并尽量减少占地，降低水土流失，将排矸场设置在工业场地西南约0.3km处，采用皮带栈桥形式运送矸石。
排矸场工程地质：煤矿井田地质构造简单，工程地质条件中等，区域稳定性较好。排矸场坝址处未发现不良工程地质问题，排矸场周边500m范围内无村庄。适宜排矸场建设。
排矸场基本情况：矸石周转场地形为平缓风沙滩地，占地面积20.18hm2，总体地势北高南低，原地面高程+1243.0m~1244.3m，基本无坡面来水。地表植物主要为沙柳、柠条等沙生植被，无高大乔木生长，植物覆盖度较低，库容可满足生产期矸石3.0年排矸要求。
项目建设区年平均降水量仅有351.4mm，而年平均蒸发量却达到2221mm。少量的降水在到达地表以后，迅速渗入地下细沙层，温度升高后又蒸发进入大气。排矸场面积大，高差低，为沙丘移动后形成的低矮沙窝，所产生的汇水面积很小，降雨后很难形成地表径流，故排矸场设计时无需考虑场内的截排水措施。
排矸场水土保持措施总体设计：
根据《水土保持工程设计规范》，弃渣场为IV级，确定本项目拦挡工程等级为IV级。
排矸场防治措施整体上采用“分区堆放、分区防护，覆土整治，复垦绿化”。即先在排矸场西侧较低处布设一道挡渣墙；然后在排矸场内分区采用挖基筑堤，分区堆放，控制弃渣流失。排矸方式为排弃的矸石由推土机推平碾压，最终覆土整平后铺设草方格沙障固沙，恢复植被。对矸石坡面采取人工种草，草籽选用沙打旺；对矸石平台采取人工造林，造林树种选用沙棘和柠条，均为当地优势草、树种。
4结语
煤矸石处置是煤矿环境保护和水土流失防治工作的重点之一，在煤炭开采过程中，应全面规划和协调，并结合矿区实际情况，充分论证比选，做好矸石的处置工作，实现资源开发与生态环境和谐发展，既有利于经济发展，又能有效防治水土流失，保护生态环境。
参考文献
[1]GB 50433-2008，开发建设项目水土保持技术规范[S].
[2] GB 51018-2014，水土保持工程设计规范[S].
[3]卞正富等.煤矿矸石处理与利用的合理途径探讨[J]. 采矿与安全工程学报，2007，24(2).
[4]夏素华. 上湾煤矿井田小流域水土保持技术与治理效果[J].水土保持研究，2005，12(3).
[5]王爱萍等. 黄玉川煤矿排矸场水土流失防治对策[J].内蒙古水利，2013，01.
论文作者:湛景武
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/31
标签：矸石论文; 煤矸石论文; 煤矿论文; 景观论文; 风沙论文; 水土保持论文; 项目论文; 《建筑科技》2017年第6期论文;