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【摘 要】本文介紹了西北地区的毛乌素风沙滩地、黄土丘陵沟壑的矸石周转场水土保持措施。各区域的水土保持措施基本遵循着拦挡工程、截排水工程、临时防护工程、植被恢复、临时防护的水土流失治理体系，但是不同地貌的矸石周转场还要结合当地具体情况，合理布设水土保持措施。
【关键词】矸石周转场;水土流失;防治措施
引言
西北地区蕴藏着十分丰富的煤炭资源，占我国煤炭资源预测总量的76.46%，是我国煤炭资源的主要赋存地[1]。煤炭资源的开采利用和加工过程中会产生一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石—煤矸石，煤矸石包括巷道掘进、从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石，其排放量占原煤的10%～25%。西北地区的煤矿的煤矸石主要采用矸石周转场的方式堆存煤矸石，煤矸石的自然倾角一般在38°～40°，当沉积和坡度过大时，受人工开挖、爆破、雨水淋溶、山洪和地震等影响，煤矸石堆积体易产生泥石流、滑坡、崩塌等严重地质灾害，严重威胁生态环境及周边居民的生命财产安全。因此矸石周转场的水土保持防治措施显得尤为重要。本文主要以西北地区的毛乌素风沙滩地、黄土丘陵沟壑的矸石周转场进行水土保持防治措施的设计。
一、毛乌素风沙滩地矸石周转场的水土保持措施
以陕西榆神矿区三期规划区小保当一号煤矿为例进行说明，小保当一号煤矿位于毛乌素沙地东南缘，地貌类型为毛乌素风沙滩地。矸石周转场位于工业场地南侧1.5km处的低洼沙地，总体地势为东、南两侧高，中间低，最大高差约14m，基本无坡面来水。
1.工程措施
（1）拦渣设计。矸石周转场地势为东、南两侧高，中间低，为最大限度的利用地形优势，在东、南两侧地势较高处（高程1255.0m～1256.3m）可直接利用原有地形，其他地势低于1255.0m的区域设置挡渣墙。
（2）挡渣墙。弃渣前先建设挡渣墙，遵循“先拦后弃”的原则。根据《水土保持工程设计规范》（GB 51018-2014），确定拦挡工程等级为Ⅳ级。采用理正软件对挡渣墙的抗滑、倾覆、地基应力及偏心距、墙底截面强度、台顶截面强度进行稳定性分析验算。挡渣墙高不超过2.5m，墙顶宽0.6m。
（3）渣面整治。采用机械和人工相结合的方式对矸石周转场堆渣平面进行全面整地。
2.植物措施
对堆渣平面设置沙障，沙障采用草方格防护形式。草方格采用沙柳茎秆形成，草方格内部撒播沙打旺与沙蒿混合草籽（混合比例2：1）。草方格具体布设方法：以沙柳茎秆为切成30～50cm的短节，将插枝插入土中15～25cm，外露20～30cm然后陪土捣实，形成规格为1m×1m的菱形方格网，方格内撒播混合草籽，撒播密度为60kg/hm2。草籽均为一级种籽。
3.临时措施
对挡渣墙施工过程中的形成的裸露坡面进行防护，防止大风及暴雨天气下造成的严重水土流失。采用防尘密目网进行覆盖，防尘密目网四周压实固定，防止移动。
二、黄土丘陵沟壑矸石周转场的水土保持措施
以子长县羊马河煤矿为例进行说明，羊马河煤矿位于陕北黄土高原腹地，属典型的黄土高原丘陵沟壑地貌。矸石周转场位于工业场地北侧300m处的荒沟内，该沟长约695m，平均沟深90m，沟道平均比降15.8%，上游汇水面积约0.33km2，沟内无常流水。
1.工程措施
（1）拦渣设计
矸石周转场设计堆渣39.54万m3，根据堆高～库容曲线，总堆高30m。根据《水土保持工程设计规范》（GB51018-2014），确定拦挡工程级别为Ⅳ级。矸石周转场的拦挡工程采用浆砌石挡渣墙，沟底布设渗水盲沟。为防止矸石周转场遭受暴雨浸泡，在其左右山坡布设截水沟拦截坡面来水，截水沟末端接急流槽，急流槽出口接消力池，水流经消力池后流入下游。堆渣坡面径流通过平台内侧排水沟引自两侧截水沟中。
（2）挡渣墙
在堆渣前缘布设挡渣墙，挡渣墙高5.0m，矸石在挡渣墙后堆放至墙顶高程时，按照1：2.0向上放坡，此后每隔10m高程设置宽度为10m的平台，最后堆至设计堆高高程+1075m，总堆高30m。利用理正软件对挡渣墙、堆渣坡面进行稳定分析计算，挡渣墙和堆渣坡面均为稳定状态，符合规范要求。
（3）截水沟
在堆渣边缘设置截水沟，将坡面来水引至沟道下游，截水沟长980m。截水沟按10年一遇最大1h降雨设计。截水沟断面按梯形设计，底宽取0.60m，坡比1：0.5，坡降1%，沟深0.60m，按照渠均匀流公式计算满足校核流量。截水沟采用M7.5浆砌石结构，砌厚0.3m，下面铺设0.10m厚的砂砾垫层。
（4）急流槽
在左右两岸截水沟出口分别布设急流槽，出口接消力池，急流槽采用矩形断面，槽宽0.6m，槽深为0.6m。急流槽采用M7.5浆砌片石结构，厚度为0.3m。
（5）消力池
为防止矸石周转场急流槽出水口水流对沟道的冲刷，在左右两岸急流槽末端各修建一座消力池，消力池布设方向与急流槽水流方向一致。消力池结构尺寸分别为：池宽1.5m，池深1.0m，池长6.0m，消力池底板厚度0.50m，侧墙顶宽0.50m，采用M7.5浆砌片石结构，C20混凝土护面，下方铺设0.3m厚的砂砾垫层。
（6）渗水盲沟
在矸石周转场沟底布设渗水盲沟，将渣体渗水排入下游沟道，渗水盲沟采用梯形断面，底宽1.0m，深0.5m，坡比1：0.5。沟内采用碎（砾）石填充，四周用土工布覆盖。
（7）平台排水沟
在各级堆渣平台内侧设置一道排水沟，将坡面来水经急流槽和消力池后排入下游沟道，由于渣面汇流面积较小，一般直接给出断面尺寸：矩形断面，沟宽0.4m，沟深0.4m。
（8）渣面整治
采用机械和人工相结合的方式对堆渣平面和坡面进行覆土整治。
2.植物措施
对渣面进行绿化，采用灌草结合。灌木采用紫穗槐，株行距均为2.0m，紫穗槐苗木为一年生实生苗;草种选用紫花苜蓿，一级种籽。渣面表层为覆盖的黄土，下部为煤矸石。
3.临时措施
施工前将矸石周转场占地范围内的表土进行剥离，剥离厚度为表层腐殖质层。根据实际情况，表土剥离厚度取10～50cm。表土集中堆放在场内平缓处，用于后期绿化覆土。为防止收集后的表土资源滑塌流失，表土堆放前在堆积区先用编织袋堆砌一个临时挡墙，编织袋可利用剥离表土进行充填。表土裸露坡面采用防尘密目网覆盖。
三、结论
西北地区不同地貌类型的矸石周转场水土流失防治措施的治理体系基本一致，工程措施以拦挡工程为主，植物措施以渣面绿化为主，临时措施根据工程实际以表土剥离、临时拦挡防护为主。但受地区地形地貌的影响，矸石周转场的水土保持措施布设必然存在差异，具体的水土保持措施需要结合当地的条件，根据实际情况合理布设。
参考文献：
[1]陈守建，王永等. 西北地区煤炭资源及开发潜力[J]. 西北地质，2006（39）.
（作者单位：中煤科工集团西安研究院有限公司）
【关键词】矸石周转场;水土流失;防治措施
引言
西北地区蕴藏着十分丰富的煤炭资源，占我国煤炭资源预测总量的76.46%，是我国煤炭资源的主要赋存地[1]。煤炭资源的开采利用和加工过程中会产生一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石—煤矸石，煤矸石包括巷道掘进、从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石，其排放量占原煤的10%～25%。西北地区的煤矿的煤矸石主要采用矸石周转场的方式堆存煤矸石，煤矸石的自然倾角一般在38°～40°，当沉积和坡度过大时，受人工开挖、爆破、雨水淋溶、山洪和地震等影响，煤矸石堆积体易产生泥石流、滑坡、崩塌等严重地质灾害，严重威胁生态环境及周边居民的生命财产安全。因此矸石周转场的水土保持防治措施显得尤为重要。本文主要以西北地区的毛乌素风沙滩地、黄土丘陵沟壑的矸石周转场进行水土保持防治措施的设计。
一、毛乌素风沙滩地矸石周转场的水土保持措施
以陕西榆神矿区三期规划区小保当一号煤矿为例进行说明，小保当一号煤矿位于毛乌素沙地东南缘，地貌类型为毛乌素风沙滩地。矸石周转场位于工业场地南侧1.5km处的低洼沙地，总体地势为东、南两侧高，中间低，最大高差约14m，基本无坡面来水。
1.工程措施
（1）拦渣设计。矸石周转场地势为东、南两侧高，中间低，为最大限度的利用地形优势，在东、南两侧地势较高处（高程1255.0m～1256.3m）可直接利用原有地形，其他地势低于1255.0m的区域设置挡渣墙。
（2）挡渣墙。弃渣前先建设挡渣墙，遵循“先拦后弃”的原则。根据《水土保持工程设计规范》（GB 51018-2014），确定拦挡工程等级为Ⅳ级。采用理正软件对挡渣墙的抗滑、倾覆、地基应力及偏心距、墙底截面强度、台顶截面强度进行稳定性分析验算。挡渣墙高不超过2.5m，墙顶宽0.6m。
（3）渣面整治。采用机械和人工相结合的方式对矸石周转场堆渣平面进行全面整地。
2.植物措施
对堆渣平面设置沙障，沙障采用草方格防护形式。草方格采用沙柳茎秆形成，草方格内部撒播沙打旺与沙蒿混合草籽（混合比例2：1）。草方格具体布设方法：以沙柳茎秆为切成30～50cm的短节，将插枝插入土中15～25cm，外露20～30cm然后陪土捣实，形成规格为1m×1m的菱形方格网，方格内撒播混合草籽，撒播密度为60kg/hm2。草籽均为一级种籽。
3.临时措施
对挡渣墙施工过程中的形成的裸露坡面进行防护，防止大风及暴雨天气下造成的严重水土流失。采用防尘密目网进行覆盖，防尘密目网四周压实固定，防止移动。
二、黄土丘陵沟壑矸石周转场的水土保持措施
以子长县羊马河煤矿为例进行说明，羊马河煤矿位于陕北黄土高原腹地，属典型的黄土高原丘陵沟壑地貌。矸石周转场位于工业场地北侧300m处的荒沟内，该沟长约695m，平均沟深90m，沟道平均比降15.8%，上游汇水面积约0.33km2，沟内无常流水。
1.工程措施
（1）拦渣设计
矸石周转场设计堆渣39.54万m3，根据堆高～库容曲线，总堆高30m。根据《水土保持工程设计规范》（GB51018-2014），确定拦挡工程级别为Ⅳ级。矸石周转场的拦挡工程采用浆砌石挡渣墙，沟底布设渗水盲沟。为防止矸石周转场遭受暴雨浸泡，在其左右山坡布设截水沟拦截坡面来水，截水沟末端接急流槽，急流槽出口接消力池，水流经消力池后流入下游。堆渣坡面径流通过平台内侧排水沟引自两侧截水沟中。
（2）挡渣墙
在堆渣前缘布设挡渣墙，挡渣墙高5.0m，矸石在挡渣墙后堆放至墙顶高程时，按照1：2.0向上放坡，此后每隔10m高程设置宽度为10m的平台，最后堆至设计堆高高程+1075m，总堆高30m。利用理正软件对挡渣墙、堆渣坡面进行稳定分析计算，挡渣墙和堆渣坡面均为稳定状态，符合规范要求。
（3）截水沟
在堆渣边缘设置截水沟，将坡面来水引至沟道下游，截水沟长980m。截水沟按10年一遇最大1h降雨设计。截水沟断面按梯形设计，底宽取0.60m，坡比1：0.5，坡降1%，沟深0.60m，按照渠均匀流公式计算满足校核流量。截水沟采用M7.5浆砌石结构，砌厚0.3m，下面铺设0.10m厚的砂砾垫层。
（4）急流槽
在左右两岸截水沟出口分别布设急流槽，出口接消力池，急流槽采用矩形断面，槽宽0.6m，槽深为0.6m。急流槽采用M7.5浆砌片石结构，厚度为0.3m。
（5）消力池
为防止矸石周转场急流槽出水口水流对沟道的冲刷，在左右两岸急流槽末端各修建一座消力池，消力池布设方向与急流槽水流方向一致。消力池结构尺寸分别为：池宽1.5m，池深1.0m，池长6.0m，消力池底板厚度0.50m，侧墙顶宽0.50m，采用M7.5浆砌片石结构，C20混凝土护面，下方铺设0.3m厚的砂砾垫层。
（6）渗水盲沟
在矸石周转场沟底布设渗水盲沟，将渣体渗水排入下游沟道，渗水盲沟采用梯形断面，底宽1.0m，深0.5m，坡比1：0.5。沟内采用碎（砾）石填充，四周用土工布覆盖。
（7）平台排水沟
在各级堆渣平台内侧设置一道排水沟，将坡面来水经急流槽和消力池后排入下游沟道，由于渣面汇流面积较小，一般直接给出断面尺寸：矩形断面，沟宽0.4m，沟深0.4m。
（8）渣面整治
采用机械和人工相结合的方式对堆渣平面和坡面进行覆土整治。
2.植物措施
对渣面进行绿化，采用灌草结合。灌木采用紫穗槐，株行距均为2.0m，紫穗槐苗木为一年生实生苗;草种选用紫花苜蓿，一级种籽。渣面表层为覆盖的黄土，下部为煤矸石。
3.临时措施
施工前将矸石周转场占地范围内的表土进行剥离，剥离厚度为表层腐殖质层。根据实际情况，表土剥离厚度取10～50cm。表土集中堆放在场内平缓处，用于后期绿化覆土。为防止收集后的表土资源滑塌流失，表土堆放前在堆积区先用编织袋堆砌一个临时挡墙，编织袋可利用剥离表土进行充填。表土裸露坡面采用防尘密目网覆盖。
三、结论
西北地区不同地貌类型的矸石周转场水土流失防治措施的治理体系基本一致，工程措施以拦挡工程为主，植物措施以渣面绿化为主，临时措施根据工程实际以表土剥离、临时拦挡防护为主。但受地区地形地貌的影响，矸石周转场的水土保持措施布设必然存在差异，具体的水土保持措施需要结合当地的条件，根据实际情况合理布设。
参考文献：
[1]陈守建，王永等. 西北地区煤炭资源及开发潜力[J]. 西北地质，2006（39）.
（作者单位：中煤科工集团西安研究院有限公司）