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宁夏灵洲(集团)羊场湾煤矿水保报告书

作者:煤矿安全网 2012-10-29 来源:煤矿安全网

  前 言

  宁夏灵洲(集团)有限责任公司羊场湾煤矿及选煤厂位于宁夏回族自治区灵武市磁窑堡镇灵武矿区中部,资源储量丰富。羊场湾井田长6.4km、宽12.8km、面积51.6km2,矿井建设规模为300万t/a,服务年限109年。工程项目主要包括主斜井、副斜井、一号回风井等井巷工程、矿井及选煤场工业场地、运矸场、运矸公路、变电所等供电设施、以及供热、给排水等,计划施工总工期29个月,工程静态估算投资9.62亿元。矿井已于2002年12月开始前期工作,计划于2005年4月完工。

  灵洲集团公司生产的“香砟子”洁净煤为特低硫、低灰、低燃点、较高发热量、高化学活性的不粘结煤,是良好的动力燃料和化工原料。项目的建设对促进宁夏电力基地和化工项目建设、促进民族地区经济发展具有重要的意义。

  羊场湾井田区属低山丘陵区,低缓剥蚀残丘地貌,地处毛乌素沙漠边缘,沙丘广布,地形起伏不大;属中温带干旱气候区、典型大陆性气候。项目区是宁夏回族自治区人民政府公告的水土流失重点预防保护区,在开发建设过程中搞好水土保持工作具有重要的意义。

  该项目的建设已委托煤炭工业西安设计研究院编制了预可研报告,该报告2001年8月通过了中国国际工程咨询公司的技术评估。根据国家水土保持法法规和水利部《开发建设项目水土保持方案编报审批管理规定》,宁夏灵洲(集团)有限责任公司2001年8月27日以灵公便发(2001)70号函委托我院承担羊场湾煤矿及选煤厂项目水土保持方案编制工作。

  2001年9月我院即派专业技术人员对整个项目区进行了现场踏勘和资料收集工作,在此基础上编制完成了本方案大纲。

  2003年8月8-9日由水利部水土保持监测中心组织在宁夏银川召开了羊场湾煤矿水土保持方案大纲技术评估会,现根据审查意见对大纲进行了认真的修改,并上报水利部予以审批。

  根据水利部水土保持监测中心(水保监方案【2003】第 号)对大纲的批复意见,我院确定了工作内容、方法及技术路线、水土流失防治责任范围、方案编制深度、重点防治区域和主要措施等,同时也对水保方案编制的工作进度、专业人员组成和编制经费等做出了具体安排。

  在方案编制过程中,得到了国家水利部、煤炭工业环保办、宁夏回族自治区水利厅、水保局、环保局、煤炭工业局、吴忠市和灵武市水行政主管部门以及灵洲(集团)有限责任公司的大力支持和帮助,在此表示衷心的感谢。

  1 方案编制总则

  1.1 方案编制原则

  (1) 根据《中华人民共和国水土保持法》以后简称《水保法》及相关法律法规的要求,遵循“生态环境效益为主,工程措施和植物措施相配套,水土保持与煤矿建设运行安全相结合,因需制宜、因害设防,预防为主,防治并重”的原则。在勘察调查、研究分析的基础上,确定羊场湾煤矿生产建过程中业主应承担的防治责任范围,对可能产生水土流失的区域提出相应的防治对策和措施,初步确定水土保持措施工程量,估算水土保持工程总投资,安排年度实施计划,并落实水土保持方案实施的保证措施。

  (2) 根据煤矿生产建设过程中扰动地面、破坏植被可能造成水土流失影响的不同,将防治责任范围分为不同区域,分别进行水土保持措施的布设。

  (3) 按“三同时”要求,水土保持方案方案中的水土保持工程与主体工程同时设计,同时施工,同时投产使用,业主单位根据审批的方案报告与主体工程建设同时实施,项目竣工验收时,应同时验收水土保持工程,并有相关水土保持主管部门参加。

  (4) 主体工程设计中具有水土保持功能的措施,如厂区排水、绿化等,本方案报告将直接套用,但其投资不计入本方案报告水土保持投资。

  1.2 方案编制的目的及意义

  (1) 编制水土保持方案报告书是具体落实和实施《水保法》的需要。

  羊场湾煤井及选煤厂位于宁夏回族自治区灵武市磁窑堡镇灵武矿区中部,地处毛乌素沙漠边缘地带,属宁夏回族自治区人民政府公告的水土流失重点预防保护区。由于区内降雨量小、气候恶劣、植被稀疏、生态环境脆弱,一旦破坏,很难自行恢复。羊场湾煤矿在建设过程中会不同程度地破坏地表植被、改变土壤结构、损坏水土保持设施,使其原有的水土保持功能降低或丧失,同时还产生一定数量的弃土弃渣。若不及时采取有效的防治措施,将会产生新的人为水土流失,加速当地的土地荒漠化和水土资源损失,对项目区及周边生态环境造成不良影响。故在煤矿开发建设过程中搞好水土保持工作具有重要意义,是具体落实和实施《水保法》的需要。

  (2) 是全面分析矿井生产建设建设可能产生的水土流失及危害,确定业主依法应承担的防治范围和相应责任,确定建设单位科学防治水土流失之所需,也为水土保持行政主管部门监督执法、征收水土保持设施补偿费提供依据。

  (3) 水土保持方案报告书将针对矿井生产建设工艺和新增水土流失特点,提出相应的防治对策和措施,使新增水土流失得到快速有效控制,并结合工程特征,进行土地改造、恢复植被,合理开发和利用国土资源,维护生态环境良性发展。

  (4) 方案报告书是与主体工程建设中实施“三同时’’的保证。审批后的水土保持方案报告,是业主实施水土保持措施的前提和依据,只有审批确定的水土保持投资才能依法计入主体工程基建投资,水土保持措施才能真正有计划实施。

  (5) 水土保持方案报告书旨在规范主体工程设计、施工中的水土保持工作,是进一步进行水土保持措施设计的依据,也为主体工程进一步优化设计、施工提供指导性意见。

  1.3 方案编制依据

  1.3.1 有关立项批复

  (1)国家发展计划委员会文件计基础【2002】1744号«国家纪委关于宁夏灵洲集团公司羊场湾煤矿项目建议书的批复»(2002.4.27,附件一);

  (2)宁夏灵洲集团有限责任公司与雅高能源投资有限公司«合资开发建设年产300万吨羊场湾煤矿的协议»(2001.4.2,附件二);

  (3)宁夏回族自治区发展计划委员会宁计基础【2002】573号«关于加快羊场湾煤矿项目前期工作的紧急通知»(2002.9.25,附件三)。

  1.3.2 方案任务依据

  宁夏灵洲(集团)有限责任公司灵公便发(2001)70号函«关于水保方案报告委托书的函»(2001.8.28,附件四)。

  1.3.3 有关法律法规及规范性文件依据

  (1)《中华人民共和国水土保持法》(1991年6月29日);

  (2)《中华人民共和国水土保持法实施条例》(1993年8月1日)

  (3)《中华人民共和国煤炭法》(1996年8月29日);

  (4)《建设项目环境保护管理条例》国务院[1998]第253号令;

  (5)《全国生态环境保护纲要》国务院 ;

  (6)《开发建设项目水土保持方案编制审批管理规定》(水利部1995年第5号令);

  (7)《水土保持生态环境检测网络管理办法》(水利部2000年第12号令);

  (8)《水利部、国家煤炭工业局关于加强煤炭生产建设项目水土保持工作的通知》(水保[1999]398号);

  (9)《水利部关于水土保持设施解释问题的批复》(水利部1996年);

  (10)《开发建设项目水土保持方案大纲编制规定》(水利部水保1999年288号)。

  (11)《宁夏回族自治区实施〈中华人民共和国水土保持法〉办法》,1994.6;

  (12) 宁夏回族自治区人民政府关于划分水土流失重点防治区和限期退耕陡坡耕地的公告,1999.5;

  (13) 宁夏回族自治区物价局、财政厅、水利厅宁价(费)发【1994】192号《宁夏回族自治区水土保持设施补偿费、水土流失防治费收缴、管理和使用规定》,1994.10。

  1.3.4 设计文件依据

  (1)《羊场湾煤矿及选煤厂预可行性研究报告(修改)(带项目建议书)》煤炭工业西安设计研究院,2002.9;

  (2)《宁夏灵洲(集团)有限责任公司羊场湾煤矿环境影响报告书》煤炭工业西安设计研究院,2003.9;

  (3)《宁夏灵洲(集团)有限责任公司羊场湾煤矿水土保持方案大纲》煤炭工业西安设计研究院,2002.10;

  (4)《宁夏灵洲集团公司羊场湾煤矿水土保持方案大纲技术评估意见》水利部水土保持监测中心(水保监方案【2003】第号)。

  1.4 采用的技术规范与标准

  1.4.1 主要标准

  (1) 中华人民共和国行业标准:«开发建设项目水土保持方案技术规范»SL204—98;

  (2)中华人民共和国行业标准:《土壤侵蚀分类分级标准》 SL190-96;

  (3)中华人民共和国行业标准:《水土保持监测技术规程》 SL277-2002;

  (4)《水利水电工程制图标准—水土保持图》(SL73.6—2001)。

  (5)《开发建设项目水土保持工程概算编制规定》(水利部水总【2003】67号文);

  1.4.2 参照标准

  (1) 中华人民共和国国家标准

  . 《水土保持综合治理—规划通则》GB/T15772—1995;

  . 《水土保持综合治理—技术规范》GB/T16453—1995;

  . 《水土保持综合治理—效益计算方法》GB/T15774—1995;

  (2)煤炭、林业、水利等行业的相关技术标准、规范

  . 《煤炭工业矿井设计规范》GB50215—1994;

  . 《煤炭工业矿区总体设计规范》MT5006—1994;

  . 《防洪标准》(GB50201—94)。

  1.5 参考文献及报告

  (1)《宁夏回族自治区国土资源》;

  (2)《宁夏回族自治区水土保持规划》;

  (3)《宁夏吴忠市水土保持生态建设规划》;

  (4)《灵武市土地利用总体规划》;

  (5)《灵武市人为水土流失现状普查报告》;

  (6)《中国的沙漠化及其防治》;

  (7)《灵武矿区环境影响报告书》煤炭工业西安设计研究院,1985.6;

  (8)《灵武矿区防沙治沙工程初步设计》煤炭工业西安设计研究院,1993.8;

  (9)《灵武矿区黎古公路水土保持方案报告书》煤炭工业西安设计研究院,1994.2;

  (10)《灵武矿区一期公路、一期铁路工程水土保持方案报告书》煤炭工业西安设计研究院,1994.7;

  (7)该区域水土保持及其防沙治沙有关研究成果等。

  1.6 方案编制深度

  羊场湾煤矿现已完成环境影响评价编制工作和水土保持方案大纲编制工作,根据水利部水保监方案函[2002]118号文“关于印发开发建设项目水土保持方案大纲及报告书技术审查要点的函”精神,以及水利部对本项目水土保持方案大纲的技术评估意见,本方案报告书的编制达到可行性研究阶段,方案审查批准后结合主体工程再进行水土保持专项设计。

  1.7设计水平年

  主体工程建设期为29个月,计划2002年底2003年初开工至2005年4月正式交工投产,故确定本项目工程措施设计水平年为2006年;矿区绿化和运矸场绿化等植物措施在北方地区设计水平年适当推后2~3年,即植物措施设计水平年为2008年;投产后10年即2016年为生产期设计水平年。

  1.8方案主要内容

  1)建设项目及周边环境概况;

  2)项目区水土流失及水土保持现状;

  3)项目建设过程中可能造成的水土流失及其危害;

  4)对水土流失量进行预测;

  5)初步确定建设项目的水土流失防治责任范围,并提出水土流失防治初选方案(含重点分析、论证及典型设计);

  6)水土保持投资估算及其效益分析;

  7)实施保证措施;

  8)可行性论证结论及建议。

  2 建设项目及项目区概况

  2.1 建设项目概况

  2.1.1 项目主要特性

  项目名称:宁夏灵洲(集团)有限责任公司羊场湾煤矿建设工程

  建设地点:宁夏回族自治区灵武市磁窑堡镇

  建设性质:新建长期性生产建设工程

  建设规模:矿井设计生产能力3.0Mt/a,矿井服务年限109.0a,其中一水平服务年限37.5a,二水平服务年限71.5a。

  建设计划:本项目的矿井与选煤厂建设期为29个月,即2002年12月~2005年4月,其中包括准备期3个月和联合试运转期3个月。

  总投资:工程项目总投资99268.55万元,吨煤投资为330.90元

  工程项目主要特性见表3-1。

2.1.2 主要经济技术指标
羊场湾煤矿建设项目的主要经济技术指标见表3-2。
2.1.3 地理位置及交通
   羊场湾井田位于宁夏回族自治区灵武市磁窑堡镇境内。地处东经106o35/~106o8',北纬37o59/~38o03/。井田南北长6.4km,东西宽12.8km,面积为51.6km2。
井田交通十分便利,现有黎(家新庄)~羊(场湾)矿区公路与307国道银(川)~古(窑子)一级公路相连。307国道向西经灵武市(50km)、吴忠市(70km)、青铜峡市(93km)与包(头)~兰(州)公路和西(安)~银(川)公路相连;向东经盐池(110km)、定边可达陕西榆林、延安等地。由银古一级公路向北(约60km)可直达银川市。该一级公路紧靠灵武矿务局黎家新庄中心通过。
   包(头)~兰(州)国铁干线于矿区西部约70Km处南北向通过,灵武铁路支线(大坝~古窑子)于包兰铁路的大坝站接轨。
   井田走向长6.4km,东西倾斜宽12.8km,面积51.6km2。西南与枣泉井田相临,北靠羊场湾一号井。
    井田交通位置见图3-1。
   表3-2 主要技术经济指标

  2.1.4 建设项目的前期设计及建设现状

  2.1.4.1 建设项目的前期设计工作

  羊场湾井田位于灵武矿区中部。灵武矿区是“八五”、“九五”期间建设的我国西部大型煤炭能源基地。1990年9月17日,国家计委以“计建设(1990)1239号”文批准灵武矿区总体设计。批准矿区建设总规模为11.90Mt/a,分两期建设,一期建设规模为5.70 Mt/a,羊场湾煤矿为矿区一期规划建设的矿井。

  目前灵武矿区按照“一次设计、分期建设、小井起步、大井集中”的矿区建设方针,现已建成年产0.30 Mt/a的羊场湾一号井和宁夏规模最大且技术含量最高的现代化矿井——灵新煤矿(2.40 Mt/a),矿区的水、电、路、通讯等基础设施按照前期设计11.90 Mt/a的生产能力已经全部一次性建成并已投入使用,累计完成投资14.97亿元。矿区现从业人员9022人,占地面积1156.7hm2。灵武矿区已成为国家重点建设项目和全国20个煤电路综合发展能源基地之一。

  羊场湾煤矿于20世纪90年代初即开始了前期的准备工作。2001年5月煤炭工业西安设计研究院受灵洲(集团)有限责任公司的委托,编制了《灵洲(集团)有限责任公司羊场湾煤矿及选煤厂预可行性研究报告》,根据专家组评估意见,2001年9月设计院编制了《宁夏回族自治区灵洲(集团)有限责任公司羊场湾煤矿及选煤厂预可行性研究报告(修改)》(代项目建议书),2002年9月25日,国家计委以计基础【2002】1744号文《国家计委关于宁夏灵洲集团公司羊场湾煤矿项目建议书的批复》审批通过了该报告。

  2002年11月根据批准的项目建议书,设计院又编制了《宁夏灵洲(集团)有限责任公司羊场湾煤矿及选煤厂预可行性研究报告(修改)》。

  在完成上述多版设计文件的同时,有关部门也于1994年前分别完成了《宁夏自治区灵武煤田碎石井区羊场湾井田精查地质报告》及《宁夏灵武矿物局羊场湾煤矿主井及选煤厂工业场地工程地质勘察报告(详勘)》。同时,按照总体规划,矿区至羊场湾矿井的三级公路已建成通车,铁路专用线也已于1996年完成施工图设计,现正在修建。其余水、电等外部设施已建设完成。

  2.1.4.2 羊场湾井田开发现状

  井田内现有三处生产煤矿,分别为煤层浅部的羊场湾二号井、银湾矿井和井田东部的磁窑堡羊场湾技改井。

  羊场湾矿井工业场地用地经自治区人民政府于1993年“宁政函(1993)72号文”批准,用地面积为50.4 hm2(756亩),灵武矿务局按批准用地面积办理了相关手续,并于1996年在羊场湾井田浅部先期建成了羊场湾二号井,作为羊场湾矿井的起步建设井,设计生产能力为0.3Mt/a,开采一、二煤。2002年原煤产量达到0.70Mt/a。

  羊场湾二号井工业场地现已建有简易筛分楼、变电所、机电修理间、材料库、材料棚、办公楼等设施,筛分后的产品煤由汽车外运。现有职工约400人。

  拟建的3.00 Mt/a生产规模的羊场湾煤矿即是在现羊场湾二号井设施基础上进行建设,利用二号井已有的两条井筒进行井下开拓,再新增一条主斜井;工业场地位置不变,但二号井现有的地面设施则全部予以拆除重新布局。

  待羊场湾矿井建成后现有二号井自行关闭。

  2.1.5 主要工程项目及内容

  全井田地质储量91178.85万t,其中矿井设计储量62803.45万t,设计可采储量45666.6万t。全矿井合计一、二、十四、十五号煤可采储量的75.4%,为本井田的主采煤层。

  主要工程项目有井下生产系统、地面生产系统(含选煤厂)、辅助设施、地面运输系统、公用配套设施。分述如下。

  2.1.5.1 井下生产系统

  矿井移交生产时共有3条井筒,即主斜井、副斜井和一号回风斜井。其中副斜井和回风斜井为羊场湾二号井已建井筒,其井口位置、方位、倾角、断面已定,本次建设只是延伸各井筒;主斜井为新开井筒。

  设计确定一号煤层采用综合机械化开采,二号煤层在投产初期采用大采高分层综采,当开采+850m水平二号煤层时可考虑采用放顶煤综采。

  井下移交采区为11采区,共布置两个综采工作面。一号煤综采一次采全高,平均采高2.2m,生产能力0.87Mt/a;二号煤层综采工作面为倾斜分层综采,首采上分层采高为4.0m,生产能力2.31 Mt/a。两综采工作面均采用全部陷落法管理顶板。

  综采工作面生产设备选型以国产设备为主,必要时引进部分配件。主要设备有采煤机、刮板运输机、转载机、破碎机和可伸缩胶带输送机。

  2.1.5.2 地面生产系统

  ① 主井生产系统

  井下原煤由主斜井胶带输送机提升至地面,通过上落煤柱胶带输送机将原煤运至落煤柱入贮并进入矿井选煤厂系统,对煤炭进行加工、贮存并装车外运。

  ② 矿井运矸系统

  矿井井下掘进矸石经过副井提升至地面,在地面翻车机房翻卸至矸石漏斗,经K-2给煤机给至矸石胶带输送机,运至矸石仓。矸石由汽车外运至运矸场地排弃。

  矸石排放场位于矿井工业场地东北约3.5km处流动和半流动沙地的低凹处,占地面积约18hm2,总容量约为1.75Mt,经测算所选矸石场可容纳矿井及选煤厂10年的运矸量。运矸场与井田相对位置示意见图3-2。

  2.1.5.3 矿井辅助设施

  羊场湾矿井辅助生产设施设有机电设备修理车间、综采设备备件中转存放库、煤样室、化验室和坑木改制间。承担矿井机电设备的日常维修和保养、设备中转存放、煤样制样、化验等,设备的大、中型维修依托矿区总机修厂完成。

  2.1.5.4 地面运输

  (1)铁路运输:羊场湾矿井生产的原煤经选煤厂加工后产品煤全部由铁路外运。羊场湾铁路专用线接轨于灵武铁路支线的古窑子车站,铁路专用线全长11.83Km,于2002年8月开工修建。羊场湾车站于2002年6月完成了施工图设计,目前已开工建设。

  (2)公路运输:羊场湾公路路基按二级公路标准设计,其与黎古公路一起承担羊场湾矿井与中心区、矿区辅助企业及外部的联系,担负职工上、下班通勤及矿建物资与材料的运输任务。

  (3)运矸便道:矿井工业场地至矸石排放场需修筑长3.5km、宽6.0m的运矸便道。

  由于上述铁路运输、公路运输作为专项工程另行编制环评和水土保持方案,因此本方案中不予考虑。

  2.1.5.5 公用配套设施

  (1) 供配电

  羊场湾矿110KV变电站的两回供电线路引自矿区110KV变电站。羊场湾110KV变电站内设二台110/35/10KV、16000KVA的变压器,该变电站以10KV供工业场地10/0.4KV变电所用电。

  (2) 供水

  羊场湾矿供水水源由灵武矿区一期给水工程统一解决,每日可供给羊场湾煤矿的水量为5000m3。

  为节约用水,矿井生产中井下消防洒水利用矿井井下排水。预计井下正常涌水量为5904 m3/d。

  矿井所需水量由位于灵新矿第三加压泵站加压供给。来水进入矿井工业场地内两座容积为800m3的日用消防水池内,然后由变频供水装置将水供至工业场地各用水点。

  矿井井下排水经处理达到复用水水质要求后,由泵加压送至用水点进行复用。

  (3) 供热及采暖

  矿井工业场地各热用户总耗热量为6765KW,选煤厂工业场地各热用户的总耗热量为4220KW,均由设在矿井工业场地内的集中供热锅炉房统一供给。在工业场地建一座总容量为24t/h的蒸汽锅炉房,以满足工业场地的供热要求。

  2.1.6 总平面布置及土地占用情况

  2.1.6.1 工业场地总平面布置

  (1) 工业场地地址位置

  羊场湾煤矿选定厂址位于17勘探线中、上组煤隐伏露头处。该场地位于灵武矿区中部,距矿区中心区南约17km,距矿区辅助附属企业区约11.0km,距银川市东南约60km,距灵武市东约40km。

  (2) 矿井工业场地布置

  该场地为风井与主、副井联合场地。分三区布置:生产区、场前区、辅助设施区。生产区包括两条主、副斜井,井口棚及绞车房;场前区包括行政及福利设施,布置在场地的进口端;辅助设施区包括为生产服务的修理、材料、动力和水处理设施等,布置在场地西侧和东侧。

  (3) 选煤厂工业场地布置

  选煤厂工业场地位于矿井工业场地西侧,两个场地最近处距离约250m。该场地分为选煤厂和辅助设施区。选煤厂沿铁路装车站布置;辅助设施区包括给水系统、机修及110KV变电站、消防队、救护队等配套服务设施。

  (4) 本矿井居住区设在灵武矿区黎家新庄中心区,矿井工业场地不设单身宿舍。

  羊场湾矿井工业场地平面布局见图3-3;工业场地平面布置的主要经济指标见表3-3。

  2.1.6.2 土地占用情况

  本期工程的土地占用主要为工业场地、运矸场及运矸便道占地,总面积 45.11 hm2,其中煤矿主体工程及附属性永久建筑物共征用土地24.59 hm2,临时用地20.52 hm2,临时用地中弃渣场占地18.00 hm2,运矸公路2.52 hm2。

  2.1.7 煤矿生产建设过程弃渣特点

  该项目建设期主副斜井和风井开拓掘进矸石全部用于矿井回填和道路回填,施工期间产生的固体废弃物主要有施工建筑垃圾、废弃土石方边角料以及少量生活垃圾,煤矿施工期间主要工程土石方平衡参见表3-4。

  矿井在生产期间的固体废弃物主要来自矿井及选煤厂的矸石、锅炉灰渣和生活垃圾。矿井井下掘进矸石经过副井提升至地面,在地面翻车机房翻卸至矸石漏斗,经K-2给煤机给至矸石胶带输送机,运至矸石仓。矸石由汽车外运至运矸场地排弃。选煤厂矸石由矸石仓下装车闸门装入汽车运至矸石场排弃。

  矿井生产工艺及固体废弃物等污染流程见图3-4。

  2.2 项目区自然环境概况

  2.2.1 地形地貌

  项目区地处毛乌素沙漠边缘地带,为灵盐台地地貌,属干燥剥蚀台地,域内波状起伏,沙地、沙丘遍布。域内有柳毛子沙窝、刘家沙窝、小柴子沙窝等,多为蜂窝状和波状湖盆沙地。

  羊场湾井田内沙丘广布,属低缓剥蚀残丘地貌,地形起伏不大,总的趋势南高北低,海拔高度一般在+1340~+1400m之间,最高点为井田最南部黑疙瘩,标高为+1465.7m,最低点为井田北部13勘探线水石沟+1340m。含煤地层侵蚀基准面标高平均为+1350.8m。

  羊场湾井田地貌形态见卫星影像图(图3-5)。

  2.2.2 地质

  2.2.2.1井田地质特征

  本区位于鄂尔多斯盆地西缘,地层区划属华北地层区、陕甘宁盆缘分区、马家滩小区。区域地层由老至新有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系。井田内地层,第四系广泛发育,基岩零星出露,钻孔揭露有三叠系、侏罗系及第四系。

  羊场湾井田褶曲构造发育。井田浅部基本构造形态为走向东北,向南东倾斜的单斜构造;井田深部由于受矿区主干级黑疙瘩背斜的影响,地层走向为北西向,以背斜轴为界分别向北东、南西向倾斜。井田浅部单斜构造的斜长约为2000~3000m,煤层倾角8~15o。

  2.2.2.1水文地质

  区域地貌属低山丘陵区,并多为沙丘覆盖。水文地质分区不明显,地下水补给来源贫乏,岩层富水性除火区烧变岩外,一般均属含水弱的或微弱的岩层,未发现导水断层,水文地质条件简单。

  含水层共有五层;隔水层较为稳定的也共有五层

  井田内地下水的补给来源主要为大气降水。

  地下水沿着岩层层面及裂隙,通过沟谷及地下水深入裂隙带由南向北偏西运动排泄。根据核算,矿井正常涌水量为246m3/h,最大涌水量为370m3/h。

  2.2.3 气象水文

  该区域属于中温带干旱气候区,具有典型的大陆性气候特点:气候干燥,冬冷夏热,日照较长,光能丰富。气温日差较大,蒸发强烈,无霜期较短,冬春季风大沙天气多,年降水量少而集中。全年主导风向为北风和西北风,风沙危害较大。

  据灵武气象局和白芨滩气象站多年统计资料,项目区基本气象资料见表3-5。

  表 3-5 项目区基本气象资料

2.2.4 土壤植被
   建设项目所在区域天然植被以荒漠草原植被为主,植物耐旱,植被稀疏。组成植被的建群种有油蒿、中间锦鸡儿、川青锦鸡儿、猫头刺等。羊场湾井田植被类型分布见图3-6。
   土壤类型主要是灰钙土和风沙土,浅灰钙土是在干旱气候和荒漠草原植被下形成的地带性土壤,腐殖质积累很低,有机质含量仅为0.5%~0.8%,土壤中碳酸钙以灰白色石灰斑块壮沉积形成钙积层,风沙土分为流动风沙土、半固定风沙土和固定风沙土三种,其表土具有30cm和大于30cm比较松散沙土层。井田土壤类型分布见图3-7。
2.3 社会环境概况
灵武市位于宁夏中部,距首府银川市38Km,辖6镇、9乡、96个行政村。2001年末人口25.93万人,其中汉族占51.9%,回族占47.9%;非农业人口占33.6%,农业人口占66.4%。平均人口密度71人/Km2。市域总面积3648.5 Km2。2001年工业总产值15.47亿元,轻工业占42.3%,重工业占57.7%。农业总产值6.51亿元,其中种植业占50.9%,林业占2.6%,牧业占44.4%,渔业占2.1%。乡镇企业总产值16.45亿元。
   区域内自然资源十分丰富,煤、油、气能源皆有,已探明的煤炭储量为273亿t,最新探明天然气前景储量8000亿m3,石灰岩储量360万t,其他矿产资源有盐、陶瓷黏土、砂石料、石膏等,是宁夏未来最大能源基地;灵武市也是宁夏主要的商品粮、蔬菜、肉、皮毛、水果基地。
   矿井所在地磁窑堡镇辖五个村民委员会,磁窑堡镇土地总面积120万亩,其中可利用草原面积79万亩,耕地面积2.664万亩,完成退耕1.5万亩,宜林荒地还林3.0万亩。
   羊场湾井田涉及磁窑堡镇永利村的一、二、三队,永利村一队(黑疙瘩)现有72户,368人;永利村二队(王家圈),及永利村村部,现有26户,175人,预计到年底新增30户,约120人,从永利村其它队迁入;永利村三队(圆疙瘩)现有34户,175人。其中,17户居住在新井台子。在磁窑堡镇永利村村部东面500m处有一飞播造林专用机场,供磁窑堡与盐池县飞播专用。目前,磁窑堡镇高效围栏面积15.6万亩,项目区内预计高效围栏5万亩,现已高效围栏3万亩,主要种植沙蒿、花棒、柠条。
   磁窑堡镇现有人口26000人,其中城镇人口20946人,全镇农村户数1160户,农村人口5054人,劳动力资源3241人。农村人口从业人数2719人,其中,农林牧渔业1394人,工业443人,建筑业54人,交通运输业550人,批零餐饮业197人,其它81人。全镇回族人口占人口总数的21.9%,约为5700人。全镇平均人口密度32.5人/km2,年均收入1000元/人。
   磁窑堡镇现有3所中学,23所小学,入学率100%。有一所卫生院,5个医疗站,1个邮电所。项目区内除有三级公路磁马路、狼南路外,其它均为砾石路。
   全镇2002年末工农业总产值9107万元,其中工业总产值7261万元,农业总产值1546万元。乡镇企业总产值15883万元,国民经济总收入17129万元。
2.4 项目区水土流失现状及防治情况
2.4.1 水土流失现状
项目所处的灵武市水土流失面积3117.8km,占全市总面积的89%,主要分布在山区,按照全国土壤侵蚀类型的区划,该区属于风力侵蚀为主的类型区,属三北戈壁沙漠及沙地风沙区。根据宁夏《应用遥感技术编制宁夏土壤侵蚀图研究报告》(1994年),风力侵蚀模数为2962t/km2·a,水力侵蚀模数为1266 t/km2·a。
项目区土壤侵蚀既有水力侵蚀,也有风力侵蚀。根据实地调查、遥感影像的解译分析,以及土壤侵蚀分类分级标准,项目区土壤侵蚀现状分级和面积统计见表3-7。土壤侵蚀分布情况见图3-8。
   表 3-7 项目区土壤侵蚀分级及各级面积统计表

  2.4.1.1风力侵蚀现状

  当地地形构造中形成的砂岩层、黄土层和砂层,是土壤风蚀沙化的物质基础。气候干燥、温差变化大、风多风大、植被稀疏,促进了风蚀沙化的形成。例如,评价区年均风速3.1m/s,历年最大风速可达23.3m/s,全年大风日数和沙暴日数的峰值皆出现在3~5月,此时降水又十分稀少。人类违背客观规律的盲目开垦、利用,加剧了风蚀沙化的进程。这种大风与干旱同时出现,加上土壤沙质,土壤抗蚀能力差,及人类过度利用,导致土壤风蚀沙化较严重。

  1)微度风蚀区:面积2054.63hm2,占项目范围区面积的21.30%。分布于范围区内的固定沙丘(地)、砂砾地。目前主要为灌木林地,植被盖度大于40%。地表沙纹不明显,风积厚度小于2cm,年风蚀深度小于0.16mm,年风蚀量小于240t/km2·a;不易受风吹起尘,对植物生产影响很小。

  2) 轻度风蚀区:面积为2840.46 hm2,占项目范围区总面积的29.44%。该区域在范围区内呈大面积分布。目前主要为杂类草地,植被盖度为30~40%。土壤质地为轻壤—粉沙轻壤,地表出现均匀的沙纹,浮沙厚度为2~10cm,年风蚀深度为0.16~1.50mm,年风蚀量240~2250t/km2·a;表土有轻微的风蚀风积物,易受风吹起尘,对植物生长影响不大,出现极浅层点状风蚀地。

  

3) 中度风蚀区:面积为3518.22 hm2,占项目范围区总面积的36.46%。该区域在范围区内呈斑块状分布,目前主要为半固定半流动、撂荒地,植被盖度为20~30%,植物幼苗容易受影响和危害。局部表层有覆沙,出现浅层斑点状风蚀地(风蚀坑穴),呈椭圆形丝状小丘和稀疏的大沙纹。浮沙厚度为10~25cm,年风蚀深度1.5~3.0mm,年风蚀量2250~4500 t/km2·a。

 

  2.4.1.2水力侵蚀现状

  项目区降雨少而集中,80%的雨量集中在7~9月,是引起该区产生水力侵蚀的主要原因。而区内的河沟少、地形起伏不大、相对高差较小,又使水蚀较弱,总体上属于微度、轻度水蚀区。

  1) 微度水蚀区:该区域面积为535.58hm2,占项目区总面积的5.55%。水蚀的特征以细沟侵蚀为主,水土流失模数一般为﹤200 t/km2·a。

  2) 轻度水蚀区:该区域面积为599.71hm2,占项目区总面积的6.22%。土壤水蚀的特征以细沟、冲沟侵蚀为主,水土流失模数一般为200~2250 t/km2·a。

  2.4.1.3 人为因素影响

  该区域人为活动对水土流失的影响主要表现为自然资源的掠夺式开发,破坏植被,不合理的利用土地,加剧了区域新的水土流失,使区域生态环境变的更加脆弱。表现在:

  1) 生产活动中滥垦、滥牧、滥伐、滥居、滥挖等对植被的破坏,导致地表植被数量锐减,局部侵蚀强度增加。

  2) 基本建设数量增多。改革开放以来,资源开发、交通、通讯等基本建设加快,个体煤矿、砖场等中小型项目增多,较大面积的地貌植被遭到破坏,大量弃土弃石乱埋乱倒,使新的水土流失急剧增加。

  2.4.2 水土流失防治情况

  “十五”期间,灵武市生态环境建设的重点工程有防护林及景观林建设工程、重点流域水土保持工程、防沙治沙工程、草地改良工程、城镇村庄绿化工程等。建成毛乌素沙漠边缘干旱风沙植被恢复区、低山丘陵水土流失治理区、黄河冲积平原灌溉农业生态建设区和绿色城市生态治理建设区。

  2.4.2.1 防护林及景观林建设工程

  在新华桥、梧桐树、临河三乡镇黄河沿岸,建设黄河护岸林3万亩;在灌区各乡镇建设农田防护林2万亩;在河东机场和金水旅游区建设景观林2万亩;在黄河冲击平原与丘陵之间,北起临河,经东塔、杜木桥、大泉,南至白土岗、五里坡等乡镇建设沿山斜坡防护林5万亩,形成一条保护灌区和灵武城区的绿色屏障。

  2.4.2.2 重点流域水土保持工程

  主要是对大河子沟、边沟、苦水沟三大重点小流域进行综合治理,规划治理面积75万亩,其中造林2万亩、种草10万亩,建治沟谷干坝22座,小型水利水保工程1200座。

  2.4.2.3 防沙治沙工程

  对狼皮子梁、磁窑堡、白土岗、马家滩等乡镇以及白芨滩林场等部分地域实行退耕还林还草。其中人工种草5万亩,人工造林4万亩,飞播造林15万亩;对狼皮子梁新灌区以沙产业开发为主,大力栽植速生杨、杜仲、麻黄、甘草等,提高治理效益。

  2.4.2.4 草地改良工程

  对区域内的天然草地划段围栏封育,轮封轮牧,合理利用。围栏38万亩,建种子基地1.2万亩。

  2.4.2.4 城镇村庄绿化工程

  城市以西湖公园、高庙公园、灵洲大道、东环路、西环路、南环路绿化和其他公共绿地建设为主,规划面积6000亩;小城镇以新华桥、临河、崇兴等乡镇为主;工矿企业以灵武矿务局、长庆油田马家滩基地及城区各企业绿化为主。

  2.5 主体工程推荐方案的水土保持评价

  根据羊场湾煤矿及选煤厂可行性研究报告,从水土保持角度分析,推荐方案方案具有以下特点:

  2.5.1 矿井开拓及开采措施有效的减少弃渣排放量

  矿井采用的全斜井开拓,设计中充分利用已施工巷道800m,巷道多采用煤巷,从而可减少矿井井下运矸量。仅采用煤巷一项就可减少排矸量85%。

  井田一号煤采用连续采煤机房柱式开采方式,该采煤方法属保护性开采技术。可减少地表沉陷和裂缝,从而减轻对地表的扰动,缓解土地风蚀沙化速度,减少水土流失。

  2.5.2 场地工程布局减少了损坏地貌植被面积和施工弃渣

  (1) 简化地面行政福利和辅助生产设施,减少占地面积,节约用地;

  (2) 简化场内运输环节,充分利用自然地形条件,减少土石方工程量;

  (3) 将矿井主要设施集中于一个工业场地,便于生产管理,减少了管理等公用设施工程量;

  (4) 将工业场地等设施布置在地形开阔、地势较高、工程地质条件好的地带,有利于防洪。

  (5) 工程建设中所用的沙、石、土等可就近取用和购买。

  (6) 工程建设期合理调整土方,以挖做填,尽量避免大填大挖对地形、地貌的破坏,防止产生新的水土流失。

  用施工扰动面积、开挖土石方量、损坏地貌植被面积、可能造成水土流失量及危害等指标对煤矿建设推荐方案进行水土保持评价,可以确定所推荐的矿井开拓及开采措施、场地工程布局、建设期合理调整土方等建设方案体现了尽可能减轻项目建设造成的水土流失,预防和保护项目区生态环境。3 生产建设过程中水土流失预测评价

  3.1 预测的任务与基础

  3.1.1 预测任务

  根据羊场湾煤井和选煤厂建设及生产运行特点,在查清煤矿生产建设过程中可能损坏、扰动地表植被面积,弃土弃渣的来源、数量、堆放方式、地点及占地面积的基础上,结合当地水土流失特征,进行综合分析论证,采用科学合理的预测方法,对可能造成的水土流失的形式、强度、数量、危害等作出预测评价,为制定水土流失防治措施的总体布局和各单项防治措施设计提供依据。

  3.1.2预测基础

  预测中按无水土流失防治措施情况考虑,即在不采取任何水土保持措施情况下,煤矿建设及生产运行过程可能造成水土流失的数量和危害。

  3.2 预测时段划分和范围

  3.2.1预测时段划分

  3.2.1.1 煤矿建设过程水土流失影响

  本项目为资源开采和利用型项目,属长期型生产建设项目,在煤矿建设和建成生产过程中,都可能造成水土流失。

  (1)煤矿建设过程中占用大量土地,进行场地平整、建筑物兴建等改变了原地貌形态和地表土层结构,同时破坏了地表原生植被,产生一定数量的裸露地面和弃土弃渣,使土壤抗蚀抗冲能力下降,加剧了风蚀水蚀。

  (2)煤矿在生产期间排放矸石、锅炉灰渣和生活垃圾等固体废弃物,占压原地貌植被,易造成水土流失。矸石场弃用后如不进行综合防治,影响水土流失的各种因素在相当长一段时间内仍将十分活跃,水土流失程度会显著的高出背景水平,只有当植被逐步恢复,水土流失量才能逐渐减少直至达到新的稳定状态。

  (3)煤矿在生产、运输过程中产生的大量扬尘,尘落在周围地表植被表面,影响植物光合和呼吸作用,植物气孔堵塞,无法进行正常体内水的流动,植物会因缺水而逐渐枯萎死亡。而因缺少植被的沙丘也会从固定变为流动,成为起沙来源。

  (4)煤矿井田范围,由于地下采空,常会造成地表一定范围的沉陷,引起地表变形、地下水疏干,影响植被正常生产,从而加重侵蚀危害。

  3.2.1.2 预测时段划分

  本项目预测时段分为建设期、开采期和植物自然封育恢复期。

  根据建设要求,该项目主体施工区建设期为29个月,即2002年12月~2005年4月,其中包括准备期3个月和联合试运转期3个月;开采期根据煤矿所选矸石场服务年限10年计;根据项目区干旱少雨等特点,矸石场植物自然恢复约需4~6年,本项目自然封育恢复期取5年。为此,该项目水土流失预测期限总计为18年,即2003年~2020年,其中煤矿建设期3年(2003年~2005年)。开采期10年(2006年~2015年),矸石场植物自然封育恢复期5年(2016年~2020年)。

  根据羊场湾煤井项目建设区域和影响区域的特点,对不同的区域采取不同的预测时段:

  对工业场地、管理服务区等区域,主体工程设计中具有水土保持功能的防护、排水和绿化美化措施,工程建设新增水土流失主要发生在施工期,其预测时段为施工期,按3年计算。

  对矸石场、运矸道路及井田采空区域,如不采取水土保持防治措施,新增水土流失不仅发生在开采期内,而且在矸石场弃用后仍将发生,直致这些区域土壤固结及植被恢复为止,因此其预测时段按矸石场服务期加植被自然封育恢复年限计算。

  本项目水土流失预测时段见表4-1。

  3.2.2预测评价范围

  表4-1 水土流失预测时段预测一览表

  根据《方案技术规范》SL204—98 的要求,水土流失预测评价范围包括矿井建设区和直接影响区两部分。根据羊场湾煤矿项目可行性研究报告:

  项目建设区:主要包括工业场地、矸石场占地、运矸公路,面积45.11hm2(考虑扰动面积)

  直接影响区:即矿井生产建设过程水土流失的敏感区域,主要为井田采空后可能引起的地表沉陷区。根据项目环境影响评价报告预测结果,地表沉陷移动边界一般在开采边界40~195m,本方案按井田范围外延200m考虑。另据矿井开采计划,“首采区”(见图3-2)为矿井投产近期30年的采煤区,采空区面积约1850.00 hm2。

  为此,羊场湾煤矿生产建设活动水土流失预测评价范围1850.00 hm2(项目建设区包含在井田范围内)。

  3.3 预测的内容和方法

  3.3.1 预测内容

  l 扰动原地貌、损坏土地和植被的面积;

  l 矿井建设及生产过程中弃渣量;

  l 损坏水土保持设施的面积和数量;

  l 可能造成新增水土流失的面积及流失总量;

  l 可能造成的水土流失危害。

  3.3.2 预测方法

  3.3.2.1 扰动、损坏原地貌、土地和植被面积的预测

  煤矿在生产建设的过程中对地表土壤、植被的扰动破坏主要表现在弃土弃渣的堆放、场区的开挖压占和井田开采区的沉降。对于扰动、损坏、压占地貌植被面积的预测,主要依据工程设计文件,结合外业踏勘、类比调查及地表沉降预测等方法确定。

  3.3.2.2 矿井建设及生产过程中弃渣量预测

  工程建设过程中,弃渣主要来源于工业场地设施施工建设;矸石来源于矿井建设前期井下。对项目建设排放的弃渣量,按照设计文件提供的有关数据,结合外业踏勘和项目类比调查进行测算。

  3.3.2.3 损坏水土保持设施的面积和数量预测

  对项目建设过程中损坏的水土保持设施的面积、数量,采用收集有关资料和结合野外勘察的方法,列表分别进行测算统计。

  3.3.2.4 新增水土流失量的预测

  可能造成的水土流失主要来源于两个方面:一是由于扰动地表损坏原地貌植被,水土保持功能的降低或丧失,形成加速侵蚀区而增加的水土流失量;二是由于堆放、排放弃渣而增加的流失量。

  1扰动地表流失量预测

  (1)水蚀量预测

  扰动地表流失量依据损坏地貌植被造成加速土壤侵蚀的面积、产沙模数的增量和流失年限,采用类比法进行预测。预测公式如下:

  Ms=F·A·P·T

  式中:Ms——新增土壤侵蚀量,t;

  A——加速侵蚀系数;

  F——新增侵蚀面积,km2;

  P——原生地貌侵蚀模数,t/km2·a;

  T——侵蚀时间,a。

  根据已调查的本区土壤侵蚀情况,确定本项目原生土壤侵蚀模数为2250~4500t/km2·a;类比调查周边已建矿区的经验,根据本工程区域的地形、地貌、降雨量、土壤类型等水土流失影响因素及预测对象所受扰动情况,通过专家咨询,确定本项目区的A值取4.5,植被恢复期A值取2.25,对照表见4-2。
 

  式中:Wdi——各类弃渣平均每年排放量,t/a;

  Mdi——弃渣流失系数,%;

  N i——各类弃渣排放的预测时段,a。

  根据以往经验,考虑本地固定、半固定沙丘为主的地质地貌,弃土弃渣压占土地后,新增水土流失的原因主要是降雨对土石渣的冲刷。每年平均冲刷流失量约为土石渣堆放总量的10~70%,弃渣流失系数平均取值为0.25。

  3井田开采区水土流失预测

  根据矿井地质采煤条件,预测方法采用国家煤炭工业局《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中推荐的概率积分法最大值预测方法,预测模式为:

  最大下沉值:Wcm=M·q·cosɑ,mm;

  最大倾斜值:Icm=Wcm/r,mm/m;

  最大曲率值:Kcm=1.52Wcm/r2,10-3mm/m;

  最大水平移动值:U=b·Wcm,mm;

  最大水平变形值:εcm=1.52b·Wcm/r,mm/m。

  式中: M——煤层开采厚度,mm;

  ɑ——煤层倾角,1°左右;

  q——下沉系数,综采长臂:0.75~0.80,连采:0.6;

  b——水平移动系数,0.31;

  r——主要影响半径。

  根据预测结果,并与类似矿井地形地貌、产量、煤层情况等进行比较,分析其扰动地表、破坏植被、使土壤结构变松、保水抗蚀性降低,进而增加土壤侵蚀和土地沙化等水土流失情况。

  4 新增水土流失总量

  采用公式 L=Ls+Ld-Lf

  式中:L——新增水土流失总量,万t;

  Ls——开发建设破坏微地貌类型区土壤水蚀和风蚀总量,万t;

  Ld——弃渣流失量总量,万t;

  Lf——开发建设前所占地域的水土流失量总量,万t。

  3.3.2.5 水土流失危害预测

  根据工程特点,采用定性分析方法进行描述性预测评价。分析预测内容包括:项目建设新增水土流失对土地资源的破坏和影响;项目建设对项目区周边生态环境的影响和土地沙化的影响;项目建设对下游防洪的影响以及对煤矿建设的影响等。

  3.6 预测结果

  3.6.1 扰动原地貌、损坏土地和植被面积

  该工程建设共占地45.11 hm2,其中煤矿主体工程及附属性永久建筑物共征用土地24.59 hm2,临时用地20.52 hm2,临时用地中弃渣场占地18.00 hm2,运矸公路2.52 hm2。

  工程建设过程中,地面设施建设过程开挖、填筑以及排放弃渣的压埋等,都不同程度、不同形式地扰动了原地貌形态,损坏了地面林草植被和地表土体结构。因此,将煤矿建设用地全部计入损坏原地貌植被的面积,共计为45.11 hm2。

  另外,井田首采区1850.00 hm2的土地部分地段将不同程度的出现地表塌陷,造成植被退化。

  扰动原地貌、损坏土地和植被面积详见表4-3。

  3.6.2 弃渣量预测结果

  3.6.2.1 建设期弃渣量

  根据煤矿建设可行性研究资料,本项目建设期产生的弃土、弃渣主要来源于工业广场场地平整、建筑物地基开挖、建筑垃圾、生活垃圾、厂区道路路基挖填平衡利用后形成的挖余废方,此外还有临时施工便道弃渣等。

  (1) 工业广场场地平整弃渣

  工业广场位于灵武矿区中部,占地范围内多为固定、半固定沙丘组成,其间分布滩地和冲沟,高差0~60m。工程设计中要求场地以主、副斜井+1050m为最高点,以主斜井、副立井+850m为最低点,进行工业场地平整。经挖填方平衡分析,场地内挖方总量5.160万m3,填方总量4.830万m3,弃方量0.33万m3。

  (2) 建筑物地基开挖弃渣

  建筑物地基开挖弃渣主要在建设期的工业广场。根据煤矿设施分区,工业广场三个区分别为场前附属设施区、矿井生产设施区、洗选煤设施区。三个区内建筑物均为永久建筑,占地面积3.62万m3。根据该区域3~4层民用建筑基础处理深度在4.0m左右,工业建筑基础处理深度在6.0m左右,本项目按平均5.0m计算,由此推算工业广场建设期地面建筑物开挖排弃量为18.1万m3。弃渣成分多为冲积沙、风积沙及粉砂岩,工程初步设计中采用新技术、新工艺,如较低建筑物可采用沉沙法处理地基,此外还可用强夯、垃圾柱等,从而可减少弃渣量40%左右,此项弃渣7.24万m3。

  (3)道路及专用场地清表开挖弃渣

  工业广场内的专用场地主要指水泥混凝土硬化场地和3:7灰土铺砌场地。根据施工要求,混凝土和灰土铺砌之前需清理地表植物根系及表土层,道路及专用场地占地面积4.5万m2,清理深度按0.3m计,产生弃渣1.348万m3。

  厂区内主干道宽7.0m、双车道,次干道宽5.0m,辅助道路及消防道路宽3.5m。道路形式为城市型,采用混凝土面层,道路总长度2633m。地基置换深度按1.5m计,开挖地表弃渣即为1.416万m2。

  此外,通往拟设弃渣场的临时便道3.5km,宽度6.0m。按临时便道每公里会产生弃渣1~3万m3计,由于通往拟设弃渣场的地形相对平缓,故本项目预测中取弃渣3.500万m3。

  (4) 主副斜井和风井开拓弃渣

  根据煤矿建设工程预可研资料反映,除主斜井是本期工程内容外,副斜井和一号回风斜井都是在原有的基础上进行利用并延伸。其中主斜井出渣量3.03万m3,副斜井出渣量0.71万m3,一号回风斜井出渣量1.56万m3,斜井开拓共弃渣5.30万m3。其中4.0万m3将用于工业广场内交通道路的地基材料,其余将运回矿井回填煤巷,因其在时空上有堆积过程,所以有流失的可能性。

  建设运行期(开采期),由于煤巷的开拓,井下开采形成的矸石将直接回填煤巷,整个开采过程可实现零排放。故建设运行期的井下运矸不纳入预测系统。

  (5) 开挖排洪沟弃渣

  矿井工业场地布置在选煤厂工业场地东侧的丘间洼地内,洪水来自场地东侧,为使场地免受洪水威胁,需于场地东侧及南侧结合道路排水修筑梯形排洪沟排泄洪水,并经选煤厂、矿井工业场地道路下的涵洞排至场地范围以外的低洼处。排洪沟全长500m,开挖排洪沟弃渣5709 m3 。

  (6) 建筑垃圾和生活垃圾排弃弃渣

  在本区建筑弃渣主要为建设初期建筑施工材料在运输过程中的弃渣,对水土保持关系较为密切的为砖、石料、水泥、白灰、沙子等。据分析本项目工业场地地面建筑物体积为75000 m3,建材综合体积估算为30000 m3,按排弃系数3%计算,排弃量为900 m3。

  矿区建设期流动人口较多,矿内矿外各类人员估计为1000人,按1.5kg/人·d计算,建设期年排放生活垃圾547.5t;建设期2年共排放生活垃圾1095t,垃圾容重取0.6t/ m3,排放生活垃圾即为1825 m3。

  (7)其它弃渣

  矿区建设过程中,供排水、供暖、输电等基础设施建设也会产生一定数量的弃渣,这些建设中的管线布设弃渣可纳入工业广场平整弃渣系统

  建设期弃渣量预测结果详见表4-4。

  表 4-4 建设期弃渣量预测结果表

3.6.2.2 煤矿生产期弃渣量
   煤矿在生产期间产生的弃渣主要来自矿井及选煤厂的矸石、锅炉灰渣和生活垃圾。预测期10年内共外排弃渣314.22万t,年均排放弃渣31.42万t,其中煤矸石31.31万t/a,锅炉灰渣966t/a,生活垃圾149t/a。各类弃渣年排放量详见表4-5。
   表 4-5 煤矿生产期主要固体废弃物排放量

  3.6.2.3 弃渣总量及分布

  本项目在预测期内共产生弃渣340.57万t,其中建设期(2003~2005年)26.35万t,生产期10年314.22万t。

  建设期建筑生活垃圾和生产期选煤厂产生的洗矸、锅炉灰渣用汽车运至选定的排矸场集中堆存,堆存总量340.56万t,几乎占到弃渣总量的100%,生产期零星生活垃圾排入小区垃圾站。

  3.6.3 损坏水土保持设施的面积和数量

  根据《水利部关于水土保持设施解释问题的批复》,应将项目占用地范围全部计入水土保持设施面积,即本项目损坏水土保持设施的面积为45.11hm2,其性质主要为具有防风固沙功能的沙生植被、沙结皮和生物结皮等天然形成的水土保持设施。

  3.6.4 可能造成的新增水土流失面积预测结果

  本项目本项目损坏水土保持设施的面积即为可能造成水土流失的面积,为45.11hm2。

  3.6.5 可能造成的水土流失总量预测结果

  3.6.5.1 扰动地表流失量预测结果

  该项目区扰动地表流失量包括水蚀量和风蚀量。

  (1) 水蚀量预测结果

  项目区土壤水蚀量背景值。根据宁夏《应用遥感技术编制宁夏土壤侵蚀图研究报告》(1994年),原生地面土壤水力侵蚀模数为1266 t/km2·a,利用扰动原地貌面积和土壤水蚀模数背景值计算,项目建设区土壤水蚀量背景值为571.1t(详见表4-6)。

  表 4-6 项目建设区原地貌年土壤水蚀量
 

  (2) 风蚀量预测结果

  风蚀模数背景值的确定。根据宁夏《应用遥感技术编制宁夏土壤侵蚀图研究报告》(1994年),原生地面风力侵蚀模数为2962t/km2·a。经类比分析,项目区引用这一数据,作为原生地面的风蚀模数。

  新增侵蚀的风蚀模数估算。根据以往研究,不同类型沙地的风蚀指标见表4-8。据此,仅以地表风速V=6m/s估算输沙量即会发现,流动沙地输沙量为固定沙地和覆沙滩地的5.9倍。由于开工后建设区植被被清除,故可视为流动沙地进行,所以开工后加速侵蚀系数可确定为5.9,新增侵蚀风蚀模数为14513.8 t/km2·a。

  表 4-8 毛乌素沙地不同类型地表粗糙度输沙量评估表
 

  式中: WS2—排放弃渣造成的直接流失量(万t);

  Dei—弃渣流失系数,或称为侵蚀产沙系数;

  Wi—弃渣量(万t)。

  影响侵蚀流失系数的因素较多,主要与弃渣堆放的地形部位、暴雨径流等动力条件、弃渣的物质组成以及防治措施状况等四项因素有关。据该区已有工程调查结果,流失量一般占弃渣量约10~70%。

  由于项目区干旱少雨,多年平均降水量仅255.2mm,且煤矿建设期和生产运行期几乎所有排放的弃渣的都集中堆存在基本为一闭流区的沙丘凹地,不会形成外流地表径流,所以由于排放弃渣可能造成的流失只计算其裸露地表的水蚀、风蚀量即可,预测中不再重复计算弃渣流失量。

  3.6.5.3 可能造成的水土流失总量

  该项目在生产建设活动中可能造成的水土流失的总量即为扰动地表可能造成的水蚀量和风蚀量,共7.21万t,其中建设期内(2003~2005年)年均0.85万t,生产运行期内(2006~2015年)年均0.39万t,植被恢复期期内(2016~2020年)年均0.15万t。

  3.6.5.4 井田开采区地面沉陷影响预测

  根据计算分析,采取最大下沉值12083.7mm,最大倾斜值132.0mm/m,最大曲率值23.98×10-3mm/m,最大水平移动值45.9mm,最大水平变形值62.22 mm/m。

  3.6.6 可能造成的水土流失危害

  羊场湾煤矿建设期和开采期可能造成的水土流失危害主要表现在以下几个方面:

  (1) 风蚀沙化加剧、生态环境恶化

  项目建设区生态环境目前处于一种相对稳定状态,但这种稳定极为脆弱,一旦遭到破坏,很难自行恢复。

  据调查该区域的固定和半固定沙丘遇到人为破坏后,很快变成流动沙丘,极易诱发沙漠活化。流沙侵袭,不仅危及农田、村庄,还会使土地生产力下降,土地资源遭到破坏,影响区域经济的进一步发展。

  (2) 危及矿区铁路、公路安全运营

  煤矿建设区较为严重的水土流失如不得到及时有效的控制,会导致矿区邻近羊场湾煤矿的铁路、公路沿线风蚀沙化加剧,流沙侵袭压埋铁路和公路,降低其运营能力和综合经济效益,甚至影响其安全运营。

  (3) 对煤矿本身的影响

  工业广场新填筑的裸露土地和新开挖的部分不稳定边坡,若不采取必要的防护措施,一旦遇到大暴雨,会形成坡面水流的面蚀和沟蚀,甚至会导致边坡较严重的重力侵蚀的发生,堵塞路基排洪措施,影响自身安全生产。

  3.7 预测结果的综合分析

  根据以上分析预测,拟建的羊场湾煤矿在生产建设过程中损坏原地貌植被、可能造成的水土流失面积为45.11hm2;另外井田采空区1850 hm2的土地部分地段将不同程度的出现地表塌陷和植被退化问题;建设期、生产期排放的弃渣总量为340.57万t;由于损坏原地貌植被形成加速侵蚀,使建设项目区水蚀模数由背景状态下的1266 t/km2·a增加到5700 t/km2·a,风蚀模数由背景状态下的2962 t/km2·a增加到17476 t/km2·a;将对项目区土地资源、生态环境及工路安全运行等造成不良影响,尤其风蚀强度变化剧烈,危害突出,应作为地面侵蚀防治的重点,并尽可能恢复植被。

  分析新增水土流失总量得出,在可能新增水土流失总量7.21万t中,按分区统计:其中工业场地等工程永久性占地在建设期流失量1.40万t,占19.4%;弃渣场(矸石场)及运矸道路在建设和生产期可能造成的流失量5.81万t,占到了新增流失总量的80.6%。按形成原因统计:其中水蚀量1.67万t,占23.2%;风蚀量5.54万t,占76.8%。

  因此,在羊场湾煤矿建设工程水土流失防治措施的布局设计中,应将矸石等弃渣合理堆放和防风固沙作为综合防治的首要任务。

  直接影响区范围大,生态环境脆弱,煤矿建设生产过程中必须加强监测,一旦出现有侵蚀危害加剧的趋势,必须尽早防治,以免造成大范围的土地荒漠化。防治方式建议由建设单位向地方交纳水土流失防治费,由地方水行政主管部门组织治理。

  4 水土流失防治方案

  4.1防治原则

  根据新增侵蚀的侵蚀来源、侵蚀方式、侵蚀总量、时空分布以及可能造成的侵蚀危害预测评价结果,防治方案在全面贯彻“预防为主、全面规划、综合防治、因地制宜、加强管理、注重效益”水土保持方针的前提下,突出以下防治原则:

  4.1.1 因害设防原则

  坚持因地制宜,因害设防,技术可靠,经济合理,防治效果有效可行的原则。遵循全面治理和重点治理相结合、防治与监督相结合的设计思路,合理布置各项防治措施,建立选型正确、结构合理、功能齐全、效果显著的水土保持综合防治体系。对以风蚀为主的防治责任范围区,修建防风隔离林带,林带方向与主害风方向垂直,以最大发挥其生态效益,保证矿区的安全生产。在开挖土地、引起地表裸露区,积极做好植被恢复工作,尽可能的把产沙来源区遏止在初期。

  4.1.2 预防措施先行,最小扰动原则

  首先需优化工程布局和规模,优选建设时序,合理安排工期,强化管理、监理和监督,做好施工期水土流失的预防和控制工作。尽量减少破坏地貌植被面积,进一步优化土石方的平衡调度,提高土、砂、石料利用率,将弃渣量减少到最低程度。

  项目区地处以风蚀为主的风蚀水蚀交错区,生态环境极为脆弱,一旦破坏,很难在短期内自我恢复。井田内多为固定、半固定沙丘,黏结沙粒主要靠生物体的腐植物,在沙粒表面形成一层保护层,一旦遭到人为践踏或机械碾压,均能破坏这层保护层,使本已固定的沙丘逐渐活化。故在本项目的施工中必须保证最小扰动原则,尽可能的不去破坏原生植被,维持生态的相对稳定性。

  4.1.3 临时防护并行原则

  施工过程中加强地表洒水,减少扬尘量;加强沙、土、石等建筑材料和清场、清基废料的挡护、覆盖,减少施工过程中造成人为水土流失,以确保临时性防治措施与主体防治措施的衔接,达到控制新增水土流失的任务。

  4.1.4 适地适树原则

  在矿区的绿化、防护和恢复植被上,选择优良的树种具有重要的意义。一般要以选择适合当地生长的具有一定稳定性和适应性,生长快的乡土树种为主,以引进树种为辅的原则。在风沙区选择固沙能力强,耐干旱、耐瘠薄,耐沙表日灼,耐沙埋和具有抗盐碱能力的树种。

  4.1.5 与主体工程同步原则

  水土保持方案是煤矿建设项目总体设计的组成部分,并为煤矿工程项目服务,水土保持措施的设计应与主体工程设计互相衔接,在设计中保持二者的协调一致,并结合煤矿建设的特点和对水土保持的特殊要求,以及煤矿的安全运营,使水土保持措施既能满足防治水土流失要求,亦能满足矿区绿化的要求。水土保持设施建设实施进度和位置应与煤矿主体工程相协调一致,同时施工、同时投入使用,确保新增水土流失得到有效防治。

  同时水土保持方案应与当地的水土流失“三区”防治公告相结合,与当地的生态环境相吻合。

  4.2 防治目标

  根据项目特点和防治要求,在本项目《水土保持方案大纲》的指导下,方案的防治目标确定为:一是要建设一流的矿井,保证矿井设施不受水蚀、风蚀的危害;二是要一流的水土保持,矸石弃渣要合理堆存,并尽可能全部妥善堆存,弃渣不裸露;三是要一流的环境,使矿井占地及周边得到绿化美化,对环境的影响期和恢复期最短,维持项目区所在地自然生态系统的稳定,保证该区域自然、社会、经济的可持续发展。具体目标为:

  (1) 扰动土地治理率>90%;

  (2) 新增侵蚀治理程度>90%;

  (3) 水土流失总量控制率>80%;

  (4) 拦渣率>95%;

  (5) 植被恢复系数>85%;

  (6) 林草植被覆盖率≥35%(至少维持直接影响区目前以固定、半固定沙丘为主的沙地及风沙滩地的生态景观。

  另外,开采后有 1850 hm2的采空区,一旦发生大面积塌陷,则要另行编制水土保持方案,做好土地整治和植被恢复。

  4.3 防治责任范围

  水土流失防治责任范围1850hm2,其中项目建设区面积45.11hm2,直接影响区面积1850hm2(项目建设区在直接影响区之内)。水土流失防治责任范围见图5-1。

  4.4 水土流失防治分区的划分

  根据羊场湾煤矿工程建设布局特点及生产属性,在新增侵蚀预测评价结果及《水土保持方案大纲》的指导下,将防治责任范围划分为三个区域:工业场地重点保护与绿化美化区、弃渣场及运矸公路综合治理区、井田生态保护暨重点监测区三个区,根据分区防治目标要求布设相应的水土保持措施。各分区情况见表5-1,位置见图5-1。

  表 5-1 防治分区的划分

   *注:项目建设区包含在直接影响区内
4.5 水土保持方案总体布局
   根据羊场湾煤矿工程设施平面布置情况及生产建设特点,按照因地制宜、因害设防、全面规划、重点治理、预防为主的原则,本方案在水土保持措施的总体布设上以矸石等固体废弃物排放及裸露地表所产生的新增水蚀、风蚀为主要防治目标,采取渣场整治工程措施、植物措施、预防监测措施相结合,临时性措施与永久性措施相结合,点、线、面上水土流失防治相辅佐。充分发挥矸石场整治工程措施控制性和时效性,保证在短时期内遏制或减少水土流失,再利用植物措施蓄水保土、防风固沙,保护新生地表,实现水土流失彻底防治,并绿化美化环境。具体为:在各施工点建立临时防护拦挡工程,使施工出现的弃渣、开挖面产生的水土流失在“点”上集中拦蓄;施工中形成的新生面(如工业场地周边、运矸道路两侧等)采取截水(洪)、排水沟,防风固沙林带,使水土流失在“线”上有效控制;同时在矸石场渣面及施工迹地进行土地整治——即进行土地的平整、改造、修复、种植水保林草,形成“面”的防治。这样通过点、线、面的防治措施有机结合相互作用,形成立体的综合防治体系,达到保护地表,防治水土流失,改善生态环境的目的。项目区水土流失防治分区及方案总体布局结构见框图5-2,措施布局见图5-3。
4.6 主体工程设计中具有水土保持功能的措施及评价
4.6.1 主体工程设计中具有水土保持功能的主要措施
   根据羊场湾煤矿及选煤厂可行性研究报告,主体工程可行性研究中拟设计的具有水土保持功能的措施主要包括采选工业场地绿化美化、周边排洪沟工程、周边防风固沙林带等。
4.6.1.1 排洪沟工程
   矿井工业场地布置在选煤厂工业场地东侧的丘间洼地内,洪水来自场地东侧,其上汇水面积1.6km2,洪峰流量Q1%=17.4m3/s。为使场地免受洪水威胁,需于场地东侧及南侧结合道路排水修筑梯形排洪沟排泄洪水,并经选煤厂、矿井工业场地道路下的涵洞排至场地范围以外的低洼处。排洪沟全长500m,底宽2.0m,护砌边坡坡度1:1.5,护砌边坡高2.0m,护砌厚度10cm。
4.6.1.2 工业场地绿化美化
   为了阻风、防尘、降噪、美化,改善煤矿采选工业场地工作环境和人居环境,对厂区进行绿化,兼顾美化和香化。在绿化布置上,遵循点、线、面相结合的原则,以工业场地前区中心绿化地为重点,形成花园式广场,利用部分边角空地布置小游园,并与布置在厂内道路两旁的林荫道有机地联系在一起。厂内绿化树种乔、灌、草、花卉相结合,常绿、落叶相结合,并根据各种花木的开花期合理安排种植。
   工业场地内共布设绿化面积3.71hm2。
4.6.1.3 周边防风固沙林带
   为改善小环境,在工业场地周围布设20m宽的半疏密结构的防护林带,防止风沙入侵,减小风速。工业广场四周布设防护林带4.10hm2。
   工业场地绿化及周边防护林带布局见工业场地总平面布置图(图3-3)。
4.6.2主体工程设计中具有水土保持功能措施的评价
   如上所述,主体工程可行性研究中拟设计的采选工业场地绿化美化、周边排洪沟工程、周边防风固沙林带等措施,对于保护工业场地免遭洪水威胁、防止防沙危害、美化工作环境、改善区域小环境都将发挥重要作用,这些具有水土保持功能的设施对防治工业场地区域的水土流失是有效的,基本符合建设项目水土保持技术规范要求,本方案不再重新设计,只对植物措施和绿化美化措施在树种、草种选择上进行修正,以便发挥其更大的水土保持功效。
   但是,上述措施在工程建设施工中,需严格按水土保持设施的建设与主体工程建设同时进行,且要求排洪沟工程措施在工业场地开挖填筑前应提前建设,并且林草措施的滞后性,施工中应采取必要的临时防护措施,防止施工场地雨水冲刷和废土、废渣的流失,做到预防为主,防止 “先破坏,后治理”现象发生。
4.7 分区防治措施布设
4.7.1 工业场地重点保护与绿化美化区
   该区为工程永久征地范围,共24.9hm2。主要防治对象为洪水威胁、场内扬尘污染、周边风沙危害。主体工程可行性研究中拟布设工业场地绿化美化措施3.71hm2、周边排洪沟工程500m、周边防风固沙林带4.10hm2。这些具有水土保持功能的措施如能按设计实施,可以达到防治水土流失的目标。本方案只对树种、草种选择上按照适地适树、适地适草的原则,首先考虑防护作用,兼绿化、美化和香化,提出以下推荐树种、草种:
   常绿乔木:油松、樟子松、侧柏、雪松、沙地柏等;
   落叶乔木:河北杨、复叶槭、旱柳、垂柳、刺槐、龙爪槐、榆树、小叶杨、新疆杨、毛白杨等;
   落叶灌木:乌柳、沙柳、柽柳、刺梅、杨柴、柠条等;
   草坪用草:结缕草、野牛草、羊胡子草、早熟禾、宾草等;
   小乔木:沙枣、紫丁香;
   小灌木:黄刺玫、蔷薇;
   草:百里香、茅香、茵陈蒿等。
4.7.2 弃渣场及弃渣便道综合治理区
4.7.2.1 弃渣场
   弃渣场位于羊场湾煤矿工业场地东北侧,距工业场地约3.0km处的低凹处流动及半流动沙丘地,地势低凹,与周围地形平均高差4.5m ,基本为一闭流区,适于弃渣堆放。弃渣场地占地面积18hm2。
   根据水土流失预测结果,弃渣场矸石排放造成的流失是拟建矿井项目可能造成水土流失的主体,对弃渣流失的防治是本方案的中心任务。弃渣场防治措施主要有渣场整理、土地复垦整治与渣面植被再造措施。
   分析当地水土流失成因,本区沙地20年一遇暴雨下不产水平径流,只产生垂直径流,即降水在重力作用下下渗。经渣场实地勘察,证实没有外流汇入,也没有径流冲刷迹地,只有丘间滩地由于地下高水位在雨季形成的积水痕迹。据此,渣场不需要设置排洪设施和挡渣设施。但由于弃渣主要细微的颗粒及松散的成岩母质加速了风蚀沙化的速度。故弃渣场主要以防治风蚀为主布设防治措施。
   (1)堆渣方式
   根据榆林市治沙所研究,迎风坡面为直线型的沙丘,风蚀量最大;迎风坡面为台级型的沙丘,只是顶部发生风蚀,其余部位表现为沙埋,长期积累值为沙埋,研究成果见表5-2。
   从表中可以看出,渣场弃渣的堆放形式应按以下要求进行:先在西北方向边界原有沙丘的背风坡开始倾倒,以后逐步向东南方向推进,堆积高度不能超过边界沙丘,杜绝平铺式或孤立式排放,以免引起剧烈风蚀。向东南方向每堆积前移10m,堆一高0.5m台阶(垂直于主害风向即西北),并整理渣场。
   注意弃渣时尽可能将粗渣放在底部,风沙土覆在上面。不需特别碾压,以利渗水,不使渣场表面出现超渗产流现象。
   表5-2 迎风坡不同形状沙丘年度风蚀沙埋累积值

(2)渣场整理
渣场渣面略低于周围沙丘,整平渣面,每10m已设有一高0.5m的台阶,以粗粒径渣料组成(最好≥20cm)。渣面覆土30cm ,布设1mX1m的柴草沙障,为下一步恢复植被创造条件。
(3)植被恢复
在弃渣场植被恢复的18 hm2中,含排矸场占地15 hm2和周边扰动地3hm2。
   渣场恢复植被的前期以植草和灌木相间的方式为主。推荐树种为:
   灌木:柠条、沙打旺、沙柳、柽柳等;
   草:紫花苜蓿、铁杆蒿、茵陈蒿、黑沙蒿等;
在沙障内以1.0m的株距营造沙柳、柽柳、柠条矮灌木林带,之间撒播紫花苜蓿或黑沙蒿子粒。
沙柳一般在春秋两季扦插,用倒坑栽植,随挖穴随放入插条,(勿倒放),后挖取第二坑土填入前坑内,分层踏实。栽植时采用0.5m×1.5m穴行距簇式扦插(每丛4~5个插条)。紫花苜蓿撒播或黑沙蒿子以7、8、9月份为益,因种子小,播后覆土1~2cm。
弃渣场的综合治理见图5-4,工程量见表5-3。
表 5-3 渣场综合治理工程量表

  4.7.3 井田生态保护暨重点监测区

  4.7.3.1 生态保护措施

  采煤生产过程中,由于地面沉陷、地下水位下降,对沙地植被的生长影响极大。经实验研究表明,沙柳、油蒿等灌木在地下水位1m左右时生长旺盛,在地下水位5m以下时生长困难。沙地植被一旦衰退,沙漠既有活化的条件,如果多处成片发生,将造成局部生态灾难。因此,加强管理、加强监测、加强预防、积极治理是本区生态保护的中心任务。

  若监测发现地下水持续下降,并出现植被衰退现象时,应考虑利用矿井水或从矿区水源区引水,及时和定期补充灌溉,以保证植被生长的生态需水量。

  对采煤引起的地表塌陷可能诱发的地质灾害,矿方将做专项的地质灾害专项评价报告,提出对策,制定预防计划。一旦在煤矿生产过程中发生大面积的地表塌陷情况,则需编制专项水土保持方案。

  4.7.3.2 “采后恢复”措施

  (1)组织人员及时维修、养护因地表塌陷影响的输电线路、供水管路、公路等。

  (2)对采煤引起的土地塌陷、裂缝,及时组织人员平整恢复,防止水土流失。

  (3)对因采煤引起的地下水泄漏而影响村民吃水时,寻找新水源,以解决供水问题。

  (4)对地表塌陷造成的耕地、林木、通讯、水源设施等的破坏,矿区应协助产权单位进行修复、补偿,同时给于受损者经济赔偿。

  4.7.3.3 塌陷区土地整治工程

  根据井田塌陷区特征和当地土地利用规划,提出井田塌陷土地整治工程利用原则和方案:

  (1)塌陷土地整治工程与矿井开采计划相结合,边开采、边复垦、边利用。

  (2)土地整治工程与当地农业规划相结合,与气象、土壤条件相适应。

  (3)对塌陷区进行综合整治,充填堵塞裂缝,平整土地,以恢复土地使用能力及防止土壤侵蚀。塌陷区利用方向与当地生态环境协调,主要恢复林草植被。

  以上防治地表塌陷费用列入矿区环境保护投资范围。

  4.7.3.4 生态保护实施方案

  由于煤矿生产期长,井田范围大,矿井生产中地表沉陷等影响的范围为水土流失的直接影响区,而直接影响区的土地使用权属于国家所有,仅靠建设单位进行广大区域的水土流失防治很不现实。因此,建议煤矿采取向地方政府交纳水土流失防治费,由地方水行政主管部门组织治理的方式,来进行本区的生态保护,该费用不计入本水土保持方案经费估算。

  4.7.4 矿井施工期水土流失预防措施

  (1)合理安排施工时间。土石方的施工应避开雨季,尽可能安排在11月~4月期间,并在雨季来临之前将开挖回填土方的边坡排水设施做好。如不能避开雨季施工,应尽量减小施工面坡度,并做到施工料的随取、随运、随铺、随压,避免雨水冲刷侵蚀。运矸公路开挖物应及时清运处理,防止弃渣进入沟道造成流失和对环境的污染。充分利用井巷开挖废石,尽量减少弃渣外排。

  (2)运矸公路凡在有雨水地面径流线处开挖路基时,应设临时沉淀池。土沉淀池是采用推土机在路基旁边推0.5m深,20~30m2面积的凹地,降雨产流在沉淀池中流速减慢,使泥沙沉淀。当路基建成,推平沉淀池。

  (3)在临时堆土场及容易发生水土流失的施工地段应设土工布围栏。其做法;布宽65cm,每3m设置边长5cm×5cm的立柱,土工布固定在立柱上,立柱埋入地下30cm,围栏底部的土工布有15cm压在泥土下。围栏的作用是防止风蚀扬尘,截拦泥沙,使雨水通过。

  (4)加强对采煤引起的地表塌陷的监测,对井田内居住较为集中的村庄、矿井工业场地、公路、铁路等区域留设保护煤柱。

  4.8方案实施进度安排及工程量

  4.8.1 实施安排原则

  根据水土保持设施与主体工程“三同时”的原则,组织安排施工。

  (1)临时防护措施在施工前或施工过程中布置安排,及时修补正式措施未布设或尚未发挥作用的不足。

  (2)工程措施与主体工程同步安排,排洪系统优先布设。

  (3)植物措施待地面或渣场整理完成后及时布设,避免裸露期超过一年。

  (4)建设施工区的监测随工程开工同步进行;井田范围的监测应在生产开始前进行,以确定监测基准或背景数据。

  4.8.2 施工条件

  (1)水土保持施工可依托主体工程的交通、水电、道路、机械等施工条件,设施建设应避开大风集中期。

  (2)建筑材料纳入主体工程材料供应体系,苗木、种子在当地采购,沙柳插条在当地采集。

  (3)水土保持设施应工程措施与植物措施同步进行,协调发展。工程措施应避开主汛期,植物措施应以春秋季为主。

  4.8.3 施工方法

  遵照本方案大纲的批复意见,本项目水土保持将纳入主体工程招投标文件,按国家基本建设管理程序进行施工和管理。

  4.8.4 施工进度安排

  按照项目水土保持工程施工总体上与主体工程同时开工、同时进行、同时投入使用的原则,结合煤矿建设施工计划安排,同时考虑到水土保持措施(主要指工程措施)的先期预防作用,施工期临时水土流失预防措施、排洪沟工程等应提提前修筑,此外,土地复垦整治、水保林草等植物措施建设相对滞后,植物措施实施后还需进行2~3年的抚育管理。因此,本方案中各项水土保持措施施工期为2004~2018年,期限为15年。其中工业场地和运矸公路防洪排水工程、厂区绿化及周边防风固沙林带、运矸公路两侧和弃渣场周边防风固沙林带等措施应于2004~2006年完成,渣场土地整治及植被恢复措施应于2006~2015年逐年实施,2016~2018年继续完成植物措施的抚育管理。本方案水土保持工程施工进度安排见表5-6。

  4.8.5 方案实施工程量

  除过煤矿主体工程已设计的工业场地排洪沟工程、厂区及周边绿化美化措施外,本方案新增的水土保持措施主要工程量有:运矸公路排水沟工程7.0km、两侧防风固沙滞尘林7.0hm2;弃渣场周边防风固沙林3.0hm2, 弃渣场渣面改造整治15.0 hm2,覆土4.5万m3,恢复灌草植被15.0 hm2。

  4.9 水土保持监测

  根据水利部《水土保持监测技术规程》(SL277-2002)中有关开发建设项目的监测规定,结合《方案大纲》内容,拟定本项目的水土保持监测方案。

  4.9.1 监测站点设置及监测范围

  本项目设2个长期站点。2个站点分别监测范围为:1站点监测井田范围(面积7380hm2);2站点监测弃渣场(面积18hm2)。

  4.9.2 监测期

  监测期为方案实施期后沿2年,计20年(2006~2020年)。

  4.9.3 监测方法、监测内容及监测频率

  本项目监测方法、监测内容及监测频率见表5-6。

  4.9.4 实施

  按照水利部《水土保持监测技术规程》执行,本项目建设中水土流失监测工作应由具有水土保持监测资质的单位承担,由监测单位提出详细的监测实施方案和计划安排,按照有关程序批准后实施
 

6 水土保持投资估算及效益分析
6.1 投资估算
6.1.1 水土保持方案概述
   本项目水土保持方案布设的水土保持措施主要包括工程措施、植物措施、临时措施三大部分,方案实施共需完成的工程项目及工程量为:
6.1.1.1 工程措施
   除过主体工程设计已有的工业场地500m浆砌石排洪沟工程外,本方案新增的工程措施主要包括运矸公路排水沟工程、弃渣场渣面改造与覆土整地工程等。运矸公路排水沟开挖土方量1313m3,铺设粗渣料420m3;弃渣场渣面改造15hm2,拣石量500m3,覆土整地15hm2,覆土4.5 万m3。
6.1.1.2 植物措施
   运矸公路两侧防风固沙滞尘林7.0hm2;弃渣场周边防风固沙林3.0hm2,弃渣场渣面恢复灌草植被15.0 hm2。
6.1.1.3 临时措施
   临时措施主要是在施工期间对挖方、开挖面所采取的水土保持防护措施。
6.1.2 编制的原则和依据
6.1.2.1 编制原则
(1)水土保持方案中各项水土保持工程措施投资估算以煤炭行业的标准为主,编制方法、费用构成、植物措施定额按水保监方案函【2002】118号文执行。
   (2) 进入投资估算的全部为本方案新增措施。主体工程中具有水土保持功能的措施虽在方案中介绍,但由于它们以主体工程为主,根据水保监方案函【2002】118号文的规定,不能进入方案投资估算。
6.1.2.2 编制依据
   (1)《开发建设项目水土保持工程概算编制规定》(水利部水总【2003】67号文);
   (2)《开发建设项目水土保持工程概算定额》(水利部水总【2003】67号文);
   (3)《开发建设项目水土保持机械台时费概算定额》(水利部水总【2003】67号文);
   (4)《工程勘察设计收费管理规定》(国家计委、建设部计价格【2002】10号文);
   (5)关于发布《工程建设监理费有关规定》的通知;(1992年9月18日国家物价局、建设部【1992】价费字479号;
   (6)宁夏物价局宁价(费)发(1991)第69号文《关于汽车、大中型拖拉机装卸标准》;
   (7)宁夏物价局、财政厅、水利厅宁(费)(1994)192号《宁夏回族自治区水土保持设施补偿费、水土流失防治费收缴、管理和使用规定》。
6.1.3 编制方法
6.1.3.1 估算水平年
水保方案投资估算水平年与煤矿主体工程可行性研究报告投资估算的水平年一致,初步确定为2001年。
6.1.3.2 基础资料
1.人工预算单价
项目所在地为七类地区,人工预测单价为21.37元/工日、植物工程人工预算单价按当地市场价格确定,为10元/工日。
2.材料预算单价
材料价格采用主体工程预算价格,植物材料取当地市场价格。
3.施工机械台班费
采用主体工程施工标准。
6.1.3.3工程单价
工程单价含建筑工程单价和植物措施工程单价两部分内容。
1.直接工程费
  直接工程费由地区基价定额(基本)直接费、其他直接费和现场经费组成。定额直接费包括人工费、材料费和施工机械使用费,套用《开发建设项目水土保持工程概算定额》(水利部水总【2003】67号文)。
其他直接费包括冬雨季施工增加费,夜间施工增加费,施工工具使用费,流动施工津贴,在定额直接费基础上取费,费率详见表6-1。
   表 6-1 定额费率表
序 号 费用名称 费率(%) 取费基础
一 其他直接费
1 冬雨季施工增加费 2.5 定额直接费
2 夜间施工增加费 0.5 定额直接费
3 施工工具使用费 0.5 定额直接费
4 现场经费
(1) 工程措施 3.5 定额直接费
(2) 植物措施 3.0 定额直接费
二 间接费
1 工程措施 3.5 定额直接费
2 植物措施 3.0 定额直接费
三 计划利润 5.0 直接费+间接费
四 税金 3.22 直接费+间接费+计划利润
2.间接费
间接费包括企业管理费、财务费用、施工机具购置费。其取费率详见上表6-1。
3.计划利润
计划利润按直接费和间接费之和的5%计取。
4.税金
税金按直接费、间接费、计划利润之和的3%计取。
6.1.4 估算编制
6.1.4.1 工程措施
   按工程量乘单价或指标计算。
6.1.4.2植物措施
   按工程量乘单价或指标计算。
6.1.4.3 临时工程
   由于水土保持工程与主体工程同时施工,砂石料加工、混凝土搅拌、施工供水等方面的设施可借助于主体工程,本工程临时设施主要为材料仓库和施工单位用房,结合工程实际情况,按工程措施和植物措施费用合计的5%计列。
6.1.4.4 独立费用
1.建设管理费:包括水土保持工程监理费,按工程措施、植物措施和临时工程之和的4.8%计列。
2.水土保持方案报告书编制费:按合同额(25.00万元)计列。
3.水土保持监测费:主要是监测仪器设备购置费、材料费和人工工资。考虑到本项目监测期长,监测精度高,技术要求严等实际需要,监测费以112.5万元计入总投资。
4.工程质量监督费:按工程措施、植物措施和临时工程之和的0.15%计列。
6.1.4.5 基本预备费
   费率按工程措施、植物措施、临时工程和独立费用之和的6%计列(差价预备费为0)。
6.1.4.6 其它应说明的问题
   水土保持方案是主体工程的组成部分,本水土保持方案工程概算价格水平年与主体工程保持一致,为2001年二季度市场物价水平。
   工业场地防洪工程、绿化美化措施已计入主体工程投资估算,这里不再重复进行投资估算,本估算仅计算方案中设计的水土保持项目及有关费用。
   水土保持设施补偿费属于行政性收费,根据羊场湾煤矿建设用地组成及损坏地貌植被特点,本方案将项目建设区面积计为水土保持设施。依据《宁夏回族自治区水土流失补偿费、防治费计征标准和使用管理规定》,估算中水土保持设施补偿费计征标准按5000元/hm2计算。
61.5 总投资及年度安排
6.1.5.1 估算总投资
   本水土保持方案水土保持估算总投资为272.06万元,其中水土保持工程投资249.50万元,水土保持设施补偿费22.56 万元。水土保持工程投资中建筑工程投资58.91 万元,植物措施工程投资29.75 万元,临时工程投资4.43万元,独立费用142.29万元,基本预备费14.12 万元。
   主体工程设计中工业场地区防洪工程和绿化防护林估算投资57.76万元,本方案新增投资为272.06万元。
   水土保持工程总估算见表6-2。工程估算表见表6-3。

  6.2.2 防治效益评估

  方案实施后,施工扰动区的新增侵蚀基本得到治理,原生态区域的生态损失(主要为植被损失)得到有效补偿,侵蚀环境不再逆向发展,矿区的生产运行环境得到改善。

  因为项目区属宁夏回族自治区人民政府公告的水土流失重点预防保护区,生态环境相当脆弱,一旦破坏将很难恢复,在开发建设中搞好水土保持工作有其重要的意义。为了响应政府提出的可持续发展战略,这就要求建设方真正能把水土保持工作落到实处,使其水土保持措施能够真正发挥其生态效益、社会效益、经济效益。

  做好水土保持工作旨在通过水土保持监测及生态保护,使大范围的井田区域获得生态安全保障,不至由于地面位移或地下水位下降而造成沙漠活化和生产力下降。

  方案的实施,为项目区生态、经济、社会的可持续发展创造了良好的条件。

  7. 实施保证措施

  7.1 组织领导和管理措施

  7.1.1 组织领导

  本方案作为主体工程的一部分,由宁夏灵洲(集团)有限责任公司组织实施。其责任就是要加强水土保持的宣传,增强各级领导及公众对水土保持工作的认识,把经济建设、水土保持、环境保护和国土整治结合起来。矿井应建立健全组织专用机构,确定专人负责项目,采取科学有效的措施加速治理进程,控制水土流失。同时,要加强与地方和上级水土保持主管部门的紧密联系,接受水保监督部门检查,真正使各项水土保持措施落到实处,发挥各项措施功能,保障矿井生产、生活安全和生态环境的优美。

  7.1.2 管理措施

  (1)设计到位。本方案批复后及时进行下阶段设计工作。委托具有相应资质的设计单位完成水土保持工程初步设计及施工图设计,设计书报由宁夏回族自治区水土保持局备案;实施期间若有变更,按有关规定报批。

  (2)施工责任到位。发包标书中明确施工任务中的水土保持要求,并列入招标合同,落实责任。

  (3)监理到位。本方案将委托具备水土保持生态建设监理资质的单位监理。

  (4)监督管理 。方案实施过程中,接受地方及其上级水行政主管部门的监督检查。

  (5)实施方式。按照水保监方案【2002】15号文的要求,本方案水土保持工程将纳入主体工程,进行统一招投标管理。

  (6)竣工验收。第一个长臂综采投产前,首先组织验收水土保持工程。

  7.2 技术保证措施

  加强有关专业人员的业务培训工作,对每一项工程及生物措施的实施都要有专业人员亲临现场,严格把关,同时要接受有关水土保持监督部门的检查,真正做到严格要求,达到高质量、高标准。另外,还要加强项目完成后的监护,专业负责对损坏的设施及时检修,真正做到长治久安。

  7.3 资金来源及管理使用办法

  本方案所需水土保持资金由煤矿生产建设部门提供,水土保持费用将纳入矿井生产过程的年度预算中,合理安排方案实施计划,逐年、逐项安排和落实,资金应及时到位,确保煤矿水保方案按计划实施。管理和使用要在能够保证方案的“三同时”要求的前提下,由煤矿进行集中统一管理和使用。

  8 结论和建议

  8.1 对主体工程的可行性评估

  通过方案的预测评价和论证,主体工程可行性研究成果中有关矿井的总体布局、施工方法、生产工艺、排水及绿化设计和具有水土保持功能措施的设计均能满足水土保持的要求,就开发建设项目的水土保持要求而言,具有建设的可行性。

  8.2 本项目的水土保持特点

  (1)项目区背景侵蚀活跃,为以风蚀为主的风蚀、水蚀交错区,水土保持意义重大。

  (2)本项目除基建期弃渣和直接扰动地表造成新增侵蚀外,生产期运矸,全部得到妥善处置,做到“无公害”处理。

  (3)工业场地绿化和运矸公路综合整治是本项目基建期水土保持的中心。

  (4)井田区的生态保护和水保监测是本项目生产期水土保持的中心。

  (5)井田区在生产期发生的水土流失危害,以缴纳防治费的形式进行委托治理,资金有保障。

  8.3 结论

  羊场湾煤矿和洗煤厂的建设生产必须重视水土保持工作,严格落实方案的各项防治措施,建设与治理并重,生产与防治并重。只有这样,项目区的生产安全、生活安全、生态安全才有保障。

  8.4 建议

  (1)水土保持工程措施要本着发挥其最大的工程保护效益,具体落到实处,切不可疏忽大意。

  (2)水土保持林草措施要本着适地适树、乡土树种与优良树种相结合、造林与种草相结合、种植与抚育相结合的原则,严格把关,防止土壤沙化、退化。否则很难使裸露的地表恢复植被,往往使所做的工作前功尽弃。

  (3)煤矿缴纳的防治费,同样应有防治规划,否则出现井田生态问题时,则缺乏指导和监督。

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