摘 要： 在对新疆铁矿项目调研和资料收集的基础上,系统分析了新疆铁矿分布特征及其水土流失特点,通过分析典型铁矿水土流失治理措施,构建了新疆铁矿建设项目水土流失综合治理体系,以期促进干旱区铁矿开采项目水土保持生态建设。
关键词： 铁矿; 水土流失; 治理措施;
铁矿是新疆的优势矿产资源之一,不仅分布广,类型齐全,而且富矿比例也较大[1]。铁矿资源的开采是一项复杂的长期工程,随着开采对地质环境的破坏,容易造成周边地区的水土流失,不仅会使生态失衡,也会给矿区的作业人员与周边居民带来危害,因此铁矿的水土保持工作尤为重要[2,3]。当前我国矿区水土流失及其治理开展的研究主要包括两个方面,一是从宏观的角度分析工矿区水土流失特点并提出治理技术措施,二是针对具体矿种的水土流失,提出治理措施。本文将新疆铁矿分布特征和区域水土流失特点相结合,分析了新疆铁矿水土流失成因、特点,通过研究新疆典型铁矿建设生产项目水土流失防治措施,构建干旱区铁矿开采项目水土流失防治措施体系。
1、 新疆铁矿分布特征及水土流失成因
1.1、 新疆铁矿分布及水土流失形式
新疆境内铁矿资源,主要分布在3大山系中,其中天山占78%,阿尔泰山占13%,昆仑-阿尔金山占9%,大部分铁矿石资源品位较高,储量在西北地区位居第二[4]。矿区大多处于中高山区,高寒地带,气候寒冷,侵蚀类型多属于水力侵蚀和冻融侵蚀,表现为滑坡、泥石流甚至崩塌等形式。天山东部哈密-吐鲁番地区属于极端干旱区域,铁矿的侵蚀类型以风力侵蚀为主,主要表现为扬尘。此外,采用井工开采的铁矿还伴有地面塌陷型水土流失。
1.2 、铁矿开采引起水土流失成因分析
新疆铁矿水土流失成因主要包括两方面:一是地处干旱区域,自然环境恶劣,生态自我修复困难,容易发生水土流失。二是铁矿施工过程中的基础开挖、场地平整、以及管道铺设、表土剥离、回填等工作内容,使原有土壤结构改变,地表植被破坏,项目区土壤抗侵蚀能力降低;同时铁矿建设、生产过程中产生弃土、石、渣,临时堆放,堆土结构松散,坡度较大,增加水土流失发生几率。此外,矿山开采、运输过程中机械碾压也势必引起水土流失的产生。
2 、新疆铁矿水土流失特点分析
新疆铁矿水土流失特点主要有3个方面:
(1)新疆地处内陆干旱区,区域本身极易发生水土流失,铁矿开发建设形成新的地层扰动,铁矿开采产生的弃土渣石等松散堆积物,使得矿区土壤侵蚀类型趋于多样化,风蚀、水蚀、重力侵蚀交叉作用,侵蚀量与侵蚀范围均较大。
(2)高山区域铁矿降雨量相对较大,植被措施易于实施;戈壁荒漠区域矿区属典型的大陆性干旱气候,冬夏、日夜温差大,干旱少雨多风,土壤侵蚀以风蚀为主,绿化条件差。
(3)少数处于极端干旱区铁矿,由于开采对地表土层及植被的破坏,导致土地裸露,覆盖少,同时固体废弃物风化后产生大量粉尘,引发风蚀,土地肥力下降,导致土地荒漠化。
3 、新疆典型铁矿综合治理模式研究
精河-尼勒克县哈勒尕提铁铜多金属矿工程区位于博罗科努山主脊,处于中天山主分水岭一带,矿区生产工艺复杂,项目建设内容包括采选工业场地、生活区、炸药库、尾矿库、供电工程和矿区道路等,在新疆铁矿水土流失治理方面具有一定的典型性。
3.1 、项目区概况
精河-尼勒克县哈勒尕提铁铜多金属矿采选工程位于新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州精河县、尼勒克县交界处,行政区划属尼勒克县管辖。矿区面积22.20 km2。采用井工开采方式开采。
工程区位于博罗科努山主脊,区内为中-高山地貌,海拔高度介于2 800～3 000 m。项目区沟谷发育,切割强烈,相对高差500 m以上,地势陡峻。矿区大部分基岩裸露,植被不发育,在有水河谷及低山地带分布有稀疏灌木丛。
3.2 、防治措施体系
根据不同水土保持防治区可能造成水土流失的初步分析,结合主体工程已有水土保持功能的工程布局,按照与主体工程相衔接的原则,对新增水土流失重点区域和重点工程进行因地制宜、因害设防地针对性防治,有效防治项目区原有水土流失和工程建设新增水土流失,促进项目区地表修复和生态建设。
本工程水土流失治理措施体系由工程措施、临时措施和植物措施三部分组成,水土流失治理措施体系如表2。
表2 水土流失防治措施体系1)
1) A1为表土剥离;A2为表土回填;A3为机械压实;A4为砾石压盖;A5为种树种草;A6为防尘网苫盖;A7为彩钢板挡护;A8为编织袋堆土防护;A9为宣传牌;A10为洒水防护;B1为2 500 m采选工业场地;B2为2 550 m以上平硐口工业场地;B3为生活区;B4为炸药库;B5为尾矿库;B6Ⅰ为供电工程区110 Kv变电所;B6Ⅱ为供电工程区110 Kv输电线路;B7为矿区道路。
3.2.1、 工业场地防治区措施
2 500 m采选工业场地和2 550 m以上平硐口工业场地主体工程设计了截洪沟、挡土墙、场地平整、场内排水沟、边坡防护等工程措施,水土保持方案新增工程措施包括利用选矿废石对工业场地进行砾石压盖、场地平整后进行机械压实、工业场地绿化,区域表土剥离及回填;植物措施包括工业场地绿化;临时措施包括临时堆放的开挖土石方表面铺盖防尘网,堆土坡脚进行编织袋堆土挡护、工业场地内堆煤场、渣场、废石堆场外围进行彩钢板挡护、主要施工区域设置水土保持宣传牌、场内施工道路进行洒水降尘。
3.2.2、 生活区防治措施
生活区主体工程设计了截洪沟、场地平整等工程措施,水土保持方案新增工程措施包括利用选矿废石对生活区进行砾石压盖、场地平整后进行机械压实、生活区绿化区域表土剥离及回填;植物措施包括生活区绿化;临时措施包括临时堆放的开挖土石方表面铺盖防尘网,堆土坡脚进行编织袋堆土挡护、生活区内堆煤场、渣场外围进行彩钢板挡护、主要施工区域设置水土保持宣传牌、场内施工道路进行洒水降尘。
3.2.3 、炸药库防治区措施
炸药库主体工程设计了截洪沟、场地平整等工程措施,水土保持方案新增工程措施包括利用选矿废石对炸药库防治区进行砾石压盖,场地平整后进行机械压实、绿化区域表土剥离及回填;植物措施包括防治区周边绿化;临时措施包括临时堆放的开挖土石方表面铺盖防尘网,堆土坡脚进行编织袋堆土挡护、临时施工道路进行洒水降尘等。
3.2.4、 尾矿库防治区措施
尾矿库主体工程设计了截洪沟、排水沟等工程措施,水保方案新增的水土保持措施主要包括为筑坝堆土表面铺盖防尘网,施工期尾矿库堆放弃土弃渣后洒水降尘;运行期防治措施主要为洒水降尘。
3.2.5 、供电工程区防治区措施
供电工程区工程措施包括利用选矿废石对110 kV变电所进行砾石压盖;植物措施主要是输电线路杆塔周围植被恢复;临时措施包括杆塔施工临时堆放的开挖土石方表面铺盖防尘网,堆土坡脚进行编织袋堆土挡护。
3.2.6 、矿区道路防治区措施
矿区道路主体工程设计了边坡防护等工程措施,水保方案新增工程措施为对路基边坡进行压实;临时措施包括洒水降尘等。
4、 结语
新疆地处内陆干旱区,水土流失面积大、分布广,防治难度较大。新疆铁矿水土保持治理总体思路是根据不同矿区水土保持防治区可能造成水土流失的特点,结合主体工程已有水土保持功能的工程布局,按照与主体工程相衔接的原则,对新增水土流失重点区域和重点工程进行因地制宜、因害设防地针对性防治,有效防治项目区原有水土流失和工程建设新增水土流失,促进项目区地表修复和生态建设。
参考文献
[1] 李潇,林斌.新疆西天山式可布台铁矿成矿规律及成因浅析[D].乌鲁木齐:新疆大学,2015.
[2] 姜丽,周博.铁矿开采区水土流失治理重点及主要防治措施[J].水土保持应用技术,2012(1):34-36.
[3] 陈发先.铁矿开采水土流失特点及其防治措施[J].水土保持应用技术,2017(2):48-49.
[4]何伟民.新疆若羌县英格布拉克铁矿床工程地质特征及对矿床开采的影响[J].西部探矿工程,2017(9):180-183.
