礦坑作為灰渣堆儲場地的探討

茍廣寧

(中煤西安設(shè)計工程有限責(zé)任公司 露天(路橋)所，陜西 西安 710054)

礦坑作為灰渣堆儲場地的探討

茍廣寧

(中煤西安設(shè)計工程有限責(zé)任公司 露天(路橋)所，陜西 西安 710054)

從土地復(fù)墾的概念、分類以及技術(shù)要求和灰渣對環(huán)境的影響出發(fā)，結(jié)合各電廠儲存灰渣現(xiàn)狀及一系列問題，提出如何使土地、生態(tài)、效益3個方面達到一種相對理想的狀態(tài)堆儲方向；以十二五和十三五頒布實施的國家政策與法規(guī)為方針，灰渣后期的開發(fā)利用為目的，堆儲為治理的角度出發(fā)，探討從環(huán)境效益、經(jīng)濟效益、社會效益等方面，以礦坑作為灰渣儲存場地的可行性。針對開采破壞的土地進行恢復(fù)和綜合治理，恢復(fù)其國民經(jīng)濟價值，達到后期再利用，并改善周邊環(huán)境的目的。

礦坑；灰渣；復(fù)墾

一直以來，我國能源開發(fā)和利用主要以煤炭為主，如鋼鐵、電力生產(chǎn)，煤炭起著不可或缺的作用。我國的電力約70%是通過煤炭轉(zhuǎn)化而來。近年來熱力電廠的快速發(fā)展，使得燃煤發(fā)電機組不斷增加，隨著發(fā)電容量的逐年遞增，粉煤灰排放量亦急劇增長?；以鳛殡姀S的副產(chǎn)物,他是一種可供再生產(chǎn)利用的寶貴資源，在目前技術(shù)條件下，尚不能對灰渣完全利用,遂將其臨時存放于貯灰場內(nèi)[1]。目前，各電力生產(chǎn)企業(yè)自行建設(shè)灰渣場，在占用大量寶貴的土地資源的同時，對土壤和水資源造成了污染，無形的造成周邊環(huán)境的破壞越發(fā)嚴重。

1 灰渣對環(huán)境的影響

灰渣主要危害主要是占用大量土地，如果不合理的堆儲將污染土壤、大氣和水體，進而影響人體的健康。

1.1 灰渣對水體的影響

灰渣對水環(huán)境的污染途徑有直接污染和間接污染兩種；前者是把水體作為灰渣的接納體，向水體直接傾倒廢物，從而導(dǎo)致水體的直接污染；后者是灰渣在堆積過程中，經(jīng)過自身分解和雨水淋溶產(chǎn)生的滲濾液流入地表水域和滲入地下水系而導(dǎo)致水體污染。向水體傾倒灰渣還將縮減江河湖面有效面積，使其排洪和灌溉能力降低[2]。簡單填埋的灰渣，經(jīng)過雨水的浸漬和廢物本身的分解，將會產(chǎn)生含有有害化學(xué)物質(zhì)的滲濾液，從而對地表及地下水體造成污染。灰渣含有多種有毒有害物質(zhì)，處理不當會對水體產(chǎn)生難以恢復(fù)的惡劣影響。對于水資源匱乏的地區(qū)，灰渣處置不當引發(fā)地下水污染，將進一步加劇地區(qū)水資源匱乏，嚴重影響地區(qū)人民生產(chǎn)生活，阻礙地區(qū)可持續(xù)發(fā)展。

1.2 灰渣對大氣環(huán)境的影響

灰渣在填埋和處置過程中會產(chǎn)生有害氣體，若不加以妥善處理將對大氣環(huán)境造成不同程度的影響；堆放的灰渣中的細微顆粒、粉塵等可隨風(fēng)飛揚，從而對大氣環(huán)境造成污染。因此，灰渣若不采取有效的處理措施而進行堆積或簡單填埋，產(chǎn)生的有害氣體和粉塵顆粒均會對大氣環(huán)境造成污染，影響整個地區(qū)的空氣質(zhì)量，造成大范圍的污染，嚴重影響本地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量。

1.3 灰渣對土壤環(huán)境的影響

灰渣對土壤有兩個方面的環(huán)境影響：a在灰渣的堆放、貯存和處置過程中，其中有害的組分容易污染土壤，土壤是一個天然的生態(tài)系統(tǒng)，灰渣特別是有經(jīng)過風(fēng)化、雨雪淋溶、地表徑流的侵蝕，產(chǎn)生有毒液體滲入土壤，會殺害土壤中的微生物，改變土壤的性質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)，破壞土壤的解腐能力，導(dǎo)致草木不生；b灰渣的堆放需要占用土地，據(jù)有關(guān)資料顯示，每堆積10 000 t廢渣約需占用土地0.134 km2。1985年火電廠排灰渣總量為3 768萬t，平均每年增加560萬t，到1999年粉煤灰排放量已達1.6億t。 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計分析和預(yù)測，按目前排灰狀況和利用水平，排灰用水達10億多噸/a；歷年累積堆放總量已達10億t以上，雖每年利用量在不斷增加，但總利用率還不足每年排放量的50%。灰渣的任意堆放，不僅造成占用土地的無序狀態(tài)加劇，而且累積的存放量越多則所需的面積也越大，勢必使得耕地面積短缺的矛盾日益加劇。

1.4 灰渣對人體健康的影響

灰渣特別是露天存放、處理或處置過程中，其中的有害成分在物理化學(xué)和生物的作用下會發(fā)生浸出，含有有害成分的浸出液可通過地表水、地下水、大氣和土壤等環(huán)境介質(zhì)直接或間接被人體吸收，從而對人體健康造成威脅。根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)特性，當某些不相容物相混合時，可能發(fā)生不良反應(yīng)，產(chǎn)生有毒氣體、可燃氣體[3]。若人體直接與有害物質(zhì)接觸，則會產(chǎn)生嚴重的中毒事故。灰渣未經(jīng)過妥善處理或管理不善均會產(chǎn)生對人類有不良影響的惡性物質(zhì)，對這類潛存的負面效應(yīng)，應(yīng)予以高度重視。

2 灰渣排棄現(xiàn)狀

以陜西榆林為例，陜西榆林作為國家級能源化工基地，工業(yè)經(jīng)濟占全市生產(chǎn)總值的近三分之二，改革開放以來，煤炭行業(yè)作為榆林地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)，得到了飛速發(fā)展。近年來，隨著煤電一體化項目的建設(shè)，煤炭企業(yè)、電廠同步建設(shè)，在帶動當?shù)亟?jīng)濟跨越式發(fā)展的同時，僅神木地區(qū)電廠急劇增加至15余家，急速加劇灰渣大量的產(chǎn)生，給該地區(qū)生態(tài)環(huán)境帶來嚴重影響。因此，如何針對已經(jīng)開發(fā)和正在開發(fā)的礦區(qū)的灰渣進行合理堆放、減少土地占用量成了當前需要解決的重要問題。

目前，按貯存堆放場地地形分為山谷貯存堆場和平原貯存堆場。

山谷貯存堆場：依溝谷堆放，占地相對較少，而且能夠獲得較大的容積，是天然的灰渣堆放場地。然而山谷地形具有溝短、叉多、坡陡的特點，又是地表水匯聚流經(jīng)之所，因此不僅要對貯存堆場外的地表積水進行截留和疏排，而且要對貯存堆場內(nèi)滯留地面水進行防滲和收集、處理及復(fù)用等進行綜合考慮設(shè)計，防止灰渣對水體產(chǎn)生影響。

平原貯存堆場：需要征用土地且占地面積大。平原貯存堆場由于不受洪水影響，因而其壩體一般僅考慮場內(nèi)雨水的影響，防止外溢污染環(huán)境。雖然相對山谷貯存堆場有絕對的優(yōu)勢且建成后相對有一定的利用價值，但占地較多且不能切實響應(yīng)國家的相關(guān)支持政策。

根據(jù)“十二五”和“十三五”頒布和實施的國家政策與法規(guī)，在固體廢物貯存堆放方面均能夠反應(yīng)出一個共同點：即對一般工業(yè)固體廢物貯存堆放場地均為臨時征地。其導(dǎo)向在于“后期的開發(fā)和利用”，如何能使用地、生態(tài)、效益3個方面達到一種相對理想的狀態(tài)是目前灰渣貯存堆放努力的方向。

單從立項而言，存在選址、可研編制、環(huán)境評價報告和水土保持報告，依據(jù)國家相關(guān)規(guī)范及規(guī)定而且單個灰場的使用期為3年，這樣必然存在重復(fù)征地、編制和審批工作，雖然每個電廠均有專人負責(zé)，但反復(fù)的選址、征地必然造成對周邊環(huán)境的破壞，鑒于各企業(yè)各自建設(shè)灰渣場，存在重復(fù)建設(shè)，分散管理，以及法規(guī)和實際操作中灰渣場容量小、投資浪費，環(huán)保設(shè)施不到位等一系列問題，企業(yè)生產(chǎn)管理受環(huán)保壓力大，亟需改善。

因此如何在結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，既能減少、避免征用土體，有效、安全、及時的對灰渣進行合理的堆儲。必然需對相對集中的電廠灰渣進行化零為整，在其周邊相對經(jīng)濟合理得到范圍類選取一個較大的場地，統(tǒng)一進行分類堆存，以便于集中開展綜合利用研究，并嚴格按照環(huán)保水保要求設(shè)置相應(yīng)的工程措施，完成無害化填埋處理作業(yè)[4]。以達到灰渣收儲、綜合利用、無害化填埋、復(fù)耕農(nóng)林牧業(yè)。

3 利用廢棄露天礦坑堆貯電廠灰渣

利用廢棄露天礦坑堆貯電廠灰渣的特點。

1) 利用露天坑作為貯存堆場是依據(jù)礦山生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、土壤學(xué)等理論，結(jié)合地方區(qū)域土地規(guī)劃，對無使用價值的工業(yè)用地進行復(fù)墾和綜合治理，恢復(fù)其國民經(jīng)濟價值，達到可供利用狀態(tài)并改善周邊環(huán)境所進行的一項綜合工程。

2) 開采期完成后，封閉的廢棄礦坑不僅對周邊自然景觀、生態(tài)環(huán)境造成一定的改變，而且由于對廢棄礦坑的防護不善，存在人、畜掉落的可能；長期雨水侵蝕作用下，存在坑體邊幫形成滑坡、坍塌等安全隱患。因此，利用礦坑作為灰渣的堆儲場地，堆儲至原地表高程后覆土既能起到復(fù)墾、綠化及綜合治理的目的，是一項利國利民的的重要工作。

3) 利用現(xiàn)有廢棄礦坑存儲灰渣，可大大節(jié)省配套建設(shè)項目：a可充分利用既有運輸?shù)缆?，無需新建進場道路，避免了新增用地破壞農(nóng)田和植被；b相對于山谷型堆場，無需進行場地大面積整平及坡面修整，露天礦在開采過程中，對場地已經(jīng)做了相應(yīng)的整平處理，邊坡是穩(wěn)定的且規(guī)則、平整，因此施工時能節(jié)省相當大的一部分基建工作量，因此一般情況下，場地清基、刷坡、整平等程量最少縮減70%以上；c利用礦坑做為灰渣堆儲場地，不新增用地，庫容量大可同時滿足多個電廠運行期間灰渣存儲要求。

4 結(jié) 語

綜上所述，利用礦坑作為灰渣的堆儲場地，是經(jīng)濟合理的一個選擇。既充分利用了礦坑、又不新增用地，同時也符合國家工業(yè)固體廢物排放標準中“應(yīng)優(yōu)先選用廢棄的采礦坑、塌陷區(qū)”，達到了節(jié)約土地資源的目的。因此，無論從環(huán)境效果、社會效益還是從環(huán)保角度出發(fā)，均能起到相當理想的效果。

[1] 劉曉翠. 福建省某礦山露天采場礦坑廢水的處理[J]. 中國錳業(yè), 2015，33(4): 44-46.

[2] 王天雄. 某礦山環(huán)保分析與對策[J]. 中國錳業(yè), 2010, 28(1): 13-16.

[3] GB18599-2001一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準 [S]. 北京: 中國標準出版社, 2013.

[4] 劉鋒, 王琪, 黃啟飛, 等. 固體廢物浸出毒性浸出方法標準研究[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2008, 21(6): 9-15.

Mine Pits as Ash Heap Storage Site

GOU Guangning

(ChinaCoalXi’anDesignEngineeringCo.Ltd.,Outdoor(Bridge),Xi’an,Shanxi710054,China)

This article, from the concept, classification and technical requirements of the land reclamation, will be starting from the influence of ash on the environment. Together with the present situation of the power plant ash storage in a series of problems, we get to put forward how to make land, including ecology, benefit from three aspects to a state of relative ideal heap storage direction. With a five-year plan and starker choices-and graver consequences-in promulgation, we have our implementation of state policies in regulations for the guidelines and ash for the purpose of the development to use the “l(fā)ate” heap storage for governance perspective. We are exploring from the environmental benefit, economic benefit, social benefit to mine as the feasibility of ash storage field. In view of the land destruction by mining recovery, we make comprehensive treatment to restore the value of the national economy in recycling and achieving the goal of improve the surroundings.

Mine; Ash; Reclamation

2017-03-07

國家自然科學(xué)基金項目(31301409)

茍廣寧(1979-)，男，陜西西安人，工程師，研究方向：橋涵設(shè)計與防洪規(guī)劃，手機：15002568384，E-mail：2964576761@qq.com.

X751

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10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.03.042