山區(qū)金屬礦山項(xiàng)目棄土棄渣處置探討

張瑞芳，何興龍，韓岳鋒，于佳音，曹向彬

（浙江中冶勘測設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310009）

山區(qū)金屬礦山項(xiàng)目棄土棄渣處置探討

張瑞芳，何興龍，韓岳鋒，于佳音，曹向彬

（浙江中冶勘測設(shè)計(jì)有限公司，浙江 杭州 310009）

山區(qū)金屬礦山項(xiàng)目往往具有開采面積廣、土石方挖填量大、持續(xù)時(shí)間長、棄土棄渣多等水土流失特點(diǎn)。在開采過程中產(chǎn)生大量的棄渣，若不進(jìn)行合理處置，勢必造成項(xiàng)目區(qū)及其周邊區(qū)域大面積植被破壞和水土流失。結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，探索棄土棄渣加工生產(chǎn)陶土磚及墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田、生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益兼得的水土保持流失治理新模式。

水土流失；棄土棄渣是；山區(qū)；金屬礦山

1 問題的提出

山區(qū)金屬礦山項(xiàng)目大部分為露天開采，開采擾動(dòng)地表面積大、范圍廣、土石方挖填量大、持續(xù)時(shí)間長。在采礦過程中，露天采場及其礦山道路等配套工程將產(chǎn)生大量的棄渣，棄土棄渣存在“多山、量大、集中”等特點(diǎn)，大量棄渣若不進(jìn)行合理利用和堆置，將會(huì)造成項(xiàng)目區(qū)及其周邊區(qū)域內(nèi)植被破壞和水土流失[1]；更為嚴(yán)重的是，鑒于礦山棄渣所含的特殊物質(zhì)成分，若大量棄渣流失入河，不僅會(huì)影響河道行洪能力，還將對水環(huán)境與生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，山區(qū)礦山開采項(xiàng)目棄渣的妥善處置顯得尤為重要。

以往大型金屬礦山棄土棄渣往往布設(shè)大面積的排土場后進(jìn)行簡單的植被恢復(fù)，將大量耕地或林地占用后形成荒山廢地，且易產(chǎn)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害隱患。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，結(jié)合開發(fā)土地新用途、提高土地利用率的需求，更經(jīng)濟(jì)、環(huán)保地妥善處置棄土棄渣已成為山區(qū)金屬礦山項(xiàng)目亟需解決的問題。以龍泉市査田鎮(zhèn)東皇至大坑下一帶鐵礦采選工程為例，對山區(qū)金屬礦項(xiàng)目棄土棄渣提出生產(chǎn)陶土磚及墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的處置新思路，真正實(shí)踐了“綠水青山就是金山銀山”、生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益兼得的先進(jìn)理念。

2 工程概況

龍泉市査田鎮(zhèn)東皇至大坑下一帶鐵礦采選工程位于麗水市龍泉市查田鎮(zhèn)和小梅鎮(zhèn)，包括青灘鋪、東皇和大梅口3個(gè)礦區(qū)，礦山可采儲(chǔ)量2322.88萬t，設(shè)計(jì)開采規(guī)模150萬t/a，原礦品位7%，開采損失率13%，貧化率11%，平均剝采比0.93∶1。礦山采用露天開采方式，公路開拓，汽車運(yùn)輸，自上而下分臺階開采。

項(xiàng)目組成包括露天采場、工業(yè)場地（含選礦廠和生產(chǎn)生活區(qū)等）、礦山道路和排土場。

工程開采量2311.92萬m3，其中填筑非礦層17.34萬m3，精鐵粉外銷85.14萬m3；剩余非礦層和尾礦渣2209.44萬m3。

3 棄渣處置原則

棄土棄渣處置需結(jié)合項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，遵循可持續(xù)發(fā)展的原則。

（1）優(yōu)先考慮工程自身利用，再從實(shí)際出發(fā)進(jìn)行棄渣，做到節(jié)省投資，保護(hù)環(huán)境，技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行[2]。

（2）在考慮材料質(zhì)量符合要求、運(yùn)距經(jīng)濟(jì)合理、施工時(shí)序可銜接等條件下，可利用部分盡可能綜合利用，變廢為寶，資源再利用，以減少永久堆渣量。

（3）棄土棄渣無法利用部分布設(shè)排土場結(jié)合當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)規(guī)劃，如綜合利用棄土棄渣墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田項(xiàng)目，棄土棄渣排放后對渣頂改造成水平梯地，減緩地面坡度，增加當(dāng)?shù)馗孛娣e。

（4）棄土棄渣不擠占河道，不影響行洪，不留下隱患。

4 棄土棄渣綜合利用方案

隨著山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地資源緊張的矛盾日益突出。近幾年，各地紛紛制定流域整治規(guī)劃，低丘緩坡規(guī)劃，工業(yè)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)建設(shè)規(guī)劃等，以擴(kuò)大耕地和城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積。由于山區(qū)內(nèi)荒地平整所需的土石方量較大，故在棄渣過程中，可充分結(jié)合相關(guān)規(guī)劃，

通過對工程棄土棄渣特點(diǎn)的分析，根據(jù)棄土棄渣處置的基本原則，為最大程度地綜合利用棄土棄渣、變廢為寶，結(jié)合項(xiàng)目所在地社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，采礦過程中產(chǎn)生的棄土棄渣處置方式主要分為2類，即尾礦渣制磚和棄土棄渣墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。

4.2.1 尾礦渣制磚

根據(jù)礦區(qū)棄土制磚實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選礦后的棄土各項(xiàng)指標(biāo)符合制磚要求，可用于制作廣場、人行道路陶土磚原料。工程計(jì)劃在查田鎮(zhèn)金圩工業(yè)區(qū)制磚生產(chǎn)線，開發(fā)年產(chǎn)100.00萬m2新型陶土磚項(xiàng)目，將排土場內(nèi)棄土綜合利用，變廢為寶，既增加礦山效益，又減少排土場防護(hù)成本，同時(shí)減少水土流失影響。

4.2.2 棄土棄渣墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田

龍泉屬于典型的山區(qū)，素有“九山半水半分田”之稱，耕地有限。根據(jù)棄渣處置原則，除用于工程回填和制磚綜合利用外，剩余大量棄渣設(shè)排土場處置并墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。

工程排土場布置在山間荒溝，堆土前在谷口修建擋渣壩，壩體采取土質(zhì)斜坡，對壩體采取平鋪分層碾壓，坡面覆土后進(jìn)行綠化植樹、種草等綠化方式。壩頂田面進(jìn)行復(fù)墾，田塊布設(shè)按“等高不等寬、大彎隨彎、小彎取直”的原則，沿等高線修成水平梯地。同時(shí)修建田間道路，農(nóng)田水利設(shè)施等。為了有效地利用降雨，盡量把雨水和排水溝排水收集于小型蓄水池，用于澆灌。排土場進(jìn)行墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田后同步修建排渠和灌渠。工程排土?xí)r分層排放，并保持向下游傾斜坡度，便于區(qū)塊內(nèi)排水，棄土堆放完畢后在渣頂田面四周修建排渠，排導(dǎo)上游和兩側(cè)匯水。灌渠用于田間耕地灌溉使用，結(jié)合田間道路布置，保障田塊整體性，同時(shí)滿足田間道路排水需求。

5 效益分析

通過初步試運(yùn)行實(shí)踐，棄土棄渣加工生產(chǎn)陶土磚和墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田均取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

對礦山棄土棄渣加工陶土磚工藝，不僅減少設(shè)置棄渣場處置棄渣費(fèi)用，同時(shí)避免設(shè)置棄渣場占壓植被破壞原生態(tài)。棄土棄渣加工生產(chǎn)陶土磚產(chǎn)品已試驗(yàn)成功，且進(jìn)入試運(yùn)行階段，年產(chǎn)100.00萬m2的新型陶土磚項(xiàng)目計(jì)劃于2017年建成投產(chǎn)，預(yù)計(jì)年生產(chǎn)量陶土磚6000萬塊，將取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)對礦區(qū)排土場的實(shí)地調(diào)查，工程嚴(yán)格執(zhí)行了耕地墾造標(biāo)準(zhǔn)，從2014年實(shí)施后運(yùn)行。

至2017年，已完成標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田墾造約33.33hm2（500畝），種植的各類有機(jī)蔬菜經(jīng)中國水稻研究所檢測，蔬菜中重金屬含量符合“優(yōu)質(zhì)蔬菜”標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)將開發(fā)觀光農(nóng)業(yè)，預(yù)計(jì)最終墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田213.33hm2（3200畝），新增土地收益約2.2億元，將帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié) 語

大型金屬礦棄土棄渣用于生產(chǎn)陶土磚及墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，是緊密結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的水土流失治理新模式。選礦后的棄土棄渣用于加工生產(chǎn)陶土磚是棄土棄渣處置結(jié)合建材加工的好方法，同時(shí)能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，變廢為寶；對于排土場墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，符合浙江省近年鼓勵(lì)耕地墾造、開發(fā)低丘緩坡的大形勢，利于當(dāng)?shù)赝恋卣?，提高土地利用率。棄土棄渣生產(chǎn)陶土磚和排土場墾造標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田等水土流失綜合治理模式，對山區(qū)大型礦山棄土棄渣處置和礦山治理具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] 姜德文．論資源環(huán)境保護(hù)與水土保持方案審批[J]．中國水土保持科學(xué)，2006，4(5)：103- 104．

[2] 朱健，郭明凡．樂灘水電站工程棄渣場選址及其水土保持設(shè)計(jì)[J]．廣西水利水電，2006(4)：85- 87．

[3] 浙江中冶勘測設(shè)計(jì)有限公司．龍泉市査田鎮(zhèn)東皇至大坑下一帶鐵礦采選工程水土保持方案報(bào)告書[R]．杭州：浙江中治勘測設(shè)計(jì)有限公司，2014．

S157

B

1008- 701X(2017)06- 0073- 02

10.13641/j.cnki.33- 1162/tv.2017.06.021

2016-10-31

張瑞芳(1982- )，女，工程師，碩士，主要從事水土保持。E - mail：zhangruifang12@126.com

（責(zé)任編輯 郎忘憂）