關(guān)于采坑環(huán)境治理提升工程經(jīng)驗(yàn)分析

劉萬(wàn)順

摘要：開(kāi)采礦產(chǎn)破壞環(huán)境，如何做到與環(huán)境和諧共處？值得深思。本文以鳳山建材有限責(zé)任公司鈦石膏回填項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目主要利用另一公司的工業(yè)廢渣進(jìn)行回填，在對(duì)環(huán)境進(jìn)行治理的同時(shí)也使廢物得到充分利用，今后可作為周邊礦山環(huán)境治理的成功經(jīng)驗(yàn)作為借鑒。

關(guān)鍵詞：環(huán)境治理；鈦石膏

1.項(xiàng)目概況

鳳山建材有限責(zé)任公司是一家開(kāi)采建筑石料凝灰?guī)r的企業(yè)，按照相關(guān)要求于2017年5月關(guān)閉，原礦山開(kāi)采方式為露天開(kāi)采，開(kāi)采許可證于2017年7月30日到期，多年開(kāi)采形成一個(gè)SN向最長(zhǎng)800m左右，EW向最寬300m左右，底面標(biāo)高最低10m左右的不規(guī)則多邊形凹陷露天采坑，遺留的巨大礦坑嚴(yán)重破壞了山區(qū)的自然地貌、景觀和生態(tài)環(huán)境，還改變了原有的地形地貌，原本林地變得寸草不生，對(duì)周圍景觀也造成了極大的影響。鳳山建材有限責(zé)任公司為了消除地質(zhì)災(zāi)害隱患、恢復(fù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，履行礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理義務(wù)人的責(zé)任，對(duì)采礦活動(dòng)造成的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題進(jìn)行恢復(fù)治理。隨后鳳山建材有限責(zé)任公司編制了礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)治理工程設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)采用邊坡治理、場(chǎng)地平整、排水工程、道路工程和復(fù)綠工程等措施。

本項(xiàng)目回填的鈦石膏是金星鈦白公司采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉時(shí)，為治理酸性廢水，加入石灰（或電石渣）以中和大量的酸性廢水而產(chǎn)生的以二水石膏為主要成分的廢渣。鈦石膏進(jìn)入堆場(chǎng)回填前需經(jīng)過(guò)壓濾、脫水處理，含水量不大于40%。

2.項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)環(huán)境情況

2.1地質(zhì)背景

區(qū)內(nèi)分布的地層較簡(jiǎn)單，主要有白堊系上統(tǒng)娘娘山組火山巖和第四系地層。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造見(jiàn)陸郎—梅山復(fù)向斜，軸向30°～35°，槽部均為火山巖，兩翼為侏羅系下統(tǒng)磨山組；北西翼受斷裂構(gòu)造影響，出露不完整，巖石層傾向南東，傾角30°～35°。白頭山—佳山斷裂噴發(fā)帶走向30°～35°，娘娘山破火山口即位于斷裂噴發(fā)帶中部。娘娘山破火山口平面形態(tài)呈橢圓形，長(zhǎng)軸軸向北東，面積約13km2。區(qū)內(nèi)殘存榮村、橫山兩個(gè)破火山口，分別位于娘娘山破火山口的東北部和西南部。團(tuán)旗山八仙臺(tái)礦段位于橫山破火山口的西南側(cè)。區(qū)內(nèi)噴發(fā)堆積了一套白堊系上統(tǒng)娘娘山組火山巖。

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該地區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，NNE向及近EW向兩條斷裂從礦區(qū)南、北兩側(cè)通過(guò)。受斷裂影響，礦區(qū)內(nèi)局部地段巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育。通過(guò)野外地質(zhì)測(cè)量統(tǒng)計(jì)，結(jié)合以往地質(zhì)資料綜合分析獲得，采場(chǎng)內(nèi)巖石節(jié)理主要有：155°∠28°、75°∠56°、320°∠65°及85°∠58°四組。

2.2項(xiàng)目區(qū)工程地質(zhì)條件

項(xiàng)目所在地團(tuán)旗山礦區(qū)建筑石料用凝灰?guī)r產(chǎn)于白堊系上統(tǒng)娘娘山組火山巖地層，礦體主要為灰黑色、深灰色、灰白色粗面質(zhì)熔結(jié)角礫凝灰?guī)r、粗面質(zhì)含角礫熔結(jié)凝灰?guī)r和熔結(jié)凝灰?guī)r等，呈似層狀構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀235°∠35°，巖石具弱絹云化、高嶺土化及綠泥石化。

采場(chǎng)內(nèi)采集新鮮的粗面質(zhì)熔結(jié)角礫凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r，經(jīng)錘擊估測(cè)其普氏巖性硬度在6級(jí)～10級(jí)。類比本地區(qū)內(nèi)同類巖石的測(cè)試結(jié)果，未風(fēng)化蝕變的粗面質(zhì)熔結(jié)角礫凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r抗壓強(qiáng)度在80MPa～120MPa。

采場(chǎng)內(nèi)除局部地段巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育外，一般巖石較完整，一般不會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的崩塌、滑坡等地質(zhì)現(xiàn)象，礦山自開(kāi)采以來(lái)，尚未發(fā)生具有一定危害崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害事件。但礦山經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)采，采場(chǎng)內(nèi)出露的巖體受強(qiáng)烈風(fēng)化作用，邊坡表面巖層強(qiáng)度降低，對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響較大。

2.3水文地質(zhì)條件

項(xiàng)目所在地位于長(zhǎng)江中下游東岸丘陵區(qū)，區(qū)域上地表水系發(fā)育，大的地表水系為西側(cè)2.0km處的長(zhǎng)江，周邊有水塘和溝渠零星分布。治理區(qū)東南部最低處海拔+20m，高差123.38m，山坡坡度25°左右，礦體底面標(biāo)高高于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面，山坡地形利于自然排水。項(xiàng)目場(chǎng)區(qū)內(nèi)地表水資源較貧乏，無(wú)較大的地表水體。

第四系松散巖類孔隙水含水巖組由第四系堆積坡的粘土、亞粘土、含砂碎石組成，持水性差—中等，分布在治理區(qū)地表。區(qū)內(nèi)礦體產(chǎn)出標(biāo)高高于侵蝕基準(zhǔn)面，巖石富水性弱，滲水性差，采坑地下水主要來(lái)源于大氣降水，地下水補(bǔ)給量小，采坑在雨季特別是暴雨時(shí)易出現(xiàn)地表山體匯水灌入采坑造成積水。目前，團(tuán)旗山礦區(qū)Ⅲ號(hào)礦段已閉坑，現(xiàn)場(chǎng)踏勘時(shí)，露天采坑內(nèi)有少量積水。

綜上，項(xiàng)目區(qū)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。

3.治理工程設(shè)計(jì)

3.1建設(shè)規(guī)模

本項(xiàng)目鈦石膏堆存場(chǎng)地為鳳山建材有限責(zé)任公司治理遺留的礦坑，根據(jù)礦坑形狀及鈦石膏堆置參數(shù)，經(jīng)計(jì)算此礦坑由西側(cè)+53m標(biāo)高緩坡到東側(cè)+36m標(biāo)高可堆存鈦石膏約75萬(wàn)m3。

3.2堆存工藝

（1）入場(chǎng)要求

本項(xiàng)目回填的鈦石膏來(lái)源于安徽金星鈦白公司生產(chǎn)鈦白粉，為治理酸性水而產(chǎn)生的廢渣，須滿足《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（附2013年6月8日環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)修改單）（GB18599-2001）的要求，不得摻加其它垃圾或污染物，進(jìn)場(chǎng)鈦石膏含水率要求不高于40%。

（2）運(yùn)輸方式與運(yùn)輸?shù)缆?/p>

固體廢物鈦石膏采用自卸汽車運(yùn)輸，運(yùn)輸過(guò)程中覆蓋遮雨篷布，防止雨水淋濕及鈦石膏震落和揚(yáng)塵。

新建鈦石膏堆場(chǎng)（鳳山采坑）位于安徽金星鈦白（集團(tuán)）有限公司東南側(cè)，距鈦白公司約13km。鈦石膏固廢設(shè)計(jì)采用自卸汽車運(yùn)輸，由鳳山采坑?xùn)|側(cè)道路運(yùn)進(jìn)采坑回填，進(jìn)場(chǎng)道路為水泥硬化路，直通鈦石膏回填堆場(chǎng)（鳳山采坑）。堆場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸?shù)缆钒绰短斓V山Ⅲ級(jí)道路設(shè)計(jì)，最大縱坡9%。

（3）堆填工藝流程

利用露天采坑回填是處置一般固體廢物的一種常用方法，本項(xiàng)目鈦石膏堆填工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。

3.3具體建設(shè)方案

具體建設(shè)方案有抽排水工程、場(chǎng)地平整工程、庫(kù)底及邊坡的防滲工程、滲瀝液收集導(dǎo)排系統(tǒng)、滲瀝液垂直導(dǎo)排系統(tǒng)、沉淀池、監(jiān)控井、雨污分流系統(tǒng)、安全護(hù)欄、安全車擋等輔助設(shè)施及封場(chǎng)工程

4.治理措施及成效

4.1治理措施

施工單位對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)主要道路進(jìn)行了平整和硬化，定時(shí)對(duì)道路進(jìn)行清掃，并定期進(jìn)行灑水作業(yè)；施工單位對(duì)水泥等散裝物料設(shè)置了簡(jiǎn)易材料棚堆放，對(duì)有包裝的建材采取了篷布進(jìn)行遮蓋；土石方開(kāi)挖均在低風(fēng)天氣下進(jìn)行，對(duì)開(kāi)挖出的土方采取篷布進(jìn)行遮蓋，完工后及時(shí)進(jìn)行了回填、平整場(chǎng)地。

（1）導(dǎo)流渠

根據(jù)GB18599，為防止雨水徑流進(jìn)入貯存、處置場(chǎng)內(nèi)，避免滲濾液量增加和滑坡，貯存、處置場(chǎng)周邊應(yīng)設(shè)置導(dǎo)流渠。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工照片，在大壩東側(cè)設(shè)置導(dǎo)流渠。

（2）滲濾液集排水設(shè)施

根據(jù)前期回填驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，鈦石膏堆場(chǎng)的滲瀝液收集導(dǎo)排系統(tǒng)由場(chǎng)底導(dǎo)流層、滲瀝液收集盲溝、滲瀝液集液池組成。滲瀝液首先通過(guò)卵石導(dǎo)流層匯集到支盲溝內(nèi)，支盲溝再匯集到中間的主盲溝內(nèi)，通過(guò)主盲溝中導(dǎo)排花管，將滲瀝液收集至滲瀝液集液池內(nèi)，然后通過(guò)潛水泵抽排至沉淀池。

導(dǎo)流層：場(chǎng)底導(dǎo)流層采用400mm厚卵石層和200g/m2土工布構(gòu)成，鋪設(shè)在防滲層之上，導(dǎo)流層上面可以直接回填固廢鈦石膏。

導(dǎo)流盲溝：根據(jù)場(chǎng)址的具體情況，設(shè)計(jì)采用導(dǎo)流盲溝來(lái)收集和導(dǎo)排滲瀝液。在庫(kù)底設(shè)置三條導(dǎo)排主盲溝，向滲瀝液收集池留有2%的下坡，主盲溝縱貫整個(gè)鈦石膏回填區(qū)域，由卵石內(nèi)包DN400的HDPE花管構(gòu)成；同時(shí)考慮到庫(kù)底部位較寬，為保證滲瀝液及時(shí)導(dǎo)排，設(shè)計(jì)在主盲溝兩側(cè)設(shè)置支盲溝，支盲溝向主盲溝留有2%的下坡，支盲溝由卵石內(nèi)包DN250的HDPE花管構(gòu)成。主盲溝斷面形式為梯形斷面，支盲溝斷面形式為矩形斷面。盲溝卵石層外均由一層200g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ及?，防止花管堵塞?/p>

滲瀝液集液池：鈦石膏在進(jìn)行傾倒、回填時(shí)，在采坑內(nèi)東側(cè)預(yù)留一處10m×10m的位置不堆積排廢，作為滲瀝液集液池。

（3）堤、壩、擋土墻等措施

根據(jù)GB18599，為防止一般工業(yè)固體廢物和滲濾液的流失，應(yīng)構(gòu)筑堤、壩、擋土墻等設(shè)施。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，如下圖可見(jiàn)，利用鳳山礦坑側(cè)壁作為堤、壩、擋土墻等設(shè)施。

4.2治理成效

根據(jù)歷史衛(wèi)星影像分析，2003年以前，調(diào)查區(qū)域場(chǎng)地開(kāi)始開(kāi)采礦石，出現(xiàn)局部礦坑。至2016年，場(chǎng)地未出現(xiàn)明顯鈦石膏填埋跡象。2018年開(kāi)始，場(chǎng)地開(kāi)始出現(xiàn)鈦石膏填埋情況，后基本無(wú)變化。

2020年11月，礦山地質(zhì)環(huán)境治理結(jié)束。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘可見(jiàn)，目前該地塊局部逐漸覆蓋平整，局部進(jìn)行了植被綠化，西側(cè)高陡邊坡存在、巖石裸露。

5.工程效益

5.1環(huán)境效益

有利于保護(hù)和修復(fù)鳳山采場(chǎng)及周邊生態(tài)環(huán)境；有利于慈湖高新區(qū)的建設(shè)發(fā)展；有利于改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境、維護(hù)人民群眾的身體健康。

5.2經(jīng)濟(jì)效益

運(yùn)用金星鈦白公司生產(chǎn)的鈦石膏作為鳳山采場(chǎng)治理回填料，為鳳山建材有限責(zé)任公司節(jié)省了大量生態(tài)恢復(fù)治理資金，同時(shí)也為金星鈦白（集團(tuán)）有限公司新建一座鈦石膏堆場(chǎng)節(jié)省了巨大的征地費(fèi)用，對(duì)鳳山建材有限責(zé)任公司和金星鈦白有限公司都具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

5.3社會(huì)效益

本項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)國(guó)家和社會(huì)都有著深遠(yuǎn)的影響，有利于促進(jìn)環(huán)保型、節(jié)約型、和諧社會(huì)的建設(shè)。改善慈湖高新區(qū)環(huán)境狀況，提升生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境狀況，拓展了城市發(fā)展空間，有效提升城市形象和人民生活質(zhì)量水平，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

6.結(jié)論

安徽金星鈦白公司將其生產(chǎn)的鈦石膏作為鳳山采場(chǎng)治理提升工程回填料，既解決了金星鈦白公司鈦石膏堆存的現(xiàn)實(shí)緊迫性問(wèn)題，避免新建鈦石膏堆場(chǎng)占用大量土地資源、破壞生態(tài)環(huán)境，同時(shí)又為鳳山建材有限責(zé)任公司節(jié)省了大量治理資金，同時(shí)對(duì)周邊環(huán)境有了極大的提高改善。該工程的建設(shè)對(duì)修復(fù)、改善區(qū)域慈湖高新區(qū)生態(tài)環(huán)境，具有重要的意義。本項(xiàng)目可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益同步發(fā)展。

工程建成后會(huì)產(chǎn)生明顯的生態(tài)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。基本解決鳳山建材有限責(zé)任公司鳳山剩余采坑和安徽金星鈦白公司鈦石膏的污染問(wèn)題，對(duì)保護(hù)和修復(fù)生態(tài)環(huán)境、改善空氣的環(huán)境質(zhì)量將起到積極的作用。推動(dòng)土地資源的集約利用與功能置換，提高了資源利用效率，有利于建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)。

通過(guò)對(duì)鳳山采坑的提升治理，一方面使廢棄采坑變廢為寶，綜合利用；另一方面隨著堆場(chǎng)封場(chǎng)，復(fù)墾綠化，將改善周邊人居環(huán)境，提升社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]張龍飛，董斌，史雙雙，韓曉飛，等.朔州市區(qū)土層剪切波速與埋深的統(tǒng)計(jì)關(guān)系[J].華北地震科學(xué)， 2018， 36（02）： 28-37.

[2]馬偉明.淺談礦山土地復(fù)墾中需注意的問(wèn)題[J].西部探礦工程. 2002（3）： 55-57.