以煤矸石處置利用為導(dǎo)向的廢棄礦區(qū)空間規(guī)劃研究*
——以阜新市百年賽道城為例

文/沈陽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院 黃清華 高 楊 李殿生 馬 艷

0 引言

近年來，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，城市化進(jìn)程加快，以資源開采為生命線的資源型城市卻步履艱難，礦產(chǎn)資源逐漸枯竭，留下了許多廢棄礦區(qū)。廢棄礦區(qū)為城市帶來許多現(xiàn)實(shí)性問題，故合理利用煤矸石處置利用過程中形成的良好再建基底及其帶來的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益，對礦區(qū)進(jìn)行空間優(yōu)化是礦產(chǎn)資源型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展的重中之重。

新邱露天礦是阜新“百里礦區(qū)”中的第二大露天礦，2018年被阜新市政府定義為“工礦廢棄地”，留下百年礦區(qū)和大量煤矸石。煤矸石和剝離土的混合及無序堆存不僅造成土地資源的嚴(yán)重浪費(fèi)和許多環(huán)境問題，且存在災(zāi)害隱患，給周邊居民的生活造成諸多不便，影響新邱區(qū)及其周邊區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。通過煤矸石綜合處置利用置換出的土地資源可為新邱區(qū)提供建設(shè)用地，實(shí)現(xiàn)固廢變土地資源，優(yōu)化廢棄礦區(qū)空間布局，使廢棄礦區(qū)重新煥發(fā)生機(jī)，促進(jìn)新邱區(qū)及其周邊區(qū)域發(fā)展，從而帶動(dòng)阜新市實(shí)現(xiàn)資源枯竭型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1 新邱礦區(qū)煤矸石概況

1.1 組成特征及相關(guān)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

新邱礦區(qū)的煤矸石山主要由頁巖類、泥巖類、砂巖類、石灰?guī)r及煤粒組成。經(jīng)測定，大部分在篩選后基本符合再利用標(biāo)準(zhǔn)。目前新邱礦區(qū)煤矸石產(chǎn)業(yè)主要包括能源利用和建材利用，能源利用即供煤矸石發(fā)電廠及熱電廠使用，建材利用即作為紅磚原料參與建造。

1.2 空間分布及堆存量

礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有煤矸石山18座、礦坑10個(gè)，大部分煤矸石與剝離土混合堆存，總量超過3億t，占地面積約24km2，平均高度約53m。依據(jù)現(xiàn)有資料及補(bǔ)充勘察，測定了煤矸石山和礦坑幾何形狀的四點(diǎn)坐標(biāo)、海拔高程，計(jì)算了煤矸石山和礦坑的準(zhǔn)確位置、占地面積，估算出煤矸石的堆存量。根據(jù)數(shù)據(jù)估算，新邱礦區(qū)煤矸石和剝離土堆存總量為2.7億m3。

2 礦區(qū)空間規(guī)劃策略

2.1 資源利用

“十四五”規(guī)劃中的重大項(xiàng)目、工程和計(jì)劃均為消耗煤矸石固廢提供了有力支撐，國家對生態(tài)文明建設(shè)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源型城市經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型及可持續(xù)發(fā)展的高度重視也為新邱區(qū)大力開展煤矸石綜合處置利用工作，發(fā)展新型建材產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了空前機(jī)遇。

2.1.1 產(chǎn)業(yè)規(guī)劃

新邱區(qū)煤矸石和剝離土成分多樣、品質(zhì)低，綜合處理難度大，技術(shù)復(fù)雜，需規(guī)?；?、專業(yè)化、精細(xì)化處置才能降低成本，提高質(zhì)量。因此可在新技術(shù)的推動(dòng)下，建設(shè)以固廢研發(fā)中心、煤矸石綜合處置基地及隧道窯為核心的煤矸石綜合處置利用循環(huán)產(chǎn)業(yè)園，通過企業(yè)整合、集聚和產(chǎn)品升級構(gòu)建新邱區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，建成后可為阜新市百年賽道城建設(shè)和生態(tài)修復(fù)提供基礎(chǔ)原材料，同時(shí)騰退土地。

2.1.2 選點(diǎn)及布局

礦區(qū)煤矸石和剝離土總計(jì)3.87億t。將礦區(qū)內(nèi)煤矸石山分為北、中、南3個(gè)區(qū)域進(jìn)行處置利用，通過對煤矸石綜合處置基地及隧道窯的選點(diǎn)及布局對煤矸石資源進(jìn)行科學(xué)分類和高效轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)煤矸石“吃干榨凈”，在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)，對礦區(qū)空間資源進(jìn)行合理改造，為阜新市百年賽道城建設(shè)提供良好基底。

2.1.3 空間規(guī)劃

在對處置空間進(jìn)行合理選點(diǎn)及布局后，通過對新邱礦區(qū)煤矸石組成特征、處理量、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀等進(jìn)行較為全面系統(tǒng)的分析，依托前期煤矸石綜合處置利用技術(shù)的研究成果，以EOD模式為指導(dǎo)原則，將新邱區(qū)24km2的礦區(qū)規(guī)劃為一個(gè)煤矸石綜合處置利用循環(huán)產(chǎn)業(yè)園，整體作為阜新市的大宗固廢綜合利用示范基地之一。根據(jù)生態(tài)治理規(guī)劃和阜新市百年賽道城建設(shè)的要求，在礦區(qū)范圍規(guī)劃1個(gè)固廢研發(fā)中心和5個(gè)大型煤矸石綜合處置基地，同時(shí)將正在建設(shè)、運(yùn)營的18家隧道窯磚廠作為煤矸石綜合處置基地的重要組成部分。

2.2 規(guī)劃方案

在完成煤矸石綜合處置利用的礦區(qū)范圍內(nèi)，將形成北、中、南3個(gè)規(guī)劃區(qū)，為下一步規(guī)劃建設(shè)提供良好基底。規(guī)劃北區(qū)內(nèi)設(shè)置多條專業(yè)級賽道，故區(qū)域內(nèi)煤矸石山多被改造為賽事觀景平臺；規(guī)劃中區(qū)對區(qū)域東部礦坑進(jìn)行充分開發(fā)，使其成為園區(qū)娛樂中心，區(qū)域西部承擔(dān)住宿功能，區(qū)域內(nèi)煤矸石山以隔離功能為主，多予以保留；規(guī)劃南區(qū)的煤矸石山及礦坑數(shù)量最多，故開發(fā)需注重煤矸石山及礦坑的合理結(jié)合。

以北、中、南3個(gè)規(guī)劃區(qū)為基礎(chǔ)，通過對各規(guī)劃區(qū)優(yōu)勢、煤矸石山和礦坑實(shí)際分布情況進(jìn)行考量，將規(guī)劃區(qū)域劃分為7個(gè)主題小鎮(zhèn)，分別為紅旗賽道小鎮(zhèn)、賽道樂園小鎮(zhèn)、冰雪賽道小鎮(zhèn)、星球賽道小鎮(zhèn)、礦坑賽道小鎮(zhèn)、礦山賽道小鎮(zhèn)及競技賽道小鎮(zhèn)（見圖1）。

1 賽道小鎮(zhèn)規(guī)劃方案

2.3 功能分區(qū)

規(guī)劃北區(qū)內(nèi)的7個(gè)礦坑均為小型礦坑，故賦予其小型車賽事及賽道體驗(yàn)功能；規(guī)劃中區(qū)以娛樂休閑功能為主，故未設(shè)專業(yè)級賽道，保存其中8號礦坑的形態(tài)，并進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，打造礦坑景觀；規(guī)劃南區(qū)由于具有煤矸石山數(shù)量和布局優(yōu)勢，擁有最佳的觀察視角和體驗(yàn)，故以高級別、高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行賽道建設(shè)，布置了F級賽道及山地叢林賽道（見圖2，3）。

3 賽道分布

3 煤矸石山規(guī)劃策略

3.1 生態(tài)修復(fù)

礦區(qū)經(jīng)多年開采后出現(xiàn)的環(huán)境問題及安全隱患在對煤矸石進(jìn)行規(guī)?；?、專業(yè)化、精細(xì)化處置利用后可得到不同程度的解決，有效減少塌陷、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害問題和水、土、空氣等環(huán)境污染問題。與此同時(shí)，通過綠化護(hù)坡、土地平整等手段可為礦區(qū)內(nèi)百年賽道城建設(shè)提供安全、穩(wěn)定的土地條件。

3.1.1 綠化護(hù)坡

綠化護(hù)坡及隔離帶由煤矸石山開采后遺留的煤矸石堆砌而成，既可鞏固礦坑邊緣滑坡，又可提供更安全的觀賞場地。為提高邊坡穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)由上到下自然傾倒煤矸石堆填工藝造成的邊坡陡峭、無法采取覆土夯實(shí)等問題，新邱礦區(qū)采用漿砌片石拱形護(hù)坡處理方式，坡面覆土，種草綠化（見圖4）。

4 綠化護(hù)坡示意

3.1.2 土地平整

礦區(qū)經(jīng)開采后出現(xiàn)采空區(qū)，由于地表洪水沖刷、礦坑水流動(dòng)、礦柱破壞等原因，采空區(qū)上覆巖破壞，地表移動(dòng)、變形，破壞了土層的穩(wěn)定性，引起地面塌陷出現(xiàn)裂縫。故進(jìn)行土地平整，防止礦區(qū)發(fā)生二次塌陷，提供良好的建設(shè)條件尤為關(guān)鍵。以阜新市百年賽道城項(xiàng)目建設(shè)為重要依托，對原露天礦坑挖掘遺留的場地進(jìn)行土地平整處理，并再利用改造為礦坑賽道（見圖5）。

5 土地平整示意

3.2 開發(fā)利用方案

根據(jù)新邱礦區(qū)規(guī)劃分區(qū)及組團(tuán)功能，對煤矸石山、礦坑進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，使其達(dá)到可開發(fā)利用的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，對區(qū)域內(nèi)18座煤矸石山進(jìn)行山體改造及開發(fā)程度劃分，分為完全保留山體、部分保留山體及完全鏟除山體（見圖6）。

6 煤矸石山開發(fā)程度分類

3.2.1 完全保留山體

基地內(nèi)原本具有良好位置的煤矸石山無需進(jìn)行山體改造，保留原本山體的形態(tài)進(jìn)行綠化護(hù)坡和生態(tài)修復(fù)即可滿足規(guī)劃建設(shè)要求，承擔(dān)其應(yīng)有功能。

3號煤矸石山位于賽道城入口處，將其保留，作為門戶景觀山體，同時(shí)賦予其觀景平臺的功能。5號、6號、7號煤矸石山位于規(guī)劃中區(qū)，主要作用是隔離中區(qū)的東西兩區(qū)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃中區(qū)的動(dòng)靜分離，故將其完整保留。

3.2.2 部分保留

對部分煤矸石山進(jìn)行局部改造，使其可在礦區(qū)后續(xù)開發(fā)中承擔(dān)應(yīng)有的空間功能。位于礦區(qū)最北部的1號和2號煤矸石山需承擔(dān)居住功能，故需騰退空間，對其進(jìn)行部分保留；8號和9號煤矸石山由于礦坑景觀的構(gòu)建，部分需進(jìn)行改造，形成良好的景觀界面；10號、11號、12號、14號煤矸石山位于規(guī)劃南區(qū)，呈環(huán)繞形，有天然的觀景優(yōu)勢，故對其進(jìn)行部分保留和改造，形成半圍合觀景平臺，以便賽事觀看；17號和18號煤矸石山作為景觀界面，在規(guī)劃北區(qū)與中區(qū)之間起過渡作用。

3.2.3 完全鏟除

對部分煤矸石山進(jìn)行完全鏟除，騰退土地，為下一步建設(shè)提供良好的土地基底。4號、10號、13號、15號煤矸石山所處位置皆與規(guī)劃建設(shè)要求沖突，故完全鏟除，為礦區(qū)空間建設(shè)更好的流線提供基礎(chǔ)條件。

4 結(jié)語

本文立足于新邱區(qū)煤矸石綜合處置利用，通過對煤矸石組成特征、空間分布、堆存量現(xiàn)狀等進(jìn)行全面系統(tǒng)分析，以新邱礦區(qū)內(nèi)18座煤矸石山為對象，對煤矸石綜合處置基地及隧道窯進(jìn)行合理空間選點(diǎn)及布局，從而實(shí)現(xiàn)煤矸石有序、合理開發(fā)利用，為城市規(guī)劃建設(shè)提供良好基底。以阜新市百年賽道城建設(shè)為規(guī)劃目標(biāo)，形成北、中、南3個(gè)規(guī)劃區(qū)，對規(guī)劃組團(tuán)、賽道、賽場進(jìn)行規(guī)劃，并在此基礎(chǔ)上制定煤矸石山開發(fā)利用方案，形成完全保留、部分保留、完全鏟除3種改造方式。將空間優(yōu)化和煤矸石處置利用進(jìn)行結(jié)合，打造科學(xué)、合理的煤矸石綜合處置利用發(fā)展格局，加速新邱區(qū)廢棄礦區(qū)“變廢為寶”進(jìn)程，帶動(dòng)新邱區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源枯竭型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展。