摘要:老礦山企業(yè)普遍存在新增建設(shè)用地指標(biāo)獲取困難、存量采礦用地再利用率低的問題,將存量采礦用地復(fù)墾修復(fù)為耕地實(shí)現(xiàn)再利用,不僅使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境得到修復(fù),還可取得騰退指標(biāo),支撐企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。以某大型露天鐵礦企業(yè)為例,研究分析了礦區(qū)復(fù)墾修復(fù)存在問題,通過實(shí)施“回填工程、排水疏干工程、石方回填防沉降工程、阻隔層建設(shè)工程”等治理措施完成礦坑回填整治,通過將擬損毀耕地剝離的表土直接用于存量采礦用地復(fù)墾,配套建設(shè)灌溉排水、道路等設(shè)施并對(duì)土壤進(jìn)行培肥,將存量采礦用地復(fù)墾為耕地,經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益顯著,可為后續(xù)其他類似礦山復(fù)墾修復(fù)及再利用提供參考。
關(guān)鍵詞:凹陷露天礦存量采礦用地回填復(fù)墾修復(fù)
中圖分類號(hào):TD88文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
ExplorationofReclamation,RestorationandReuseofExistingMiningLandforaLargeOpenPitIronMineEnterprise
CHUAIXin1WANGConglin1*WANGShaoping1ZHANGKai1LIShuqin2,3
YANGShun1ZHANGYakun1
1,NanshanMiningCo.,Ltd.ofMagang(Group)HoldingCo.,Ltd.Ma’anshanCity,AnhuiProvince,243000China;2.SinosteelMaanshanGeneralInstYqTtyqOB/0N53tuQMV/WjA==ituteofMiningResearchCo.,Ltd.,Ma’anshanCity,AnhuiProvince,243000China;3.StateKeyLaboratoryofSafetyandHealthforMetalMines,Ma’anshanCity,AnhuiProvince,243000China
Abstract:Oldminingenterprisesgenerallyhaveproblemssuchasdifficultiesinobtainingnewconstructionlandindicatorsandlowreclamationratesofexistingminingland.Reclaimingandrestoringexistingmininglandintoarablelandforreusenotonlyrestorestheecologicalenvironmentoftheminingarea,butalsoachievesretirementindicators,supportingthesustainabledevelopmentofenterprises.Thisarticletakesalargeopen-pitironmineenterpriseasanexampletostudyandanalyzetheproblemsinthereclamationandrestorationoftheminingarea.Throughtheimplementationofgovernancemeasuressuchas"backfillingengineering,drainageanddrainageengineering,stonebackfillingandantisettlementengineering,andbarrierlayerconstructionengineering",thebackfillingandrectificationoftheminingpitiscompleted.Bydirectlyusingthetopsoilremovedfromtheplanneddamagedfarmlandforthereclamationofexistingminingland,andtobuildirrigationanddrainagefacilities,roads,andotherfacilitiesandfertilizethesoil.Reclamationofexistingmininglandintofarmlandcanachievegoodeconomic,social,andenvironmentalbenefits,providingreferenceforthesubsequentrestorationandreuseofsimilarmines.
KeyWords:Open-pitmines;Existingminingland;Backfilling;Reclamationandrestoration
礦產(chǎn)資源是一種十分重要的非可再生自然資源,據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)90%以上的一次能源和80%以上的工業(yè)原料都源自礦產(chǎn)資源[1]。露天開采具有資源回收率和生產(chǎn)效率高、安全性較好和開采成本低等特點(diǎn),在世界固態(tài)礦產(chǎn)資源開采中得到廣泛采用,占全球固態(tài)礦產(chǎn)資源開采總量的80%以上[2]。同時(shí),我國(guó)2/3礦山處于中后期開采[3],遺留大量礦山廢棄地,據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[4],截至2018年,我國(guó)采礦損毀土地361.05萬(wàn)hm2,約占全國(guó)陸域面積的0.37%,其中挖損土地145.93萬(wàn)hm2,挖損土地特別是露天礦坑對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境造成極大傷害,成為“地球傷疤”,開展廢棄露天礦坑復(fù)墾修復(fù)研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以某大型露天鐵礦企業(yè)為例,針對(duì)老礦山企業(yè)現(xiàn)狀露天礦坑復(fù)墾修復(fù)以消災(zāi)、復(fù)綠為主[5-9],存量采礦用地未得到有效再利用,而新增建設(shè)用地計(jì)劃指標(biāo)難以全部保障的問題,充分利用自然資源部相關(guān)政策[10-11],將存量采礦用地復(fù)墾修復(fù)為耕地實(shí)現(xiàn)再利用,不僅使礦區(qū)存量采礦用地得到復(fù)墾修復(fù),還取得騰退指標(biāo)落實(shí)占補(bǔ)平衡,支撐礦山可持續(xù)發(fā)展。
1項(xiàng)目概況
1.1企業(yè)基本情況
某大型露天鐵礦企業(yè)位于長(zhǎng)江中下游低山丘陵區(qū),距離城區(qū)約5km,交通便利。企業(yè)經(jīng)過近百年的發(fā)展,已形成以采礦、選礦為主,具有年處理1200多萬(wàn)噸原礦、年產(chǎn)鐵精礦300多萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力的大型礦業(yè)企業(yè)。礦區(qū)現(xiàn)有4個(gè)露天鐵礦的采礦權(quán),2座選礦廠,2座排土場(chǎng)和3處尾礦設(shè)施,礦區(qū)總占地面積已達(dá)1500多hm2,其中采礦用地1100多hm2。
1.2廢棄露天礦坑基本情況
廢棄露天礦坑原為露天鐵礦,開采結(jié)束后形成了上部尺寸為780m×570m,容積2000多萬(wàn)m3,損毀土地面積30多hm2的露天采坑。目前,企業(yè)正在按照批復(fù)的礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程設(shè)計(jì)與環(huán)境影響評(píng)價(jià)文件,利用鐵礦尾砂對(duì)礦坑進(jìn)行回填施工,現(xiàn)狀礦坑中已形成灘涂,南部及北部形成大面積水域,現(xiàn)狀水面標(biāo)高約為+24m。根據(jù)檢測(cè),回填的鐵礦尾砂滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB15618—2018)要求。
1.3礦區(qū)復(fù)墾修復(fù)存在的問題
企業(yè)經(jīng)過近百年的發(fā)展,在帶來豐富的礦產(chǎn)資源和巨大的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),礦區(qū)占地面積已高達(dá)1500多hm2,土地?fù)p毀、生態(tài)破壞問題突出。企業(yè)早在20世紀(jì)80年代就成立了土地復(fù)墾工程隊(duì),完成復(fù)墾修復(fù)總面積達(dá)400多hm2,生態(tài)環(huán)境效益顯著,但復(fù)墾修復(fù)以消災(zāi)、復(fù)綠為主,復(fù)墾土地再利用不足。企業(yè)所屬生產(chǎn)礦山技改工程實(shí)施需要征用大量的土地,但屬地政府補(bǔ)充耕地指標(biāo)嚴(yán)重不足,且有限的指標(biāo)優(yōu)先用于工業(yè)園區(qū)建設(shè),可提供給企業(yè)的部分少之又少,土地成為限制企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要阻礙之一。
2項(xiàng)目復(fù)墾修復(fù)條件分析
2.1政策分析
2022年11月,自然資源部印發(fā)了關(guān)于做好采礦用地保障的通知(自然資發(fā)〔2022〕202號(hào)),“鼓勵(lì)采礦企業(yè)對(duì)本企業(yè)在本地區(qū)(省域范圍內(nèi))依法取得的采礦用地或歷史遺留廢棄采礦用地進(jìn)行復(fù)墾修復(fù)并使用騰退指標(biāo),復(fù)墾為可長(zhǎng)期穩(wěn)定利用耕地的,經(jīng)核定報(bào)備后可用于本企業(yè)在本地區(qū)采礦項(xiàng)目落實(shí)占補(bǔ)平衡”[10-11]。該文件的發(fā)布為老礦山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的土地指標(biāo)問題指明了方向,企業(yè)擬將廢棄露天礦坑復(fù)墾修復(fù)為耕地,保障生產(chǎn)礦山技改項(xiàng)目用地。
2.2規(guī)劃符合性分析
廢棄露天礦坑土地利用現(xiàn)狀均為采礦用地,權(quán)屬為國(guó)有土地,不占用生態(tài)保護(hù)紅線、自然保護(hù)地,不占用已劃定的永久基本農(nóng)田和城市開發(fā)邊界,具有權(quán)屬清晰、集中連片、水土資源保障度高等優(yōu)勢(shì)。
2.3水土資源平衡分析
2.3.1水資源平衡分析
項(xiàng)目區(qū)農(nóng)作物種植面積比例、復(fù)種指數(shù)、灌溉凈定額,采用現(xiàn)狀作物播種面積及《安徽省農(nóng)作物灌溉實(shí)驗(yàn)資料整理與分析》和《安徽省行業(yè)用水定額》(DB34/T679—2019)等有關(guān)資料,同時(shí)考慮項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況,在80%灌溉設(shè)計(jì)保證率下,按照插入法計(jì)算綜合毛灌溉定額為500(m3/畝)。根據(jù)《安徽省行業(yè)用水定額》(DB34/T679—2019),項(xiàng)目區(qū)水田一年兩熟,油菜+水稻。項(xiàng)目實(shí)施后耕地面積20hm2,因此,項(xiàng)目區(qū)的需水量約為15.00萬(wàn)m3。項(xiàng)目將從利用礦區(qū)現(xiàn)有取水管道從自然河道取水,可以滿足項(xiàng)目區(qū)復(fù)墾耕地灌溉需求。
2.3.2土源分析
企業(yè)現(xiàn)有1座露天礦山正在實(shí)施技改,擬在現(xiàn)有開采境界基礎(chǔ)上西擴(kuò)150m,擬新增損毀土地約19hm2,含耕地約12hm2。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查檢測(cè),擬損毀耕地有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀等土壤肥力指標(biāo)均高于閉坑修復(fù)礦山周邊耕地水平。
另外,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,擬損毀耕地現(xiàn)狀以水田為主,有效土層厚度可達(dá)1.5m以上,是復(fù)墾修復(fù)項(xiàng)目表土和阻隔層用黏土的最佳土源,整個(gè)技改項(xiàng)目可提供表土與黏土約29萬(wàn)m3。將技改項(xiàng)目新增損毀土地土方剝離和露天礦坑存量采礦用地阻隔層施工和表土回覆時(shí)序充分耦合,一方面可避免剝離表土長(zhǎng)時(shí)間堆積有利于保持水土;另一方面有效保存表土肥力,提高復(fù)墾土地質(zhì)量。在新增損毀土地土方剝離過程中將表土和黏土分層剝離,分層堆放,存量采礦用地復(fù)墾施工過程中分層回填。
3項(xiàng)目復(fù)墾修復(fù)及再利用設(shè)計(jì)
企業(yè)前期已利用鐵礦尾砂對(duì)礦坑進(jìn)行回填施工,項(xiàng)目將在回填工程的基礎(chǔ)上,通過實(shí)施“排水疏干工程、石方回填防沉降工程、阻隔層建設(shè)工程”等措施完成礦坑回填整治,通過將擬損毀耕地剝離的表土直接用于存量采礦用地復(fù)墾,配套建設(shè)灌溉排水、道路等設(shè)施并對(duì)土壤進(jìn)行培肥,將存量采礦用地復(fù)墾為耕地。工程的主要內(nèi)容包含排水疏干→石方回填→隔離層→客土回覆及平整→灌溉排水工程→道路工程→土壤培肥等。
3.1排水疏干
礦坑前期利用尾礦進(jìn)行充填,現(xiàn)狀礦坑內(nèi)存在積水,不利于復(fù)墾修復(fù)工程施工。首先利用現(xiàn)有浮船泵站排出坑內(nèi)積水。同時(shí),沿現(xiàn)有泵站開挖6條輻射狀疏水溝對(duì)尾砂灘面進(jìn)行疏水瀝干。疏水溝梯形斷面,梯形斷面邊坡坡度1:2,深度3.0m,溝底寬度3.0m??觾?nèi)積水和疏干水全部通過現(xiàn)有泵站輸送至選廠循環(huán)利用,不外排。
3.2石方回填
在礦坑排水疏水瀝干工程結(jié)束后,為解決灘面不均勻沉降的問題,利用礦區(qū)剝離圍巖對(duì)礦坑進(jìn)行回填平整?;靥顢備伈捎眠M(jìn)占法全斷面分層攤鋪,下部采用大塊圍巖等,上層采用碎石進(jìn)行回填?;靥钸^程嚴(yán)格控制物料含水率。遇地下水或雨后施工必須先排干水再分層隨填隨壓密實(shí),杜絕帶水回填或水夯法施工。碾壓設(shè)備采用20t平板振動(dòng)碾,輪印搭接不小于1/3輪寬。先靜壓2遍,然后開始振壓,碾壓第4遍結(jié)束后,開始檢測(cè)壓實(shí)度,嚴(yán)格NNwNBnmkW4vjN6TTP6BEag==進(jìn)行水平分層回填、壓(夯)實(shí);加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn),使其達(dá)到要求的密實(shí)度,符合壓實(shí)度要求的才可進(jìn)行下一步施工。
3.3阻隔層施工
廢石回填平整工程完成之后利用技改工程剝離的黏土設(shè)置阻隔層,阻隔層分層攤鋪,每層厚度不大于20cm,壓實(shí)厚度30~40cm,黏土壓實(shí)度不小于90%。
3.4客土回覆及平整
阻隔層完成之后利用技改項(xiàng)目剝離的表土進(jìn)行客土回覆,分表土和黏土分層回覆,有效土層厚度≥60cm,耕作層≥30cm。項(xiàng)目區(qū)耕作田塊方向以南北為主,項(xiàng)目共劃分為4個(gè)田塊,然后在大的田塊內(nèi)修筑田埂進(jìn)行格田成方,格田長(zhǎng)60~100m,寬度在30~40m。格田內(nèi)平整度在±3cm以內(nèi)。
3.5灌溉排水工程
3.5.1灌溉工程
項(xiàng)目復(fù)墾耕地面積約20hm2,在項(xiàng)目區(qū)建設(shè)坑塘1口,泵站1座,總面積4.47hm2,深度5m,有效蓄水深度3m,復(fù)蓄次數(shù)按照1.5計(jì)算,總蓄水量可達(dá)20萬(wàn)m3。同時(shí)利用企業(yè)現(xiàn)有供水管道從附近自然河道取水作為灌溉水源補(bǔ)充,可以滿足項(xiàng)目區(qū)灌溉需求。項(xiàng)目灌溉采用自流灌溉,灌溉渠道采用斗渠和農(nóng)渠2級(jí),采用磚砌結(jié)構(gòu),項(xiàng)目區(qū)共計(jì)布置4條灌溉農(nóng)渠,總長(zhǎng)1200m;1條灌溉斗渠,總長(zhǎng)度為400m。灌溉時(shí)節(jié),泵站提水進(jìn)入灌溉斗渠、分水至農(nóng)渠灌溉水田。
3.5.2排水工程
項(xiàng)目在礦坑西南部設(shè)置總排洪口,項(xiàng)目區(qū)耕地田面匯水通過農(nóng)溝匯集后排入斗溝,經(jīng)斗溝匯集后經(jīng)總排洪溝進(jìn)入南部自然溝道,最終匯往南部自然河道。項(xiàng)目區(qū)共計(jì)布置2條排水農(nóng)溝,總長(zhǎng)700m;1條排水斗溝,總長(zhǎng)度為1700m,農(nóng)溝設(shè)計(jì)為梯形渠道,底寬0.4m,上口寬1.2m,邊坡比1:0.5,斗溝設(shè)計(jì)為梯形渠道,底寬0.5m,上口寬1.7m,邊坡比1:0.75,可以滿足項(xiàng)目區(qū)排澇需求。
3.6道路工程
項(xiàng)目區(qū)建設(shè)田間道1條,總長(zhǎng)約1000m;生產(chǎn)路4條,總長(zhǎng)約1900m。田間道路基采用碎石路基,路基為5m寬。路面為級(jí)配碎石路面,路面為4m寬。生產(chǎn)路基采用碎石路基,路基為4m寬。路面為級(jí)配碎石路面,路面為3m寬。
3.7土壤培肥措施
項(xiàng)目土壤培肥采用符合《有機(jī)肥料》(NY/T525-2021)的有機(jī)肥產(chǎn)品,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,有機(jī)肥的施用量按照115.5m3/hm2計(jì)算,同時(shí)利用測(cè)土配方施肥技術(shù)增施復(fù)合肥料,通過培肥使土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到20g/kg以上,有效磷含量達(dá)到15mg/kg以上,速效鉀含量達(dá)到80mg/kg以上,pH值5.5~7.5。
4結(jié)論
(1)通過合理安排礦山擬損毀耕地和存量采礦用地復(fù)墾修復(fù)的時(shí)序,高效利用擬損毀耕地剝離表土將露天鐵礦存量采礦用地復(fù)墾為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田,取得騰退指標(biāo)落實(shí)占補(bǔ)平衡,支撐礦山企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
(2)項(xiàng)目礦坑回填尾砂為第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物,且滿足《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB15618—2018)篩選值要求,但在管護(hù)期還應(yīng)對(duì)復(fù)墾耕地及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行定期檢測(cè)。
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