矿山建设节约集约用地技术研究

来欣捧

(中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司，河北 秦皇岛 066004)

矿山建设节约集约用地技术研究

来欣捧

(中冶京诚(秦皇岛)工程技术有限公司，河北 秦皇岛 066004)

节约集约用地一直是矿山建设中研究的课题之一。结合某冶金矿山工程的设计和建设实际，在共享社会资源、联合及集约化建设、先进高效的充填采矿技术、科学合理的总平面布置与竖向设计、分期征地等方面进行了研究，合理地控制了建设用地指标，优化了用地布局，提高了矿产资源利用率和土地资源对经济社会发展的承载能力。该矿山建设共节约土地327.67 hm2，效果显著，矿山建设在设计阶段研究节约集约用地技术是十分必要的。矿山生产中的废物得到充分循环利用，最大限度地削减工程污染物排放量和保护生态环境。土地复垦是节约集约用地的重要方面，在矿山设计中对矿山结束时的土地复垦做出规划设计，有利于矿山集约用地，促进社会可持续发展，实现土地资源可持续利用。

矿山建设 节约集约 用地技术 土地复垦

矿山建设不可避免地占用大量的土地资源，为尽可能减少征占土地和农用地，贯彻落实“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本国策，促进建设用地的集约利用和优化配置，提高建设用地控制指标，以土地利用的高效与集约为切入点，合理利用土地，节约集约用地一直是矿山建设中的重要课题之一。

节约土地、减量用地、提升用地强度、促进低效废弃地再利用、优化土地利用结构和布局、提高土地利用效率的节约集约用地属用地技术范畴，是在满足建设项目基本功能的前提下，采取一系列政策技术措施，减少对土地资源的消耗，开发项目用地的潜力，不断提高节约集约用地的程度和水平[1]。国土资源部2014年发布的《节约集约利用土地规定》则从管理上对土地的节约集约利用做出了规定。本研究结合某冶金矿山建设的设计实际，对矿山建设节约集约用地技术进行了研究，节约了建设用地，可供同类矿山建设参考。

1 工程概况

某冶金矿山为一特大型铁矿山，地处淮河流域冲积平原地带，由A矿段和B矿段2个矿段组成。A矿段矿床走向长3 400 m，已查明铁矿石资源总量近3亿t，平均品位TFe 34 %，矿石矿物主要为镜铁矿，其次为磁铁矿和赤铁矿；B矿段位于A矿段东南部，矿床走向长3 000 m，已查明的铁矿石资源总量超过1亿t，矿石矿物主要为磁铁矿，平均品位TFe 29%。

该矿建设总规模为采选原矿750万t/a，其中A矿段采矿规模530万t/a(镜铁矿500万t/a，磁铁矿30万t/a)、B矿段采矿规模为磁铁矿220万t/a。

选矿厂处理能力合计为750万t/a，其中镜铁矿500万t/a，磁铁矿250万t/a。矿山最终产品为铁精矿，年产铁精矿290万t，TFe品位超过65 %，矿山服务年限超过30 a。

2 矿山设计中的节约集约用地技术

2.1 共享社会资源

为适应社会的发展，保证采掘运输及生产设备的正常运行，根据项目所在地区的社会经济发展状况，矿山公辅设施的配置采用社会化后勤供应服务模式，共享社会资源。可由社会承担的公用设施一律不建，矿山不建医院、学校、商店等设施；矿山辅助生产设施尽量从简，原则上只设维修，不搞备件制造，部分重要设备大修外委；矿山原材料和精矿运输由社会承担，矿山不设大宗运输车队，同时对推动周边地区经济发展将产生重要作用，为改善该地区的基础配套设施提供帮助。共享社会资源对促进区域经济合作，提升当地核心竞争力，优化产业空间布局等方面产生积极影响，节约集约用地效果显著。初步统计计算，设计因利用机修、医疗、学校、商店、仓储(含地面爆破器材库)等社会资源，节省的土地超过12 hm2，超过该项目总用地的6%。

2.2 A矿段和B矿段联合建设[2]

A矿段和B矿段相距约1 km，由于2矿段矿体走向基本平行，距离较近，地形地质特征、矿体赋存条件及选矿方案相似，具备联合建设的条件。因此设计首先对2矿段的采矿与选矿合建方案和分建方案进行了论证。2矿联合建设把A矿段和B矿段作为一个整体，统一考虑矿床开拓、井下运输、选矿厂设计、地面场区布置、充填料制备站、尾矿输送和尾矿库、公辅工程、办公生活区等的设计。分建方案就是通常的2个矿山各自建设独立的生产及公辅系统。

经过对2个方案详细的技术经济比较和科学论证，2矿联合建设在技术上可行、在经济上合理。A矿段和B矿段联合建设工程的开发建设方案主要有以下主要优点：

(1)减少占地。2矿联合建设方案占地164.2 hm2，相比独立建设方案减少占地35.1 hm2，节省占地投资4 278万元，有很好的社会效益和经济效益。

(2)减少了井下工程量和投资。2矿合建共用辅助斜坡道进出地表和井下，虽增加800 m长无轨联络道，但减少了B矿段副井断面，相比投资减少958万元；合建后粉矿回收系统投资减少580万元；合建后排水设施、无轨设备检修硐室、电机车检修硐室等设施2矿共建1套，投资减少183万元；合建后2矿井下铁路信号系统、排水设备、供配电及机修设施可共用或部分共用，节省投资547万元。

(3)地上部分设施共用减少投资。可少建一座充填站，节省1 740万元；选矿厂土建减少投资1 186万元；共用一条尾矿输送管线，减少投资2 443万元；供水、供热设施大部分可共用，节省投资775万元；机修及辅助设施共用，节省投资116万元；综合行政与生活福利设施共建，单身楼、倒班宿舍等设施共用，节省投资346万元；选矿厂及工业场地建设可节省土石方、厂外道路、厂区配套设施等，厂区工程共节省投资1 916万元。

经比较合建方案比分建方案减少占地164.2 hm2，共节省建设投资2.02亿元，年经营费低567万元，经济效益显著。由于井下和地上部分基础设施合并建设，优化了用地布局，提升了土地资源对经济社会发展的承载能力。

2.3 采用先进高效的充填采矿技术

设计采用的充填采矿方法的生产工艺及充填料制备工艺达到国内先进水平。选择阶段充填采矿工艺，地下掘进废石就近在井下充填采空区，大部分尾矿回充井下，保证了矿体上覆岩层的稳定性，使地表不产生塌陷。有利于资源节约和综合利用，有利于保护和改善生态环境。实现了经济、环境和社会效益相统一。符合可持续发展战略，符合建设资源节约型和环境友好型社会的要求。

采用充填采矿法，与目前我国铁矿大量采用的无底柱分段崩落法相比，在节约集约利用方面体现在以下几点：

(1)可以提高矿产资源利用率。矿石回采率提高9.5%，矿石贫化率降低10%，矿石TFe采出品位提高2.43 %，精矿年产量增加22.61万t，年收入增加9 045万元。

(2)设计采用充填法，原则上地表不产生塌陷，掘进废石就近在井下充填，大部分尾矿回充井下。地下采矿不占用地表土地，地表土地可以正常耕种，少征用土地190 hm2，减少搬迁户380户。

(3)尾矿得到了综合利用，大量尾矿充填于井下，大幅减少了尾矿输送量和井下排水量。尾矿库占用土地大量减少，可以少征用土地90 hm2。

(4)基建期井下掘进产生的废石用于尾矿库筑坝，生产期产生废石大部分用于井下充填，基本不建排土场，可以少征用土地。

由于废石的堆放结构疏松，孔隙度大，容易产生水土流失。流失的废渣造成耕地的破坏和污染导致耕地流失和质量下降，减少可利用土地[3]。将废石充填到井下，大幅度削减固废在地面存贮量，缩小地面占地，减少对原有地形地貌、土壤等生态环境的破环，保护了周边地区环境。

采用充填采矿法将废石和尾矿作为采空区充填材料，既保证了矿体上覆岩层的稳定性，解决了由于井下岩层破坏所产生的地表塌陷等地质环境问题，又避免了固体废物堆存占地以及由此造成的地表生态破坏、扬尘及废石淋溶废水对环境的污染，较好地做到了固废治理和利用相结合。矿山生产中的废物得到充分循环利用，最大限度地削减工程污染物排放量和保护生态环境，也极大地节约了建设用地。

2.4 科学合理的总平面布置与竖向设计

选矿厂与工业场地的总平面设计是一项复杂的系统工程，考虑的因素繁多，每个因素对平面布置形式的影响程度在不同的工程中也不尽相同，结果也是多种多样。因此结合具体的自然条件、工艺流程、外部运输条件等因素，经多方案技术经济比较后，确定合理的总平面布置，从而可以控制厂区用地指标，使土地利用的功能合理化，提高项目的用地质量。

(1)合理确定厂区通道宽度。厂区通道宽度直接影响到厂区的占地大小和总平面布置的合理程度。在通道宽度中管线占地面积最大。而选矿厂具有工艺复杂、各种工艺管线种类多、管径大的特点，选矿厂管线设计中采用了管道共架、共沟等敷设方法，大幅度缩小了通道宽度。如蒸汽管道与尾矿管道共沟敷设，矿浆管道与尾矿管道共架敷设等。

(2)合理划分功能分区。选矿厂及工业场地由环形车道和2条生态景观带组成空间骨架。根据生产特点与功能的不同，整个厂区规划了机修仓储区、选矿工艺区、尾矿工艺区、充填工艺区、生产动力区、主副井场区及办公生活区7大功能分区。选矿工艺区及主副井场区共同组成了厂区的核心区域，尾矿工艺区、充填工艺区及生产动力区等辅助分区以其为中心紧密布置。整个厂区由各子分区共同组成相对独立而又密切联系的有机整体。使同一功能系统的各项设施布置在同一个区域内，有利于节约用地，且便于生产管理，缩短道路管线的长度，减少工程费用。

(3)厂房合并设计。由于生产、运输、防火、卫生、消防及敷设管线等要求，压缩建筑间距是有限度的。所以厂房的合并是节约用地，减少投资的有效措施之一。工程中将性质相近的浮选车间、过滤车间与精矿仓合并为一个联合厂房，减少占地4 200 m2；将循环水泵房和尾矿砂泵站合并为综合泵站，减少占地700 m2；主厂房内部工艺布置方式的变化，使主厂房的车间变电所布置在主厂房设备的下面，减少了车间占地1 800 m2，达到了最有效的空间利用。厂房合并设计共节省土地5 700 m2，占选矿厂和工业场地总用地的1.7%。

(4)优化竖向设计。由于选矿工艺流程需要地形有一定的坡度，以满足矿浆自流或半自流的要求。因此在竖向设计上，充分利用自然地形坡度，使生产工艺流程自上而下布置，利用重力运输，减少运输能耗。在确定厂地标高时结合工艺流程进行了优化，最终场地设有三个台阶做到工程自身土石方平衡且厂区挖方量、填方量最小，减少了厂区填挖边坡的占地。厂区台阶之间采用挡土墙的形式，也起到了节约土地的作用。

2.5 节约集约用地技术应用效果

矿山建设通过共享社会资源至少节约土地12 hm2；通过科学论证采用的2矿段联合建设节约土地35.1 hm2；设计按照无废化矿山的建设理念，利用尾矿充填地下采空区的充填采矿法，使采矿场节约土地190 hm2、尾矿库节约土地90 hm2。另外，在选矿厂与工业场地的总平面设计中厂房采用组合化设计节约土地0.57 hm2。由于上述节约集约用地技术的应用，矿山建设共节约土地327.67 hm2，由此可见，矿山建设在设计阶段研究节约集约用地技术是十分必要的，效果显著，极大地保护了国家土地资源，对促进土地的可持续利用和社会经济可持续发展有着重大的作用。

3 矿山建设用地分析

3.1 用地规模

根据当地土地利用总体规划，该矿所用土地均为工业用地，总占地164.25 hm2。各厂区场地占地情况见表1。

3.2 用地指标分析

3.2.1 选矿厂及工业场地用地指标

选矿厂及工业场地占地34.43 hm2，其中行政办公及生活服务设施占地0.48 hm2，占总用地面积的1.39%；各建(构)筑物总占地面积14.95 hm2，总建筑面积34.77 hm2；建筑系数43.42%，容积率1.01；绿化面积3.25 hm2，绿地率9.43%。

表1 厂区场地占地情况

3.2.2 B矿段副井工业场地用地指标

B矿段副井工业场地占地5.3 hm2，其中行政办公及生活服务设施占地0.24 hm2，占总用地面积的4.53%；各建(构)筑物总占地面积 2.41 hm2，总建筑面积3.45 hm2；建筑系数45.47%，容积率0.65；绿化面积0.54 hm2，绿地率10.18%。

3.2.3 矿山建设用地指标分析

矿山建设总占地164.25 hm2，工程建设总投资为27.4亿元，投资强度1 668.2万元/ hm2。

该工程用地符合《工业项目建设用地控制指标》(国土资发〔2008〕24号)、《当地工业项目建设用地控制指标》的相关规定的要求。用地规模合理。

3.3 尾矿库占地分期征用方案

为了提高土地的利用率，有效地利用地形，达到减少用地的目的，尾矿库选择在厂区东北约7.5 km的河滩二级阶地。

矿山投产第1年尾矿量为254.8万t，尾矿堆积干容重按1.5 t/m3计算，约169.9万m3，投产第2年及以后大部分尾矿用于井下采场充填，每年排入尾矿库的尾矿量仅为61万t，约40.7 万m3，30 a排入尾矿库总尾矿量为1 350.2万m3。依据该库的地形情况，尾矿库需用地面积约114.27 hm2，占矿山建设总用地的78%。

为有效利用土地，尾矿库占地采用一次规划分期征用方式，将尾矿库建设分两期，一期利用北侧高地三面筑坝，占地约76.13 hm2(占尾矿库总占地的66.62%)，尾矿库有效库容743万m3，服务年限14 a；二期在前期坝体的下游加高尾矿坝，最大总坝高22 m，尾矿库增加有效库容848万m3，服务年限为16 a。

4 矿山土地复垦

矿山服务期满后及时进行复垦，尽可能地恢复其地形地貌，使破环了的生态平衡体系得到最佳的恢复与发展，实现社会可持续发展、土地资源可持续利用。土地复垦是切实有效的耕地保护措施[4-5]。

4.1 尾矿库

尾矿库闭库后，经沉淀裸露的部分是一层没有黏结力的细砂粒，遇刮风易扬尘，造成对大气的污染，影响到人身健康及植物的生长。为了利于复垦，对尾矿库内的表层土壤铲出单独堆放，作尾矿库复垦土源。当尾矿库闭库后，利用堆放的土壤进行覆土，恢复土地的使用功能。

尾矿库闭库后，依据周围自然地形、地貌，将尾矿库改造成旱地。尾矿库复垦的关键是尾砂层结构的处理和改善。库内表面较平坦，尾砂颗粒很细，针对其特点首先采用推土机平整尾砂，再用压路机压实，然后覆盖30 cm黏土并用压路机压实，再将存放的壤土覆盖在黏土之上，厚度0.2 m，最后进行人工精细平整。田块按长200～300 m，宽300～400 m东西向布置。

根据项目区及其外围已有的交通设施状况和区内地形、水利沟渠布局情况，确定项目区共规划新修田间道4条，原回水池和回水泵站不拆除，有效利用作为灌溉蓄水池，设环形矩形农渠1条，在尾矿坝外侧的护坡采用植物防护形式，防止水土流失。

4.2 选矿厂区、工业场地

矿山闭坑后对主、副井、风井井口进行封填，斜坡道闭坑后直接用混凝土墙进行封堵，对区内所有建筑物及生产设施，与当地政府协商，能利用的则充分利用，不能利用的则全部拆除，最后整平场地后进行复垦。选矿厂东北部地形高差大不宜改造水田，按旱地改造复垦。田块划分基本按平行等高线布置，田块长度为300 m，宽度为200 m。

区内道路网与水利工程渠系一致，田间道路与矿山运输道路连通。田间排灌沟按平原地区田间沟渠灌排兼用布置，以满足输水、分水、蓄水、泄水、排水及防洪等要求。控制较大自流灌溉面积，满足生产需要。

4.3 外部道路

矿山运输道路依据当地规划，作为农村干道或支道，为道路建设用地，不能利用的则拆除恢复为农用地。

5 结 论

(1)设计工作是整个矿山建设工程的先行和关键，在工程建设中处于主导地位，在设计中的各个环节研究先进技术、采用先进设备、科学设计等是节约集约用地最有效的途径。

(2)共享社会资源、联合或集约化建设、采用先进高效的充填采矿技术、科学合理的总平面布置与竖向设计、分期征地等是重要的节约集约用地技术。

(3)土地复垦是节约集约用地的重要方面，在矿山设计中对矿山结束时的土地复垦做出规划设计，有利于矿山建设的节约集约用地。

[1] 王礼志．广东省高速公路建设节约集约用地效果评价研究[D]．长沙：长沙理工大学，2010. Wang Lizhi.Study on Economical and Intensive Land Use for Construction of Expressways in Guangdong[D].Changsha：Changsha University of Science & Technology,2010.

[2] 岳润芳.特大型地下充填采矿示范矿山的建设[J]．金属矿山，2014(4)：1-5. Yue Runfang.Construction of an extra-large underground mine model with filling mining method[J].Metal Mine,2014(4):1-5.

[3] 齐文营．公路工程占地分析及对策[J]．河北交通科技，2007,4(3)：31-33. Qi Wenying.Analysis of land occupation in road engineering and corresponding countermeasures[J].Hebei Jiaotong Science and Technology,2007,4(3)：31-33.

[4] 杨福海，李富平，甘德清，等．矿山生态复垦与露天地下联合开采[M]．北京：冶金工业出版社，2002：1-150. Yang Fuhai,Li Fuping,Gan Deqing,et al.Ecological Reclamation of Mines and Combination of Surface and Underground Mining[M].Beijing：Metallurgical Industry Press,2002：1-150.

[5] 朱晓冬．国内外土地复垦现状及经验[R]．北京：中国地质环境监测院，2004. Zhu Xiaodong.Domestic and Overseas Status and Experience of Land Reclamation[R].Beijing：China Geological Environmental Monitoring Institute,2004.

(责任编辑 石海林)

Study on the Economical and Intensive Land Use Technology for Mine Construction

Lai Xinpeng

(MCCCapitalEngineering&ResearchIncorporationQinhuangdaoCo.,Ltd.,Qinhuangdao,066004,China)

Economical and intensive land use has always been one of the research topics for mine construction.Based on the design and construction of a metallurgical mine project,the sharing of social resources,combined and intensive construction,advanced and efficient technology of filling and mining,scientific and reasonable overall layout plan and vertical design,and land acquisition in phases,were studied so as to reasonably control the indexes of land use for construction,optimize the arrangement of land use and enhance the utilization ratio of mineral resources and the contribution of land resources to the economic and social development.In this way,the mine has noticeably saved the construction land of 327.67 hm2.Thus,it is very essential to study on economical and intensive land use technology in mine construction at the design stage.The wastes in mine production can be fully recycled to eliminate the discharge of pollutants and protect the ecological environment to the maximum.Land reclamation plays an important role in economical and intensive land use,so the mine design should cover the planning of land reclamation after construction,so as to facilitate the economical and intensive land use of mine construction,promote sustainable social development and realize sustainable utilization of land resources.

Mine construction,Economical and intensive,Land use technology,Land reclamation

2014-11-27

来欣捧(1963—)，女，高级工程师。

TD22

A

1001-1250(2015)-02-155-05