矿坑作为灰渣堆储场地的探讨

苟广宁

(中煤西安设计工程有限责任公司 露天(路桥)所，陕西 西安 710054)

矿坑作为灰渣堆储场地的探讨

苟广宁

(中煤西安设计工程有限责任公司 露天(路桥)所，陕西 西安 710054)

从土地复垦的概念、分类以及技术要求和灰渣对环境的影响出发，结合各电厂储存灰渣现状及一系列问题，提出如何使土地、生态、效益3个方面达到一种相对理想的状态堆储方向；以十二五和十三五颁布实施的国家政策与法规为方针，灰渣后期的开发利用为目的，堆储为治理的角度出发，探讨从环境效益、经济效益、社会效益等方面，以矿坑作为灰渣储存场地的可行性。针对开采破坏的土地进行恢复和综合治理，恢复其国民经济价值，达到后期再利用，并改善周边环境的目的。

矿坑；灰渣；复垦

一直以来，我国能源开发和利用主要以煤炭为主，如钢铁、电力生产，煤炭起着不可或缺的作用。我国的电力约70%是通过煤炭转化而来。近年来热力电厂的快速发展，使得燃煤发电机组不断增加，随着发电容量的逐年递增，粉煤灰排放量亦急剧增长。灰渣作为电厂的副产物,他是一种可供再生产利用的宝贵资源，在目前技术条件下，尚不能对灰渣完全利用,遂将其临时存放于贮灰场内[1]。目前，各电力生产企业自行建设灰渣场，在占用大量宝贵的土地资源的同时，对土壤和水资源造成了污染，无形的造成周边环境的破坏越发严重。

1 灰渣对环境的影响

灰渣主要危害主要是占用大量土地，如果不合理的堆储将污染土壤、大气和水体，进而影响人体的健康。

1.1 灰渣对水体的影响

灰渣对水环境的污染途径有直接污染和间接污染两种；前者是把水体作为灰渣的接纳体，向水体直接倾倒废物，从而导致水体的直接污染；后者是灰渣在堆积过程中，经过自身分解和雨水淋溶产生的渗滤液流入地表水域和渗入地下水系而导致水体污染。向水体倾倒灰渣还将缩减江河湖面有效面积，使其排洪和灌溉能力降低[2]。简单填埋的灰渣，经过雨水的浸渍和废物本身的分解，将会产生含有有害化学物质的渗滤液，从而对地表及地下水体造成污染。灰渣含有多种有毒有害物质，处理不当会对水体产生难以恢复的恶劣影响。对于水资源匮乏的地区，灰渣处置不当引发地下水污染，将进一步加剧地区水资源匮乏，严重影响地区人民生产生活，阻碍地区可持续发展。

1.2 灰渣对大气环境的影响

灰渣在填埋和处置过程中会产生有害气体，若不加以妥善处理将对大气环境造成不同程度的影响；堆放的灰渣中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染。因此，灰渣若不采取有效的处理措施而进行堆积或简单填埋，产生的有害气体和粉尘颗粒均会对大气环境造成污染，影响整个地区的空气质量，造成大范围的污染，严重影响本地区的环境质量。

1.3 灰渣对土壤环境的影响

灰渣对土壤有两个方面的环境影响：a在灰渣的堆放、贮存和处置过程中，其中有害的组分容易污染土壤，土壤是一个天然的生态系统，灰渣特别是有经过风化、雨雪淋溶、地表径流的侵蚀，产生有毒液体渗入土壤，会杀害土壤中的微生物，改变土壤的性质和土壤结构，破坏土壤的解腐能力，导致草木不生；b灰渣的堆放需要占用土地，据有关资料显示，每堆积10 000 t废渣约需占用土地0.134 km2。1985年火电厂排灰渣总量为3 768万t，平均每年增加560万t，到1999年粉煤灰排放量已达1.6亿t。 据有关资料统计分析和预测，按目前排灰状况和利用水平，排灰用水达10亿多吨/a；历年累积堆放总量已达10亿t以上，虽每年利用量在不断增加，但总利用率还不足每年排放量的50%。灰渣的任意堆放，不仅造成占用土地的无序状态加剧，而且累积的存放量越多则所需的面积也越大，势必使得耕地面积短缺的矛盾日益加剧。

1.4 灰渣对人体健康的影响

灰渣特别是露天存放、处理或处置过程中，其中的有害成分在物理化学和生物的作用下会发生浸出，含有有害成分的浸出液可通过地表水、地下水、大气和土壤等环境介质直接或间接被人体吸收，从而对人体健康造成威胁。根据物质的化学特性，当某些不相容物相混合时，可能发生不良反应，产生有毒气体、可燃气体[3]。若人体直接与有害物质接触，则会产生严重的中毒事故。灰渣未经过妥善处理或管理不善均会产生对人类有不良影响的恶性物质，对这类潜存的负面效应，应予以高度重视。

2 灰渣排弃现状

以陕西榆林为例，陕西榆林作为国家级能源化工基地，工业经济占全市生产总值的近三分之二，改革开放以来，煤炭行业作为榆林地区的支柱产业，得到了飞速发展。近年来，随着煤电一体化项目的建设，煤炭企业、电厂同步建设，在带动当地经济跨越式发展的同时，仅神木地区电厂急剧增加至15余家，急速加剧灰渣大量的产生，给该地区生态环境带来严重影响。因此，如何针对已经开发和正在开发的矿区的灰渣进行合理堆放、减少土地占用量成了当前需要解决的重要问题。

目前，按贮存堆放场地地形分为山谷贮存堆场和平原贮存堆场。

山谷贮存堆场：依沟谷堆放，占地相对较少，而且能够获得较大的容积，是天然的灰渣堆放场地。然而山谷地形具有沟短、叉多、坡陡的特点，又是地表水汇聚流经之所，因此不仅要对贮存堆场外的地表积水进行截留和疏排，而且要对贮存堆场内滞留地面水进行防渗和收集、处理及复用等进行综合考虑设计，防止灰渣对水体产生影响。

平原贮存堆场：需要征用土地且占地面积大。平原贮存堆场由于不受洪水影响，因而其坝体一般仅考虑场内雨水的影响，防止外溢污染环境。虽然相对山谷贮存堆场有绝对的优势且建成后相对有一定的利用价值，但占地较多且不能切实响应国家的相关支持政策。

根据“十二五”和“十三五”颁布和实施的国家政策与法规，在固体废物贮存堆放方面均能够反应出一个共同点：即对一般工业固体废物贮存堆放场地均为临时征地。其导向在于“后期的开发和利用”，如何能使用地、生态、效益3个方面达到一种相对理想的状态是目前灰渣贮存堆放努力的方向。

单从立项而言，存在选址、可研编制、环境评价报告和水土保持报告，依据国家相关规范及规定而且单个灰场的使用期为3年，这样必然存在重复征地、编制和审批工作，虽然每个电厂均有专人负责，但反复的选址、征地必然造成对周边环境的破坏，鉴于各企业各自建设灰渣场，存在重复建设，分散管理，以及法规和实际操作中灰渣场容量小、投资浪费，环保设施不到位等一系列问题，企业生产管理受环保压力大，亟需改善。

因此如何在结合当地实际情况，既能减少、避免征用土体，有效、安全、及时的对灰渣进行合理的堆储。必然需对相对集中的电厂灰渣进行化零为整，在其周边相对经济合理得到范围类选取一个较大的场地，统一进行分类堆存，以便于集中开展综合利用研究，并严格按照环保水保要求设置相应的工程措施，完成无害化填埋处理作业[4]。以达到灰渣收储、综合利用、无害化填埋、复耕农林牧业。

3 利用废弃露天矿坑堆贮电厂灰渣

利用废弃露天矿坑堆贮电厂灰渣的特点。

1) 利用露天坑作为贮存堆场是依据矿山生态学、环境科学、土壤学等理论，结合地方区域土地规划，对无使用价值的工业用地进行复垦和综合治理，恢复其国民经济价值，达到可供利用状态并改善周边环境所进行的一项综合工程。

2) 开采期完成后，封闭的废弃矿坑不仅对周边自然景观、生态环境造成一定的改变，而且由于对废弃矿坑的防护不善，存在人、畜掉落的可能；长期雨水侵蚀作用下，存在坑体边帮形成滑坡、坍塌等安全隐患。因此，利用矿坑作为灰渣的堆储场地，堆储至原地表高程后覆土既能起到复垦、绿化及综合治理的目的，是一项利国利民的的重要工作。

3) 利用现有废弃矿坑存储灰渣，可大大节省配套建设项目：a可充分利用既有运输道路，无需新建进场道路，避免了新增用地破坏农田和植被；b相对于山谷型堆场，无需进行场地大面积整平及坡面修整，露天矿在开采过程中，对场地已经做了相应的整平处理，边坡是稳定的且规则、平整，因此施工时能节省相当大的一部分基建工作量，因此一般情况下，场地清基、刷坡、整平等程量最少缩减70%以上；c利用矿坑做为灰渣堆储场地，不新增用地，库容量大可同时满足多个电厂运行期间灰渣存储要求。

4 结 语

综上所述，利用矿坑作为灰渣的堆储场地，是经济合理的一个选择。既充分利用了矿坑、又不新增用地，同时也符合国家工业固体废物排放标准中“应优先选用废弃的采矿坑、塌陷区”，达到了节约土地资源的目的。因此，无论从环境效果、社会效益还是从环保角度出发，均能起到相当理想的效果。

[1] 刘晓翠. 福建省某矿山露天采场矿坑废水的处理[J]. 中国锰业, 2015，33(4): 44-46.

[2] 王天雄. 某矿山环保分析与对策[J]. 中国锰业, 2010, 28(1): 13-16.

[3] GB18599-2001一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2013.

[4] 刘锋, 王琪, 黄启飞, 等. 固体废物浸出毒性浸出方法标准研究[J]. 环境科学研究, 2008, 21(6): 9-15.

Mine Pits as Ash Heap Storage Site

GOU Guangning

(ChinaCoalXi’anDesignEngineeringCo.Ltd.,Outdoor(Bridge),Xi’an,Shanxi710054,China)

This article, from the concept, classification and technical requirements of the land reclamation, will be starting from the influence of ash on the environment. Together with the present situation of the power plant ash storage in a series of problems, we get to put forward how to make land, including ecology, benefit from three aspects to a state of relative ideal heap storage direction. With a five-year plan and starker choices-and graver consequences-in promulgation, we have our implementation of state policies in regulations for the guidelines and ash for the purpose of the development to use the “late” heap storage for governance perspective. We are exploring from the environmental benefit, economic benefit, social benefit to mine as the feasibility of ash storage field. In view of the land destruction by mining recovery, we make comprehensive treatment to restore the value of the national economy in recycling and achieving the goal of improve the surroundings.

Mine; Ash; Reclamation

2017-03-07

国家自然科学基金项目(31301409)

苟广宁(1979-)，男，陕西西安人，工程师，研究方向：桥涵设计与防洪规划，手机：15002568384，E-mail：2964576761@qq.com.

X751

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.03.042