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1、金属矿山土地损毁与生态修复,祝 怡 斌 北京矿冶研究总院 Email:,主要内容,第一部分：金属矿山土地损毁特征 第二部分：金属矿山土地复垦方案编制要点 第三部分：土地复垦方案编制常见问题 第四部分：土地复垦验收 第五部分：金属矿山土地复垦研究案例,第一部分 金属矿山土地损毁特征,1.1 金属矿概述 1.2金属矿开采土地损毁现状 1.3金属矿开采土地损毁主要方式,1.1金属矿概述,金属（金、银、铜、铁、锡）是国民经济发展重要基础原材料。金属需求增加，导致矿石的需求急剧增加，价格上涨（金融风暴前）（铁、铜），矿山开发进入一个快速增长期（20032013），现又进入冬季。 不同背景的公司进入矿山行
2、业 不同专业背景的人员进入矿山行业 不仅到国内开矿，发展到国外开矿 采选矿专业人员需求急剧增加,（1）矿石特点,我国金属矿产资源本身具有中低品位资源多、复杂共生矿多、矿床规模小的特点： 我国已探明矿产储量中，共伴生矿产比重达到约80%； 品位低。铁矿石平均品位仅为约33%，比世界主要生产贸易大国的铁矿石品位低2030个百分点。 地下矿多、露天矿少。有色金属90%为地下矿，当前最大开采深度已经达到1500米； 难采、难选矿多。很多矿山在中西部欠发达地区，西藏等生态脆弱区。,(2)矿体特征,水平和微倾斜矿体, 倾角55 控制下限埋深（距地表）105 m669 m。 金属矿多为倾斜和急倾斜矿体 向深
3、部延伸,6,1.2 金属矿发展趋势,金属矿赋存特点，决定了矿山的发展趋势： 深部开采 中西部开发（驱龙、玉龙） 复杂难选矿开发（袁家村） 低品位矿石开采（安徽霍邱） 开采规模与强度加大，破坏土地面积增加，生态环境影响加剧，土地复垦任务越来越重。,1.3 金属矿开采土地损毁特征,露天采场 尾矿库 排土场(废石场) 堆浸场 塌陷地 污染土地 以上为生态修复对象,第二部分 金属矿山土地复垦方案编制要点,一、金属矿开采土地损毁方式 二、金属矿拟损毁土地预测 三、金属矿山土地复垦可行性评价 四、土地复垦工程设计及工程量 五、土地复垦投资估算 六、土地复垦工作计划安排 七、保障措施,一、金属矿开采土地损毁
4、主要方式,矿山建设包括地面建设和/或地下建设，按工程对土地的破坏特点可将矿山破坏土地分为: 永久性建设占地 临时性占地 挖损压占破坏土地 诱发破坏土地 环境污染土地,二、金属矿土地损毁预测,2.1露天开采及露天采场土地损毁预测 2.2地下开采及地表错动预测 2.3溶浸采矿及土地损毁预测 2.4排土场(废石场) 土地损毁预测 2.5尾矿库土地损毁预测 2.6其他土地损毁预测 2.7矿山总平面布置 2.8案例分析,目的： 面积（拟损毁、拟形成、拟复垦） 地形地貌：山、平地、坡地 地表物质组成：岩、土 形成时序：形成时间,2.2露天开采及破坏土地预测,基本概念 开采方法 开采工艺 排土系统 排水系统
5、 破坏土地预测要求,矿体特征,矿体倾角：6080，陡倾斜。矿体埋深：950m 开采范围：1095m以上矿体 ，主峰簸箕山海拔1810m。,1810,950,1095,基本概念,台阶：露天开采时，将矿岩划分成一定厚度的水平分层，由上向下逐层开采，并形成阶梯状的工作台面 组成： 上部平盘(台) 下部平盘(台) 台阶坡面 台阶坡面角 最终边坡角 台阶高度 开采深度 平台宽度,封闭圈：采场最上一个台阶坡顶线与地面相交形成的封闭线，封闭圈内水流均向采场内； 剥采比：露天开采境界内岩石总量与矿石总量之比；越小越好 露天开采境界：露天开采最终结束时的境界，由露天底和四周的边帮组成。 爆破警戒范围：爆破安全要
6、求,采场参数,露天开采境界 上口 ：25001560 m 终了境界(30年) 下口：1410560m 爆破警戒范围:300m,露天采场分类,山坡型露天采场：开采台阶不形成封闭圈，一部分是边坡，一部分是地形线。矿山生产时一般矿石是下坡运输，自然排水。 凹陷露天采场：开采台阶形成封闭圈，全部由边坡组成。矿山生产时一般矿石是上坡运输，机械排水。 复合型露天采场：很多露天矿上部是山坡型采矿场，下部是凹陷型采矿场,2.2地下开采及地表错动预测,适用条件 地下开采过程 开拓系统 采矿方法 地表错动预测,（1）适用条件,矿体埋深大 露天剥采比大,20,地下开采过程,矿床开拓,为了开采地下矿石，需要由地表开凿
7、一系列巷道通达矿体，使地表与矿体形成完整的运输、通风、排水和动力供应等系统，称为矿床开拓。八大系统: 提升系统 运输系统 供风（压气）系统 供电系统 供水系统 通风系统 排水系统 充填系统,矿床开拓方案,平硐开拓方案斜井开拓方案竖井开拓方案斜坡道开拓方案联合开拓方案,（3）基本概念,井巷洞室工程：按功能划分：主井、副井、风井、设备井、运输大巷、井下洞室（炸药库、机修、水仓等）按形式划分：竖井、斜井、斜坡道、平巷、洞室（炸药库、机修、水仓等）,(4) 采矿方法,按开采过程中形成的采空区如何处理（地压管理），将采矿方法分为三类： 空场法 崩落法 充填法,空场法,特点：在回采过程中，将矿块划分为矿房
8、和矿柱，第一步先采矿房，第二步再采矿柱。在回采矿房时，采场以敞开形式存在，并用矿柱和围岩本身的稳固性来维护。 适用条件：矿石和围岩稳固。 优缺点：回采矿柱不充填时间长时会造成地表塌陷； 不回采矿柱会造成资源损失。,崩落法,特点：崩落采矿法是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法，即在崩落矿石的同时，强制（或自然）崩落围岩，充填采空区，以控制和管理地压。 适用条件：地表允许塌落。如露天转地下。,充填采矿法,适用条件：常用于开采矿岩不稳固的矿床，或地表有河流、铁路、建筑物，地表不允许塌落的条件。（三下一上） 充填料来源：选厂尾砂、废石、河沙、钢厂炉渣等。 种类：上向分层充填法；下向分层充填法；削壁充填
9、法；空场嗣后充填法 优点：资源回采率高;地下空区小,地表塌陷小;尾矿、废石地面堆存量少，减少占地。,特点：随着回采工作面的推进，用充填料充填采空区,控制围岩崩落和地表下沉，为回采工作创造方便和安全条件。 国家鼓励采用的采矿法，有的地区采矿必须要求采用充填采矿法。,（5）地表错动范围,概念:岩石移动(错动)界限、地表错动范围 影响因素：地表与岩体移动的形式和剧烈程度取决于岩体的力学性质、矿体埋藏条件、采矿方法等。 确定方法： 首先确定岩石移动(错动)角,通常采用类比法确定。 表土移动(错动)角一般为40-45。 岩石移动(错动)角55-75。充填法可提高5 在剖面图上确定岩石移动(错动)界限,移
10、动区应从开采矿体的最深部划起。 根据剖面图，在地形图上画出岩石移动界限. 岩石移动（地表错动）界限由设计给出,预测过程,70,45,-570m,充填法,地表错动规律,空场法:地表可能塌陷,视围岩稳定性、空区的跨度、采空区的处理方法定。 充填法：一般不会塌陷，视充填体的强度、充填率、充填接顶率等定。 崩落法：地表会塌陷，地表允许塌陷。塌陷程度剧烈。 地表错动特征：地形起伏不规整、水平范围小，垂直变形大，一般呈漏斗状、U形、V形。很少呈盆地形。原因： 金属矿多为倾斜和急倾斜矿体 金属矿一般水平范围较小，向深部延伸 金属矿围岩一般较稳固,2.3 溶浸采矿,原地浸矿法 池浸采矿法 堆浸采矿法,2.4排
11、土场拟损毁土地预测,排土工艺 排土场类型 排土场地形地貌特征 预测要求,水平投影,排土场类型,周围地形地貌分： 山谷型排土场 平地型排土场 凹地型排土场：凹地、废弃采坑 废石成分（？） 废石场（排矸场）：废石，如地下采掘废石 排土场：岩土混排，露天剥离岩土 但名称不一，按矿山习惯,排土场破坏土地预测要求,面积：表面积：平台边坡顶面投影面积 时序：根据排土进度安排，预测永久边坡、平台、顶面形成的面积、标高。,2.5尾矿库拟损毁土地预测,堆存工艺 尾矿库类型 尾矿库地形地貌特征 预测要求,堆存工艺,根据筑坝方式一般分为: 上游式筑坝 下游式筑坝 中线法筑坝,尾矿库类型,一般包括： 山谷型尾矿库 平
12、地型尾矿库 利用废弃的凹地、采坑：比较少,平地型尾矿库,平地型尾矿库：平原地区，四面筑坝,地表塌陷破坏土地规律,空场法:地表可能塌陷,视围岩稳定性、空区的跨度、采空区的处理方法定。 充填法：一般不会塌陷，视充填体的强度、充填率、充填接顶率等定。 崩落法：地表会塌陷，地表允许塌陷。塌陷程度剧烈。,2.6 其他占地拟损毁土地预测,表土堆存场:高度一般不高 尾矿管线： 地埋式：埋于地下，一般冻土层以下。 地面式：架在地表。 工业场地：永久性建筑占地 （选厂厂房、生活办公区等） 临时占地:临时废石场。,污染土地,工业固体分为一般固体废物 1类和2类(2001年)，以及危险固体废物，有相应的贮存、处置场
13、污染控制标准。危险废物：具有腐蚀性、毒性、易燃性、反应性或者感染性等一种或者几种危险特性的固体废物和液态废物 ，是世界各国废物管理的重点和难点。涉及到2类一般工业固体废物和危险固体废物的，一般应对污染进行说明。存在污染的应预测污染土地的情况。,某铜矿毒性试验结果表,2.7金属矿拟损毁土地预测案例,破坏环节和破坏方式 破坏时序 破坏程度 预测结果 表面积 投影面积 地形特征 拟损毁土地预测图 以露天铁矿土地复垦方案为例分析,太钢袁家村铁矿基本情况,项目性质：新建（B081 铁矿采选行业） 建设单位：太原钢铁(集团)有限公司 矿山规模：采选原矿2200万t/a（亚洲最大） 服务年限：服务期为40年
14、，稳产期34年 最终产品：单一铁精矿，产量741.84万t/年，品位为TFe 65.00% 项目投资：项目总投资88亿元 项目占地：30年征地面积2885.24hm240年征地面积3050.00hm2。,2.6矿山总平面布置,总平面布置应包括如下内容: 采矿：露天采场、井口、采矿 工业场地 选矿：选厂 堆场：排土场（废石场）、尾矿库、表土堆放场、临时堆场 公辅：尾矿管线、道路、办公生活区等 影响破坏：地表错动范围、污染土地,损毁环节与方式,铁矿采选工程土地损毁环节与方式,袁家村铁矿采选工程对土地损毁方式与性质,项目拟损毁土地程度,挖损压占破坏土地表面积形成时序,矿山挖损压占土地投影面积与表面积
15、（30年）,损毁拟形成土地的地形特征分析,袁家村铁矿为露天开采，矿山开发在损毁原有土地基础上，形成新的土地，包括露天采场、排土场、尾矿库、表土堆存场、暂不利用矿石堆场等。 露天采场：形成凹陷坑 排土场、尾矿库、暂不利用矿石堆场：形成人工堆积山 表土堆存场：形成临时性堆积山。 目的：为土地复垦可行性分析提供依据,上盘排土场地形预测结果,底标高：1450m，一平台：1525m，二平台：1600m，顶部平台：1690m，总高度约270m，台阶高度30m，台阶边坡角：岩石的自然安息角37,下盘排土场尾矿库 地形,下盘排土场 坡底标高：1500m 一平台：1650m 二平台：1750m 总高度：250m
16、 台阶高度：25m 台阶边坡角：37 尾矿库 最终堆积标高1760m 尾矿坝高出下盘排土场10m 坝外边坡比：1:2,预测要求： 破坏程度、破坏方式 面积（拟损毁、拟形成、拟复垦）分析 地形地貌分析 地表物质组成分析 形成时序分析,3 土地复垦可行性分析,3.1评价对象 3.2评价原则 3.3评价依据 3.4评价方法 3.5评价过程（案例）,3.1评价对象,复垦对象(复垦范围)为评价对象 法律依据:土地复垦条例。第三条 本条例适用于从事以下生产建设活动造成土地损毁的单位和个人： （一）露天采矿、挖沙、取土、采石等挖损造成地表破坏的； （二）地下采掘引起地表塌陷的； （三）堆放煤矸石、排放土、石、矿渣、粉煤灰、废弃建筑物和城市垃圾等压占土地的； （四）修建建筑物、构筑物和建设临时占用土地后造成土地损毁的； （五）矿产资源开采、工业排污等造成土地污染的； （六）因居住搬迁，遗留废弃村址、宅基地等的； 矿山是土地复垦条例的重点。,
