礦山建設節約集約用地技術研究

來欣捧

(中冶京誠(秦皇島)工程技術有限公司，河北 秦皇島 066004)

礦山建設節約集約用地技術研究

來欣捧

(中冶京誠(秦皇島)工程技術有限公司，河北 秦皇島 066004)

節約集約用地一直是礦山建設中研究的課題之一。結合某冶金礦山工程的設計和建設實際，在共享社會資源、聯合及集約化建設、先進高效的充填采礦技術、科學合理的總平面布置與豎向設計、分期征地等方面進行了研究，合理地控制了建設用地指標，優化了用地布局，提高了礦產資源利用率和土地資源對經濟社會發展的承載能力。該礦山建設共節約土地327.67 hm2，效果顯著，礦山建設在設計階段研究節約集約用地技術是十分必要的。礦山生產中的廢物得到充分循環利用，最大限度地削減工程污染物排放量和保護生態環境。土地復墾是節約集約用地的重要方面，在礦山設計中對礦山結束時的土地復墾做出規劃設計，有利于礦山集約用地，促進社會可持續發展，實現土地資源可持續利用。

礦山建設 節約集約 用地技術 土地復墾

礦山建設不可避免地占用大量的土地資源，為盡可能減少征占土地和農用地，貫徹落實“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”的基本國策，促進建設用地的集約利用和優化配置，提高建設用地控制指標，以土地利用的高效與集約為切入點，合理利用土地，節約集約用地一直是礦山建設中的重要課題之一。

節約土地、減量用地、提升用地強度、促進低效廢棄地再利用、優化土地利用結構和布局、提高土地利用效率的節約集約用地屬用地技術范疇，是在滿足建設項目基本功能的前提下，采取一系列政策技術措施，減少對土地資源的消耗，開發項目用地的潛力，不斷提高節約集約用地的程度和水平[1]。國土資源部2014年發布的《節約集約利用土地規定》則從管理上對土地的節約集約利用做出了規定。本研究結合某冶金礦山建設的設計實際，對礦山建設節約集約用地技術進行了研究，節約了建設用地，可供同類礦山建設參考。

1 工程概況

某冶金礦山為一特大型鐵礦山，地處淮河流域沖積平原地帶，由A礦段和B礦段2個礦段組成。A礦段礦床走向長3 400 m，已查明鐵礦石資源總量近3億t，平均品位TFe 34 %，礦石礦物主要為鏡鐵礦，其次為磁鐵礦和赤鐵礦；B礦段位于A礦段東南部，礦床走向長3 000 m，已查明的鐵礦石資源總量超過1億t，礦石礦物主要為磁鐵礦，平均品位TFe 29%。

該礦建設總規模為采選原礦750萬t/a，其中A礦段采礦規模530萬t/a(鏡鐵礦500萬t/a，磁鐵礦30萬t/a)、B礦段采礦規模為磁鐵礦220萬t/a。

選礦廠處理能力合計為750萬t/a，其中鏡鐵礦500萬t/a，磁鐵礦250萬t/a。礦山最終產品為鐵精礦，年產鐵精礦290萬t，TFe品位超過65 %，礦山服務年限超過30 a。

2 礦山設計中的節約集約用地技術

2.1 共享社會資源

為適應社會的發展，保證采掘運輸及生產設備的正常運行，根據項目所在地區的社會經濟發展狀況，礦山公輔設施的配置采用社會化后勤供應服務模式，共享社會資源?？捎缮鐣袚墓迷O施一律不建，礦山不建醫院、學校、商店等設施；礦山輔助生產設施盡量從簡，原則上只設維修，不搞備件制造，部分重要設備大修外委；礦山原材料和精礦運輸由社會承擔，礦山不設大宗運輸車隊，同時對推動周邊地區經濟發展將產生重要作用，為改善該地區的基礎配套設施提供幫助。共享社會資源對促進區域經濟合作，提升當地核心競爭力，優化產業空間布局等方面產生積極影響，節約集約用地效果顯著。初步統計計算，設計因利用機修、醫療、學校、商店、倉儲(含地面爆破器材庫)等社會資源，節省的土地超過12 hm2，超過該項目總用地的6%。

2.2 A礦段和B礦段聯合建設[2]

A礦段和B礦段相距約1 km，由于2礦段礦體走向基本平行，距離較近，地形地質特征、礦體賦存條件及選礦方案相似，具備聯合建設的條件。因此設計首先對2礦段的采礦與選礦合建方案和分建方案進行了論證。2礦聯合建設把A礦段和B礦段作為一個整體，統一考慮礦床開拓、井下運輸、選礦廠設計、地面場區布置、充填料制備站、尾礦輸送和尾礦庫、公輔工程、辦公生活區等的設計。分建方案就是通常的2個礦山各自建設獨立的生產及公輔系統。

經過對2個方案詳細的技術經濟比較和科學論證，2礦聯合建設在技術上可行、在經濟上合理。A礦段和B礦段聯合建設工程的開發建設方案主要有以下主要優點：

(1)減少占地。2礦聯合建設方案占地164.2 hm2，相比獨立建設方案減少占地35.1 hm2，節省占地投資4 278萬元，有很好的社會效益和經濟效益。

(2)減少了井下工程量和投資。2礦合建共用輔助斜坡道進出地表和井下，雖增加800 m長無軌聯絡道，但減少了B礦段副井斷面，相比投資減少958萬元；合建后粉礦回收系統投資減少580萬元；合建后排水設施、無軌設備檢修硐室、電機車檢修硐室等設施2礦共建1套，投資減少183萬元；合建后2礦井下鐵路信號系統、排水設備、供配電及機修設施可共用或部分共用，節省投資547萬元。

(3)地上部分設施共用減少投資?？缮俳ㄒ蛔涮钫?，節省1 740萬元；選礦廠土建減少投資1 186萬元；共用一條尾礦輸送管線，減少投資2 443萬元；供水、供熱設施大部分可共用，節省投資775萬元；機修及輔助設施共用，節省投資116萬元；綜合行政與生活福利設施共建，單身樓、倒班宿舍等設施共用，節省投資346萬元；選礦廠及工業場地建設可節省土石方、廠外道路、廠區配套設施等，廠區工程共節省投資1 916萬元。

經比較合建方案比分建方案減少占地164.2 hm2，共節省建設投資2.02億元，年經營費低567萬元，經濟效益顯著。由于井下和地上部分基礎設施合并建設，優化了用地布局，提升了土地資源對經濟社會發展的承載能力。

2.3 采用先進高效的充填采礦技術

設計采用的充填采礦方法的生產工藝及充填料制備工藝達到國內先進水平。選擇階段充填采礦工藝，地下掘進廢石就近在井下充填采空區，大部分尾礦回充井下，保證了礦體上覆巖層的穩定性，使地表不產生塌陷。有利于資源節約和綜合利用，有利于保護和改善生態環境。實現了經濟、環境和社會效益相統一。符合可持續發展戰略，符合建設資源節約型和環境友好型社會的要求。

采用充填采礦法，與目前我國鐵礦大量采用的無底柱分段崩落法相比，在節約集約利用方面體現在以下幾點：

(1)可以提高礦產資源利用率。礦石回采率提高9.5%，礦石貧化率降低10%，礦石TFe采出品位提高2.43 %，精礦年產量增加22.61萬t，年收入增加9 045萬元。

(2)設計采用充填法，原則上地表不產生塌陷，掘進廢石就近在井下充填，大部分尾礦回充井下。地下采礦不占用地表土地，地表土地可以正常耕種，少征用土地190 hm2，減少搬遷戶380戶。

(3)尾礦得到了綜合利用，大量尾礦充填于井下，大幅減少了尾礦輸送量和井下排水量。尾礦庫占用土地大量減少，可以少征用土地90 hm2。

(4)基建期井下掘進產生的廢石用于尾礦庫筑壩，生產期產生廢石大部分用于井下充填，基本不建排土場，可以少征用土地。

由于廢石的堆放結構疏松，孔隙度大，容易產生水土流失。流失的廢渣造成耕地的破壞和污染導致耕地流失和質量下降，減少可利用土地[3]。將廢石充填到井下，大幅度削減固廢在地面存貯量，縮小地面占地，減少對原有地形地貌、土壤等生態環境的破環，保護了周邊地區環境。

采用充填采礦法將廢石和尾礦作為采空區充填材料，既保證了礦體上覆巖層的穩定性，解決了由于井下巖層破壞所產生的地表塌陷等地質環境問題，又避免了固體廢物堆存占地以及由此造成的地表生態破壞、揚塵及廢石淋溶廢水對環境的污染，較好地做到了固廢治理和利用相結合。礦山生產中的廢物得到充分循環利用，最大限度地削減工程污染物排放量和保護生態環境，也極大地節約了建設用地。

2.4 科學合理的總平面布置與豎向設計

選礦廠與工業場地的總平面設計是一項復雜的系統工程，考慮的因素繁多，每個因素對平面布置形式的影響程度在不同的工程中也不盡相同，結果也是多種多樣。因此結合具體的自然條件、工藝流程、外部運輸條件等因素，經多方案技術經濟比較后，確定合理的總平面布置，從而可以控制廠區用地指標，使土地利用的功能合理化，提高項目的用地質量。

(1)合理確定廠區通道寬度。廠區通道寬度直接影響到廠區的占地大小和總平面布置的合理程度。在通道寬度中管線占地面積最大。而選礦廠具有工藝復雜、各種工藝管線種類多、管徑大的特點，選礦廠管線設計中采用了管道共架、共溝等敷設方法，大幅度縮小了通道寬度。如蒸汽管道與尾礦管道共溝敷設，礦漿管道與尾礦管道共架敷設等。

(2)合理劃分功能分區。選礦廠及工業場地由環形車道和2條生態景觀帶組成空間骨架。根據生產特點與功能的不同，整個廠區規劃了機修倉儲區、選礦工藝區、尾礦工藝區、充填工藝區、生產動力區、主副井場區及辦公生活區7大功能分區。選礦工藝區及主副井場區共同組成了廠區的核心區域，尾礦工藝區、充填工藝區及生產動力區等輔助分區以其為中心緊密布置。整個廠區由各子分區共同組成相對獨立而又密切聯系的有機整體。使同一功能系統的各項設施布置在同一個區域內，有利于節約用地，且便于生產管理，縮短道路管線的長度，減少工程費用。

(3)廠房合并設計。由于生產、運輸、防火、衛生、消防及敷設管線等要求，壓縮建筑間距是有限度的。所以廠房的合并是節約用地，減少投資的有效措施之一。工程中將性質相近的浮選車間、過濾車間與精礦倉合并為一個聯合廠房，減少占地4 200 m2；將循環水泵房和尾礦砂泵站合并為綜合泵站，減少占地700 m2；主廠房內部工藝布置方式的變化，使主廠房的車間變電所布置在主廠房設備的下面，減少了車間占地1 800 m2，達到了最有效的空間利用。廠房合并設計共節省土地5 700 m2，占選礦廠和工業場地總用地的1.7%。

(4)優化豎向設計。由于選礦工藝流程需要地形有一定的坡度，以滿足礦漿自流或半自流的要求。因此在豎向設計上，充分利用自然地形坡度，使生產工藝流程自上而下布置，利用重力運輸，減少運輸能耗。在確定廠地標高時結合工藝流程進行了優化，最終場地設有三個臺階做到工程自身土石方平衡且廠區挖方量、填方量最小，減少了廠區填挖邊坡的占地。廠區臺階之間采用擋土墻的形式，也起到了節約土地的作用。

2.5 節約集約用地技術應用效果

礦山建設通過共享社會資源至少節約土地12 hm2；通過科學論證采用的2礦段聯合建設節約土地35.1 hm2；設計按照無廢化礦山的建設理念，利用尾礦充填地下采空區的充填采礦法，使采礦場節約土地190 hm2、尾礦庫節約土地90 hm2。另外，在選礦廠與工業場地的總平面設計中廠房采用組合化設計節約土地0.57 hm2。由于上述節約集約用地技術的應用，礦山建設共節約土地327.67 hm2，由此可見，礦山建設在設計階段研究節約集約用地技術是十分必要的，效果顯著，極大地保護了國家土地資源，對促進土地的可持續利用和社會經濟可持續發展有著重大的作用。

3 礦山建設用地分析

3.1 用地規模

根據當地土地利用總體規劃，該礦所用土地均為工業用地，總占地164.25 hm2。各廠區場地占地情況見表1。

3.2 用地指標分析

3.2.1 選礦廠及工業場地用地指標

選礦廠及工業場地占地34.43 hm2，其中行政辦公及生活服務設施占地0.48 hm2，占總用地面積的1.39%；各建(構)筑物總占地面積14.95 hm2，總建筑面積34.77 hm2；建筑系數43.42%，容積率1.01；綠化面積3.25 hm2，綠地率9.43%。

表1 廠區場地占地情況

3.2.2 B礦段副井工業場地用地指標

B礦段副井工業場地占地5.3 hm2，其中行政辦公及生活服務設施占地0.24 hm2，占總用地面積的4.53%；各建(構)筑物總占地面積 2.41 hm2，總建筑面積3.45 hm2；建筑系數45.47%，容積率0.65；綠化面積0.54 hm2，綠地率10.18%。

3.2.3 礦山建設用地指標分析

礦山建設總占地164.25 hm2，工程建設總投資為27.4億元，投資強度1 668.2萬元/ hm2。

該工程用地符合《工業項目建設用地控制指標》(國土資發〔2008〕24號)、《當地工業項目建設用地控制指標》的相關規定的要求。用地規模合理。

3.3 尾礦庫占地分期征用方案

為了提高土地的利用率，有效地利用地形，達到減少用地的目的，尾礦庫選擇在廠區東北約7.5 km的河灘二級階地。

礦山投產第1年尾礦量為254.8萬t，尾礦堆積干容重按1.5 t/m3計算，約169.9萬m3，投產第2年及以后大部分尾礦用于井下采場充填，每年排入尾礦庫的尾礦量僅為61萬t，約40.7 萬m3，30 a排入尾礦庫總尾礦量為1 350.2萬m3。依據該庫的地形情況，尾礦庫需用地面積約114.27 hm2，占礦山建設總用地的78%。

為有效利用土地，尾礦庫占地采用一次規劃分期征用方式，將尾礦庫建設分兩期，一期利用北側高地三面筑壩，占地約76.13 hm2(占尾礦庫總占地的66.62%)，尾礦庫有效庫容743萬m3，服務年限14 a；二期在前期壩體的下游加高尾礦壩，最大總壩高22 m，尾礦庫增加有效庫容848萬m3，服務年限為16 a。

4 礦山土地復墾

礦山服務期滿后及時進行復墾，盡可能地恢復其地形地貌，使破環了的生態平衡體系得到最佳的恢復與發展，實現社會可持續發展、土地資源可持續利用。土地復墾是切實有效的耕地保護措施[4-5]。

4.1 尾礦庫

尾礦庫閉庫后，經沉淀裸露的部分是一層沒有黏結力的細砂粒，遇刮風易揚塵，造成對大氣的污染，影響到人身健康及植物的生長。為了利于復墾，對尾礦庫內的表層土壤鏟出單獨堆放，作尾礦庫復墾土源。當尾礦庫閉庫后，利用堆放的土壤進行覆土，恢復土地的使用功能。

尾礦庫閉庫后，依據周圍自然地形、地貌，將尾礦庫改造成旱地。尾礦庫復墾的關鍵是尾砂層結構的處理和改善。庫內表面較平坦，尾砂顆粒很細，針對其特點首先采用推土機平整尾砂，再用壓路機壓實，然后覆蓋30 cm黏土并用壓路機壓實，再將存放的壤土覆蓋在黏土之上，厚度0.2 m，最后進行人工精細平整。田塊按長200～300 m，寬300～400 m東西向布置。

根據項目區及其外圍已有的交通設施狀況和區內地形、水利溝渠布局情況，確定項目區共規劃新修田間道4條，原回水池和回水泵站不拆除，有效利用作為灌溉蓄水池，設環形矩形農渠1條，在尾礦壩外側的護坡采用植物防護形式，防止水土流失。

4.2 選礦廠區、工業場地

礦山閉坑后對主、副井、風井井口進行封填，斜坡道閉坑后直接用混凝土墻進行封堵，對區內所有建筑物及生產設施，與當地政府協商，能利用的則充分利用，不能利用的則全部拆除，最后整平場地后進行復墾。選礦廠東北部地形高差大不宜改造水田，按旱地改造復墾。田塊劃分基本按平行等高線布置，田塊長度為300 m，寬度為200 m。

區內道路網與水利工程渠系一致，田間道路與礦山運輸道路連通。田間排灌溝按平原地區田間溝渠灌排兼用布置，以滿足輸水、分水、蓄水、泄水、排水及防洪等要求?？刂戚^大自流灌溉面積，滿足生產需要。

4.3 外部道路

礦山運輸道路依據當地規劃，作為農村干道或支道，為道路建設用地，不能利用的則拆除恢復為農用地。

5 結 論

(1)設計工作是整個礦山建設工程的先行和關鍵，在工程建設中處于主導地位，在設計中的各個環節研究先進技術、采用先進設備、科學設計等是節約集約用地最有效的途徑。

(2)共享社會資源、聯合或集約化建設、采用先進高效的充填采礦技術、科學合理的總平面布置與豎向設計、分期征地等是重要的節約集約用地技術。

(3)土地復墾是節約集約用地的重要方面，在礦山設計中對礦山結束時的土地復墾做出規劃設計，有利于礦山建設的節約集約用地。

[1] 王禮志．廣東省高速公路建設節約集約用地效果評價研究[D]．長沙：長沙理工大學，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] 岳潤芳.特大型地下充填采礦示范礦山的建設[J]．金屬礦山，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] 齊文營．公路工程占地分析及對策[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] 楊福海，李富平，甘德清，等．礦山生態復墾與露天地下聯合開采[M]．北京：冶金工業出版社，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] 朱曉冬．國內外土地復墾現狀及經驗[R]．北京：中國地質環境監測院，2004. Zhu Xiaodong.Domestic and Overseas Status and Experience of Land Reclamation[R].Beijing：China Geological Environmental Monitoring Institute,2004.

(責任編輯 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

來欣捧(1963—)，女，高級工程師。

TD22

A

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