赤峰市地下开采金属矿山土地复垦规划初探1.pdf

1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. SerialNo. 489 January . 2010 现 代 矿 业 MORDEN M IN ING 总第489期 2010年1月第1期 李 伟1984 - ,男,汉族,重庆璧山人,在读硕士研究生,研究 方向为资源经济与管理, 100083北京市。 赤峰市地下开采金属矿山土地复垦规划初探 李 伟 北京科技大学 摘 要介绍了赤峰市地处内蒙古自治区东南部,随着工业化经济的快速发展,该市40多个矿 业单位大规模的生产建设活动将挖损、 塌陷、 压占和污染大量的土地资源,导致区域生态环境进一 步恶化的状况,提出了采矿复垦一体化模式,并对地下开采金属矿山土地破坏机理、 土地复垦可行 性和工程设计以及投资估算等进行了初步探讨。 关键词金属矿山;土地复垦;效益 中图分类号 TD88 文献标识码A 文章编号 167426082 2010 0120087204 Preli m i nary Research on Land Reclamation Plann ing of UndergroundM in ingM etalM ine in Chifeng C ity LiWei Beijing University of Science and Technology AbstractChifeng city located in the southeast of innermongolia autonomous region, with the rapid development of industrialized economy, large - scale production and construction activities of more than 40 mining units in Chifeng will continue dig、cave、occupies and pollute a lot of land resources, which cause regional ecological environment getting worse, this paper raise the mining reclamation integrated mode, and make preliminary research on land destroymechanis m、feasibility analysisof land reclamation、 project design and invest ment estimation and so on of underground mining metalmine. KeywordsMetalmine; Land reclamation; Benefit 据不完全统计,我国每形成1万t矿石生产能 力,平均占地为3. 97hm 2 ,每生产1万t矿石占地 400～1000m 2 ;国外每开采1万t金属矿石大约破坏 土地333. 3m 2 [1 ]。众所周知 ,我国人均占地面积不 足世界平均数的1/3,土地资源严重不足。而矿山 废弃地复垦率还不到12 ,远远低于国外的水平, 因此,解决好全国各地矿山的土地复垦问题,将给我 们带来巨大的经济效益、 社会效益和生态效益。 1 前 言 按中国气候区划分类,赤峰市地处中纬度,属中 温带、 半干旱、 大陆性季风气候区。2007年年平均 气温7. 8℃。最冷12月,平均气温- 9. 6℃;最热7 月,平均气温23. 3℃。年降水量403mm,年蒸发量 1 450mm。年日照时数2 923h,无霜期181d。赤峰 幅员辽阔,矿产资源丰富,找矿潜力巨大。境内现已 发现矿藏70余种,探明储量的有43种,矿产地 1 000多处,包括23个大中型矿床,黄金储量占内蒙 古自治区总储量的80 ,是国家重点黄金产地,同 时,这里的铁、 铜、 铅、 锌、 锡、 钼、 钨等储量全国闻名。 近年来随着矿业开发,虽极大地推动了当地的经济 发展,可带来的环境问题也不容忽视。 2 矿山土地复垦作业模式 “ 十分珍惜和合理利用每寸土地,切实保护耕 地 ” 是我国的基本国策。加强土地复垦工作,改善 生态环境,是实现土地资源可持续利用的一项重要 举措,现代化的矿区土地复垦工作在完整矿山工艺 流程和实现经济效益上是不可分割的组成部分。 把土地复垦指标纳入生产计划新建项目的可 行性研究报告和初步设计任务书应包括土地复垦的 内容,设计文件应当有土地复垦的章节,工艺设计应 兼顾土地复垦的要求;编制土地复垦方案将作为采 矿权申请、 年检的必备要件。 新已建金属矿山土地复垦作业模式见图1。 3 地下开采金属矿山对土地破坏 多年来我国金属矿山重开发、 轻治理,面临的土 78 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 地复垦与生态恢复问题已十分严峻,赤峰市地下开 采金属矿山也不例外。目前,这些矿山中大部分采 用浅孔留矿法和削壁充填采矿法开采,随着开采深 度的不断增加,金属品位下降,加之提取工艺复杂, 固体废弃物产生量将更大,主要涉及到尾矿库、 废石 堆、 塌陷地和污染土地等。 图1 土地复垦作业模式图 矿山建设包括地面和地下建设,根据土地破坏 的特点,采矿造成的土地资源破坏可分为压占破坏 土地、 临时性占地、 诱发破坏土地和环境污染土地 等。压占破坏土地包括尾矿库、 废石堆等。如铁矿 尾矿场占地为铁矿总占地的11左右 [2 ] ,这些区域 就应根据生产工艺及时复垦。临时性占地包括表土 堆放场以及临时排渣场等。 4 土地复垦可行性分析 土地适宜性评价的方法颇多,矿区被破坏土地 适宜性评价属于预测性适宜性评价,一般采用较简 便的指数和法、 极限条件法和简易评价法。根据适 宜性评价的综合分析、 主导因素和最佳效益原则,结 合赤峰市地下开采金属矿山的实际状况,适宜性评 价方法选用极限条件法。极限条件法 [3 ]是基于系 统工程中的“ 木桶原理 ”,依据最小因子律原理,即 土地的适宜性及其等级,是由诸选定评价因子中,某 单因子适宜性等级最小限制性等级最大的因子 确定,其模型为 YiminYij , 1 式中,Yi为第i个评价单元的最终分值;Yij为第i个 评价单元中第j参评因子的值。 参评因素应选择那些对土地利用影响明显、 相 对稳定的因子,以便能通过因素指标值的变动决定 土地的适宜状况。参考赤峰市土地复垦经验和内蒙 古半干旱区中国1∶100万土地资源图 主要限制 因素的分级指标及其农林牧业评价等级 [4 ] ,选出地 形坡度等5个参评因子,具体见表1。 当然,确定矿区破坏土地利用方向,除依照土地 适宜性评价结果外,原则上还应因地制宜地考虑以 恢复矿区原有土地利用类型为主。 5 土地复垦工程设计 矿山土地复垦的顺序一般分为工程复垦和生物 复垦两个阶段,工程设计应满足先进性、 合理性和可 表1 土地复垦主要限制因素的农林牧业等级标准表 地质 条件 限制因素及分级指标 农业 评价 ① 林业 评价 ① 牧业 评价 ① 地形 坡度 / 35不3或2不或3 土壤 质地 壤土111 粘土、 砂壤土212 砂土323 砂质、 砾质、 砂砾质不不或3不 石质不不不 土层 有效 厚度 /cm 100111 99～50211 49～30311 29～10不2或32 10不3不 水文 排水 条件 不淹没或偶然淹没、 排水条件较好111 季节性短期淹没、 排水条件较差222 季节性较长期淹没、 排水条件差333或不 长期淹没、 排水条件很差不不不 灌溉 条件 有稳定灌溉条件的干旱、 半干旱土地111 灌溉水源保证差的干旱、 半干旱土地222 无灌溉水源保证的干旱、 半干旱土地333 ①1.比较适宜; 2.勉强适宜; 3.不适宜,难利用。 操作性这三方面的要求。工程复垦的核心是造地, 土壤大多采用矿山生产建设期间剥离的表土。对自 然土壤采集到新土层,对农业土壤采到犁底层。当 土源不够时,需要明确购买客土的方案、 保障措施和 资金。赤峰地带土壤为褐土,可剥离表土厚度在 50cm上下。需遵守搬运原则,避免土壤被过分压实 等,存放在临时表土堆放场,表土将被逐步取走。待 矿山闭坑后破坏土地复垦为人工草地时,可将采取 施肥、pH值或生物改良的土壤搬运到整治过的土地 上,直接覆土30cm。 另外,在土地复垦工程设计中还涉及到表土堆 放、 填充裂缝和植被恢复工程设计。 5. 1 表土堆放工程设计 剥离的表土 [5 ]通常有两种处理方式 ,一是将其 直接运往尾矿坝等复垦地点进行覆土,这种方式不 仅移运次数少,而且可以较好地保持土壤的肥力,作 业费用也相对较低;二是将表土在合适的地方储存 起来,等需要时再运往复垦地点,最好将表土堆放在 尾矿库和废石场附近地势较高的干燥处,否则应设 有排水系统,堆放高度一般不超过10m 堆存期在 2a以内通常取10m,堆存期在2a以上的堆存高度 通常要适当减小 , 表土堆上还应视情况及时种上 一些草本植物。 表土堆放场底部通常为圆形或椭圆形,堆放场 地底面积可按式2设计 88 总第489期 现代矿业 2010年1月第1期 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. Sπ 4 hcot 4kpV πh - h 2 cot 3 2 ,2 式中,S为底面圆形堆放场的下底面积; 为表土自 然安息角; k为表土松散系数; V为堆存表土在未剥 离状下的体积; h为表土堆存高度。 5. 2 填充裂缝工程设计 由于矿山地下开采,当预测有塌陷时,对裂缝进 行填充,填充物可选择废弃矸石。如塌陷裂缝的宽 度为a、 可见深度为W、 间距为c,每公顷的塌陷裂缝 条数为n、 长度为U,那么,根据不同塌陷破坏程度 的c、n值,每公顷塌陷地裂缝充填土方量可按下列 经验计算 V 1 2 aUW m 3 /hm 2 . 3 以轻、 中、 重度塌陷地破坏程度相应的裂缝宽度 a等数据代入式3 , 即可得出不同塌陷破坏程度每 公顷塌陷裂缝充填所需土方量V。F为图斑面积 公顷 , 则每一图斑塌陷裂缝充填土方量M可按式 4计算 MVF m 3 . 4 5. 3 植被恢复工程设计 根据矿山自身和所处地区气候特点,选择既能 保持水土又能对污染物有吸抗功能的植物种作为矿 区绿化的骨干草树种。以乡土植物为主,并引进适 宜赤峰地区生长的优良植物。在发挥林草防护和观 赏等综合功能的前提下,尽可能结合生产,做到既防 污、 防噪,又美观好看。依据上述原则,实地调查矿 山所在地绿化树种的成活情况及矿区周边已实施的 草树种,再经综合分析后确定。比如,赤峰一些矿山 选择了撒播100kg/hm 2 羊草或紫花苜蓿草籽、 种植 油松等。 6 土地复垦投资估算 静态投资总额估算参照国土整理工程概预算, 利用行业造价软件,当作土地整理中的单片区来考 虑,采用赤峰市现行市场价格。静态投资总额包括 工程施工费、 其它费用和不可预见费等,各项费用占 总费用的比例依次大致为93. 46、4. 58和 1. 96。赤峰市部分地下开采金属矿山土地复垦静 态投资见表2。 考虑到资金的时间价值和落实到位,将复垦投 资进行动态分析计算,以确保矿山土地复垦工作的 顺利进行。由于土地复垦资金是列入企业生产成本 的,因此在计算土地复垦动态投资时,不以投资收益 率计算土地复垦动态资金,而以通货膨胀率计算土 地复垦动态资金。为合理计算动态资金,取1980 2008年CPI增长率的平均值计算土地复垦动态资 金。比照中国统计局发布的 国民经济和社会发展 统计公报 , 19802008年我国CPI指数增长率见 图2。 表2 赤峰市部分地下开采金属矿山土地复垦静态投资 矿山名称静态投资 / 元/hm2备注 喀喇沁旗鸡冠子山金矿28185新建 巴林右旗羊场铜矿9020新建 巴林右旗银硐子铅锌矿29910已建 敖汉旗羊山铁矿18150已建 敖汉旗金厂梁金矿22665已建 克什克腾旗苏木沟铁矿47070新建 克什克腾旗黄土梁铅锌多金属矿46080新建 翁牛特旗黄花沟铅锌矿33930已建 敖汉旗双峰铁矿31110已建 敖汉旗王坟山铁矿35295已建 翁牛特旗含铁砂石矿26670已建 敖汉旗黄金梁金矿40755新建 敖汉旗敖包山铁矿25890新建 敖汉旗徐北沟金矿21660已建 赤峰市松山区四道沟铜钼矿31305新建 巴林右旗罗布格铅锌矿41325新建 赤峰市松山区朱家沟金矿26835已建 图2 1980～2008年我国CPI指数增长率 经计算, 19802008年我国CPI增长率的平均 值为5. 92。考虑到风险附加值,取涨价预备费率 为7。 动态投资以涨价预备费的估算方法进行计算。 各矿山中涨价预备费以静态投资为计算基数。其计 算公式为 PCΣ n t1 It [ 1 f t - 1] ,5 式中, PC为涨价预备费; It为第t年的静态投资额; f 为复垦期价格上涨指数; n为复垦期。 综上所述,表2中各矿山每公顷动态投资见图 3。 7 结 语 1加紧开展金属矿山土地复垦的理论研究。 加快CAD、GIS及计算机技术在土地复垦中的应用 研究。 2完善土地复垦的相关配套法规。避免在经 济不景气情况下金属矿山采矿权变更时的储量核实 过程而使国有资产流失,加强可能以矿山地质环境 保护方案代土地复垦方案过渡时期的监管机制建 98 李 伟赤峰市地下开采金属矿山土地复垦规划初探 2010年1月第1期 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 设。 图3 赤峰市地下开采金属矿山土地复垦投资部分 3建立一支专业的复垦技术队伍。通过工程 复垦的技术实践,不断探索和改进复垦工艺技术。 加强矿山复垦后的管理。 4赤峰市地下开采金属矿山土地复垦静态投 资约为16 410元/hm 2 ,且矿山的服务年限愈长,动 态投资总额愈多。而复垦效益应该看作是采矿效益 的一部分,故当复垦费用超出开采矿床的效益时, 则应停止开采。 相反,当金属矿山的服务年限较短 时,应使用活动板房,合理安排各类用地,将破坏的 土地发挥最大效益。 5进一步提高金属矿山土地复垦率。如对未 硬化矿区应采取水土保持或生态修复措施,加强采 矿权受让人对矿山原老硐、 采空区复垦的意识等。 参 考 文 献 [1 ] 胡少伟,周 跃.铁矿山土地复垦研究初探[J ].矿业安全与环 保, 2004, 31 1 35. [2 ] 张志礼.铁矿资源开发理论与实践[M ].北京冶金工业出版 社, 1997. [3 ] 卫 博.煤矿土地复垦方案评审编制要求与关键内容研究 [D ].北京中国地质大学, 2008. [4 ] 白中科,赵景逵.工矿区土地复垦与生态重建[M ].北京中国 农业科技出版社, 2000. [5 ] 尚 涛等.现代化露天开采若干问题的研究[M ].徐州中国 矿业大学出版社, 2004. 收稿日期20092102 27 记者在线 预计2010年铁矿石价格将较上年增长20 摩根大通在最近的研究报告中预测, 2010年中 国对工业商品的需求将继续保持在一个旺盛的水 平,并推动国际铁矿石价格上涨20左右。海关数 据显示,中国2009年12月份进口了6 220万t铁矿 石,为月进口记录第二高,较11月份增长21. 7。 钢铁生产的快速复苏带动全年铁矿石进口同比增长 了41. 5 ,高达6. 283亿t铁矿石。 摩根大通董事总经理李晶在报告中表示,全球 经济增长率将从2009年的- 2. 6回升至3. 3 , 这意味着2010年国际钢铁需求将更为旺盛,并为铁 矿石价格上涨提供支撑。中国主要港口的铁矿粉现 货价格目前为135美元,较2009年中增长76. 5。 12月份铁矿石进口的大幅上涨可能受中国钢铁生 产商增加储备,及农历新年假期前的提前备货等因 素的影响。 江西再生有色金属产量将超过原生矿产量 近年来,江西省再生金属行业投资速度加快,省 属有色金属大企业纷纷涉足其中,新引进了一大批 再生金属企业,普遍投资起点较高,企业规模较大, 技术设备较先进,从传统的家庭作坊式的生产模式 向着规模化经营的企业模式方向转变。江西省再生 有色金属行业培育出一批规模大、 技术装备先进的 企业, 2009年再生有色金属产量将超过有色金属原 生矿总产量。 江西省省属有色金属工业企业江西铜业、 江钨 等大企业看到了再生有色金属产业良好的赢利空 间,并逐渐认识到该市场的重要性,积极参与投资再 生有色金属项目。江西铜业集团公司在广东清远建 设了10万t的再生铜项目,江钨集团在赣州建设年 40万t再生金属冶炼加工项目,江钨有限公司合作 建设年处理6万t IT电路板污泥及电镀污泥综合回 收金属资源等项目,使该公司铜再生能力在10万t 以上。 09 总第489期 现代矿业 2010年1月第1期