建筑石料用灰岩矿绿色矿山建设研究

陈 荣，张 阳，李 亮

(1.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心，河南 郑州 450016；2.河南省有色金属地质矿产局第四地质大队，河南 郑州 450016)

矿区处于华北板块南缘崤熊断隆区、陕县—平顶山断陷区的边缘，属于低山丘陵地带，地势北东高南西低。最高标高+454.6 m，最低标高+278.5 m，相对高差176.1 m。同时，矿山整合前已形成7个连续采坑。这些采坑的形成破坏了矿区原有的地形地貌，基岩出露面积较大。开采形成的边坡一般高5～20 m，局部超过30 m。本文对江山灰岩矿积极开展绿色矿山建设工作进行了研究，研究计划实施完成各类重点工程20项。其中，矿容矿貌建设类项目5个、环境保护类项目2个、矿区绿化类项目2个、资源综合利用类项目1个、节能减排类工程3项、矿山环境保护与土地复垦类工程2项、数字化矿山类项目2个、和谐社区建设类工程2项、企业管理类项目1个，共投资4 967万元，确保基本建成郏县建筑用石料矿绿色矿山。

1 灰岩矿矿山地形地貌及开采现状

1.1 矿山地形地貌

矿山在其西部、西北部及中部都进行了开采，目前矿山正处于生产状态。在矿区南部形成了面积为51.08 hm2采坑，坑边陡坡高5～30 m，采坑内大坑叠小坑，深浅不一，地形标高+275～+359 m；在矿区的西北部边缘有一个5.44 hm2采坑，坡高10～30 m，地形标高+325～+357 m；在矿区的北部为采矿大平台，地势高于矿区其他区域，面积40.94 hm2，地形标高+350～+400 m。矿区东北边原始地貌和江山矿区地貌如图1所示。

图1 矿区东北边原始地貌和江山矿区地貌Fig.1 Original landform of the northeast of the miningarea and the landform of the Jiangshan mining area

1.2 矿山开采现状

该矿山大部分区域都进行了开采，矿区内原始植被(其他草地)已被完全破坏，目前矿山正常生产。由于整合前无规划开采，江山矿区的采场未能形成规则有序的开采平台，目前矿山的开采由西向东逐步推进中，但各区域均未达到开采最终境界。矿区开采现状如图2所示。

2 绿色矿山建设指标

江山灰岩矿绿色矿山建设主要计划指标[1-5]见表1。主要计划指标涉及废弃物处置率、环境指标、“三率”指标、废(矸)石综合利用率、生产废水重复或循环利用率等方面。

表1 江山灰岩矿绿色矿山建设主要计划指标Tab.1 Main plan indicators of Jiangshan limestone mine green mine construction

3 建设任务

3.1 矿区环境

(1)矿容矿貌[6-8]。矿容矿貌整洁，要做到各功能区划分清晰，场区秩序井井有条，办公区及道路两旁可绿化区域绿化覆盖率达100%，卫生状况良好，矿区整体环境整洁美观。①开采区。矿山采场严格按“自上而下”台阶式开采，台阶高度和边坡坡角符合开采设计要求，台阶宽度符合安全要求。进出车辆按规定线路行驶；设备、材料指定场地定点停放，摆放整齐；装载平台场地平整，无积水。边坡上无危石、险石。原废弃矿山采场要进行恢复治理；露天采场终了平台要及时进行土地复垦；露天采场大面积零时裸露区要用防尘网进行覆盖。②石料加工厂、办公区。主要用于产品加工、辅助生活办公、材料间、食堂、维修间等基本生产生活设施，场地内地面硬化，布设监控中心，制度上墙。办公区、生活区应布局整齐，干净卫生。③运输道路。矿山运输道路路面建为水泥路面，路面定时或不定时洒水除尘，保持清洁湿润，减少扬尘；办公生活区、外运主干道路面实施全面硬化，道路两侧要植树修建绿化带。④临时表土场。在临时表土场前沿及后缘分别修建挡墙，形成的边坡及平台及时恢复治理。⑤标识标牌。根据《矿山安全标志》(GB 14161—2008)规定，矿山所有生产地点涉及到的安全标志、标牌设置应符合GB/T 13306规定，安全警示标志设置应符合GB 14161规定。

(2)环境保护[9-11]。①大气污染物排放。矿山为露天开采，大气污染来源主要为粉尘，采取湿式作业、增设喷洒装置，设置绿化隔离带等综合措施，控制粉尘的产生和扩散。运输道路应采用喷洒装置降尘，裸露矿渣与矿石应采用防尘网覆盖，使粉尘得到有效控制。另外，矿山石料加工厂生产线及传输带应全封闭，大气污染物排放限值应符合GB20426要求。②废水排放。矿山生产不产生废水，职工生活污水并入城镇污水处理系统。建筑用石料灰岩矿物不含有害有毒物质，矿山开采对周围的水环境不会造成污染和破坏。③固废。矿区固废主要为矿山生产产生的固体废弃物，全部被充分利用，少数回填废弃采坑，固废处置率100%；严格按照《绿色矿山建设标准》执行。

(3)矿区绿化[12-15]。①提高矿区绿化覆盖率。逐步提高露天采场、专用道路、加工区、办公区、生活区和其他功能区的绿化率，使每一个功能区的可绿化区域的绿化率达到100%。②加强绿化管护工作。设置专人负责养护，确保绿化植被长势良好。

3.2 资源开发利用

(1)矿山开采[16-17]。严格实施矿产开发利用方案或开采设计，本矿山为露天开采矿山，公路运输，采用自上而下台阶式开采。露天开采必须按台阶式开采，生产台阶、平台、终了平台留设要规范，边坡要稳定。

(2)矿石加工。破碎车间要采用全封闭防护措施，外运主干道路面实施全面硬化。

(3)矿山运输。矿山汽车运输，要安装封闭覆盖装置；运输车辆出厂区要清洗；道路路面要洒水降尘。

(4)矿山地质环境保护与土地复垦。落实当年度的保护、恢复治理、复垦、监测、管护、基金、复垦费用预存等义务，对恢复治理和复垦工程应报请主管部门按照严格的设计、实施、验收管理程序来实行，并健全档案资料。

(5)水土保持和林地保护。①完善水土保持设施，修建排水沟和沉砂池，清理排水系统，疏导地表水排放。②实施表土剥离时，控制剥离速度，尽量减少滚石损伤下方植被。占用林地应有审批手续，采场、破碎生产线、道路等占用林地后，应及时实施绿化恢复。

3.3 节能减排

(1)节能降耗。企业应建立矿山全过程能耗、水耗、物耗核算体系，淘汰的高能耗、高污染、低效率工艺和设备，确保能耗指标达到国家规定要求，尽可能使用变频设备、节能照明灯具，采用带式输送方式运输物料、碎石料。

(2)减少废弃污染物排放。转变传统废弃物处置模式，变“治”为用，变“废”为“宝”。采取措施减少粉尘、噪声、废水、废气、废石、废渣等污染物排放，尽量使用新型运输工具，利用清洁能源，矿山固体废物尽量采用采坑内排方式处理。

3.4 科技创新与数字化矿山

(1)加大科技投入。完善创新激励机制，强化创新团队的创新能力。

(2)配备培养科技人才。矿山需配备地质、测量、采矿、加工、安全、环保等主要专业技术人员，确保矿山人才齐全完备。

(3)数字化矿山。矿山应制定数字化矿山建设规划，实现生产、经营、管理信息化。

4 绿色矿山主要建设工程

4.1 矿区环境建设工程

4.1.1 矿容矿貌建设工程

(1)矿山警示牌、标牌、环保标识等各类标识牌的设立工程。根据《建筑石料、石材矿绿色矿山建设规范》、《矿山安全标志》(GB 14161—2008)及《环境保护图形标志》(GB15562.2—1995)中规定，本矿山现有的标识标牌未达到绿色矿山建设标准要求，需要在现有的基础上补充。所有生产地点涉及到的安全标志补充见表2。

表2 矿山安全标志汇总Tab.2 Summary of mine safety signs

(2)石料加工厂边坡治理及绿化工程。边坡生物砖绿化和高陡边坡喷锚防治如图3所示。

图3 边坡生物砖绿化和高陡边坡喷锚防治示意Fig.3 Signs of bio-brick greening on slopes and spray-anchor prevention on high and steep slopes

(3)石料加工厂四周截排水渠建设工程。浆砌石排水渠如图4所示。

图4 浆砌石排水渠示意Fig.4 Schematic of mortar masonry drainage channel

4.1.2 环境保护工程(运输道路)

(1)运输道路边排水渠建设工程。矿山主要运输道路边应修建排水渠，可以将雨水迅速外排，预防其对道路的破坏；此外，也有利于清洗路面产生的泥水排出。

(2)运输道路边坡治理及两侧绿化工程。矿山运输道路的边坡大多未进行护坡处理，坡面也未进行绿化。例如合兴隆石料厂东面的道路两侧边坡均未进行护坡，也未绿化。此外，根据绿色矿山建设要求，矿山道路两侧应修建绿化带，起到抑制扬尘、隔挡噪声、美化环境的作用。治理方法：先对坡面进行修整、压实，形成平整的坡面，然后铺设生物砖，在生物砖孔中植入草籽和土，进行绿化。也可以采用浆砌石护坡。矿山道路两侧绿化带建设应合理搭配树种，常绿树种与落叶树种搭配，乔木树种与灌木树种搭配，绿化带要错落有致，富有层次。道路边坡绿化和道路绿化带绿化如图5所示。

图5 道路边坡绿化和道路绿化带绿化示意Fig.5 Road side slope greening and road green belt greening schematic

4.1.3 矿区绿化工程(重点是露天采场)

(1)江山矿区北部大平台绿化工程。矿区北部大平台绿化治理剖面和采坑边坡挡土墙如图6所示。

图6 矿区北部大平台绿化治理剖面和采坑边坡挡土墙示意Fig.6 Schematic diagram of the greening treatment of the large platform in the north of the mining area and the schematic diagram of the retaining wall of the pit slope

(2)江山矿其他区域地形地貌整治及绿化工程。矿区采坑及边坡绿化治理剖面如图7所示。

图7 矿区采坑及边坡绿化治理剖面Fig.7 Schematic section of mining pit and slope greening treatment in mining area

4.2 节能减排工程

(1)为降低破碎站粉尘污染，对破碎站生产设备进行加盖密闭，石料加工生产设备、传输带全密闭工程。有效减少粉尘外排，确保环保达标。

(2)石料加工厂噪声隔离带建设工程。为降低石料加工厂噪声污染，应在石料加工厂临近村庄方向，设置噪声隔离带，确保石料加工厂噪声达标排放。在石料加工厂临近村庄方向，修建噪声隔离带，有效减少噪声排放，确保环保达标。

(3)为了减少运输车辆扬尘污染，应对所有运输车辆加装封闭覆盖装置。

4.3 矿山环境保护与土地复垦工程

落实当年度的保护、恢复治理、复垦、监测、管护、基金、复垦费用预存等义务，对恢复治理和复垦工程应报请主管部门按照严格的设计、实施、验收管理程序来实行，并健全档案资料。

(1)矿山环境保护与土地复垦的工程。根据生产计划、矿山开采年限及土地损毁时序合理安排工作，坚持边生产边治理的原则，积极实施矿山地质环境治理与土地复垦工程，以保证损毁土地及时复垦，生态植被及时恢复。

(2)矿山地质环境监测工程。依照《矿山地质环境保护与土地复垦方案》的要求，矿山应积极履行矿山地质环境监测工作，包括地形地貌景观监测、地质灾害监测和含水层监测等。矿山地质环境监测工作，应在露天采场、排土场布设地表位移监测点，利用测量仪器、GPS设备等监测工具，设专人，定期监测，要有监测记录台账。

4.4 数字化矿山工程

企业信息管控中心如图8所示。

图8 企业信息管控中心示意Fig.8 Schematic of the enterprise information control center

5 结语

通过对建筑石料用灰岩矿绿色矿山建设的研究，达到了矿容矿貌整洁、各功能区划分清晰、场区秩序井井有条、卫生状况良好，矿区整体环境整洁美观，实现了矿山石料加工厂生产线及传输带应全封闭，大气污染物排放限值符合GB20426要求，保证了资源合理开发、有效利用，确保矿山开采可持续性，确保年生产能力，淘汰了高能耗、高污染、低效率工艺和设备，确保能耗指标达到国家规定要求，尽可能使用变频设备、节能照明灯具，采用带式输送方式运输物料、碎石料等。