本發(fā)明涉及一種井下采空區(qū)處置方法，特別涉及一種基于污染土壤的井下采空區(qū)處置方法。

背景技術：

2016年5月31日，國務院印發(fā)了《土壤污染防治行動計劃》(簡稱“土十條”)，明確部署今后一個時期中國土壤污染防治工作。我國工業(yè)企業(yè)搬遷和城市發(fā)展造成的大批遺留污染土壤亟需修復，在城市工業(yè)污染場地的再開發(fā)利用過程中，大量的污染土壤被開挖出來進行異位修復處理，處理方法包括化學氧化/還原技術、熱脫附技術、水泥窯協(xié)同處置技術等，這些處理方法普遍存在成本過高，處理能力小，修復周期長，需要占用大面積土地進行堆放處理，會造成環(huán)境污染。同時污染土壤雖經(jīng)修復，可達到目標修復值，但仍有高風險因素，異位修復后的污染土壤結構性質發(fā)生改變，很多地區(qū)的政府或企業(yè)投入大量資金修復后的污染土壤面臨無處消納的窘境。選擇適合我國國情的污染土壤處理技術成為必然。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有地表修復場地處理污染土壤占地面積大、修復成本高、修復周期長、二次環(huán)境污染及修復土壤無處消納的缺點，提供一種基于污染土壤的井下采空區(qū)處置方法。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術方案是：一種基于污染土壤的井下采空區(qū)處置方法，具體步驟是：

（1）依據(jù)環(huán)保部門備案的城市工業(yè)企業(yè)搬遷后遺留場地的環(huán)境調(diào)查報告，對需要異位修復的污染場地進行開挖，一般開挖深度0～6m，經(jīng)開挖后的污染土壤在地面進行破碎篩分，得到粒徑<25mm的污染土壤顆粒；

（2）然后將此污染土壤顆粒與添加劑進行充分混合，得到預穩(wěn)定化處理的污染土壤，而其它地方經(jīng)異位修復后達到污染物控制標準的土壤則無需此預處理過程；

（3）最后將預穩(wěn)定化處理或無需處理的土壤與膠結料和水按質量比2.82～2.87：0.13～0.18：1進行稱量并混合拌制成膏狀漿體，經(jīng)管路自流或加壓泵送至井下采空區(qū)，在采空區(qū)形成密實的固化體，完成污染土壤的處置。

所述的添加劑為復合型穩(wěn)定劑，由重金屬螯合劑、酸堿緩沖劑、表面活性劑和超細粉煤灰按比例直接混合而成，其配比根據(jù)污染土壤中污染物的種類和含量而定，基本質量百分比配比范圍：重金屬螯合劑10～60%、酸堿緩沖劑2～5%、表面活性劑15～35%、超細粉煤灰20～50%。

所述的膠結料是一種復合膠凝材料，由礦渣粉、粉煤灰、P·O 52.5水泥、石膏粉、石灰粉和泵送減水劑按比例攪拌均勻而成；其質量百分比配比范圍：礦渣粉50～80%、粉煤灰10～30%、P·O 52.5水泥3～10%、石膏粉3～9%、石灰粉2～6%、泵送減水劑1～3%。

所述的井下采空區(qū)應包括金屬礦、煤礦、非金屬礦等開采完成后留下的回采空間、各類井巷及硐室。

本發(fā)明的有益效果及優(yōu)點是：

1、污染土壤可作為充填材料使用，彌補目前礦山充填原料成本高、來源不足的問題；

2、污染土壤可利用礦山現(xiàn)有充填系統(tǒng)進行處理，處理能力大，工藝簡單，周期短，成本低；

3、污染土壤和固化劑、穩(wěn)定劑等混合配制成的膏體充填至采空區(qū)后形成密實的穩(wěn)定固化體，土壤中的污染物被固封于固化體中，不會產(chǎn)生二次污染；

4、污染土壤的井下采空區(qū)處置方法與傳統(tǒng)的異位處理方法相比，無需占用大量的地表空間，減少二次污染，實現(xiàn)最終處置；

5、污染土壤完全充實井下采空區(qū)，能有效控制地壓和防止地表塌陷。

具體實施方式

一種基于污染土壤的井下采空區(qū)處置方法，具體步驟是：

（1）依據(jù)環(huán)保部門備案的城市工業(yè)企業(yè)搬遷后遺留場地的環(huán)境調(diào)查報告，對需要異位修復的污染場地進行開挖，一般開挖深度0～6m，經(jīng)開挖后的污染土壤在地面進行破碎篩分，得到粒徑<25mm的污染土壤顆粒；

（2）然后將此污染土壤顆粒與添加劑進行充分混合，得到預穩(wěn)定化處理的污染土壤，而其它地方經(jīng)異位修復后達到污染物控制標準的土壤則無需此預處理過程；

（3）最后將預穩(wěn)定化處理或無需處理的土壤與膠結料和水按質量比2.82～2.87：0.13～0.18：1進行稱量并混合拌制成膏狀漿體，經(jīng)管路自流或加壓泵送至井下采空區(qū)，在采空區(qū)形成密實的固化體，完成污染土壤的處置。

所述的添加劑為復合型穩(wěn)定劑，由重金屬螯合劑、酸堿緩沖劑、表面活性劑和超細粉煤灰按比例直接混合而成，其配比根據(jù)污染土壤中污染物的種類和含量而定，基本質量百分比配比范圍：重金屬螯合劑10～60%、酸堿緩沖劑2～5%、表面活性劑15～35%、超細粉煤灰20～50%；上述材料均可以從市面采購得到；該復合型穩(wěn)定劑可以將重金屬或其它污染物轉化為化學性質不活潑的物質，可有效降低污染物的浸出毒性、溶解性和遷移性。

所述的膠結料是一種復合膠凝材料，由礦渣粉、粉煤灰、P·O 52.5水泥、石膏粉、石灰粉和泵送減水劑按比例攪拌均勻而成；其質量百分比配比范圍：礦渣粉50～80%、粉煤灰10～30%、P·O 52.5水泥3～10%、石膏粉3～9%、石灰粉2～6%、泵送減水劑1～3%。該膠結料與建筑工程中常用的P·O42.5水泥價格相當，用量為P·O42.5水泥1/3時即可達到其同等強度效果；該膠結料可使污染土壤得到良好固化，將污染物包裹于固化體中，減少污染物的浸出。

所述的井下采空區(qū)應包括金屬礦、煤礦、非金屬礦等開采完成后留下的回采空間、各類井巷及硐室。

實施例1：將異位修復后達到污染物控制標準的土壤在地面進行破碎篩分，得到粒徑<25mm的土壤顆粒；然后將土壤顆粒與膠結料（該膠結料質量百分比為：礦渣粉55%、粉煤灰23%、P·O 52.5水泥5%、石膏粉9%、石灰粉5%、泵送減水劑3%）和水按質量比2.87：0.13：1進行稱量并混合拌制成膏狀漿體，經(jīng)管路自流或加壓泵送至井下采空區(qū)，在采空區(qū)形成密實的固化體，完成污染土壤的處置。

實施例2：依據(jù)環(huán)保部門備案的城市工業(yè)企業(yè)搬遷后遺留場地的環(huán)境調(diào)查報告，對需異位修復的重金屬污染場地進行開挖，開挖深度3 m，經(jīng)開挖后的污染土壤在地面進行破碎篩分，得到粒徑<25mm的污染土壤顆粒；然后將此污染土壤顆粒與添加劑（該添加劑質量百分比為：重金屬螯合劑55%、酸堿緩沖劑3%、表面活性劑18%、超細粉煤灰24%）進行充分混合，得到預穩(wěn)定化處理的污染土壤；最后將此土壤與膠結料（該膠結料質量百分比為：礦渣粉72%、粉煤灰11%、P·O 52.5水泥5%、石膏粉7%、石灰粉3%、泵送減水劑2%）和水按質量比2.83：0.16：1進行稱量并混合拌制成膏狀漿體，經(jīng)管路自流或加壓泵送至井下采空區(qū)，在采空區(qū)形成密實的固化體，完成污染土壤的處置。

實施例3：依據(jù)環(huán)保部門備案的城市工業(yè)企業(yè)搬遷后遺留場地的環(huán)境調(diào)查報告，對需異位修復的重金屬和半揮發(fā)性有機物污染場地進行開挖，開挖深度6 m，經(jīng)開挖后的污染土壤在地面進行破碎篩分，得到粒徑<25mm的污染土壤顆粒；然后將此污染土壤顆粒與添加劑（該添加劑質量百分比為：重金屬螯合劑18%、酸堿緩沖劑4%、表面活性劑33%、超細粉煤灰45%）進行充分混合，得到預穩(wěn)定化處理的污染土壤；最后將此土壤與膠結料（該膠結料質量百分比為：礦渣粉76%、粉煤灰10%、P·O 52.5水泥3%、石膏粉6%、石灰粉2%、泵送減水劑3%）和水按質量比2.82：0.18：1進行稱量并混合拌制成膏狀漿體，經(jīng)管路自流或加壓泵送至井下采空區(qū)，在采空區(qū)形成密實的固化體，完成污染土壤的處置。