城市矿山范文（精选6篇）
城市矿山 第1篇
20世纪80年代起, 由于全球工业化和城镇化的推进, 城市产生了大量废旧汽车、家电、塑料包装物等“垃圾”, 总量高达数千亿吨, 并以每年100亿吨的数量增加。这些“垃圾”里蕴藏着可循环利用的钢铁、有色金属、塑料、橡胶等资源。以日本东北大学南条道夫为首的学者们于1988年首先提出“城市矿山”的概念, 在我国又被称为“城市矿产”。城市矿山是废旧资源的形象描述, 包括废旧汽车、家电、电线电缆、机电设备、通信工具、电子产品、金属和塑料等。这些废弃的“垃圾”中含有很多可用资源。以一吨废电脑为例, 可回收金300g、银1000g、铜150g、其他稀有金属2000g, 而1吨天然金矿石平均只能提炼出5克左右的黄金, 城市矿山的品位是天然矿山的60~80倍, 且加工处理费用与天然矿山相当甚至更少。可见, 城市矿山是高品位的优良矿产资源。
城市矿山再生利用是指对废旧金属等资源的回收、二次开发和循环利用。城市矿山的再生利用是对资源的最大化利用, 将有效缓解当前世界资源短缺现状, 是循环经济和绿色经济的重要着力点, 有利于促进经济模式转变与经济发展。传统经济模式的资源使用模式是资源经过生产过程到消费环节最后变成废弃物过程, 资源的重复使用率低, 造成资源浪费严重。随着循环经济理论的出现和发展, 人们转变思维方式, 开启了人类对资源利用新的模式。循环经济模式下, 资源进入经济社会系统后, 资源在生产、消费过程中不再是单向的流动, 而是双向循环模式, 直至不可利用为止。城市矿山再生利用与原生资源相比, 在节能减排方面具有显著的效果。2011年, 我国再生资源利用已具规模, 其中国内回收达到1.62亿吨、进口量达到4726万吨, 如果生产出如此多的原生资源则需要增加二氧化碳排放量3.86亿吨, 增加二氧化硫排放量370万吨, 多产生固体废弃物9.14亿吨, 增加开采4.5亿吨矿石, 消耗6000万吨以上石油及多消耗2.83亿吨的标准煤。如果将我国再生资源回收利用量每年提高一个百分点, 就会减少二氧化硫排放4万吨, 减少二氧化碳排放达到380万吨, 降低固体废弃物排放达到900万吨。因此, 城市矿山的再生利用已经成为全球破解资源短缺矛盾、实现资源可持续利用、参与资源大循环的重要途径, 成为发展绿色经济的重要举措。
二、国外城市矿山开发现状
美国、日本和德国等发达国家目前正在大力推动对城市矿山的开发。从2000年起, 地球上的地上资源储量已超过地下资源的储量, 因此发达国家在20世纪80年代就着手对城市矿山进行开发。目前, 上述发达国家工业生产所消耗的金属原料已有40%是从废旧金属资源中提取得来的, 形成了良性循环。
以天然资源严重不足的日本为例, 开发城市矿山成为日本解决“资源高度依赖进口”难题的最有效方式。日本再生资源产业的从业人员达1400万人, 年产值约3500亿美元。日本高度重视城市矿山再生利用, 先后制定实施了近20项相关法律法规, 资源再生利用理念深入民心。日本的每个小学生都会被组织去企业的废弃物回收生产线参观, 从小开始进行资源再生利用教育。日本企业在设计产品时便考虑环保与回收方便, 如尽量减少产品中塑料使用种类, 与1983年相比, 如今日本电视机使用塑料种类减少了80%, 零件数减少了60%, 大大减轻了回收的分解难度, 大幅提高了分解回收速度。目前, 日本所有城市都已严格实行垃圾分类, 每年产生的大约5000万吨家庭垃圾经过细致分类后大部分变为可再生资源。通过一系列措施, 日本资源循环利用率大幅提高, 如空调达88%、电视达84%、冰箱达71%、洗衣机达68%。据日本物质和材料研究机构2012年7月公布的一份报告:日本的城市矿山已成为名符其实的资源宝藏, 是世界上最大的金、银等资源国, 有关金属储量与世界排名见表1。
不仅日本, 其他发达国家的城市矿山再生产业已发展壮大。美国于1976年就制定和颁布《固体废弃物处置法》。美国已经有几个州已经规定新闻纸的一半必须使用再生纸制成。目前, 美国的再生资源产业的规模已接近汽车产业规模。美国加州于1989年就已经通过《综合废弃物管理法令》, 强制提高以再循环的方式处理固体废弃物比例并对未达到要求的城市进行处罚。到2010年, 美国从事再生资源回收处理的企业已经达到5.6万家, 产业规模达到2000亿美元以上, 提供了超过百万个就业岗位。德国对玻璃、铝、锡、塑料等包装物全面进行分类回收, 回收率分别达到97%以上, 有效提高环境可持续发展能力。有关统计表明, 20世纪末, 发达国家再生资源产业规模已经达到2500亿美元, 2010年达1.8万亿美元;到2040年, 这一数字有望超过3万亿美元, 再生资源产业提供的原料将由目前占总原料供给的40%提高到80%以上。
三、我国城市矿山开发现状
我国城市矿山再生利用还处于滞后状态, 目前再生资源产业产值约200亿美元。而无论是对金属资源回收利用进行评价, 还是对其他可回收利用的物质进行考察, 我国一大批大中城市都已具备开发利用城市矿山的条件。2012年我国电子产品及汽车社会拥有量如表2所示, 其中洗衣机等产品的社会保有量均超过1亿台。
目前, 我国已进入电器电子产品及汽车进入更新换代期, 废弃产品呈急剧增长态势。由于不同电子产品使用年限不一, 其年报废率不一, 如电脑年均报废率为20%、手机为35%、汽车为5%。我国每年报废的电子产品累计已达数亿台, 因此我国城市矿山总量巨大。而与之对应的是我国日益紧缺的原生矿产资源, 如铜资源。2012年我国铜精矿产量仅为162.57万吨 (铜金属含量) , 而铜消费量在800万吨以上, 单纯依靠铜精矿已远不能满足国内对铜的消费和生产需求, 因此大量铜资源依靠国外进口满足。这种现象的产生很大程度上归结于我国尚未形成完善的城市矿山再生利用体系, 无论技术装备还是政策法规等方面都亟待加强。
国家发改委已经预计到资源瓶颈对经济发展的束缚, 在2009年就提出通过实施城市矿山10大工程来加快培育新兴产业政策措施的建议。建议提出要在两年时间内通过实施城市矿山10大工程, 使得新增回收废钢铁、再生铜、铝、塑料的能力分别达到1600万吨、106万吨、133万吨和380万吨等, 实现产值规模达到1900亿元, 拉动社会投资达到300亿以上。为了推进城市矿产资源形成规模和高效利用, 2010年, 国家发改委、财政部启动了城市矿山示范基地建设工作, 批准建立天津子牙循环经济产业区、安徽界首田营循环经济工业区、湖南汨罗循环经济工业园等7个城市矿山示范基地。2010年10月, 在国务院发布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》通知中强调要加快建立以先进技术为支撑的废旧商品回收利用体系。提高资源综合利用水平和再制造产业化水平, 加快资源循环利用关键共性技术研发和产业化示范。截止2012年, 国家已经批复了在全国29个城市建立矿山示范基地, 我国已初步形成由东、中、西部19省区市22个示范基地组成的城市矿山网络。“十二五”期间, 国家还将投资建设50个废旧金属、废弃电子产品、废纸、废塑料、废玻璃等固体废弃物再生利用和高效利用的城市矿山示范基地;引进一批技术先进、环保达标、管理规范、利用规模化、辐射作用强的企业进园发展壮大产业;重点发展网络化回收体系、建立合理化产业链、使资源利用能够规模化、集中环保处理;发展先进固废处理装备、管理规范化, 促进共享基础设施。同时, 国家相关部门颁布《“十二五”国家废物资源化科技发展专项规划》、《废旧电器电子产品回收管理条例》等系列政策法规, 以促进城市矿山快速健康发展。
四、我国城市矿山再生利用存在的若干问题
对比国内外城市矿山的利用开发情况, 目前我国在资源再生利用方面的主要障碍是组织主体不明确、产业规模过小、企业普遍缺少技术研发积极性等, 其存在的主要问题如下。
(一) 起步晚, 认识不足
国内对城市矿山回收利用重视程度远低于国外, 国内更依赖于传统的资源开采, 国外更重视资源的回收和再生利用。20世纪80年代末, 日本学者便提出“城市矿山”概念, 此后再生行业进入高速发展期, 废弃资源利用率大大提高。而我国直至“十二五”期间才正式对城市矿山再生利用进行布局, 起步晚、公众认知度低、社会重视程度低, “生产—消费—回收—再利用”网络尚未形成体系, 造成城市矿山再生利用领域发展滞后、技术与装备落后的现状。
(二) 相关政策法规滞后
日本等发达国家针对城市矿山出台了一系列政策, 鼓励个人、企业、社会共同完成可再生资源的回收与利用, 规范再生资源产业。例如, 日本2001年制定的《造就循环型社会基本法》明确回收再利用废旧金属是企业的义务, 设立废旧金属回收园, 让相关企业及研发机构入驻, 组织对城市矿山进行全方位开发和利用, 形成了《废弃物处理法》、《循环型社会形成推进基本法》、《促进资源有效利用法》、《容器包装再利用法》等几乎涵盖社会生活各个领域的法规, 使各种废弃物都能得到最大限度的利用。美国在1976年就制定了《资源保存和再生法》, 在2010年又出台《原材料开发特别法》, 通过加强对从事资源回收研究开发的企业提供资金支援、税收减免等优惠政策, 加快城市矿山开发步伐。欧盟于2003年出台法规, 把一切废旧电器、电子产品均列为回收再利用对象, 甚至规定个人应回收数量。2008年又对这一法规进行修改, 要求到2020年回收再利用率要提高到50%以上;出台《家电产品循环法》, 对家庭回收再利用废旧家电、电子产品给予奖励。瑞士实施《关于电子产品回收与再利用》等措施, 对生产者、进口商和消费者提出强制性要求。而我国近年来才推出零散政策, 但仍未形成完整的法律法规, 且城市矿山开发项目支持力度偏小, 相关再生资源企业税收减免等政策尚处于初级阶段, 因此政策层面存在一定滞后。
(三) 专业人才匮乏
目前国内再生领域普遍存在专业人才匮乏问题, 尤其是中高层次人才紧缺、人才结构不合理等问题突出。国内各高校极少设置再生领域对口专业, 后备力量严重缺乏。而日本等国家均建有再生领域相关培养机构或高校, 人才储备丰富, 理论素质高, 创新能力强。因此, 专业人才匮乏是我国城市矿山再生利用务必解决的关键问题之一。
(四) 技术落后
日本等国家通过分类立项开展关键技术攻关, 甚至细致研究了压缩机、电机、废电池等一系列类别, 已经形成高效完整的拆解、分选、深加工的技术链, 科技含量高、能耗较小。而我国再生领域技术水平低, 存在技术薄弱、能耗高、劳动密集、深加工少、附加值低等问题, 很多企业难以突破关键技术。
(五) 装备相对落后
国外再生设备已日趋成熟, 已研发完成城市矿山再生利用一系列装备, 不同的再生工艺形成了不同的再生设备, 如铜再生领域近年来出现了快速多功能组合再生机组等高新科技产品。相对而言, 我国再生金属领域装备相对落后, 尤其是小型再生企业, 普遍存在能耗偏高、自动化程度低、效率偏低等问题。近年来, 我国相关企业通过国外进口和自主研发, 一定程度上提高了再生领域装备水平, 但仍存在一定差距。
五、城市矿山再生利用的关键技术与装备及未来发展趋势
城市矿山种类复杂, 品种多样, 其再生利用是一项复杂的、高科技含量的工作。如果在城市矿山再生利用过程中缺少相应的技术与装备支持, 一方面再生利用过程易存在流程长、能耗高、效率低等问题, 生产过程易产生大量废气、废水等, 继而引发不同程度的环保问题;另一方面其再生出的产品附加值低, 质量参差不齐, 不利于再生资源产业的发展壮大。
目前我国城市矿山再生应用领域存在一系列技术与装备难题亟待突破。当前在相关领域的关键技术与装备主要有: (1) 预处理装备和分离技术方面, 包括废旧材料自动化分类技术, 不同废旧材料机械化分离技术与装备, 废料高效自动化破碎分选一体化技术与装备, 废料快速检测技术与装备等; (2) 循环利用及深加工技术和装备方面, 包括再生产品深加工技术, 废杂金属分级直接利用技术, 再生金属精炼净化技术与装备, 残杂贵金属回收利用技术, 塑料改性及合成技术等; (3) 节能环保技术和装备方面, 包括废金属节能降耗熔炼技术及装备, 余热回收利用技术与装备, 再生行业清洁生产技术体系, 再生过程中产生的污染物治理技术和设备, 再生金属产业集群区域内的环境修复技术, 对有毒有害物质生成机理、治理技术和快速监测技术与装备等; (4) 技术标准和规范方面, 包括废料、成品在线检测技术与装备, 废杂料拆解分类技术标准, 专业废料分类回收体系等。
结合国内外发展动态, 城市矿山再生利用领域未来趋势主要如下: (1) 国家扶持政策将进一步加大, 相应法律法规日趋完善; (2) 投资增加, 产业规模迅速扩大, 关键技术与装备难题逐渐突破; (3) 园区规划逐渐合理, 呈区域性发展模式, 技术标准与规范逐渐完善; (4) 再生资源在原料的比重增高, 再生资源产量将大幅增加; (5) 拆解、分选、加工装备逐渐朝着自动化、精细化方向发展; (6) 设备能耗进一步降低, 生产线三废排放逐渐减少, 在线监测系统逐渐配备; (7) 深加工产品成为再生资源行业利润增长点, 逐步转变传统粗加工模式, 产品附加值大幅提高。
六、结语
城市矿山 第2篇
1.浅暗暗挖法施工因掘进方式不同、可分为从多的具体施工方法，如全断面法、正台阶法、环形开挖预留核心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、中洞法、侧洞法、柱洞法等。
全断面开挖法
(1)全断面开挖法适用于土质稳定、断面较小的隧道施工，适宜人工开挖或小型机械作业。(2)全断面法开挖法的优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数，有利于围岩天然承载拱的形成，工序简便；缺点是对地质条件要求严格，围岩必须有足够的自稳能力。
台阶开挖法
(1)台阶开挖法适用于土质较好的隧道施工，以及软弱围岩、第四纪沉积地层隧道。(2)台阶开挖法将结构断面分成两个以上部分，即分成上下两个工作面或几个工作，分步开挖。
(3)台阶开挖法优点是具有足够的作业空间和较快的施工速度，灵活多变，适用性强。
环形开挖预留核心土法
(1)环形开挖预留核心土法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩、断面较大的隧道施工。(2)环形开挖预留核心土法的优点是因为开挖过程中上部留有核心土支承着开挖面，能迅速及时地建造拱部初期支护，所以开挖工作面稳定性好。
(3)和台阶法一样，核心土和下部开挖都是在拱部初期支护保护下进行的，施工安全性好。
单侧壁导坑法
(1)单侧壁导坑法适用于断面跨度大，地表沉降难于控制的软弱松散围岩中隧道施工。
双侧壁导坑法
(1)双侧壁导坑法又称眼镜工法。当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。
(2)双侧壁导坑法一般是交断面分成四块：左、右侧壁导坑、上部核心土、下台阶。(3)优缺点：
1)双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多，扰动大，初期支护全断面闭合的时间长，但每个分块都是在开挖后立即各自闭合的，所以在施工中间变形几乎不发展。2)双侧壁导坑法施工较为安全，但速度较慢，成本较高。
中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法
当地层条件差、断面特大时，一般设计成多跨结构，跨与跨之间有梁、柱连接，一般采用中洞法、侧洞法、柱洞法及洞桩法等施工，其核心思想是变大断面为中小断面，提高施工安全度。
工作井施工工技术
（一）施工准备
竖井施工前，应对竖井及隧道范围内的地下管线、建（构）筑进行调查，并应会同产权单位确定保护方案；施工中，应加强对重要管线、建（构）筑物等保护和监测。竖井施工范围内应人工开挖十字探沟，确定无管线后再开挖。竖井井口防护应符合下列规定： 1)竖井应设置防雨棚、挡水墙。
2)竖井应设置安全护栏，护栏高度不应小于1.2m。3)竖井周边应架设安全警示装置。
（二）锁口圈梁
竖井应按设计施做锁口圈梁，圈梁埋深较大时，上部应设置砖砌挡土墙、土钉墙或“格栅钢架+喷射混凝土”等临时围护结构。
锁口圈梁处土方不得超挖，并应做好边坡支护。
圈梁混凝土强度应达到设计强度的70%及以上时，方可向下开挖竖井。锁口圈梁与格栅应按设计要求进行连接，井壁不得出现脱落。
（三）竖井开挖与支护 开挖前，应根据地质条件及施工地下水状态，按设计要求或专项施工方案采取地下水控制及地层预加固的措施。
井口地面荷载不得超过设计规定值；井口应设置挡水墙，四周地面应硬化处理，并应做好排水措施。
应对称、分层、分块开挖，每层开挖高度不得大于设计规定，随挖随支护；每一分层的开挖，宜遵循先开挖周边、后开挖中部的顺序。初期支护应尽快封闭成环，按设计要求做好格栅钢架的竖向连接及采取防止井壁下沉的措施。
施工平面尺寸和深度较大的竖井，应根据设计要求及时安装临时支撑。
严格控制竖井开挖断面尺寸和高程，不得欠挖，竖井开挖到底后应及时封底。1.2.3.(1)(2)(3)(4)(1)(2)(3)(4)(5)(6)
马头门施工技术
(1)竖井初期支护施工至马头门处应预埋暗梁及暗桩，并应沿马头门拱部外轮廓线打入超前小导管，注浆回固地层。
(2)破除马头门前，应做好马头门区域的竖井或隧道的支撑体系的受力转换。
(3)马头门的开挖应分段破除竖井井壁，宜按按照先拱部，再侧部、最后底板的顺序破除。(4)马头门开启应按顺序进行，同一竖井内的马头门不得同时施工。一侧隧道掘进15m后，方可开启另一侧马头门。马头门标高不一致时，宜遵循“先低后高”的原则。
(5)施工中严格贯彻“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的十八字方针。
超前预支护及预加固施工技术
在浅埋软岩地段、自稳性差的软弱破碎围岩、断层破碎带、砂土层等不良地质条件下施工时，若围岩自稳时间短、不能保证安全地完成初期支护，为确保施工安全，加快施工进度，应采用超前预支护及预加固技术进行预加固处理，使开挖作业面围岩保持稳定。
根据地质条件、地下水状况、施工方法以及环境条件等因素，地层超前预支护及预加固可采取下列措施：
(1)超前小导管注浆回固。(2)深孔注浆、(3)管棚支护。
一、超前小导管注浆加固
（一）适用条件
(1)超前小导管注浆加固技术可作为暗挖隧道常用的超前预支护措施，能配套使用多种注浆材料，施工速度快，施工机具简单，工序交换容易。
(2)在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔，且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时，宜采取超前小导管注浆加固处理方法。
（二）技术要点
(1)超前小导管应沿隧道拱部轮廓线外侧设置，根据地层条件可采用单层、双层超前小导管；其环向布设范围及环向间距由设计单位根据地层特性确定；安装小导管的孔位、孔深、孔径应符合设计要求。
(2)超前小导管选用直径为40~50mm钢筋或水煤气管，长度应大于循环进尺的两倍，宜为3~5m，具体长度、直径应根据设计要求确定。(3)超前小导管应从钢格栅的腹部穿过，后端应支承在已架设发的钢格栅上，并焊接牢固，前端嵌固在地层中。前后两排小导管的水平支撑搭接长度不应小于1m。
(4)小导管其端着应封闭并制成锥状，尾端设钢筋加强箍，管身梅花型布设6~8mm的溢浆孔。
(5)超前小导管加固地层时，其注浆浆液应根据地质条件、并经现场试验确定；并应根据浆液类型，确定合理的注浆压力和选择合适的注浆设备。注浆材料可采用普通水泥单液浆、改性水玻璃浆、超细水泥等注浆材料。(6)注浆施工应符合下列要求：
1)注浆工艺应简单、方便、安全，应根据土质条件选择注浆工艺（法）。在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采用抗压、渗透注浆法；在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化化注浆法。
2)注浆顺序：应由下而上、间隔对称进行；相邻孔位应错开、交叉进行。3)渗透法注浆压力：注入压力应保持在0.1~0.4Mpa，注浆终压应由地层条件和周边环境控制要求确定，一般宜不大于0.5Mpa。每孔稳压时间不小于2min。劈裂法注浆压力应大于0.8Mpa。4)注浆速度应不大于30L/min。5)注浆施工期应进行监测，监测项目通常有地“路”面隆起、地下水污染等，特别要采取必要措施防止注浆浆液溢出地面或超出注浆范围。
二、深孔注浆加固技术
（一）结构组成与适用条件
(1)深孔注浆前，应依据设计文件，并综合考虑地下水状态、地层条件和浆液类型等，在施工设计中确定其注浆范围。
(2)注浆孔的孔位、角度、深度的偏差应符合相关规范的要求。
(3)注浆段长度应综合考虑地层条件、地下水状态和钻孔设备的工作能力予以确定，宜为10~15m，并应预留一定的止浆墙厚度。
(4)浆液的材料和类型应综合考虑土质条件、注浆要求、地下水状况、周围环境条件及效果要求等因素；且应经现场试验确定。(5)隧道内注浆孔应按设计要求采取全断面、半断面等方式布设，并应满足加固范围的要求；浆液扩散半径应根据注浆材料、方法及地层条件，经现场注浆试验确定。
(6)根据地层条件和加固要求，深孔注浆可采取前进方式分段注浆、后退式分段注浆等方法。
(7)钻孔应按先外圈、后内圈、跳孔施工的顺序进行。
三、管棚支护
1.管棚法是一种临时支护方法，与超前小导管注浆法相对应，通常又称为大管棚超前预支护法。
2.管棚是由钢管和钢格栅拱架组成。钢管入土端制作成尖靴状或楔形，沿着开挖轮廓线，以较小的外插角，向掌子面前方敷设钢管或钢插板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护。
3.管棚中的钢管应按照设计要求进行加工和开孔，管内应灌注水泥或水泥砂浆，以便提高钢管自身刚度和强度。
适用条件
(1)适用于软弱地层和特殊困难地段，如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩，并对地层变形有严格要求的工程。
（二）技术要点
(1)施工工艺流程：
测放孔位——钻机就位——水平钻孔——压入钢管——注浆（向钢管内和管周围土体）——封口。
(2)管棚应根据地层情况、施工条件和环境要求选用，并应符合以下要求：
1)宜选用加厚的80~180mm焊接钢管或无缝钢管制作。一般采用108*8mm钢管，生意人孔口管采用127*8mm钢管。
2)钢管间距应根据支护要求（如：防坍塌、控制建（构）筑物变形等予以确定，宜为300~500mm。
3)双向相邻管棚的搭接长度不小于3m。4)为增加管棚刚度，应根据需要在钢管内灌注水泥砂浆、混凝土或放置钢筋笼并灌注水泥砂浆。
(3)钻孔顺序应由高孔位向低孔位进行。钻孔直径应比设计管棚直径大20~30mm。(4)管棚就位后，应按要求进行注浆；钢管内部宜填充水泥砂浆，以增加钢管强度和刚度。注浆应采用分段注浆方法，浆液能充分填充至围岩。注浆压力达到设定压力，并稳压5min以上，注浆量达到设计注浆量的80%时，方可停止注浆。
喷锚支护施工技术
浅埋暗挖法施工地下结构需采用喷锚初期支护，主要包括钢筋网喷射混凝土、锚杆-钢筋网喷射混凝土、钢拱架-钢筋网喷射混凝土等支护结构形式，可根据围岩的稳定状况，采用一种或几种结构组合。
（一）主要材料
(1)喷射混凝土应采用早强混凝土，其强度必须符合设计要求。混凝土配合比应根据试验确定。严禁选用具有碱活性的骨料。可根据工程需要掺用外加剂，速凝剂应根据水泥品种、水胶比等，通过不同掺量的混凝土试验选择最佳掺量，使用前应做凝结时间试验，要求初凝时间不应大于5min，终凝时间不应大于10min。
(2)钢拱架宜选用钢筋、型钢、钢轨等制成，采用钢筋加工而成的格栅拱架的主筋直径不宜小于18mm。
（二）格栅加工及安装
(1)格栅拱架和钢筋网片均应在模具内焊接成型。(2)格栅拱架、钢筋网片加工制作应符合下列要求：(3)格栅拱架安装时，其拱脚处不得座在虚土上，连接板下宜加垫板以减小拱架下沉量；相邻格栅纵向连接应牢固。
(4)在自稳能力较差的土层中安装格栅拱架时，应按设计要求在拱脚处打设锁脚锚管，以防止拱架下沉。
（三）喷射混凝土
(1)喷射混凝土时，应确保喷射机供料连续均匀。
(2)喷射混凝土应分段、分片、分层自下而上依次进行。混凝土厚度较大时，应分层喷射，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。混凝土一次喷射厚度宜为：边墙50~80mm，拱部30~50mm。
(3)格栅拱架、钢筋网片的喷射混凝土保护层厚度应符合设计要求。
(4)喷射混凝土的养护应在终凝2h后进行，养护时间应不小于14d；当环境潮湿有水时，可根据情况调整养护时间。
（四）初期支护背后注浆
(1)隧道初期支护封闭后，应及时进行初期支背后回填注浆。注浆作业点与掘进工作面宜保持在5~10m的距离。
(2)背后回填注浆应合理控制要求，可在初期支护背后多次进行回填注浆结束后，宜经雷达等检测手段检测合格，并应填写和保存注浆记录。
《地下工程防水技术规范》规定：地下工程防水的设计和施工应遵循“防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的原则。
《地铁设计规范》规定：地下铁道隧道工程的防水设计，应根据工程地质、水文地质、地震烈度、结构特点、施工方法和使用要求等因素进行，并应遵循“以防为主，刚柔结合，多道防线，因地制宜，综合治理”的原则，采取与其相适应的防水措施。
一、复合式衬砌防水层施工。
(1)复合式衬砌防水层施工应优先选用射钉铺设。(2)防水层施工时喷射混凝土表面应平顺，不得留有锚杆头或钢筋断头，表面漏水应及
时引排，防水层接头应擦净。
(3)衬砌施工缝和沉降缝的止水带不得有割伤、破裂，固定应牢固，防止偏移，提高止水带部位混凝土浇筑的质量。
喷锚暗挖法辅助工法施工技术要点
一、降低地下水位法
(1)当浅埋暗挖施工地下结构处于富水地层中，且地层的渗透性较好，应首选降低地下水位法达到稳定围岩、提高喷锚支护安全的目的。含水的松散破碎地层宜采用降低地下水位法，不宜采用集中宣泄排水的方法。
(2)降低地下水位通常采用地面降水方法或隧道内辅助降水方法。(3)当采用降水方案不能满足要求时，应在开挖前进帷幕预注浆，加固地层等堵水处理。
二、地表锚杆（管）
(1)地表锚杆（管）是一种地表预加固地层的措施，适用于浅埋暗挖、进出工作井地段和岩体松软破碎地段。
(2)地面锚杆（管）按矩形或梅花形布置，先钻孔——吹净钻孔——用灌浆管灌浆——垂直插入锚杆杆体——孔口将杆体固定。
(3)锚杆类型应根据地质条件、使用要求及锚固特性进行选择，可选用中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆。
三、冻结法固结地层
(1)冻结法是利用人工制冷技术，用于富水软弱地层的暗挖施工固结地层。(2)冻结法主要优缺点：
1)主要优点：冻结加固的地层强度高；地下水封闭效果好；地层整体固结性好；对工程环境污染小。
使命召唤：城市矿山的绿色掘金者 第3篇
回收条件不足？那如山似海的废旧家电去哪儿了？当时的我还很困惑，看过上期《中国财富》后才明白——原来都去了贵屿。第一代靠收购拆解废旧物品积累资本的贵屿人应该没有想到，短短30年间，经济利益的诱惑就将这个风景秀丽的岭南水乡变成了风毒水恶的染污荒土。
幸好柳暗花明，正当贵屿人民对于日渐凋腐的生存环境一筹莫展时，在国家从“以旧换新”到“一征一补”的政策滚动刺激下，一批以TCL、长虹等家电巨头企业为引领的“城市矿山”绿色掘金者凭着敏锐的嗅觉和开阔的视野，在使命召唤下有备而来。
作为绿色掘金者的企业，不仅在追求盈利，更是在履行关注生态环境、社区发展、供应链管理、消费者引导等利益相关方的社会责任。而从他们最终可获得的经济、社会与环境价值上我们也可以看到，企业社会责任对于企业来说，不会仅仅是成本。将企业发展战略与社会责任紧密结合在一起，将战略企业社会责任插上商业模式的翅膀，企业的可持续发展与基业常青才终将得以实现。
电子垃圾:被遗忘的城市矿山 第4篇
为深入了解电子垃圾资源化利用程度,获取电子垃圾处理的前沿资料,2016年8月15日,中国石油大学(华东)蓝星护卫队来到了国家首个“城市矿产”示范基地———青岛市新天地静脉产业园。
资料显示,从1吨废旧手机中可以提炼400克黄金、2.3千克银、172克铜;从1吨废旧个人电脑中可提炼出300克黄金、1千克银、150克铜和近2千克稀有金属等。但通常情况下,开采1吨金砂仅能提炼出5克黄金。电子垃圾的含金量是同等质量矿石的60~80倍,同时,从电子垃圾中提取金属的品质也是一般矿山无法相比的。
“早在2004年,新天地被确定为中国首批废弃电器电子产品资源化利用试点单位,开始了废家电资源化利用技术研发;2010年,新天地获批国家首个“城市矿产”示范基地,开始逐步探索城市矿产的利用之路。”李经理为队员们讲述着电子垃圾处理公司所做的努力和尝试。
巧妇难为无米之炊。“新天地拥有180万台废旧家电的年处理量,2015年却只实现了40万台的拆解。”“胃口大”却“吃不饱”,这种情况不只出现在新天地集团。截至今天,全国共有108家企业参与“城市矿山”开发,然而大部分企业却因缺少货源而面临停业的局面,甚至有的企业不断的赔钱。家电拆解企业年处理量远远低于家电每年的理论报废量,造成了“巧妇难为无米之炊”的尴尬局面。
调研结果显示,70.59%的人不了解电子垃圾的正确处理方式,9.66%的人认为电子垃圾没有污染。回收途径不畅通,宣传力度不够导致大量电子垃圾被闲置或流入非法拆解工厂,仅十分之一的电子垃圾流入正规拆解渠道。农村储物空间大,家里电器坏了,一般放在角落里等待着收购者;城里地方小,一旦有商贩收购,便尽快处理掉。无论哪种选择,都没有将“矿山”物尽其用。相反,不合理开发导致严重的环境污染,最令人熟知的便是世界电子垃圾之都———广东贵屿。
城市矿山 第5篇
1 国内外城市矿山循环经济的研究概况
“城市矿山”的发展在各个国家已备受关注,最早提出这个概念的是日本东北大学选矿精炼研究所的学者们。城市矿山的研究在每个领域得以持续发展,19世纪60年代末,美国学者首次提出把城市中的“污染物”称作“城市矿山”;以英国典型的大学为例,分析城市矿山高规模的定量数据的所有权和更换率,以替换周期为重要的时间因素,优先以收集和处理特殊冬眠贮存的方式挖掘潜在的城市矿山,使资源最大化。同样在国内,刘兴利[1]提出中国把城市比喻成一座储有优良矿产资源的“城市矿山”;王静[2]把学生公寓管理平台构建为“高校矿山”;范春萍[3]提出城市矿业评价的绿色GDP标准,并指出城市矿业是资源工程的新形态,是未来人类资源工程的主体;中国工商银行深圳分行助力格林美“开采城市矿山”,核增授信额度,提供并购贷款,支持兼并重组,持续开展全国环境友好型社会,积极建设回收体系。在遵循可持续发展的道路上,他们的看法都具有经济价值。
近几年,各个国家的“城市矿山”正规模化发展,并不断探索技术、吸取经验。在国内,城市矿山体系仍不断完善,由于资源瓶颈对国家经济带的来巨大压力,要求大力投资建设城市矿山示范基地;在中小企业内,以先进技术和产业化生产的再制造商机,加大主业的经济效益;各省推崇“新的环境观”推动资源再利用,依靠科技创新从“城市矿山”中掘金。
国外对城市矿山的循环经济具有更多的实证经验,美国以生产商责任制(EPR)和消费者责任制(ARF)两种管理模式对产品废弃物进行收集与转移;欧盟颁发了《报废电子电器设备指令》(WEEE),并建立以EPR监督为主的回收管理体系;以Van Gansewinkel Groep组织为例,通过资源指数和技术指数的评估,拟用信息通信技术(ICT)帮助组织者和决策者对废物处理做出决定和分配;日本原本是典型的天然资源严重不足国家,资源依然高度依赖进口。但由于政府高度重视循环经济,先后制定了近20多项相关法律法规,同时,国家持续传授环保教育。近些年,日本已储备了大量的有价值资源,成为世界上最大的金属储量大国。
2 物质流分析基本框架
基本的物质流框架是以“国内外输入—物质循环—物质输出”为流程,并对水、生物、气体等大环境的输入输出过程进行图形表述。如图1所示。
3 电子设备物质流分析框架构建
3.1 框架设置
根据对城市矿山中的电子设备流向认识,结合物质流分析方法,借鉴欧盟导则国家基本物质流分析框架[4],为城市矿山层面上设置资源输入模块、资源循环模块和资源输出模块三大模块,图2更清晰地展示了电子设备物质循环情况。
3.2 电子设备物质流分析
物质守恒定律是物质流分析的主要依据。本文的研究对象是城市矿山中的电子设备,若以一年的时间范围进行研究,研究对象发生改变,那么物质流所分析的范围也同样随之变化。以电子产品为例,在进行物质流分析时需要从该物质的产出到使用到废弃再到循环利用加以追踪研究,如果是以城市矿山中的电子产品为对象,那么可以忽略电子设备被废弃前的过程,直接核算被废弃于自然环境再到循环利用的过程,从而使研究区域明确化更加遵循质量守恒定律。
图2中,初始资源输入模块设置有电子材料开采量、电子材料进口量、电子材料循环量、电子材料出口量及净存量五部分组成,他们主要流向于循环利用量、总损失量和冬眠贮存量。在资源循环模块中,根据循环经济视角下的3R原则,即对减量化、再利用、资源化的延续,循环利用板块设置有位移量、再利用量、资源化量指标。在总损失量板块,按照电子设备处置的不同流向,分为填埋、耗散和堆放。资源输出模块记录物质循环后的输出,主要表征电子设备的中间产品、终端产品、其他产品与废弃物。
4 结语
本文以物质流分析方法和循环经济理论为基础,建立“城市矿山”中电子设备的物质流分析框架,并对所建立的电子设备物质代谢分析框架为可观评价电子设备物质代谢效果提供了理论支撑。
随着我国环境问题的日益严重以及循环经济的蓬勃发展,在理论方法探讨上,MFA方法也由质量守恒的物质平衡研究进入到动态、整体的描述,再进入到更好地为政策制定和管理、决策服务的层次进行研究,物质流分析作为其重要的工具必然会获得快速发展。因此,为了使物质流分析能成为发展循环经济、构建资源节约型、环境友好型社会的基础方法和辅助手段,应该逐渐将物质流分析方法与我国的实际相结合,研究出一套可准确反映经济发展对自然环境影响的评价指标,为制定循环经济指标体系提供理论依据,这是对循环经济理论的扩展和深化,同时也是对物质流分析理论的进一步提高。
参考文献
[1]刘兴利.积极开发“城市矿山”全面协调发展循环经济[J].再生资源与循环经济,2009(9).
[2]王静.基于“高校矿山”开发的学生公寓管理平台构建[J].浙江工业大学学报,2013(2).
[3]范春萍,兰岚.城市矿业:资源工程的新形态[J].工程研究-跨学科视野中的工程,2015(4).
[4]Eurostat Economy-wide material flow accounts and derived indicators a metho do logical guide[J].Journal of Industrial Ecology,2001(6).
[5]马宁,鞠美庭,楚春礼.基于MFA的区域循环经济评价指标体系研究[J].环境保护与循环经济,2010(3).
城市矿山 第6篇
1 堆肥污泥基本情况
根据《马鞍山市城市排水工程规划 (2005~2020年) 》, 以全面实施城市污水集中处理为目标, 规划到2010年, 城市工业废水处理率达到95.0%, 生活污水收集率达到75.0%;到2020年, 城市工业废水处理率达到100%, 生活污水收集率达到85.0%。预计年产污泥3.7×104t。
为处理生活污水处理厂污泥, 2010年, 马鞍山成立了污水处理厂污泥处置厂, 设计采用国内较为先进的仓储式高温好氧堆肥工艺, 设计处理规模100 t/d。
国内外对于堆肥污泥的最终出路有几个方面:一方面是作为农肥用于农田, 另一方面就是用于园林绿化用肥, 再就是用于矿区土地复垦基质。笔者采集了马鞍山市污水处理厂污泥处置厂堆肥后的污泥, 并对其进行了检测, 检测结果见表1。
根据检测结果, 马鞍山污泥处理厂污泥处置厂的堆肥产品中PH、有机质、养分及重金属满足《城市污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》 (GB/T23486-2009) 、《城市污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》 (GB/T24600-2009) 及《农用污泥中污染物控制标准》 (GB4284-84) , 可见, 马鞍山生活污水处理厂污泥经堆肥处理后完全可以作为矿山生态恢复的土地改良用泥和园林绿化用泥。
但鉴于马鞍山市农田条件的限值, 马鞍山市农田多为水田, 堆肥污泥作为农肥施用易造成营养元素流失, 同时易造成下游水体污染, 形成富营养化。堆肥污泥用于我市园林绿化, 同样面临着规模限制。将堆肥污泥用于矿山废弃地生态恢复是堆肥污泥的重要途径。
2 马鞍山市环城矿山废弃地现状
马鞍山环城矿山废弃地经过多年的治理, 工作成效显著, 但因为历史原因, 截至2012年底, 马鞍山市 (包括当涂县) 环城区域仍有历史遗留工矿废弃地884.14hm2, 类型包括采石场、尾矿库、废弃选矿厂、废弃窑厂及其他废弃工业用地等, 矿山废弃地集中分布于以下三个区域: (1) 雨山区银塘-向山—花山区霍里铁矿、建筑石料矿集中开采区; (2) 当涂县太白-年陡铁矿、建筑石料矿集中开采区; (3) 博望东北部建筑石料矿集中开采区。
马鞍山矿区现有采矿权70个, 55个为露天开采, 包括43个非金属矿, 12个铁矿。马鞍山矿区的铁矿埋藏浅, 矿体多呈透镜状、鸡窝状, 适宜露天开采, 矿区在产大中型铁矿几乎全部为露天开采, 如凹山铁矿、高村铁矿、和尚桥铁矿、小南山铁矿, 因此排土场和尾矿库在马鞍山环城矿山废弃地中占很大比重。
3 堆肥污泥应用于环城矿山废弃地生态恢复前景分析
调查结果表明, 由于马鞍山市环城矿山大部分为老矿山, 在基建生产过程中未对表土层进行剥离保护, 大量表土层被堆积在排土场的最下层, 上层石砾含量较高, 土壤贫瘠, 水土流失严重, 对占排土场面积主要部分的平台而言, 表土层被严重压实, 容重大, 土壤渗透系数低, 一般植物较难生长。尾矿库面积较大, 虽然尾矿粒度较细, 地面平坦, 透气性好, 但存在以下问题:尾矿具有沙质土壤结构, 持水力差;缺乏粘土和有机质, 阳离子代换量低;缺乏有效氮和磷, 营养力低;尾砂颗粒凝聚力差, 对作物苗期生长不利。
由于土壤是植物赖以生存的基础, 没有良好的土壤母质, 植被的建立就无从谈起或者说很难达到良好的效果。因此, 马鞍山环城矿山废弃地, 不管是废弃采场、排土场、工业场地, 还是尾矿库, 在生态恢复之前需要进行土壤改良。客土来源是首先应该解决的问题。
与此同时, 随着城市经济的不断发展, 城区建设逐渐扩大, 城市污水处理厂也将随之增加, 污泥产量逐年增加, 污泥经处理后大部分直接填埋, 占用大量的土地, 导致城市周边环境恶化。另一方面, 根据检测, 马鞍山城市污水处理厂堆肥污泥有机质含量达68%, 相当于纯猪粪有机质含量, N、P、K等总养分达3.3%, 处理后的污泥是很好的复垦土壤改良材料, 适用于矿山废弃地土壤改良、增加土壤肥力、有利于复垦植物的生长。将堆肥污泥应用于资源型城市环城矿山废弃地生态恢复前景广阔。
4 结语
资源型城市环城矿山由于历史原因, 环城矿山废弃地对生态环境的破坏严重, 因缺少客土而无法使受损的生态环境得到及时恢复;与此同时污水处理厂污泥传统处理方式需占用大量的土地, 而城市污泥处置厂的堆肥产品满足《城市污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》 (GB/T23486-2009) 、《城市污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》 (GB/T24600-2009) 及《农用污泥中污染物控制标准》 (GB4284-84) 等标准各项限值要求, 可以作为矿山生态恢复的土地改良用泥和园林绿化用泥。将城市污水处理厂堆肥污泥用于环城矿山废弃地生态恢复中, 不仅可以实现城市污水处理厂污泥的综合利用, 显著减轻矿业开发、城市发展对生态环境的破坏, 实现污泥综合利用与矿区土生态恢复的统一, 还可以为城市的发展提供后备土地资源, 在资源型城市将城镇污水处理厂堆肥污泥用于环城矿山废弃地生态恢复前景广阔。
参考文献
[1]安徽省地质环境监测总站.马鞍山市地质环境保护规划 (2010-2020年) [R].马鞍山:马鞍山市国土资源局, 2011.
[2]安徽省化工地质勘查总院.安徽省马鞍山市矿业权设置方案[R].马鞍山:马鞍山市国土资源局, 2012.
[3]GB15618-1995.土壤环境质量标准[s].
[4]GB/T23486-2009.城市污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质[s].
[5]GB/T24600-2009.城市污水处理厂污泥处置土地改良用泥质[s].