一、这份标准的定位与适用范围
GB/T 45610-2025 解决的是一个非常具体的工程场景:用煤矸石填充采煤塌陷区,并将其恢复为可利用土地。它既不是泛泛的生态修复标准,也不是煤矸石综合利用的通用规范,而是把"固废处置"和"塌陷地治理"两件事合到一条技术路线上。
适用范围明确限定为"利用煤矸石回填采煤塌陷区复垦"。起草单位阵容也印证了其行业分量:山东能源集团、中国矿业大学(北京)、中煤科工开采研究院、安徽理工大学等二十余家产学研单位共同参与。
标准确立的三项原则值得注意:
- 协调一致:须与县级及以上国土空间总体规划、区域环评、生态环境分区管控衔接,意味着项目落地前首先要过"规划兼容"这一关;
- 生态环境友好:源头防控为主,而非末端治理;
- 经济实用:在经济允许条件下采用先进技术,不盲目追求高成本方案。
二、技术流程:一条完整的闭环链条
标准给出的工作流程可概括为五个环节:
场地背景调查 → 煤矸石分类检测 → 场地稳定与防渗评估 → 回填施工与复垦 → 三年跟踪监测评价
这条链条的关键特征是前置门槛多、过程控制严、后期验证长。任何一环不达标,都不能进入下一环节。例如场地不稳定就不能回填,煤矸石属第II类就必须先改性,复垦后监测不达标还要持续整改。
三、煤矸石分类:准入的第一道闸门
这是全篇技术含量最密集的部分,采用双维度分类。
3.1 按污染物浸出特性分三类
依据 NB/T 11431-2023,通过 GB/T 34230-2017 淋溶试验获取特征污染物浓度,并测 pH(按 NY/T 1121.2),对照不同排放限值鉴别:
| 类别 | 限值依据 | 判定逻辑 |
|---|---|---|
| 砂石类 | GB 18918 一级A标准 | 所有特征污染物均未超标,且 pH 在 6~9 |
| 第I类 | GB 8978 一级标准 | 所有特征污染物均未超标,且 pH 在 6~9 |
| 第II类 | GB 8978 一级标准 | 某特征污染物超标,或 pH 超出 6~9 |
准入规则很硬:只能用砂石类和第I类,第II类必须经物理或化学改性"降级"为前两类后方可使用,改性后还要按 6.1 重新分类——形成闭环验证,防止"改完就算合格"的漏洞。
3.2 按自燃风险分两级
按 GB/T 214 测全硫、GB/T 35986 测烧失量。低自燃风险的判定条件是:含硫量 < 1% 且烧失量 < 20%。两个条件需同时满足,缺一不可。发生过自燃的同煤田煤矸石,还要单独做自燃倾向性专项论证。
优先选用低自燃风险物料,是从源头掐断回填体内部热源的根本手段。
四、场地选择:稳定与防渗双重门槛
4.1 必须调查的内容
按 TD/T 1049-2016 开展背景调查,覆盖土地权属与利用类型、煤炭资源压覆、土地压占、开采沉陷、土壤类型与质地、水文地质(地表水系、含水层、地下水质)、生态本底(生物多样性、生态保护红线)七大方面。
4.2 稳定等级
按 GB 51044-2014 第12.2条,依据地表移动变形值划分为稳定、基本稳定、不稳定三级。标准要求必须选用基本稳定及以上等级的塌陷区,不稳定场地直接排除。
4.3 防渗要求
这是防止二次污染的核心。当天然基础层饱和渗透系数 ≤ 1.0×10⁻⁵ cm/s 且厚度 ≥ 0.75 m 时,可直接作为防渗衬层,但其表面须与地下水年最高水位保持 1.5 m 以上距离。不满足者须按 GB 18599-2020 第5.2.2条采取人工防渗。
此外还要避让生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界、基本草原、牧草地、林地林场等敏感区域。
五、回填施工:防自燃是工艺核心
5.1 表土剥离与保护
- 直接用作回填区耕作层的表土,一次剥离厚度 ≤ 0.3 m,土层深厚区域可加厚但须分层剥离、分层储存;
- 剥离表土堆放在回填区四周有足够承载力的地面,堆高 ≤ 5 m,边坡按 1:1 设计,遮盖保护并开挖排水沟;
- 耕作层以下土壤可用于底层覆土。
这一步决定了复垦后能否快速恢复耕作能力,表土是最宝贵的资源,一旦混掺或流失很难补救。
5.2 回填厚度计算
标准给出理论回填厚度公式:
$$H_a = H_b - (H_c - H_d)$$
其中 $H_a$ 为各施工单元理论需回填厚度,$H_b$ 为基本稳沉后的规划设计标高,$H_c$ 为初始标高,$H_d$ 为提前剥离的土层厚度。实际施工时还需结合机械扰动与自然沉降换算为充填厚度。
5.3 防自燃工艺参数
这是施工环节最关键的强制条款,采用"四逐层"法:逐层回填矸石、逐层洒水湿润、逐层覆土、逐层碾压。具体参数为:
- 单层煤矸石回填厚度 3~5 m
- 土壤夹层厚度 0.5 m
- 压实度 ≥ 93%
采用其他工艺的,防自燃有效性不得低于该方案——即允许创新,但必须有等效或更优的验证依据。运输过程还需做好防尘。
5.4 复垦与配套
- 土层回填:先填耕作层以下土壤,再填耕作层土壤,自然沉实后有效土层厚度 ≥ 1 m;
- 土壤改良:耕地采用人工培肥、生物菌剂、工程措施;林草地以自然修复为主、人工改良为辅;
- 护坡措施:铺砌、栽植等,防止边坡水土流失;
- 配套设施:按 NB/T 10533 建设灌排、输配电、道路、建筑物工程;
- 监测管护:按 GB/T 43934 执行,发现问题及时修复或替换。
六、复垦质量监测与评价
监测覆盖土壤、地表水、地下水和大气四大介质,范围须包含回填塌陷区和影响区,具体频次如下:
| 介质 | 监测频次 | 评价依据 |
|---|---|---|
| 土壤 | ≥ 1次/年 | HJ/T 166-2004 单因子评价 |
| 地表水 | 例行按月开展 | GB 3838-2002 按水域功能类别单因子评价 |
| 地下水 | 按 GB 18599-2020 执行 | GB/T 14848-2017 单因子评价 |
| 大气 | ≥ 1次/季度,异常时1周内复测 | GB 16297-1996 排放限值判定 |
评价方法统一为单因子评价,即逐项判定是否超标,逻辑清晰、责任可追溯。
最关键的一条:须连续 3 年跟踪监测评价,连续3年达标方可结束;不达标须及时分析原因并采取措施。这意味着复垦验收不是"交工即完事",而是一个有明确时限的后评估过程。
七、几点技术思考
1. 标准的最大价值在于"门槛前置"。 把煤矸石分级、场地稳定与防渗、敏感区避让全部放在施工前完成,从源头规避了"先填后治"的老路。
2. 防自燃参数的可操作性较强。 3~5 m 单层厚度、0.5 m 土壤夹层、93% 压实度,构成了温度—氧气—隔绝三重阻断,且允许等效工艺替代,兼顾了规范性与灵活性。
3. 三年监测期是刚性的责任延续。 对建设单位而言,复垦成本不能只算到竣工,后期管护与监测必须纳入全周期预算。
4. 仍存在需要项目层面细化的空间。 例如自燃倾向性专项论证的深度、改性煤矸石的长期稳定性验证、北方地区冻融对防渗层的影响等,需在具体方案中结合场地条件补充。
