本发明涉及一种井下采空区处置方法，特别涉及一种基于污染土壤的井下采空区处置方法。
背景技术：
2016年5月31日，国务院印发了《土壤污染防治行动计划》(简称“土十条”)，明确部署今后一个时期中国土壤污染防治工作。我国工业企业搬迁和城市发展造成的大批遗留污染土壤亟需修复，在城市工业污染场地的再开发利用过程中，大量的污染土壤被开挖出来进行异位修复处理，处理方法包括化学氧化/还原技术、热脱附技术、水泥窑协同处置技术等，这些处理方法普遍存在成本过高，处理能力小，修复周期长，需要占用大面积土地进行堆放处理，会造成环境污染。同时污染土壤虽经修复，可达到目标修复值，但仍有高风险因素，异位修复后的污染土壤结构性质发生改变，很多地区的政府或企业投入大量资金修复后的污染土壤面临无处消纳的窘境。选择适合我国国情的污染土壤处理技术成为必然。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有地表修复场地处理污染土壤占地面积大、修复成本高、修复周期长、二次环境污染及修复土壤无处消纳的缺点，提供一种基于污染土壤的井下采空区处置方法。
为了实现本发明的目的，本发明的技术方案是：一种基于污染土壤的井下采空区处置方法，具体步骤是：
（1）依据环保部门备案的城市工业企业搬迁后遗留场地的环境调查报告，对需要异位修复的污染场地进行开挖，一般开挖深度0～6m，经开挖后的污染土壤在地面进行破碎筛分，得到粒径<25mm的污染土壤颗粒；
（2）然后将此污染土壤颗粒与添加剂进行充分混合，得到预稳定化处理的污染土壤，而其它地方经异位修复后达到污染物控制标准的土壤则无需此预处理过程；
（3）最后将预稳定化处理或无需处理的土壤与胶结料和水按质量比2.82～2.87：0.13～0.18：1进行称量并混合拌制成膏状浆体，经管路自流或加压泵送至井下采空区，在采空区形成密实的固化体，完成污染土壤的处置。
所述的添加剂为复合型稳定剂，由重金属螯合剂、酸碱缓冲剂、表面活性剂和超细粉煤灰按比例直接混合而成，其配比根据污染土壤中污染物的种类和含量而定，基本质量百分比配比范围：重金属螯合剂10～60%、酸碱缓冲剂2～5%、表面活性剂15～35%、超细粉煤灰20～50%。
所述的胶结料是一种复合胶凝材料，由矿渣粉、粉煤灰、P·O 52.5水泥、石膏粉、石灰粉和泵送减水剂按比例搅拌均匀而成；其质量百分比配比范围：矿渣粉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%、泵送减水剂1～3%。
所述的井下采空区应包括金属矿、煤矿、非金属矿等开采完成后留下的回采空间、各类井巷及硐室。
本发明的有益效果及优点是：
1、污染土壤可作为充填材料使用，弥补目前矿山充填原料成本高、来源不足的问题；
2、污染土壤可利用矿山现有充填系统进行处理，处理能力大，工艺简单，周期短，成本低；
3、污染土壤和固化剂、稳定剂等混合配制成的膏体充填至采空区后形成密实的稳定固化体，土壤中的污染物被固封于固化体中，不会产生二次污染；
4、污染土壤的井下采空区处置方法与传统的异位处理方法相比，无需占用大量的地表空间，减少二次污染，实现最终处置；
5、污染土壤完全充实井下采空区，能有效控制地压和防止地表塌陷。
具体实施方式
一种基于污染土壤的井下采空区处置方法，具体步骤是：
（1）依据环保部门备案的城市工业企业搬迁后遗留场地的环境调查报告，对需要异位修复的污染场地进行开挖，一般开挖深度0～6m，经开挖后的污染土壤在地面进行破碎筛分，得到粒径<25mm的污染土壤颗粒；
（2）然后将此污染土壤颗粒与添加剂进行充分混合，得到预稳定化处理的污染土壤，而其它地方经异位修复后达到污染物控制标准的土壤则无需此预处理过程；
（3）最后将预稳定化处理或无需处理的土壤与胶结料和水按质量比2.82～2.87：0.13～0.18：1进行称量并混合拌制成膏状浆体，经管路自流或加压泵送至井下采空区，在采空区形成密实的固化体，完成污染土壤的处置。
所述的添加剂为复合型稳定剂，由重金属螯合剂、酸碱缓冲剂、表面活性剂和超细粉煤灰按比例直接混合而成，其配比根据污染土壤中污染物的种类和含量而定，基本质量百分比配比范围：重金属螯合剂10～60%、酸碱缓冲剂2～5%、表面活性剂15～35%、超细粉煤灰20～50%；上述材料均可以从市面采购得到；该复合型稳定剂可以将重金属或其它污染物转化为化学性质不活泼的物质，可有效降低污染物的浸出毒性、溶解性和迁移性。
所述的胶结料是一种复合胶凝材料，由矿渣粉、粉煤灰、P·O 52.5水泥、石膏粉、石灰粉和泵送减水剂按比例搅拌均匀而成；其质量百分比配比范围：矿渣粉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%、泵送减水剂1～3%。该胶结料与建筑工程中常用的P·O42.5水泥价格相当，用量为P·O42.5水泥1/3时即可达到其同等强度效果；该胶结料可使污染土壤得到良好固化，将污染物包裹于固化体中，减少污染物的浸出。
所述的井下采空区应包括金属矿、煤矿、非金属矿等开采完成后留下的回采空间、各类井巷及硐室。
实施例1：将异位修复后达到污染物控制标准的土壤在地面进行破碎筛分，得到粒径<25mm的土壤颗粒；然后将土壤颗粒与胶结料（该胶结料质量百分比为：矿渣粉55%、粉煤灰23%、P·O 52.5水泥5%、石膏粉9%、石灰粉5%、泵送减水剂3%）和水按质量比2.87：0.13：1进行称量并混合拌制成膏状浆体，经管路自流或加压泵送至井下采空区，在采空区形成密实的固化体，完成污染土壤的处置。
实施例2：依据环保部门备案的城市工业企业搬迁后遗留场地的环境调查报告，对需异位修复的重金属污染场地进行开挖，开挖深度3 m，经开挖后的污染土壤在地面进行破碎筛分，得到粒径<25mm的污染土壤颗粒；然后将此污染土壤颗粒与添加剂（该添加剂质量百分比为：重金属螯合剂55%、酸碱缓冲剂3%、表面活性剂18%、超细粉煤灰24%）进行充分混合，得到预稳定化处理的污染土壤；最后将此土壤与胶结料（该胶结料质量百分比为：矿渣粉72%、粉煤灰11%、P·O 52.5水泥5%、石膏粉7%、石灰粉3%、泵送减水剂2%）和水按质量比2.83：0.16：1进行称量并混合拌制成膏状浆体，经管路自流或加压泵送至井下采空区，在采空区形成密实的固化体，完成污染土壤的处置。
实施例3：依据环保部门备案的城市工业企业搬迁后遗留场地的环境调查报告，对需异位修复的重金属和半挥发性有机物污染场地进行开挖，开挖深度6 m，经开挖后的污染土壤在地面进行破碎筛分，得到粒径<25mm的污染土壤颗粒；然后将此污染土壤颗粒与添加剂（该添加剂质量百分比为：重金属螯合剂18%、酸碱缓冲剂4%、表面活性剂33%、超细粉煤灰45%）进行充分混合，得到预稳定化处理的污染土壤；最后将此土壤与胶结料（该胶结料质量百分比为：矿渣粉76%、粉煤灰10%、P·O 52.5水泥3%、石膏粉6%、石灰粉2%、泵送减水剂3%）和水按质量比2.82：0.18：1进行称量并混合拌制成膏状浆体，经管路自流或加压泵送至井下采空区，在采空区形成密实的固化体，完成污染土壤的处置。