权利要求

1.一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，其特征在于采用以下步骤实施：

S1 废弃凹陷采坑围岩及底部防渗处理

根据所选定的废弃凹陷采坑的实际场地情况，对废弃凹陷采坑的围岩岩体微裂隙(1)采用早强型超细碱活化硅铝基固废材料进行灌注填充，并对废弃凹陷采坑的底部的原始地表进行清理和整平，然后采用初凝时间 ≤ 30 min的早强型超细碱活化硅铝基固废材料在原始地表的围岩基底铺设人工防渗层(2)，再在废弃凹陷采坑底部之人工防渗层(2)上面自下而上铺设采坑底部注浆加固层(7)、固化回填层(6)、人工复合防渗层(5)，采坑底部注浆加固层(7)、固化回填层(6)、人工复合防渗层(5)共同构成废弃凹陷采坑底部复合防渗层;

S2 网格状固废分区回填区域构建

根据废弃凹陷采坑大小、走向，在废弃凹陷采坑底部复合防渗层之上、废弃凹陷采坑长轴方向施工第一层的纵向梯形透水堤坝(12Z)，在废弃凹陷采坑短轴方向施工第一层的横向梯形透水堤坝(12H);纵向梯形透水堤坝(12Z)、横向梯形透水堤坝(12H)共同构成最底层网格状固废分区回填区(4);所述纵向梯形透水堤坝(12Z)、横向梯形透水堤坝(12H)统称为梯形透水堤坝(12)，梯形透水堤坝(12)的上顶宽度为运输施工车辆行驶所需宽度;在横向梯形透水堤坝(12H)的底部设有收集一般固体废物渗滤液的渗滤液收集管(13)，渗滤液收集管(13)的出口外接渗滤液导流管(14)，渗滤液导流管(14)出口与固废填埋场渗滤液处理区联通;

S3 分层分区回填固体废物

根据不同类固体废物的特性，在最底层网格状固废分区回填区(4)内分区分类回填固体废物，最底层网格状固废分区回填区(4)内填满固体废物后，对固体废物的表面进行压实整平，再在压实整平的固体废物表面铺设固化回填层(6);然后在第一层的纵向梯形透水堤坝(12Z)之上施工第二层的纵向梯形透水堤坝(12Z)，在第一层的横向梯形透水堤坝(12H)之上施工第二层的横向梯形透水堤坝(12H)，从而形成第二层网格状固废分区回填区;根据不同类固体废物的特性，在第二层网格状固废分区回填区内分区分类回填固体废物，第二层网格状固废分区回填区内填满固体废物后，对固体废物的表面进行压实整平，再在压实整平的固体废物表面铺设固化回填层(6);以此类推，自下而上依次施工、分区分层回填第三层、第四层、...第n层直至回填至设计高度，直至最上层网格状固废分区回填区(8)填满;在每层的横向梯形透水堤坝(12H)的底部皆设有收集一般固体废物渗滤液的渗滤液收集管(13)，渗滤液收集管(13)的出口外接渗滤液导流管(14)，渗滤液导流管(14)出口与固废填埋场渗滤液处理区联通;

S4 表层处理

在最上层网格状固废分区回填区(8)填满固体废物后，对最上层网格状固废分区回填区(8)表面的固体废物进行整平，整平后利用废石铺设废石堆载预压层(9)，并在废石堆载预压层(9)表面设置人工防渗阻隔层(10)，在人工防渗阻隔层(10)之上铺设表土层用于农业用地/建设用地/生态修复用地(11)。

2.如权利要求1所述的一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，其特征在于：所述的早强型超细碱活化硅铝基固废材料由矿渣与粉煤灰按比例配置并加入碱活化剂、水混合而成，矿渣与粉煤灰的质量比为3：(0.8~1.2);所述矿渣与粉煤灰的平均粒径≤ 5μm，细度 ≥ 800目，比表面积 0.5 ~ 0.6 m2/g;所述碱活化剂为NaOH，掺量为矿渣与粉煤灰总质量的4% ~ 8%。

3.如权利要求1所述的一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，其特征在于：所述人工防渗阻隔层(10)采用硅钙固废基阻隔材料，人工防渗阻隔层(10)整体厚度不小于50 cm，7天固结体渗透系数 ≤ 1×10-5 cm/s，3～5天固结体抗压强度 ≥ 1 MPa。

4.如权利要求1所述的一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，其特征在于：所述的人工复合防渗层(5)采用HDPE复合土工膜防渗材料，以改性环氧树脂为粘接材料。

5.如权利要求1所述的一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，其特征在于：所述固化回填层(6)采用灰砂比(0.8～1.2):6的硅钙固废基胶结尾矿回填材料，采用当地废石、尾矿作为骨料，厚度不小于0.5 m，28天固结体抗压强度 ≥ 3.5 MPa。

6.如权利要求1所述的一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，其特征在于：所述的采坑底部注浆加固层(7)采用的原料和质量配比为：普通硅酸盐水泥 70%～80%，粒径0.1-0.5 mm石英砂/尾矿砂15%～25%、高效减水剂0.5～1%、微膨胀剂3%～5%、早强剂1%～%;初凝时间30～45分钟，7天抗压强度 ≥ 12 MPa，28天抗压强度 ≥ 25MPa;注浆时浆料流动度 ≥ 250 mm，水灰比0.5～0.6;采坑底部注浆加固层(7)稳固时的渗透系数 ≤1×10-8 cm/s。

7.如权利要求1所述的一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，其特征在于：所述的人工防渗层(2)采用两层结构，主防渗层为厚度1.5-2.0 mm的HDPE土工膜，保护层为重量 ≥ 400 g/m2无纺土工布;人工防渗层(2)的渗透系数 ≤ 1×10-11 cm/s，抗拉强度 ≥ 20 kN/m，断裂伸长率 ≥ 500%，抗穿刺强度 ≥ 500N。

8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，其特征在于：单层的网格状固废分区回填区的厚度 0.5m～ 2m，单个格子的面积应在60 m × 60 m～120 m× 120 m。

9.如权利要求8所述的一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，其特征在于：在人工防渗阻隔层(10)之上铺设表土层用于农业用地的土层覆盖厚度为0.8～1.0 m，用于生态修复用地的土层覆盖厚度为0.5～0.7 m。

10.如权利要求9所述的一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，其特征在于：所述的渗滤液收集管(13)、渗滤液导流管(14)的材质为硬聚氯乙烯塑料管;S1步骤中，对废弃凹陷采坑的围岩岩体微裂隙(1)的灌注填充，采用耦合岩体裂隙灌浆防渗技术实施，钻孔间距采用3 m × 3 m ~ 5 m× 5 m。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于一般工业固体废物安全环保处置技术领域，具体涉及一种利用废弃凹陷采坑回填处置一般工业固体废物的方法。

背景技术

[0002]一般工业固体废物贮存、处置场系指用于非永久性贮存(后期资源化再利用)与永久性处置(无资源化价值废物最终填埋)的集中堆放场所，其核心价值在于：①经济效能：实现固废安全、高效、低成本暂存与处置，保障企业连续生产;②资源循环：为可再利用固废(如金属尾矿、建筑骨料)提供资源转化枢纽;③生态屏障：阻断污染物迁移，保护周边水土环境。

[0003]当前传统一般工业固体废物的贮存处置方法存在显著缺陷：首先，处置设施未能适配物料的多样性特征，尤其对于尾矿等高含水率固废及物化性质离散性显著的物料，现有设备与工艺的适应性不足，导致处理成本攀升与技术难度加剧;其次，作业过程安全风险突出，既表现为设备倾覆、运输车辆受损等直接事故隐患，又衍生出边坡局部塌陷及不均匀沉降等岩土工程问题，进而严重制约后期地表空间的开发利用;同时，无序堆填模式忽视物料分类特性与资源化需求，各类固废混杂堆存造成后期分选困难，大幅抬升再利用成本;此外，二次污染风险持续存在，渗滤液收集系统效能低下，加之防渗层结构性破损隐患，可能引发周边土壤与水体的持续性污染。

[0004]为了解决一般工业固体废物堆存占地问题，《环境科学与管理》2008年第4期发表的“废弃采石场作为一般工业固体废物填埋场址探析”一文，从城市工业固体废物消纳和废弃采石场作为填埋处置场地的角度出发，对利用废弃采石场作为第 1类一般工业固体废物填埋场场址条件进行探讨，通过广州市地区实例说明利用废弃采石场选址作为第1类一般工业固废填埋场址的可用性，这对废弃采石场的综合利 用具有一定的借鉴意义。但该文未给出具体的技术方案。

[0005]《中文科技期刊数据库(全文版)工程技术》2020年10月发表的“某一般工业固废填埋场工程实例”主要从场址情况、总体规划、坝体工程、边坡治理、防渗系统、截洪沟导排工程、封场及生态修复等方面对某一般工业固废填埋场的设计进行了详细介绍。但该某一般工业固废填埋场针对的是矿坑围岩稳固无微裂隙的情形，对于存在矿坑围岩微裂隙的情形，该论文提供的技术方案则无法处理。

[0006]需特别指出的是，上述固废处置困境与废弃矿坑的空间资源闲置形成尖锐矛盾：一方面处置场地不堪重负，另一方面矿坑地质隐患未消且空间价值埋没。现有技术体系既无法实现物料特性适配与安全风险协同管控，更未能建立固废处置与矿坑修复的有机联动机制。鉴于此，亟须开发一种兼顾处置安全性、资源再利用性及空间高效性的创新技术，以破解资源错配困局。

发明内容

[0007]本发明的目的就是针对传统一般工业固废回填方法面临分区管理粗放、环境风险控制不足、空间利用效率低等技术难题，而提供一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，通过环境工程、岩土工程、材料科学与物联网技术的深度交叉，将固废处置从“末端填埋”升级为“地质空间重塑-固废资源激活”的主动控制模式，在确保回填处置过程和封场后满足安全和环保要求的前提下，实现一般工业固废的低成本处置以及废弃凹陷采坑的资源化利用，促进便捷、分区、有序、高质量的储存和处置，实现一般工业固废资源化利用和安全环保处置的多重目的，开创矿坑修复与固废处置协同增效的新技术路径。

[0008]为实现本发明的上述目的，本发明一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法，根据所要贮存、处置的一般工业固体废物的特征、产量和堆排计划，对就近的废弃凹陷采坑的表层进行清理处置，对开采过程造成的周围岩体微裂隙进行灌浆，并铺设围岩和基底人工防渗层，具体采用以下步骤实施：

[0009]S1 废弃凹陷采坑围岩及底部防渗处理

[0010]根据所选定的废弃凹陷采坑的实际场地情况，对废弃凹陷采坑的围岩岩体微裂隙采用早强型超细碱活化硅铝基固废材料进行灌注填充，并对废弃凹陷采坑的底部的原始地表进行清理和整平，然后采用初凝时间 ≤ 30 min的早强型超细碱活化硅铝基固废材料在原始地表的围岩基底铺设人工防渗层，再在废弃凹陷采坑底部之人工防渗层上面自下而上铺设采坑底部注浆加固层、固化回填层、人工复合防渗层，通过围岩和基底人工防渗层进一步保障安全，从而避免泄漏污染周边环境。采坑底部注浆加固层、固化回填层、人工复合防渗层共同构成废弃凹陷采坑底部复合防渗层。采坑底部注浆加固层一方面保障底部防渗效果，另一方面，注浆加固可保证底部地层基底牢固，避免长期堆存过程导致基底岩层产生裂隙和溶液下渗;固化回填层形成高强度的回填层，作为保障基底地基的稳定，是地基的最主要部分，有效保障回填过程中的地基稳定，避免基底回填受压过程产生不均匀沉降;最上一层采用人工复合防渗层，作为直接接触回填固废的部分，用于防止回填材料中溶液下渗。

[0011]S2 网格状固废分区回填区域构建

[0012]根据废弃凹陷采坑大小、走向，在废弃凹陷采坑底部复合防渗层之上、废弃凹陷采坑长轴方向施工第一层的纵向梯形透水堤坝，在废弃凹陷采坑短轴方向施工第一层的横向梯形透水堤坝;纵向梯形透水堤坝、横向梯形透水堤坝共同构成最底层网格状固废分区回填区;所述纵向梯形透水堤坝、横向梯形透水堤坝统称为梯形透水堤坝，梯形透水堤坝的上顶宽度为运输施工车辆行驶所需宽度;在横向梯形透水堤坝的底部设有收集一般固体废物渗滤液的渗滤液收集管，渗滤液收集管的出口外接渗滤液导流管，渗滤液导流管出口与固废填埋场渗滤液处理区联通，渗滤液导流管将每层渗滤液收集后集中向渗滤液处理区内排放。为实现分级分区回填，每个网格内回填材料可设定为不同回填区，按类别和含水率等物理化学性质对回填的固体废物进行规划分类后填筑在网格内，可便于非永久性回填固废的资源化回收利用。梯形透水堤坝应保障车辆通行，便于施工运输车辆向回填区内倾倒废物。

[0013]S3 分层分区回填固体废物

[0014]根据不同类固体废物的特性，在最底层网格状固废分区回填区内分区分类回填固体废物，最底层网格状固废分区回填区内填满固体废物后，对固体废物的表面进行压实整平，再在压实整平的固体废物表面铺设固化回填层。然后在第一层的纵向梯形透水堤坝之上施工第二层的纵向梯形透水堤坝，在第一层的横向梯形透水堤坝之上施工第二层的横向梯形透水堤坝，从而形成第二层网格状固废分区回填区;根据不同类固体废物的特性，在第二层网格状固废分区回填区内分区分类回填固体废物，第二层网格状固废分区回填区内填满固体废物后，对固体废物的表面进行压实整平，再在压实整平的固体废物表面铺设固化回填层;以此类推，自下而上依次施工、分区分层回填第三层、第四层、...第n层直至回填至设计高度，直至最上层网格状固废分区回填区填满，每层的厚度可根据堆存的固体废物的种类、物理化学特征和堆填进度而设定;在每层的横向梯形透水堤坝的底部皆设有收集一般固体废物渗滤液的渗滤液收集管，渗滤液收集管的出口外接渗滤液导流管，渗滤液导流管出口与固废填埋场渗滤液处理区联通。

[0015]需要注意的是在最底层网格状固废分区回填区网格填筑固体废物的过程中，高含水率固废需静置并待其渗滤液通过渗滤液收集管和渗滤液导流管排完后，待填满回填废物后进行压实整平。在静置沉降沥水过程中，可在同层网格内进行交替填充，可有效保障回填效率，并且不同网格回填区填满压实后，再在压实整平的固体废物表面铺设与底层基底同等强度的固化回填层，以此来保障独立区域内回填固体废物的强度。

[0016]S4 表层处理

[0017]在最上层网格状固废分区回填区填满固体废物后，对最上层网格状固废分区回填区表面的固体废物进行整平，整平后利用废石铺设废石堆载预压层，并在废石堆载预压层表面设置人工防渗阻隔层，在人工防渗阻隔层之上铺设表土层用于农业用地/建设用地/生态修复用地。铺设废石堆载预压层是为了保障良好的固化强度和结构稳定性，降低表层产生的不均匀沉降;设置的人工防渗阻隔层，与在原始地表的围岩基底铺设人工防渗层的意义不同，该层是防止地面上的雨水形成的小部分地表径流进入填满固废的废弃凹陷采坑，抑制已经沥水压实干燥的一般固体废弃物产生氧化淋溶反应。废石堆载预压层压实度需达到90%以上，确保混合材料含水率和压实度。

[0018]优选的，所述的早强型超细碱活化硅铝基固废材料由矿渣与粉煤灰按比例配置并加入碱活化剂、水混合而成，矿渣与粉煤灰的质量比为3：(0.8~1.2)，以3:1为优;所述矿渣与粉煤灰的平均粒径 ≤ 5μm，细度 ≥ 800目，比表面积 0.5 ~ 0.6 m2/g;所述碱活化剂为NaOH，掺量为矿渣与粉煤灰总质量的4% ~ 8%。形成的料浆水灰比为1:1的条件下，黏度≤ 0.1 Pa·s，灌浆流量50 ~ 60 L/min，灌浆终压不高于6 MPa。

[0019]优选的，所述人工防渗阻隔层采用硅钙固废基阻隔材料，人工防渗阻隔层整体厚度不小于50 cm，7天固结体渗透系数 ≤ 1×10-5 cm/s，3～5天固结体抗压强度 ≥ 1 MPa。

[0020]优选的，所述的人工复合防渗层采用HDPE复合土工膜防渗材料，以改性环氧树脂为粘接材料，根据不同回填固废和地质特点选用不同材料型号。

[0021]优选的，所述固化回填层采用灰砂比(0.8～1.2):6的硅钙固废基胶结尾矿回填材料，以1:6为优，采用当地废石、尾矿作为骨料，厚度不小于0.5 m，28天固结体抗压强度 ≥3.5 MPa。

[0022]优选的，所述的采坑底部注浆加固层采用的原料和质量配比为：普通硅酸盐水泥70%～80%，粒径0.1-0.5 mm石英砂/尾矿砂15%～25%、高效减水剂0.5～1%、微膨胀剂3%～5%、早强剂1%～%;初凝时间30-45分钟，7天抗压强度 ≥ 12 MPa，28天抗压强度 ≥ 25MPa;注浆时浆料流动度 ≥ 250 mm，水灰比0.5～0.6;采坑底部注浆加固层稳固时的渗透系数≤ 1×10-8 cm/s。

[0023]优选的，所述的人工防渗层采用两层结构，主防渗层为厚度1.5-2.0 mm的HDPE土工膜，保护层为重量 ≥ 400 g/m2无纺土工布;人工防渗层的渗透系数 ≤ 1×10-11 cm/s，抗拉强度 ≥ 20 kN/m，断裂伸长率 ≥ 500%，抗穿刺强度 ≥ 500N。人工防渗层施工要求及要点：基础平整度≤ 3cm/2m;膜材搭接宽度≥10cm;焊接温度180-220℃;焊缝采用真空压力检测，避免尖锐物刺破膜材，铺设时预留适当松弛度，及时进行保护层施工。

[0024]优选的，单层的网格状固废分区回填区的厚度 0.5m～ 2m，单个格子的面积应在60 m × 60 m～120 m× 120 m，根据固体废物特性和种类进行分级分区时可调整格子大小，并且根据废弃凹陷采坑地质形貌调整格子分布。

[0025]优选的，在人工防渗阻隔层之上铺设表土层用于农业用地的土层覆盖厚度为0.8～1.0 m，用于生态修复用地的土层覆盖厚度为0.5～0.7 m。

[0026]优选的，所述的渗滤液收集管、渗滤液导流管的材质为硬聚氯乙烯塑料管，管件抗压应 > 5 MPa。每层的梯形透水堤坝底部的管件直径可根据充填固废的含水量来选取确定。

[0027]进一步地，S1步骤中，对废弃凹陷采坑的围岩岩体微裂隙的灌注填充，采用耦合岩体裂隙灌浆防渗技术实施，钻孔间距采用3 m × 3 m ~ 5 m× 5 m。

[0028]所述的人工防渗阻隔层采用硅钙固废基阻隔材料，主要采用当地固废如粉煤灰、矿渣、钢渣、电石渣可掺加尾矿废石等固体废物，混合过程中洒水，确保混合材料含水率控制在15%～18%，分2次摊铺在压实后的回填区表层，每次摊铺厚度为26 cm～35 cm，以30 cm为佳。摊铺后经压路机压实，碾压后厚度约23cm～27 cm，达到压实度90%以上即可视为第一层施工完成。然后摊铺第二层，重复第一层施工工艺。

[0029]本发明一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：

[0030]1)该方法考虑了传统一般工业固体废物回填方法分区管理粗放和空间利用效率低等问题，采用“精细分区、精准管理、风险管控、空间优化”，通过梯形透水堤坝的分隔将闲置的废弃凹陷采坑的空间资源进行分层分区，同时根据固废属性(如非永久性贮存或永久性处置)对回填区域进行分类，实现精准填筑;通过固体废物处置困境与废弃凹陷采坑的空间资源闲置建立联系，有效的实现了废弃凹陷采坑用于分层分区回填固体废物，并且可有效规划设计非永久性贮存与永久性处置固体废物的场地。

[0031]2)该方法考虑到了高含水率固体废物(如尾矿)和物化性质离散性显著的物料缺乏有效适配的问题，采用梯形透水堤坝实现分层分区的网格状回填区域。并可通过控制不同网格回填区的错峰填充，可有效缩短沥水时间，提升高含水率固废的回填效率。

[0032]3)该方法考虑了回填作业中的安全风险，在单独网格回填区填筑满后，表面压实加固可保障场地稳定性风险，避免运输车辆受损和回填边缘区域塌陷等问题。同时可避免废弃凹陷采坑回填整体出现不均匀沉降，可有利于拓宽废弃凹陷采坑回填后的应用范围。

[0033]4)该方法考虑了传统一般工业固体废物回填方法渗滤液收集效能低和防渗层破损隐患。通过梯形透水堤坝围成的倒棱台的“漏斗”型回填体，可有效加快高含水量固废的沥水进程，有效削减了渗滤液的污染量，并对渗滤液进行集中收集。有效降低渗滤液对基底防渗层的冲击，降低了对水土环境的持续性威胁。

[0034]5)该方法考虑了废弃凹陷采坑围岩裂隙可能形成渗漏通道，通过耦合岩体裂隙灌浆防渗技术，有效处置了少量渗滤液在裂隙岩土层中的渗透扩散，使废弃凹陷采坑可作为固废回填贮存、处置场地，提升空间利用价值。

附图说明

[0035]图1 为本发明一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法某一层的平面图;

[0036]图2为本发明本发明一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法剖面图;

[0037]图3为图2之A局部放大图;

[0038]图4为图2之B局部放大图;

[0039]图5为本发明本发明一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法单格回填区的剖面图。

[0040]附图标记：1-围岩微裂隙;2-人工防渗层;3-“漏斗”型固废回填体;4-最底层网格状固废分区回填区;5-人工复合防渗层;6-固化回填层;7-采坑底部注浆加固层;8-最上层网格状固废分区回填区;9-废石堆载预压层;10-人工防渗阻隔层;11-农业用地/建设用地/生态修复用地;12-梯形透水堤坝;12H-横向梯形透水堤坝;12Z-纵向梯形透水堤坝;13-渗滤液收集管;14-渗滤液导流管。

具体实施方式

[0041]为进一步描述本发明，下面结合附图对本发明一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法作进一步详细描述。

[0042]由图1所示的本发明一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法某一层的平面图并结合图2、图3、图4、图5看出，本发明一种适用于废弃凹陷采坑分层分区回填固体废物的方法采用以下步骤实施：

[0043]S1 废弃凹陷采坑围岩及底部防渗处理

[0044]根据所选定的废弃凹陷采坑的实际场地情况，对废弃凹陷采坑的围岩岩体微裂隙1采用早强型超细碱活化硅铝基固废材料进行灌注填充封堵，灌注填充采用耦合岩体裂隙灌浆防渗技术实施，钻孔间距采用3 m × 3 m ~ 5 m× 5 m，灌浆流量50 ~ 60 L/min，灌浆终压不高于6 MPa。对废弃凹陷采坑的底部的原始地表进行清理和整平，然后采用初凝时间 ≤ 30 min的早强型超细碱活化硅铝基固废材料在原始地表的围岩基底铺设人工防渗层2，再在废弃凹陷采坑底部之人工防渗层2上面自下而上铺设采坑底部注浆加固层7、固化回填层6、人工复合防渗层5，采坑底部注浆加固层7、固化回填层6、人工复合防渗层5共同构成废弃凹陷采坑底部复合防渗层。

[0045]实施例中，所述的早强型超细碱活化硅铝基固废材料由矿渣与粉煤灰按比例配置并加入碱活化剂、水混合而成，矿渣与粉煤灰的质量比为3：1;所述矿渣与粉煤灰的平均粒径 ≤ 5μm，细度 ≥ 800目，比表面积 0.5 ~ 0.6 m2/g;所述碱活化剂为NaOH，掺量为矿渣与粉煤灰总质量的4% ~ 8%，形成的料浆水灰比为1:1的条件下，黏度 ≤ 0.1 Pa·s。所述的人工防渗层2采用两层结构，主防渗层为厚度1.5-2.0 mm的HDPE土工膜，保护层为重量≥ 400 g/m2无纺土工布，人工防渗层2的渗透系数 ≤ 1×10-11 cm/s，抗拉强度 ≥ 20kN/m，断裂伸长率 ≥ 500%，抗穿刺强度 ≥ 500N。所述的人工复合防渗层5采用HDPE复合土工膜防渗材料，以改性环氧树脂为粘接材料。所述固化回填层6采用灰砂比1:6的硅钙固废基胶结尾矿回填材料，采用当地废石、尾矿作为骨料，厚度不小于0.5 m，28天固结体抗压强度 ≥ 3.5 MPa。所述的采坑底部注浆加固层7采用的原料和质量配比为：普通硅酸盐水泥 70%～80%，粒径0.1-0.5 mm石英砂/尾矿砂15%～25%、高效减水剂0.5～1%、微膨胀剂3%～5%、早强剂1%～%;初凝时间30～45分钟，7天抗压强度 ≥ 12 MPa，28天抗压强度 ≥25MPa;注浆时浆料流动度 ≥ 250 mm，水灰比0.5～0.6;采坑底部注浆加固层7稳固时的渗透系数 ≤ 1×10-8 cm/s。

[0046]S2 网格状固废分区回填区域构建

[0047]根据废弃凹陷采坑大小、走向，在废弃凹陷采坑底部复合防渗层之上、废弃凹陷采坑长轴方向施工第一层的纵向梯形透水堤坝12Z，在废弃凹陷采坑短轴方向施工第一层的横向梯形透水堤坝12H;纵向梯形透水堤坝12Z、横向梯形透水堤坝12H共同构成最底层网格状固废分区回填区4。所述纵向梯形透水堤坝12Z、横向梯形透水堤坝12H统称为梯形透水堤坝12，梯形透水堤坝12的上顶宽度为运输施工车辆行驶所需宽度;在横向梯形透水堤坝12H的底部设有收集一般固体废物渗滤液的渗滤液收集管13，渗滤液收集管13的出口外接渗滤液导流管14，渗滤液导流管14出口与固废填埋场渗滤液处理区联通。

[0048]S3 分层分区回填固体废物

[0049]根据不同类固体废物的特性，在最底层网格状固废分区回填区4内分区分类回填固体废物，最底层网格状固废分区回填区4内填满固体废物后，对固体废物的表面进行压实整平，再在压实整平的固体废物表面铺设固化回填层6;然后在第一层的纵向梯形透水堤坝12Z之上施工第二层的纵向梯形透水堤坝12Z，在第一层的横向梯形透水堤坝12H之上施工第二层的横向梯形透水堤坝12H，从而形成第二层网格状固废分区回填区;根据不同类固体废物的特性，在第二层网格状固废分区回填区内分区分类回填固体废物，第二层网格状固废分区回填区内填满固体废物后，对固体废物的表面进行压实整平，再在压实整平的固体废物表面铺设固化回填层6;以此类推，自下而上依次施工、分区分层回填第三层、第四层、...第n层直至回填至设计高度，直至最上层网格状固废分区回填区8填满，单层的网格状固废分区回填区的厚度 0.5m～ 2m，可根据废弃凹陷采坑的实际地形特点、堆存的固体废物的种类、物理化学特征和堆填进度进行调整。单个格子的面积应在60 m × 60 m～120m× 120 m;根据回填废物的含水率和物化性质离散性的差异特征在网格状固废分区回填区域内进行填筑形成一个个“漏斗”型固废回填体3，从而更有利于高含水量固废的沉降和压实。在每层的横向梯形透水堤坝12H的底部皆设有收集一般固体废物渗滤液的渗滤液收集管13，渗滤液收集管13的出口外接渗滤液导流管14，渗滤液导流管14出口与固废填埋场渗滤液处理区联通;所述的渗滤液收集管13、渗滤液导流管14的材质为硬聚氯乙烯塑料管。

[0050]S4 表层处理

[0051]在最上层网格状固废分区回填区8填满固体废物后，对最上层网格状固废分区回填区8表面的固体废物进行整平，整平后利用废石铺设废石堆载预压层9，采用分层压实+堆载预压的压实度 ≥ 90%，可保证50年沉降量 < 5 cm。在废石堆载预压层9表面设置人工防渗阻隔层10，在人工防渗阻隔层10之上铺设表土层用于农业用地/建设用地/生态修复用地11。所述人工防渗阻隔层10采用硅钙固废基阻隔材料，人工防渗阻隔层10整体厚度不小于50 cm，7天固结体渗透系数 ≤ 1×10-5 cm/s，3～5天固结体抗压强度 ≥ 1 MPa。在人工防渗阻隔层10之上铺设表土层用于农业用地的土层覆盖厚度为0.8～ 1.0 m，用于生态修复用地的土层覆盖厚度为0.5～0.7 m。

[0052]实施例中，所述的人工防渗阻隔层10采用硅钙固废基阻隔材料分为两部分(按份数计)，胶凝粉体主要采用钢渣(10份)，矿渣(75份)、脱硫石膏(10份)、石灰粉(5份)，可按胶凝粉体:尾矿按1:10比例干混，混合过程中洒水，确保混合材料含水率控制在17%左右，分2次摊铺在压实后的回填区表层，每次摊铺厚度约为30 cm。摊铺后经压路机压实，碾压后厚度约为25 cm，达到压实度90以上即可视为第一层施工完成。然后摊铺第二层，重复第一层施工工艺。

[0053]在实际应用中，所述的纵向梯形透水堤坝12Z间距偏差 ≤ 15%，网格面积变化率≤ 20%。每层的横向的梯形透水堤坝12H按废弃凹陷采坑短轴方向等间距依次设置，不需以第一层为基础完全自下而上设置，可根据废弃凹陷采坑的实际地形特点进行调整。

[0054]本发明方法已经在利用某露天铁矿闭坑采场填埋一般工业固体废物工程中应用，年处理不同种类的一般工业固体废物50多万吨，年效益2000多万元。

[0055]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

说明书附图(5)