有色金属矿山关闭后地质环境保护的思考.pdf

2 0 0 3年 第 4期 2 0 0 3年 8月 争 电 MI NERAL RESOURCES AND GEOLoGY 第 1 7卷 总第 9 8期 有色金属矿 山关闭后地质环境保护的思考① 王湖坤 大冶有色金属公司设计研究院， 湖北 黄石 4 3 5 0 0 5 ■要 针对有色金属矿山在 资源开发过程中所形成的地下采空区可能引起地面变形塌陷， 露天采 坑边冀及排土场可能会 引起滑坡、 泥石流、 尾沙库溃坝等环境地质 问题 ， 提 出在矿 山关闭后如何 采 】 - L 预防滑坡 、 泥石流等地质灾害， 开展。 二次 资源” 综合利用， 复垦绿化露天采坑、 排土场及尾沙库的 三项 措施 ， 从 而达 到保 护矿 区环 境 的 目的 。 关■调 ； 环境保护 ； 矿 山关闭； 环境地质 ； 综合利用； 复垦绿化 中圈分类号 X1 4 1 文献标识码 c 文章编号 1 o o 1 5 6 6 3 2 0 0 3 0 4 --0 5 5 6 --0 3 大冶有色金属公司 前身大冶冶炼厂 成立于 1 9 5 3 年， 经过近 5 0年的建设 ， 公司已发展成为一个集采、 选、 冶、 化工 、 加工 、 科研设计、 后勤于一体的特大型联合企 业。 公司下属 6 座铜矿山， 其 中新冶铜矿 、 赤马山铜矿等 5座 矿 山经 过 长 期 开 采 ， 资 源 逐 渐 萎 缩 和 枯 竭 ， 企 业 生 产大幅度下降 ， 亏损严重 。 今年， 国家对这 5座矿山实施 关 闭破 产。 一 0 。 这 5座 矿 山在开 发资 源过 程 中 ， 造成 诸如 地下 采 空 区可能 引起 地 面变 形 塌 陷 ， 露 天 采 坑边 坡 及排 土场可 能会 引起滑坡、 泥石流 、 尾沙库溃坝等环境地质 问题 。笔者 针 对新 冶铜 矿 、 赤 马 山铜 矿等 5个 矿 山的实 际情况 ， 提 出了矿山关 闭以后 ， 采取“ 二次资源” 综合利 用 ， 复垦绿 化等措旅 ， 预防地质灾 害， 改善 矿区生 态环 境 ， 恢复大 自然的生态平衡。 ∞ ④ ⑥ 开发过程中产生的环境问题 在开 发 资 源过 程 中不 可 避 免地 对 自然 环 境 产 生 影 响 ， 造成 很 多环 境 问题 。 1 ． 1 采矿造成的环境问题 主要有 露 天 矿 山滑 坡 、 地 下 矿 井 的突 水 ， 地 表 塌 陷 、 噪声 、 烟 炮 和 粉尘 等 。 ． 1 ． 1 ． 1 露天 采矿造 成的环境 问题 1 露天采场的环境问题 一是采坑边帮稳定性 问 题 。如铜 山 口铜 矿露 天 采 坑面 积 约 8 0 0 mX3 0 0 m， 露 天 采坑 边 帮最高 处达 1 1 0 m； 丰 山铜 矿 西 露天 采 坑面 积 约 5 7 0 rex3 9 0 m， 露天采坑边 帮最高处达 8 0 m， 曾发生了两 次滑坡 ， 其中 1 9 9 4年 6月 2 6 E l 因特大暴雨 ， 造成 了近 6 0万 m 土 石 的滑 坡 。二 是 采坑 内无 植 被 ， 易造 成水 土 流失 ； 干燥季节可能产生尘土飞扬影响周 围大气环境 。 2 排土场的环境问题 主要是占用土地， 岩石崩落， 滑塌 ， 造成水土流失； 干燥季节尘土飞扬影响周边空气环 境。如铜山口铜矿废石排放场分为张家山排土场、 莲台山 排土场 ， 共占地 5 9 ． 9 h m。 ， 废石堆高为 7 0 m， 末进行复垦 和植树造林 。丰 山铜矿排 土场共 占地 4 O h m。 ， 废 石堆高 为 7 1 m， 近年已分期分批种刺柏等树 ， 取得初步成效， 现 已植 树近万棵 ， 绿化面 积约 2 O h m。 。 1 ． 1 ． 2地下 开 采造 成 的环境 问题 1 矿坑 水 造 成 的 环 境 问题 一是 疏 干 排 水 造 成 地 面 塌 陷 ， 破 坏 建筑 物 ， 危 害农 田 ， 中断 河 流 和 交 通 ； 二 是 矿 井突 水威胁 矿 井 和职 工 的生 命安 全 ； 三 是使 地 表水 和 地 下水 资源 枯竭 ， 影 响 植物 生长 ， 人 畜 饮水 发 生 困难 ； 四 是 引起 井下 流 沙 、 溃决 等 。叶花 香 铜矿 停 产 封 闭就是 由 于 矿坑 水影 响 引起 的 。 2 地 下 采 空 区造 成 的环 境 问题 主 要 是 采 空 区范 围 内地 表开 裂 、 沉 降 、 塌 陷 。 如 赤 马 山铜 矿采 用 空场法 采 ①收 祷 日期 t 2 O O 3 一O 5 一O 6 作者 简介 ； 王 湖坤 1 9 6 8 一 ， 男 ， 高级 工程 师 ， 从事 矿 山技 术研 究与管 理工 作 。 湖 北 省大 冶市新 冶铜矿 区闭坑 地质 报告 ③湖北 省阳新 县赤 马 山铜 矿 区闭坑地 质报 告 ， 大 冶有 色金属 公 司 ， 2 0 0 1 ， 1 0 ． ④湖北 省阳新 县丰 山铜矿 区闭坑 地 质报告 ， 大 冶有色 金属 公司 ， 2 0 0 1 ， 1 0 ． ． 湖北 省大 冶市锯 山 口铜 矿 区闭坑地 质报 告 ， 大 冶有 色金 属公 司 ， 2 0 0 1 ， 1 0 ． 湖北 省大 冶市叶 花番铜 矿 区闭坑地 质报 告 ， 大 冶有 色金属 公司 ， 2 0 0 1 ， 1 0 ． 5 56 维普资讯 矿 ， 自然崩落， 未对采空区做出处理 ， 一、 二号矿体 己开采 完毕 ， 地表形成了大范 围的沉降 ， 形成陡峭的悬崖 ， 三、 四 号矿 体地 表下 陷 ， 矿 区 内有 地表 陷 落 区四 处， 面 积 达 2 0 0 0多 平 方米 。丰 山铜 矿 南 缘 采用 崩 落 法 采矿 ， 引起 露 天 采 场边坡 滑 坡等 。 1 ． 2 选 矿 造成 的环 境 问题 主要 有选 矿废 水 、 尾 沙库 、 噪声 和 粉尘 。 1 尾 沙 库 造 成 的 环 境 问题 一 是 占用 过 量 土地 ， 如 丰山铜矿尾矿库初期坝长为 7 2 5 m， 坝高为 9 m， 库容为 2 l O T to’ ， 堆放尾沙 1 ． 2 7 1 0 7 m。 ； 铜 山口铜矿尾沙库坝长 为 2 1 1 6 m， 坝高为 2 6 m， 库容为 1 ． 0 6 X 1 0 m。 ， 堆放尾沙 7 ． 8 1 0 ‘ m。 。二 是 尾沙 库 的 溃坝 问题 ， 特 大 暴雨 时 ， 排 洪 设 施能 力不够 ， 坝 面 过 水 ， 当坝 面排 水 不 畅 时 ， 易形 成 冲 沟 ， 引起溃坝 。1 9 9 4年 7月 1 2日， 新冶铜矿尾沙库因遭受特 大暴雨 ， 超过溢洪道设计 排放能力 ， 致 使李德 贤村被冲 跨 ， 2 8 人丧生。三是尾沙库干滩面的扬尘污染问题 。 2 选矿 废 水 造成 的环 境 问题 在正 常 生产 情况 下 ， 尾沙库 内水闭路循环 ， 尾矿水不外排 。在非 正常 生 产情况下 易引起 非正 常生产 排污 ， 即 当尾沙库 回水 系 统发生故障 ， 库 内汇水面超过溢洪道 ， 尾沙库 内这部分 回水有可能溢至尾 沙库下 游造成污染 。有 时因事故排 放引起 污染 ， 即尾沙 坝渗漏 、 百年不 遇 的洪水 、 大 量 的 尾矿水及尾沙外溢至 尾沙 库的下游造成污染 。如 丰山 铜矿选矿 生产过程 中产生的废 水 ， 约 8 O 随尾沙进入 尾矿库 ， 作 为生产循环用水 ； 另一部分是生产过 程中石 灰乳捧水 、 精 矿脱 水 、 沉淀 池溢流水 、 事 故排水 等 ， 每天 约 2 0 0 0 m。 ， 对 环境 造成一定影 响 。 1 ． 3 矿 山捧污造成 的环境问题 主要是 井下水 再 利用 的多余部 分 、 矿石和废 石堆 通过大 气降水发 生淋滤 的淋滤 水 、 生活 区的废水 及矿 职工 医院产生 的含 菌污水 。 这些废 水 中含有挥发份 、 大 肠 杆菌 群 、 油 脂 、 B OD、C oD、 S S、 硫 化 物 、 铜 、 铅、 锌 、 镉 、 砷和其 它盐类 等有毒 一有 害物 ， 对环境和 人们的身 体健康造成危害 。 2 矿山关 闭后地质环境保护的治理措施 在资源开发停 止后 ， 因资源开发过程中对 自然环境 产生的影响诸如噪声 、 炮烟和粉尘污染等亦随之停止 ， 但 露天采坑 、 排土场 、 尾沙库随时都有可能破坏周围生态环 境 ， 危 及 人 们 生命 、 财 产安 全 ， 必须 采取 行 之 有效 的措 施 加 以保 护 。 2 ． 1 预 防地 质灾 害 的措 施 1 制定防治地质灾害预案 ， 包括 地质灾害的监测 、 预 防重点的确定， 主要地质灾害危险点的威胁对象、 范围 的预测 ， 主要地质灾害危险点的监测点的设置 ， 明确预防 责任 人等 。 2 丰 山铜 矿 、 铜 山 口铜 矿 排 土 场 位 于 山谷 ， 要 保 持 排土场的上坡边缘排 防 供沟系统 的畅通 ， 以保证雨洪 不 致进 入 排土 场 。 在排 土场 的 下边 缘还 要 修建 、 加 固拦 石 墙 坝 ， 既可保证堆石边坡的稳定， 又可避免洪水将排土 场 冲毁 而 污 染环境 。 3 对丰山铜矿 、 铜 山口矿露天采坑利用废石进行适 度 回填 ， 对 边 坡 进 行 整修 加 固 ， 防止 岩 块 崩 落 、 滑 坡 现 象 发生。特别是丰山露天采坑西南边坡 已发生过两次大的 滑坡 ， 且露 天 采坑 旁边 有 矿 区河 沟 、 公 路 ， 一 旦 发生 滑坡 ， 将会引发一系列的地质灾害， 更应加 以注意 。 4 对丰山铜矿、 赤马 山铜矿 、 新冶铜矿 、 叶花香铜矿 地下采空区 ， 特别是对接近地表的采空区要加强监测 ， 一 旦发 现采 空 区顶部 有 异常 现象 、 垮 塌 征 兆 时 ， 要及 时设警 示牌 ， 禁止人畜入内。对己产生的塌坑采用充填法治理 ， 即先用块石充填后再用粘土充填 ， 夯实后再用水泥封项 ， 防止雨 水 灌 入矿坑 。 5 对 尾沙 库 坝体进 行 加 固处 理 ， 对 溢 洪通道 进 行 扩 建和疏通 ， 防止贮水能力小于雨季可能形 成的积水量而 引起 的溃 坝 。 2 ． 2 开展 “ 二次 资 源 ” 综 合 利 用 开展尾沙和废石的综合利用 ， 既可 以实现固体 废弃 物资源化 、 减量化 ， 减轻尾沙库和排土场对周围生态环境 构成 的威 胁 ， 又可 以安 置矿 山职工 再 就 业 ， 具有 较大 的 经 济效 益和 社会 效益 。 2 ． 2 ． 1尾沙 的综 合利 用 1 新 冶铜 矿尾 沙 中含有 3 8 ． 4 5 石榴 石， 储量 达 1 ． 3 6 1 0 ‘ t ， 以钙 铁石 榴 石为 主 ， 其 次 为钙 铝 石榴子 石 。 还 含有钨、 铂 、 钴等有益元素。1 9 6 4年探明白钨矿地质储量 WO。 0 ． 3 者 1 5 3 4 ． 5 t ，WO。 ， 不断提高环境保护意识。 搞好土地复垦、 改善生态 环境是造福后代 、 荫及子孙的大事 ， 是企业应尽 的义务 ， 应加大投入 ， 加强管理 ， 完成露天采坑 、 排土场、 尾沙库的 复 垦绿 化任 务 。 2 ． 3 ． 1 排 土场 、 露 天 采坑 的复 垦绿化 丰山铜矿 、 铜山 口铜矿排土场、 露天采坑 回填废石均 为棵露岩石 ， 可采取平整、 覆土、 绿化的办法复垦绿化。 具 体做法 一是利用推土机对排土场、 露天采坑 回填废石进 行平 整 ， 排 土场 平 台 四周 作 出 0 ． 5 m 的土 挡 ， 以 防止 水 土 流 失 ； 二 是 在 平 整 的 基础 上 覆 盖 0 ． 3 m～ 0 ． 4 m 厚 的表 土 层 ； 三 是 可栽 种 以刺槐 、 紫 穗槐 、 白榆 为 主 的水 土保 持林 。 3 ． 3 ． 2 尾 沙库 的复 垦绿化 矿山闭坑后 ， 尾沙停止排放 ， 干燥 季节， 库 内积水蒸 发后 ， 尾沙将成为 干燥松散的沙滩 ， 刮风 时就 会飞沙弥 漫 ， 对周边农村、 矿区将造成严重污染 。尾沙库治理面积 大 ， 进 行 覆 土绿 化又 没有 土 源 。借鉴 加 拿大 、 首 钢 矿业 公 司 的 成功 经 验 ， 可 以直 接种 植 喜光 、 适 应 沙 土 、 固沙 能 力 强、 耐盐碱、 耐干旱、 耐瘠薄、 生长较快 、 根系发达、 枯枝落 叶量大的沙棘作为主要栽植树种来治理尾沙坝。 4 结论 综合前述 ， 有色金属矿 山关闭后地质环境保护应采 取下 列治 理措 施 1 对 露 天 采 坑 边 坡 、 排 土 场 边缘 进 行 加 固 处理 ， 防 止 滑坡 、 泥 石 流 的发 生 ； 加强 地 下 采 空 区的 监 测 ， 对 地 面 塌陷采用充填法治理 ； 加 固尾沙库坝体 ， 扩建和疏通溢洪 通道 ， 防止溃 坝 。 2 对尾沙中的石榴石 、 硅灰石等脉石矿物及伴 共 生 钨 、 铂 、 钼 、 铁 等 有 益 元 素 以及 排 土 场 的废 石 加 以 综 合 利用 ， 既可以实现固体废弃物资源化 、 减量化 ， 减轻尾沙 库 和排 土 场 对 周 围 生 态 环境 构 成 的 威胁 ， 又 可 以安 置 关 闭矿 山职工再就业 ， 具有较大的经济效益和社会效益。 3 对 露 天 采 坑 、 排 土 场 和 尾 沙 库 进 行 复 垦 绿 化 造 林 ， 可以防止水土流失及沙尘污染 ， 改善生态环境。 参考文献 [ 1 ] ‘ 矿 山地 质手 册 编委 会 ． 矿 山地 质手 册 上 [ M] ． 冶金 工 业 出版 社 ， 1 9 9 5 ， 9 ． E 2] ‘ 中 国有色 金 属矿 山地 质 编 委 会． 中国 有色 金属 矿 山 [ M] ． 地 质 地 质 出版社 ， 1 9 9 1 ， 7 ． [ 3 ] 地矿 部矿 产开 发 管理 局． 首届全 国矿 产 资源综 合开 发利 用与技 术 经济 评价 学术 研讨 会论文 集 [ c] ． 1 9 8 8 ， 1 0 ． E 4 3 --废 治理 与 应用 编 委 会． 三 废 治理 与应 用 [ M] ． 冶金 工 业 出版 社 ， 1 9 9 9 ， 1 0 E 5 - 1 国家 环境 保 护 总 局监 督管 理 司 编． 中 国环 境 影 响评 价 培 训教 材 [ M] ． 化学 工业 出版 社 ， 2 0 0 0 ， 6 ． [ 6 ] 北 京 市环 境保 护 科 学研 究院 编 ． 环境 影 响评 价 典型 实 例 [ M] ． 化 学 工业 出版社 ， 2 0 0 2 ， 4 ． GEo Lo GI CAL ENVI RoNM ENT PRoTECTI o N AFTER NoN FERRo US M ETAL M I NE CLoS ED W ANG H u kun De s ／ g mn g Re s e a r c h I n s t i t u t e o f Da y i e No n f e r r o u s me t a l s C o ． ， Li mi t e d， Hu a n g s h i ， Hu b e i ， 4 3 5 0 0 5 Ab s t r a c t ． I n o r d e r t o s o l v e t h e p r o bl e ms c o n c e r n e d a b o u t e n v i r o n me n t a l g e o l o g y s u c h a s s u r f a c e d e f o r ma t i o n a n d d e p r e s s i o n c a u s e d b y u n d e r g r o u n d mi n i n g a n d l a n d s l i d e， mu d r o c k f l o w ， t a i l i n g d a m c r u s h i n g c a u s e d b y s i de s l ope a nd de bris dum p of o pe n p i t m i ni ng dur i ng m i ne r a l r e s our c e e xpl oi t a t i o n of nonf e r r ous me t a l mi n e s， t h r e e c o u n t e r me a s u r e s a r e p r o p o s e d a s t h e f o l l o wi ng s p r e c a u t i o n s o f g e o l o g i c a l d i s a s t e r s a s l a n d s l i d e， mu d - r o c k f l o w e t c ．， s e c o n d a r y mi n e r a l r e s o u r c e c o mp r e h e n s i v e u t i l i z a t i o n； r e f a r mi n g a n d v i r e s c e n c e o f o p e n pi t， de br i s dump a nd t a i l i ng da m S O a s t o r e a l i z e m i ne e nvi r o nme nt pr ot e c t i on． Ke y W or dse n vi r onm e nt pr o t e c t i o n； m i ne c l o s e d own； e nv i r onm e nt a l ge ol og y；di v e r s i f i e d ut i l i z a t i on；r e f a r m i ng a nd v i r e s c e nc e 55 8、 维普资讯