我国矿山尾矿固体废料及地质环境现状分析(1).pdf

我 国矿 山尾 矿 固体废料及地质环境现状分析 刘玉强 郭 敏 中国矿业联 合会 北 京 1 0 0 0 3 7 摘要建国 5 0年来 ，大规模的矿业开 发活动 给人们 的生产和生 活带来 了一定的影 响 ，到 目前 为 止 ，国家对 矿业开发过程中所产生 的矿山尾矿 和固体 废料 的总量 、潜在 经济价值及 隐患 、矿 山土地破坏 与复垦 、地质灾害状况及经济损失、环境破 坏及恢 复治理等总的情况不 明。此次 凋查工作 ，旨在摸 清河 北 、山东 、山西 、甘肃四省基本情况 ，树立综合 利用 和治理典 型 ，提出切实可行 的治理方案 ，为制定 相 关政策 、法规提供依据 。 关键词 尾矿 固体废料矿 山环境调查 中图分类号T D 9 2 6 ． 4 ／ X 7 0 5 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4～4 0 5 1 2 0 0 4 0 30 0 0 1 ～0 5 I NVES TI GATI ON AND S TUDY ON TAI LI NGS．W AS TES AND ENVI RONM ENTS OF M I NI NG I NDUS TRY I N CHI NA Li u Yu q i a n g Gu o M i n C h i n a Mi n i n g A s s o c i a t i o n ’ B e i j i n g 1 0 0 0 3 7 Ab s t r a c tThe l a r g e s c a l e mi ni ng i n du s t r y de v e l o p me nt ha s a n e f f e c t o n p e op l e ’ S l i f e t O s o me e x t e nt s i n c e 1 9 4 9．At p r e s e n t ， t h e g o v e r n me n t h a v e n o e x a c t l y k n o wl e d g e o f g e n e r a l s c a l e s ， e v a l u a t i o n s a n d h a z a r d s o f t a i l i ng s a n d wa s t ， mi n e s e nv i r o nme nt s ． W e c a n kn o w t h e b a s i c s t a t u s o f He b e i ， Sh a nd o ng， Sha nx i a n a n d Ga n s u p r o v i n c e s t h r o u g h t h is i n v e s t i g a t i o n p r o j e c t ， f i n d g o o d e x a mp l es，d e v e l o p p r a c t i c a l t r e a t me n t wa y s ， p r ov i d e r e f e r e nc e t O mak e p o l i c i es a n d l a ws ， Ke y wo r dsTa i l i n g s，W a s t e s， Mi n i ng i nd us t r y e nv i r o n me nt s， I nv e s t i g a t i o n 1 前 言 矿产资源开发利用过程中影响矿山环境的因素 很多 ，但其 中采矿剥离地表岩土、大量固体废料和 尾矿 ，是 造成 大量 土地被 占压与破 坏 ，植 被被 毁 与 水土 流失 ，大量 有毒 和有 害物 质沉 积地 表和通 过各 种途径进入或污染土壤、河流、水体，大量尘土飞 扬 和有 害气体进 入 大气 ，矿 山生态 环境破 坏 ，引发 各种 地质 灾 害发生 的最 主要 因素 。 矿 山环 境 问 题 虽 然 已 引 起 中央 、 各 级 政 府 部 门 、矿 山企业 的重 视 ，但 我 国矿 山环境继 续恶 化 的 势头仍 未得 到有 效地 遏制 。 但从另一方面来看 ，随着经济和科学技术的发 展 ，矿 山固体废 料 和尾矿 已越 来越 被人们 认识 到是 重要 的有 用 二 次资 源 。因此 ，紧 紧抓 住 矿 山尾 矿 、 固体废料的综合利用与治理 ，贯彻落实 “ 资源化、 减量化 、无害化 ” 方针 ，是从 根本 上保护 资 源 、充 分利 用 资源 、治理 矿 山环境 的最有 效途 径 。 我 国矿 山尾矿 固体废料及地质环境 现状分析 国土资源 部 1 9 9 9年 开始 以山东 、 山西 、河 北 、 甘 肃 等省作 为试 点 ，开 展 了矿 山尾 矿 、废 石 等固体 废 料及 其压 占、损毁 土 地 ，影 响 、破坏矿 区环境 的 调查工作。受国土资源部委托，中国矿业联合会承 担 了该 项 目，并成 立 了 “ 全 国矿 山尾矿 、土地 与环 境 调查 整治领 导 小 组办 公 室 ” 。从 已完 成 矿 山调 查 试点工 作 的数据 资料上 ，让 我们更 加深 刻地认 识 到 矿 山尾矿 、废 石 等 固体 废料 积存 的数量 及其对 矿 区 土地 、环境 的影 响是 严重 的 。 2试 点矿 山调 查概况 山东 、山西 、河北 、甘 肃 四省共调 查矿 山企 业 总数 2 8 6 3 4个 ， 占 四省 矿 山企 业 总 数 的 9 5以上 。 其 中 ，国 有 矿 山企 业 为 1 6 3 7个 ，集 体 矿 山 企 业 1 6 5 8 5 个 ，港 、澳 、 台及 外 商 矿 山企 业 1 4个 ，乡 镇 和个 体矿 山企业 1 0 1 3 7个 ，已闭 坑矿 山企业 5 6 3 个 。 山东 、山西、河北 、甘肃四省矿业从业人数为 1 维普资讯 2 6 0万人 。2 0 0 0年矿业生产工业总产值达 1 1 5 6 ． 5 4 亿 元 。其 中 ， 山东 6 5 7 ． 7 8亿 元 ，山 西 2 0 7 ． 3 5亿 元 ，河北 2 3 8 ． 9亿元 ，甘肃 5 2 ． 5 1亿元 ，约 占各省 年生产 总值 的 5 ％～8 ％。 1 矿 山尾矿 和 固体 废 料 矿 山尾矿 。通 过调 查 ， 四个试 点省 矿 山尾矿 库 共 计 1 8 9 3座 ，已累计堆 存尾 矿 1 2 0 2 9 9 ． 6 7万 t 约 1 2亿 t ，并 以 年 排 放 量 8 6 5 0 ． 5 2万 t速 度 增 长 。 表 1为四省 矿 山尾矿 现状 。 表 1 试 点省矿山尾矿现状 我 国矿产 资源 的一 个重要 特点 是单 一矿少 ，共 伴 生 矿 多 ，由 于 技 术 、设 备 及 以 往 管 理 体 制 等 原 因 ，尾矿 中均 含 有 多 种 有 价 金 属 和 矿 物 未 得 到 回 收，使得矿山选矿或水冶尾矿成为有待开发利用的 重要 二 次 资 源 。从 四 省 矿 山尾 矿 来 看 ，除 少 数 矿 山 ，如 甘 肃 白银 公 司从 尾 矿 中 回 收 铜 、硫 、金 、 银 ；金 川 I 公 司 从 尾 矿 中 进 一 步 回收 镍 及 铜 、钴 、 银 、硫 、铂族 等有 价金 属 ；山东 三 山岛金矿从 尾 矿 中回收硫 精矿 、铅 ；山东多 家金矿 从 尾矿 中 回收 石 英精 矿及 绢 云母 ；河北 邯郸 矿 山局 从铁 矿尾 矿 中再 选 回收 铁 及 硫 、钴 ；河 北 黑 山铁 矿 从 尾 矿 中 回收 钛 、硫等 外 ，大多 数矿 山尾 矿 中的有 价组分 均未 回 收利用 ，资源浪费严重。从尾矿整体利用来看，主 要有 塌 陷地 和井下 充填 ，建 路 、建筑材 料 ，如生 产 尾砂 砖 、承重 砌块 、水 泥等 ，但用 量 有限 ，生产 规 模 也 小 。 从 四个 试点 省尾矿 利用情 况看 ，除 山东尾 矿综 合利用率达 2 5 ． 8 ％外 ，其他三省只有 5 ％左右，见 表 2 。 表 2 试 点省矿山尾 矿利用现状 省份 年刊 L 甩总 f t 量 用 量 综 气 率 山 东 山西 河 北 甘肃 合计 41 23 ． 6 4 3 03． 7 0 3 2 5 5． 83 1 1 6 8． 2 O 8 8 5 1． 3 7 2 5． 8 4． 5 5． 0 3 4． 7 平均数 1 0 我 国资源形 势不 容乐 观 ，东 部矿 山企业 和建 国 以来 开 采的矿 山资源 面临 枯竭 ，依赖 于矿 山所建 的 矿 业城 市面临 的 四矿 问题 愈显 突出 ，采富 弃贫 ，采 易弃难 现象仍很严重，计划经济 时期国家投入找 矿 ，现 又转 到企业 上 ，现 行领 导为 眼前利 益 ，谁 又 做现 在看 劳而无 功 的事 。矿 山从深 部与外 围找 矿投 入不 足 ，开 采储 量远 大于新增 储量 ，储 采 比一 直处 在透支 状态 。今 年资 源危机 已经 突显 ，可持续 发展 面临挑 战或 落实 。资 源环境 破坏 了又无钱 治理 。给 后 人 留下 了什 么值得思 考 。因此 ，尾矿 、固体 废料 综合利 用应 该摆 在政 府 、企 业 的重 要议事 日程。 矿山固体废料。矿山固体废料主要包括矿 山露 天剥离和 采矿 产生 的废 石 、煤矸 石 和 粉煤灰 。四个 试点省 统 计 有各 类 固 体废 料 堆 场 1 5 6 8 4座 ，累 计堆存 固体废 料 总 量 达 3 7 7 8 8 1 ． 4 3万 t 约 3 7 ． 8亿 t ，并以年排放 6 9 4 0 0 ． 2 5万 t 速度增长。其中废石 堆 场 1 1 5 3 5个 ，累计 堆 存 废 石 3 0 3 5 3 2 ． 6 5万 t ； 煤矸石 山 4 0 9 6座 ，累计 堆 存煤 矸 石 7 2 7 3 5 ． 2 2万 t ； 粉煤灰 堆 4 9个 ，累计 堆存 粉煤 灰 1 6 1 3 ． 6 7万 t ，见 表 3 表 3试 点 省 矿 山 固 体 废 料 现 状 2 中国矿业 2 0 0 4年第 1 3卷第 3期 瑚 加 维普资讯 关于固体废料的综合利用 ，在一些较大型煤矿 除一般利用煤矸石发电外 ，煤矸石和粉煤灰主要用 于 塌陷 地充填 覆 土造 地 、采 坑和 井下 充填 ，也有 些 矿 山用 于筑 堤 、铺 路 和 建 材 ，生 产 各种 彩 色 面 砖 、 地砖 、承重砌 块 、砂 石料 、水 泥等 。四个 试点 省各 种 固体废料 平均综合利用 率为 3 0 ％左右 ，其 中山 西 省 的综 合 利 用 率 达 7 4 ． 9 ％，原 因是 山西 省 主要 固体废 料来 自大型露 天煤 矿 ，而且也 主要 用于 露天 采 坑 的 回填 。表 4为 四省 矿 山 固体废 料利 用情 况 。 2 土地 占损与 复垦 矿 山采 矿 对 土 地 压 占破 坏 是 严 重 的 ，除 采 矿 尤 其是煤 矿 可 引起 大面积 土地塌 陷 ，破坏农 田 、 农 庄 、道 路 等 ，以及 生态环境 外 ，矿 山 占损 土地 主 要是露天采场、各种废石堆、煤矸石山及尾矿库， 如四省露天采矿 占地约 4 ． 6 8 5万 h a ，尾矿库 占地 0 ． 7 9 0万 h a ，固体废料 占地 1 ． 3 1 7万 h a ，三者合计 共 占损 土 地 6 ． 7 9 2万 h a 。 同 时 ，它们 也 是 造 成 矿 山环境 污染 和生态 环境 破坏 的主要 根源 。见表 5 。 表 4试点省矿 山固体废料利用情况 表 5试点省矿 山土地 占地情况 一 些 矿 山 ，尤其是 大型 或新 建矿 山 ，在 有条 件 情 况下 已开 始重视 土 地复垦 、植 树造林 、环境绿 化 美化等 ，并取得一定成效。大家都知道 ，我国土地 人 均不 足 一 亩 ，东 部 地 区有 些 地 方 人 均 不 足 0 ． 8 亩 ，到警 戒 线 以下 ，土地是 我 国人 口粮 食安 全 的保 证 。 因此 国家对乱 围 占土地 ，乱建 园 区 ，正 在加 大 力 度清 理 ，城市建 设用 地 十分 紧张 ，土地复 垦 国家 每 年多 出专 款不少 ，矿 山土 地复 垦对还 土地 给农 民 或城市都有重大意义。见表 6 。 表 6试点省矿 山土地复垦情况 3 矿 山地质 灾 害 通过 四个 试点 省矿 山调查 情 况看 ，矿 山地质 灾 害 时有发 生 。除矿 山事 故 ，如井 下突水 、冒顶 、瓦 斯爆 炸 ，以及 土地 大 面积塌 陷外 ，矿 山地质 灾害 主 要 是崩 塌 、地 裂 缝 、滑 坡 、泥 石 流 、尾 矿 库 溃 坝 等。四省统计共发生各种地质灾害 1 0 7 7 7起 ，影响 面积 6 0 9 4 ． 8 5 k m ，伤 亡 1 2 2 4人 ，直 接 经 济 损 失 我 国矿山尾矿 固体废料及地质环境现状分析 2 8 ． 1亿元 。 表 7 。 表 7试点省矿山地质灾害情况 4 矿 山废水 、废 液情 况 矿 业开 发对水 的影 响表 现在两 个方 面 一是 破 坏地 下水 资 源，二 是 生产 过 程 中排 放 大量 废水 液 。矿 业废 水包 括矿 坑水 、选矿 废水 ，以及 尾矿 库和废石场排出的淋滤水。这些废水 ，尤其是矿坑 水 往往是 酸性 水 ，多含 大量 重金属 及有 毒 、有 害元 素 。废水排放不仅污染地表水和地下水 ，而且直接 破坏生态环境 。据有关专家和典型材料估算 ，华北 地 区 每 采 1 t 煤 ，平 均 破 坏 地 下 水 资 源 l O t 左 右 ， 有 的甚 至达 到 2 0 t 。全 国煤矿 每年排 出地 下水 2 2亿 t 。每年洗煤的废水达 0 ． 9亿 t 。上述这些估算数字 可能偏低。据河北、山东、山西、甘肃 四省 的调 查 ，仅这 四个 省矿 山年 产废 水 就 达 1 8 ． 9 6亿 t ，年 外排废水 1 0 ． 2 8亿 t ，其中 9 0 ％以上为矿坑水。见 表 8 。 3 维普资讯 表 8试 点 省 矿 山废 水 排 放 量 统 计 单 位 万 t ／ 年 水是人 们赖 以生存 的最重 要条件 之一 ，我 国北 方主要城市都缺水 ，因此保护和综合利用好水资源 是我 们 的重要 责任 和义 务 。 3 矿 山尾 矿 、 固体 废料 堆存 现状 及 占压土地 情况 1 矿 山尾矿 、固体废 料现状 据 1 9 4 9 ～2 0 0 0年统 计 见 图 1 ，铁 矿尾 矿 量 为 2 6 ． 1 4亿 t ，黄金 尾 矿量 为 2 ． 7 2亿 t ，主要 有 色 金属 的 尾矿量 为 2 1 ． 0 9亿 t 。化 工部 门对 4 8个化 工 矿 山调 查统计 ， 累计 积存 尾 矿 3 1 2 0 ． 6 6万 t 。合 计 产 生尾 矿量 为 5 0 ． 2 6亿 t 。 铁 矿 、金 矿 、有 色金属 矿剥 离 、掘进 产生 的废 石 量分 别 为 9 3 ． 7 5亿 t 、4 ． 6 7亿 t 和 2 5 ． 2 1亿 t 。重 点化工矿山企业 固体废料积存量为 3 ． 0 8亿 t ，合计 产 生废石 量 1 2 6 ． 7 1亿 t 。煤矸 石 产 生 量 为 3 5 ． 6亿 t ，粉 煤灰产 生量 为 1 2 ． 1 2万 t 。固体废 弃物 总计 产 生量 为 2 2 4 ． 6 9亿 t 。 但从 目前 四省调 查数 据分 析来 看 ，仅 此 次调查 的四个 省尾 矿 、 固体废 料 已分 别达 1 2亿 t 和 3 7 ． 8 亿 t ，全 国的总 量预计 比上 述数 据要 大 。 4 ① 图 1 矿 山 固体 废 弃物 总量 单位 亿 t 2 占损 土地情 况 据 1 9 9 6年统 计 测算 ，全 国矿 业 生产 占用 土 地 达 5 8 6万 h a ，其 中 7 0 ％～8 0 ％为耕地。被 占用 的 土地 中因采矿 而挖损 破坏 、塌 陷 、压 占及次 生地质 灾害破 坏 的 面积 为 1 5 7万 h a 。到 目前 为 止 ，这 些 被毁 土地 大部 分没有 得到整 治和 利用 。 煤炭 开采 对土地 的破坏 最 大。据调 查 ，每采 出 1万 t 煤 平均 要塌 陷土 地 0 ． 3 h a ，根 据 1 9 4 9 ～2 0 0 0 年煤 炭产 量 2 9 6 6 5 5 1万 t 计 算 ，全 国 因采煤破 坏塌 陷的 土地约 为 8 9万 h a 。在这 8 9万 h a 的塌 陷地 中 ， 有 一半 以上是 耕地 ，其 中绝大 多数是 良田。 从 四省 的调查 数据 得知 ，仅 四省 矿 山征地面 积 为 3 0 ． 5万 h a ，露 天采 矿 、尾矿 和 固 体废 料 占损 土 地共约 6 ． 7 9万 h a ，造 成 土地 塌 陷 6 ． 5 6万 h a ， 以 此 数据 来推 算 ，全 国矿 山土地 占损 数量及 采矿对 环 境 破 坏程度 比预计 的要 严重 。 4矿 山尾 矿 、固体废 料综 合利 用及土地 复垦情 况 1 尾 矿 、废石综 合利 用情况 据不 完全统 计 ，每年从 尾矿 中 回收 的铁精矿 已 达 8 0万 t ，产 值 达 1 ． 5亿 元 ，年利润 达 2 6 5 6万元 。 许多有 色 金属 矿 山从 尾 矿 中回 收硫 铁 矿 、铜 、 锡 、铅 、锌等有 用组 分 ，甚 至个 别老矿 山 以尾 矿 为 主矿 产 生产 。尾矿和 废石 作为建 筑材料 和井 下充 填 物料 利用 估计 在 7 ％左 右 。 据报道 ，1 9 9 9年 全 国 煤 矿共 建 成煤 矸 石 及 劣 质煤 电 厂 1 2 8座 ，总装 机 容量 约 2 0 0万 k W。煤 矸 石 和粉 煤灰水 泥厂 4 7座 ，总规模 3 5 0万 t 。煤矸 石 和粉 煤灰砖 场 2 4 0座 ，生产 能力 2 1 0 块 ／ 年 。 2 0 0 0年 我 国煤 炭 系统 重 点 矿 山总 共 排 放 煤 矸 石 6 0 0 2 ． 8 9万 t ，图 2示 出 了我 国煤 炭 系统 重 点 矿 山 2 0 0 0年煤矸 石 的利用 情况 。 尽管 粉 煤 灰 的 利 用 率 已 提 高 到 5 3 ％ ，但 是 多 年来 未 被 利用 的粉 煤 灰 累计 堆 存 量 已达 8亿 t 以 上 ，占地 近 2 0万亩 。 中国矿业 2 0 0 4年第 1 3卷第 3期 维普资讯 ■ 81 0 ■ 发电 一 建村 口 筑路 口 充填 ■ 其他 ■ 未利用 图 2 煤炭 系统重点矿 山 2 0 0 0年煤矸石利用 比例数 燃 煤 火 电 产 生 的 粉 煤 灰 1 9 9 8年 排 放 量 已 达 1 ． 0 7亿 t ， 利 用 量 为 5 7 0 0万 t ， 占 总 排 放 量 的 5 3 ％。我 国近 2 0年来 粉 煤灰 的排 放 量和 利 用 量见 图 3 。 ll Oo o l O oo O 9 Ooo 8 Ooo 7 Ooo 6O oo 5O oo 4O oo 3O oo 2O oo l O oo 通过调查数据及我国共伴生矿床多的特点 ，全 国矿 山尾 矿 特 别 是金 属 矿 山尾 矿 、废 石 中 可 回 收和利用的有用成份、数量及价值 比预计的要大。 2 土地 复垦 情况 国务 院 的 土 地 复 垦 规 定 颁 布 迄 今 十余 年 来 ，我 国矿 区土地 复 垦率 已从 不 足 2 ％上 升为 6 ％。 而前 苏联 的黑 色金 属矿 山 ，土 地复 垦 率 已达 5 0 ％ ， 美 国 1 9 7 7年后 新 建矿 山的土 地复 垦率 达 8 0 ％。 5 存在 的 问题 与建 议 通过对 四个试点省矿山调查资料 与数据分析 ， 虽然 目前矿山尾矿、固体废料的综合利用和环境治 理逐渐受到各级政府和矿山企业的重视 ，但情况还 是严 重 的 1 从 四个试点省关于矿 山尾矿、固体废料总 量 、 占损 土地情 况 、地质 灾 害和废水 液 排 放情 况的调查数据来看 ，目前全国的总量预计 比原估计 的量要 大 、要严 重得 多 。 2 随着 经济 和科学 技术 的发展 ，以及我 国共 伴生矿床多的特点 ，全国矿山尾矿 特别是金属矿 我 国矿山尾矿 固体废料及地质环境现状分 析 山尾 矿 、废石 中可 回收 和 利 用 的有 用 成分 数 量 与 价值 比预计 的要 大。但矿 山尾矿 等固体废料的利 用 、治理需要大量资金 ，尤其是老矿山积累的问题 较多 ，经 费困难 ，没能 力解 决长期 遗 留下 来 的许 多 问题 ；同时搞 综 合 利 用 、环境 治 理 需 要 科技 攻 关 ， 研究新 工艺 、新 技术 和新设 备 ，许 多矿 山缺 乏这方 面能力 。 3 缺乏必 要 的政策 引导和 扶持 。如煤矸 石发 电的电价 问题 、并 网售 电 问题 ；尾矿砖 和煤矸 石或 粉煤 灰砖 的 价格 问题 、技 术标 准 问题 、市 场 问题 ； 矿 山土地 复垦后 土地 权属 问题 、利用 问题 ；矿 山企 业资源综合利用和环境治理投资的贷款政策 、优惠 和 奖励 政策 等 。 4 现行 有关 法律法 规对 矿 山尾 矿 、废石 等 固 体废料 的管理 与 利用 只作 了原 则规 定 ，没 有强制 性 措 施 。放多矿 山的尾矿 等 固体废 料 长期处 于无人 管 理状态 ，对其治理与利用更是认识不足。 鉴 于上述 情况 ，提 出 以下 建议 1 扩 大试 点省 的范 围 ，继而 开展全 国矿 山尾 矿 、废 石等 固体废 料 的调查工 作 ，摸清情 况 。在此 基础上 ，编制全 国矿 山尾矿 等综合 利用 和环境 治理 总体规 划 ，以及 为实现 全 国矿 山网络化 、规范 化管 理打好 基础 。 2 制定相关的扶持政策 ，包括优惠的投资政 策 、贷 款 政 策 、奖励 政 策 、税 收 政 策 和 销 售 政 策 等 ，鼓 励 企业或 地方 或个人 投资矿 山的治理 。在修 改 的矿 法 中应有 明确 的法律 要求 。 3 设 立矿 山尾 矿等 固体废料 综合 利用 、土地 复垦、矿山环境治理及地质灾害防治等科技攻关专 项经费，并组织科研单位进行攻关 ，对可行性科研 成果及 时 投资 与应 用 。 6 结束 语 我们 大家所 做 的工作 是利在 当代 ，功在 千秋 的 事业 ，是 紧跟 中央人 口、资源 、环境 的精神 ，是 可 持续发展的大事业。我们在尾矿 、固体废料综合利 用和 矿 山环境治 理方 面需要 新技术 、新 设备 ，这 就 需要科研院所和矿业企业的积极开拓 ，为这个有生 命力 的绿 色产业 做贡 献 。 ■ l 收稿 日期 2 0 0 40 22 3 [ 作 者 简介 ] 刘 玉 强 1 9 5 7 一 山 东烟 台 人博士后 教授级 高工 中国矿业联合会副秘书 长 中矿联 咨询 中心主任 主要从 事储 量评 审 矿 产规 划 矿 产 资源综合 利 用开发 与研 究工作 5 维普资讯