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一、主要工作開展情況
一是結(jié)合2009年環(huán)保專項(xiàng)行動(dòng)工作,進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)村周邊污染源現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)察力度。對(duì)全縣所有排污企業(yè),環(huán)保治理設(shè)施運(yùn)行情況,污染物排放情況,排污申報(bào)登記、排污許可證制度執(zhí)行情況,新改擴(kuò)建項(xiàng)目“環(huán)評(píng)”和“三同時(shí)”制度執(zhí)行情況等進(jìn)行了全面檢查落實(shí)。
二是提高認(rèn)識(shí),落實(shí)責(zé)任,抓好尾礦庫(kù)汛期安全工作。我縣認(rèn)真吸取近期尾礦庫(kù)安全事故教訓(xùn),堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針,從維護(hù)人民群眾的根本利益、保穩(wěn)定、促發(fā)展的高度,進(jìn)一步提高對(duì)汛期尾礦庫(kù)安全生產(chǎn)工作重要性的認(rèn)識(shí)。加強(qiáng)源頭管理,嚴(yán)格安全準(zhǔn)入條件、切實(shí)落實(shí)生產(chǎn)企業(yè)的主體責(zé)任。認(rèn)真制定了切實(shí)有效的防汛措施和事故應(yīng)急預(yù)案。做到“防汛組織、防汛隊(duì)伍、防汛物資、防汛措施”四落實(shí)、四到位。各生產(chǎn)企業(yè)建立健全相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)和崗位責(zé)任制度,完善應(yīng)急救援預(yù)案和安全度汛方案,配備適當(dāng)?shù)娜藛T、籌集必要的經(jīng)費(fèi)和防汛物資,24小時(shí)派人對(duì)尾礦庫(kù)安全情況進(jìn)行巡查。做到責(zé)任到位、措施到位、任務(wù)到人,各負(fù)其責(zé)。針對(duì)汛期尾礦庫(kù)安全工作的特點(diǎn),認(rèn)真查找存在的薄弱環(huán)節(jié)和隱患,制定切實(shí)可行的有效措施進(jìn)行整改,扎扎實(shí)實(shí)抓好汛期尾礦庫(kù)的安全生產(chǎn)工作,對(duì)發(fā)現(xiàn)的隱患立即整改,確保汛期尾礦庫(kù)的安全運(yùn)行。
三是開展汛期安全檢查和尾礦庫(kù)專項(xiàng)整治工作。按照國(guó)家和省、州的有關(guān)要求,把防汛工作與尾礦庫(kù)專項(xiàng)整治工作結(jié)合起來(lái),在防汛工作中排查治理隱患,在隱患排查治理中落實(shí)防汛措施。定期不定期組織開展深入、細(xì)致的防汛安全檢查和隱患排查治理工作。重點(diǎn)查防洪度汛措施,查安全管理及主要負(fù)責(zé)人、安全管理人員和特種作業(yè)人員培訓(xùn)持證情況,查生產(chǎn)運(yùn)行情況,查隱患排查排除治理情況,查壩體穩(wěn)定性及庫(kù)區(qū)邊坡穩(wěn)定情況等,加強(qiáng)公路附近尾礦庫(kù)的安全環(huán)境檢查。對(duì)查出的問(wèn)題及隱患,制訂切實(shí)可行的整改措施,限期整改確保安全度汛。
根據(jù)《云南省尾礦庫(kù)專項(xiàng)整治驗(yàn)收辦法的通知》要求,在去年工作的基礎(chǔ)上,對(duì)全縣運(yùn)行使用的尾礦庫(kù)進(jìn)行了再次調(diào)查摸底??h委、縣政府高度重視,抓緊布置,成立了專項(xiàng)整治驗(yàn)收領(lǐng)導(dǎo)小組,制定了專項(xiàng)整治行動(dòng)工作方案,并安排專人負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作,根據(jù)尾礦庫(kù)的基本情況,制定了工作方案,建立尾礦庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù),落實(shí)責(zé)任,保證尾礦庫(kù)專項(xiàng)整治驗(yàn)收工作的順利開展。
四是加大宣傳,強(qiáng)化培訓(xùn)。充分利用廣播、印發(fā)安全知識(shí)傳單等多種形式宣傳和普及有關(guān)安全生產(chǎn)的基本知識(shí),加強(qiáng)對(duì)群眾的宣傳教育工作,引導(dǎo)群眾充分認(rèn)識(shí)尾礦庫(kù)發(fā)生事故的危害性,理解和支持企業(yè)采取的各項(xiàng)安全、環(huán)保防范措施,切實(shí)提高廣大干部群眾的抗災(zāi)、減災(zāi)和自救能力。
五是齊抓共管,形成合力。加強(qiáng)與部門和企業(yè)之間的通力協(xié)作,進(jìn)一步完善工作聯(lián)合機(jī)制,及時(shí)了解和掌握汛情,統(tǒng)籌安排好防汛工作。嚴(yán)格執(zhí)行汛期的值班制度和事故專報(bào)制度,確保領(lǐng)導(dǎo)帶班制度,做到對(duì)各種異常情況能及時(shí)進(jìn)行處理。
通過(guò)以上工作的開展落實(shí),走訪了各排污企業(yè)附近居民群眾,到目前為止我縣未發(fā)生因企業(yè)環(huán)境污染,生態(tài)破壞而引起的廠群沖突、矛盾糾紛、群體上訪等環(huán)境案件。
二、下一步工作打算
一是進(jìn)一步統(tǒng)一思想,提高認(rèn)識(shí),高度重視環(huán)境工作。集中精力排查環(huán)境中存在的突出問(wèn)題,及時(shí)、就地有效化解關(guān)系人民群眾生產(chǎn)生活和影響當(dāng)前社會(huì)和諧穩(wěn)定的環(huán)境污染糾紛,努力消除激化矛盾糾紛和引起社會(huì)不穩(wěn)定因素。
關(guān)鍵詞:生態(tài)礦業(yè);尾礦庫(kù);綜合治理
中圖分類號(hào):X752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
亓傳鐸(1985-),男,山東濰坊人,本科,助理工程師,主要從事選礦工藝技術(shù)管理工作。15854537819,
1引 言
尾礦庫(kù)是一個(gè)具有高勢(shì)能的人造泥石流危險(xiǎn)源,存在潰壩危險(xiǎn),且尾礦水中往往含有多種藥劑。如果尾礦庫(kù)一旦發(fā)生潰壩、裂縫和沉陷、滑坡和滲漏等事故,就會(huì)造成對(duì)周圍土壤、水系等生態(tài)系統(tǒng)的污染。[1]
尾礦庫(kù)是礦山企業(yè)最大的環(huán)境保護(hù)工程項(xiàng)目。對(duì)尾礦庫(kù)進(jìn)行合理的治理利用不僅能夠充分保障其安全運(yùn)行,而且能夠最大限度的存放尾砂,滿足選廠的排尾要求,發(fā)揮其效用。
因此,對(duì)尾礦庫(kù)的綜合治理工作關(guān)系到礦山安全生產(chǎn)的大局,必須加大對(duì)尾礦庫(kù)的管理力度,確保尾礦庫(kù)的安全運(yùn)行。
2尾礦庫(kù)的綜合治理技術(shù)
近年,某黃金礦山的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大,日處理礦量迅速增長(zhǎng),隨之尾礦的排放量也在日漸增長(zhǎng),尾礦庫(kù)匯水面積逐漸減小,每次筑壩加高后的使用年限也在逐漸縮短。
該礦山尾礦庫(kù)后期壩加高方式為尾砂池填法筑壩分次加高,每級(jí)子壩高3米,壩頂寬6米,外坡坡比1:2—1:3,內(nèi)坡坡比1:1,庫(kù)內(nèi)回水方式為中央浮船回水,從壩頂一側(cè)至浮船架有浮橋,便于巡檢與維修。隨著庫(kù)內(nèi)尾砂高度的不斷抬升,當(dāng)庫(kù)區(qū)水位上升至浮橋底板0.5米時(shí),進(jìn)行浮橋加高工程;為了減少筑壩工程量,降低筑壩投資,同時(shí)又要確保尾礦的安全運(yùn)行,當(dāng)庫(kù)內(nèi)四周尾砂距離壩頂≤0.5米時(shí),進(jìn)行壩體加高;壩體加高結(jié)束后,將原壩頂放礦主管道上移至新壩頂外側(cè),移放礦主管路時(shí),要與選廠積極協(xié)調(diào)溝通,不能影響選廠正常生產(chǎn);最后將壩體外坡及壩頂進(jìn)行綠化,在外坡修筑排水構(gòu)筑物,以滿足安全環(huán)保要求。
2.1筑壩工藝
目前,該礦山運(yùn)用比較成熟的筑壩工藝為尾砂池填法筑壩工藝。
采用池填法筑壩工藝,可充分利用尾礦粗砂自然沉積規(guī)律,提高灘頂高程,解決沉積灘坡度緩、尾礦砂土固結(jié)速度慢等問(wèn)題,能夠滿足汛期尾礦庫(kù)安全運(yùn)行要求。[2]具體方法為:首先在一次筑壩區(qū)段上分幾個(gè)小池,近方形,池邊長(zhǎng)20m,然后用人工或機(jī)械筑圍埝,埝高0.5m,頂寬0.5m,邊坡1:1左右,再安設(shè)溢流管,溢流管采用DN50的鋼管,間距5m,共10根,溢流管頂口低于埝頂0.1m,溢流口進(jìn)水口設(shè)在靠近里側(cè)圍埝2m處,出口斷設(shè)在壩外2m,便于回收,待圍埝筑好后,采用分散放礦向池內(nèi)沖填,粗粒于池內(nèi)沉積,細(xì)粒隨水一起由溢流管排向庫(kù)內(nèi)。當(dāng)沖積至埝頂時(shí),停止放礦,干燥一段時(shí)間,再筑圍埝,重復(fù)上述作業(yè)直至達(dá)到要求的子壩高度。[3]
尾砂筑壩工藝的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,筑壩成本低,不需要大型機(jī)械設(shè)備,壩體密實(shí)程度高,不易透水,對(duì)庫(kù)容利用系數(shù)高;缺點(diǎn)是筑壩過(guò)程中需要有人24小時(shí)看護(hù),難以一次成型,筑壩周期長(zhǎng),受尾砂質(zhì)量影響大。
2.2植被綠化
由于礦石品位低,選礦要求磨礦粒度細(xì),筑壩的尾礦顆粒也細(xì)[4],且壩體標(biāo)高越高,壩頂風(fēng)速越大,從而增加了尾礦庫(kù)揚(yáng)塵的發(fā)生幾率。[5]壩體加高結(jié)束后,其表面的細(xì)砂干燥后極易形成揚(yáng)塵,對(duì)周邊環(huán)境帶來(lái)不利影響。將加高后的壩體覆土綠化后,能夠有效避免揚(yáng)塵的影響,并且能夠極大的減少雨水對(duì)壩體沖刷的影響,防止對(duì)周邊的水污染,保障了尾礦庫(kù)的安全。
綠化方式采用在壩體外坡覆蓋草袋種植土,覆蓋厚度25cm,草袋之間不能留縫。壩頂覆蓋20cm厚種植土,覆土厚度要均勻并且壓實(shí),壩頂向排水口出形成坡度,便于壩頂排水。
2.3排滲設(shè)施
壩體浸潤(rùn)線變化的速度,一般決定于庫(kù)區(qū)水位變化的速度、土體的滲透系數(shù)和土體的給水度等因素,與壩體的結(jié)構(gòu)形式特別是壩體的排水條件有很大的關(guān)系。[6]
該礦山尾砂的排放濃度為35-40%,尾砂帶入庫(kù)內(nèi)的水量相對(duì)較大,在庫(kù)內(nèi)形成水區(qū),通過(guò)水區(qū)中央的排水管排出,最終返回選廠循環(huán)利用。尾礦庫(kù)內(nèi)的大量生產(chǎn)用水,能夠抬升壩體浸潤(rùn)線高度,造成壩體失穩(wěn)。為了降低壩體浸潤(rùn)線高度,保證壩體穩(wěn)定性,需要布置排滲設(shè)施。
排滲設(shè)施采用預(yù)埋的方式進(jìn)行布置,在壩體加高前提前埋設(shè),排滲管由導(dǎo)水管和透水管組成,導(dǎo)水管埋設(shè)在壩體中,透水管埋設(shè)在庫(kù)內(nèi),庫(kù)內(nèi)透水管進(jìn)口用土工布封閉,由庫(kù)區(qū)內(nèi)至壩體外整個(gè)排水管形成1%的坡度,便于庫(kù)內(nèi)滲水排出壩外。
通過(guò)以上工程措施的實(shí)施,可以有效的降低壩體內(nèi)的浸潤(rùn)線埋深,從而使壩體能夠滿足滲流、邊坡穩(wěn)定及抗震的構(gòu)造要求。
2.4排水設(shè)施
施工排水設(shè)施的目的是及時(shí)排出雨季期間的降水及排滲管的滲水,防止壩面積水浸泡壩體,造成壩體失穩(wěn)。
在每級(jí)子壩外坡表面砌筑縱向排水溝,必須與下面一級(jí)子壩的縱向排水溝上下一致。在有排滲管的壩腳砌筑橫向排水溝,橫向排水溝由相鄰兩條縱向排水明溝連線的中間點(diǎn)向兩側(cè)方向按1%的坡度放坡。
縱向排水溝的砌筑方式采用磚鋪底、兩邊擋墻用磚砌。兩級(jí)子壩排水溜槽之間地面用砼墊層,并向壩外側(cè)形成1%的坡度。橫向排水溝采用磚砌結(jié)構(gòu),并用水泥砂漿抹面。
2.5回水系統(tǒng)
隨尾砂進(jìn)入尾礦庫(kù)的水除蒸發(fā)、滲漏損失外,余者全部經(jīng)回水系統(tǒng)排出壩外,經(jīng)沉淀澄清后返回選廠使用。排水系統(tǒng)常用的基本形式有:排水管、隧洞、溢洪道和山坡截洪溝等。[4]該礦山尾礦庫(kù)的排水系統(tǒng)為排水管式,利用浮船進(jìn)行回水,庫(kù)內(nèi)清水經(jīng)浮船上回水泵直接打入礦區(qū)水處理系統(tǒng),經(jīng)處理后返回至選廠循環(huán)利用。
庫(kù)區(qū)中央回水系統(tǒng)至壩面架設(shè)浮橋進(jìn)行連接,便于對(duì)回水系統(tǒng)進(jìn)行巡檢與維修。隨著尾礦庫(kù)的不斷加高,浮橋也必須進(jìn)行相應(yīng)加高,以保證回水系統(tǒng)的正常工作。
2.6尾礦輸送系統(tǒng)
尾礦庫(kù)內(nèi)尾砂排放方式為四周分散放礦,放礦時(shí)必須保證尾砂四周均勻分布,可以有效增長(zhǎng)庫(kù)內(nèi)干灘長(zhǎng)度。
尾砂輸送主管路繞壩頂一周布置,均勻安裝放礦支管,合理布置閥門,通過(guò)調(diào)整閥門達(dá)到周邊均勻放礦的目的。尾礦庫(kù)每加高一級(jí)子壩,尾礦主管路隨之上移,降低材料成本。
2.7觀測(cè)設(shè)施
準(zhǔn)確掌握尾礦壩的運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)采取應(yīng)急措施,確保尾礦庫(kù)安全運(yùn)行,必須對(duì)尾礦庫(kù)布置觀測(cè)設(shè)施,采用人工觀測(cè)系統(tǒng),對(duì)位移和浸潤(rùn)線進(jìn)行觀測(cè)。
浸潤(rùn)線觀測(cè)孔根據(jù)尾礦庫(kù)的需求,布置在相應(yīng)壩面。定期對(duì)浸潤(rùn)線觀測(cè)孔進(jìn)行人工測(cè)量,根據(jù)孔內(nèi)的水位情況,掌握尾礦庫(kù)四周壩體的浸潤(rùn)線高度,對(duì)尾礦庫(kù)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。
3應(yīng)用結(jié)論
通過(guò)近幾年尾礦庫(kù)運(yùn)行情況看,尾礦庫(kù)的綜合治理工作在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮了巨大的作用,確保了尾礦庫(kù)服務(wù)于生產(chǎn)的目的,發(fā)揮了尾礦庫(kù)的最大效用。同時(shí),保障了尾礦庫(kù)的安全環(huán)保要求,使尾礦庫(kù)能夠與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境友好相處,為該礦山打造生態(tài)礦山邁出了一大步。
(1)利用草袋種植土進(jìn)行綠化的方法取得了良好的效果,整個(gè)壩體表面植物生長(zhǎng)良好,壩面完全被綠草覆蓋,植物生長(zhǎng)茂密,并且避免揚(yáng)塵,防止環(huán)境污染。
(2)壩體縱橫排水溝的修筑,對(duì)降水進(jìn)行了有效的匯集,防止了雨季壩頂路面積水的現(xiàn)象,減少了雨水沖刷壩體造成局部坍塌的情況。
(3)利用浮船回水效果明顯,庫(kù)內(nèi)進(jìn)出水基本平衡,回水順暢且澄清,杜絕淤管的現(xiàn)象。
(4)排滲管的安裝,達(dá)到了預(yù)期效果,壩體浸潤(rùn)線明顯降低,從而使壩體能夠滿足滲流、邊坡穩(wěn)定及抗震的構(gòu)造要求。
總之,尾礦庫(kù)的綜合治理工作保證了尾礦庫(kù)的安全運(yùn)行,使尾礦庫(kù)的環(huán)境與周邊環(huán)境和諧美觀,符合安全環(huán)保要求,為企業(yè)在當(dāng)?shù)刳A得了良好的聲譽(yù)。
參考文獻(xiàn)
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摸清現(xiàn)狀 明確責(zé)任
在對(duì)尾礦庫(kù)進(jìn)行綜合整治前,首先要摸清萊西市內(nèi)尾礦庫(kù)的狀況。為此,萊西市政府成立尾礦庫(kù)專項(xiàng)整治行動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)小組,多次召開專題會(huì)議抓好部署和督查。行動(dòng)期間,萊西市政府統(tǒng)一制訂了《尾礦庫(kù)安全隱患排查登記表》(簡(jiǎn)稱《登記表》),各鎮(zhèn)、街道根據(jù)《登記表》的要求對(duì)轄區(qū)內(nèi)尾礦庫(kù)進(jìn)行全面排查,徹底摸清已取證、基建、廢棄停用以及非法運(yùn)行尾礦庫(kù)的底數(shù)和基本情況,包括危及礦井、采空區(qū)、水庫(kù)、河流、公路、居民區(qū)或重要設(shè)施的尾礦庫(kù)情況;違規(guī)設(shè)計(jì)、超量?jī)?chǔ)存、超期服役、有垮壩險(xiǎn)情和病庫(kù)、險(xiǎn)庫(kù)、危庫(kù)尾礦庫(kù)的情況。
萊西市對(duì)摸底排查的尾礦庫(kù)情況,按照“屬地管理”和“誰(shuí)的責(zé)任、誰(shuí)出資治理”的原則,明確了34座廢棄尾礦庫(kù)的安全監(jiān)管責(zé)任主體和責(zé)任人。萊西市國(guó)土局、安監(jiān)局、公安局、工商局、供電公司等職能部門和各鎮(zhèn)、街道結(jié)合實(shí)際,層層制定整治方案,層層細(xì)化工作措施,層層簽訂責(zé)任狀,確保各項(xiàng)工作措施落實(shí)到位。各鎮(zhèn)、街道和涉礦企業(yè)對(duì)每一處尾礦庫(kù)逐一落實(shí)監(jiān)管責(zé)任單位和責(zé)任人,采取專人盯防和遠(yuǎn)程監(jiān)控等措施,使尾礦庫(kù)始終在控和受控。對(duì)超期基建和邊運(yùn)行邊基建的尾礦庫(kù),堅(jiān)決予以停建,限期整改;對(duì)廢棄停用尾礦庫(kù)進(jìn)行治理或嚴(yán)格履行閉庫(kù)手續(xù);對(duì)非法尾礦庫(kù)堅(jiān)決予以取締和關(guān)閉。
在綜合整治尾礦庫(kù)安全隱患期間,萊西市政府每月召開一次督查匯報(bào)會(huì),專項(xiàng)整治行動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)小組每季度進(jìn)行一次現(xiàn)場(chǎng)督查,督促各鎮(zhèn)、街道積極推進(jìn)各項(xiàng)前期工作,落實(shí)各項(xiàng)建設(shè)條件。在分清企業(yè)、政府責(zé)任的基礎(chǔ)上,制定治理計(jì)劃,落實(shí)治理資金,抓好整改治理措施,確保隱患治理工作取得實(shí)效。
源頭預(yù)防 分步整治
摸清尾礦庫(kù)狀況后,萊西市全面開展隱患排查治理工作。按照隱患大小和環(huán)境敏感程度,萊西市政府和各鎮(zhèn)、街道制定出綜合治理方案,采取分步實(shí)施的方法,最終達(dá)到整體推進(jìn)。
萊西市按照國(guó)家法律、法規(guī)、規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)的要求,從尾礦庫(kù)項(xiàng)目選址、立項(xiàng)、土地使用、安全、環(huán)保等多方面強(qiáng)化源頭管理,加大尾礦庫(kù)安全、環(huán)保的監(jiān)督、檢查力度,加強(qiáng)安全監(jiān)管能力建設(shè),促進(jìn)尾礦庫(kù)安全運(yùn)行。同時(shí)提高尾礦庫(kù)的審批門檻,控制尾礦庫(kù)總量。
萊西市政府明文規(guī)定:在全市境內(nèi)無(wú)采礦許可證的選礦廠一律不予批建;符合建設(shè)條件的采礦企業(yè)必須經(jīng)市政府常務(wù)會(huì)議統(tǒng)一研究確定,嚴(yán)禁各鎮(zhèn)、街道和村莊私自與礦山企業(yè)簽訂協(xié)議,否則以違反廉政規(guī)定處理,嚴(yán)重者追究刑事責(zé)任。對(duì)未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì),先期建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行管理不規(guī)范,存在防洪排水、排滲系統(tǒng)不完善,干灘長(zhǎng)度達(dá)不到規(guī)范要求,壩體穩(wěn)定性差,防洪能力低,未進(jìn)行閉庫(kù)設(shè)計(jì)和驗(yàn)收等的尾礦庫(kù)進(jìn)行取締和關(guān)閉,對(duì)存在重大事故隱患的尾礦庫(kù)進(jìn)行政府掛牌督辦,限時(shí)治理整治整改。
為調(diào)動(dòng)各級(jí)單位對(duì)尾礦庫(kù)隱患整治的積極性,萊西市一方面鼓勵(lì)鎮(zhèn)、街道、辦事處通過(guò)發(fā)包、委托或打包經(jīng)營(yíng)等方式,與有關(guān)企業(yè)、村委會(huì)等簽訂治理合同,發(fā)揮市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)作用,籌集資金,落實(shí)整改措施。另一方面萊西市政府從財(cái)政安全生產(chǎn)專項(xiàng)資金中,安排100萬(wàn)元用于尾礦庫(kù)治理,并對(duì)所植樹木實(shí)行無(wú)償供給,極大地調(diào)動(dòng)基層政府和企業(yè)治理尾礦庫(kù)的積極性。2010年,萊西市還爭(zhēng)取到青島市級(jí)安全專項(xiàng)資金80萬(wàn)元用于尾礦庫(kù)專項(xiàng)治理補(bǔ)助。
治理和利用并舉
在尾礦庫(kù)安全隱患治理工作中,萊西市分別采取清運(yùn)尾砂、降低壩高、削減壩坡度、整平復(fù)耕、植樹被覆等措施,最大限度地消滅尾礦庫(kù),降低尾礦庫(kù)總庫(kù)容,減少尾礦庫(kù)數(shù)量,以消除安全隱患。同時(shí)萊西市鼓勵(lì)鎮(zhèn)政府、村委或有關(guān)企業(yè)通過(guò)清運(yùn)尾礦回填礦坑造田、降低庫(kù)壩高度并攤平尾礦庫(kù)復(fù)墾、利用尾砂充填等方式對(duì)尾礦進(jìn)行再利用。
尾礦庫(kù)覆土造田
尾礦庫(kù)在雨季容易造成洪澇災(zāi)害,在旱季容易形成風(fēng)沙,這兩種情況對(duì)尾礦庫(kù)附近居民的生產(chǎn)生活安全都造成一定影響。為一勞永逸地消除尾礦庫(kù)安全威脅,萊西市對(duì)部分尾礦庫(kù)進(jìn)行土地復(fù)墾。對(duì)在雨季被沖刷形成沖溝的尾礦庫(kù)壩坡面進(jìn)行修整填平,并在上面覆蓋一層厚度不小于30cm、適于植物生長(zhǎng)的黏土,黏土層上再種植草皮。尾礦庫(kù)內(nèi),先將礦坑進(jìn)行平整,平整后的庫(kù)面上覆蓋30~50cm厚的黏土,以便種植農(nóng)作物、草皮或木質(zhì)植物等植被。萊西市河頭店鎮(zhèn)李家泊子村北的順天鐵選廠尾礦庫(kù)和河頭店鎮(zhèn)攔馬莊村北的攔馬莊鐵選廠尾礦庫(kù),先后進(jìn)行了尾礦庫(kù)土地復(fù)墾,種植葡萄、藍(lán)莓等作物,不僅消除了尾礦庫(kù)的安全隱患,還取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
尾礦充填露天采坑或低洼地帶
一些露天礦山采礦結(jié)束后,會(huì)遺留下巨大的采坑。萊西市鼓勵(lì)這些企業(yè)將尾礦廢料充填到礦坑或低洼地帶,進(jìn)行復(fù)墾造田;或者將露天采坑改做尾礦庫(kù),以節(jié)約新建尾礦庫(kù)的土地占用面積。萊西市要求將露天采坑改做尾礦庫(kù)時(shí)要做好深部礦體的保護(hù)工作,礦坑底部排尾時(shí),需經(jīng)過(guò)技術(shù)分析論證,采取尾礦固化措施,避免給以后的地下開采埋下事故隱患和造成不必要的損失。青島金豐石業(yè)有限公司和青島豪邦礦產(chǎn)品加工廠都是運(yùn)用這種辦法對(duì)露天采坑進(jìn)行復(fù)墾,節(jié)約土地近10萬(wàn)m2。
尾礦充填井下采空區(qū)
礦山開采在攫取資源的同時(shí),導(dǎo)致地下形成大量的采空區(qū)。采空區(qū)的存在,使周邊產(chǎn)生應(yīng)力集中,繼而形成地壓,易發(fā)生頂板冒落和地表塌陷等生產(chǎn)安全事故。因礦山開采而誘發(fā)的地面崩塌、滑坡、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害和生產(chǎn)安全事故已十分普遍,是安全生產(chǎn)的重大隱患。用尾礦充填法回填采礦體時(shí),采掘空間隨著礦石的采出而被充填,是目前保護(hù)圍巖不發(fā)生塌陷、實(shí)現(xiàn)采礦工業(yè)安全生產(chǎn)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的最可靠的技術(shù)之一。萊西市鼓勵(lì)礦山采選企業(yè)對(duì)尾礦進(jìn)行采空區(qū)充填處理,既減少尾礦庫(kù)內(nèi)存放尾礦的數(shù)量,又提高了采空區(qū)的安全性。青島順譽(yù)鐵選廠就將30多萬(wàn)t廢棄多年的尾礦填充至地下礦井采空區(qū),不僅解決了尾礦堆存問(wèn)題,防止了采礦造成的地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害,還大幅度提高了礦石回采率,帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。
此外,有些選礦廠利用尾礦廢料開發(fā)人行道面磚等建筑材料,利用廢棄尾礦料110多萬(wàn)t,減少了尾礦庫(kù)的容量,降低了尾礦庫(kù)的隱患。
尾礦庫(kù)治理成效
關(guān)鍵詞: 尾礦;干堆工藝;應(yīng)用;趨勢(shì)
中圖分類號(hào):TD926 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2012)1210037-02
0 引言
中國(guó)是世界上尾礦庫(kù)數(shù)量和尾礦存放量最多國(guó)家之一,過(guò)去,絕大多數(shù)礦山是通過(guò)新建和擴(kuò)建地面尾礦庫(kù)來(lái)解決尾礦的排放問(wèn)題,但是存在尾礦對(duì)環(huán)境造成危害與占用土地,并易產(chǎn)生由尾礦庫(kù)而引起的安全隱患問(wèn)題,在經(jīng)濟(jì)和政策方面已越來(lái)越不適應(yīng)今后發(fā)展的需求,必須尋找新途徑來(lái)有效解決。在國(guó)外濃縮尾礦最早應(yīng)用于采礦過(guò)程中,對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填。后來(lái)濃縮尾礦又被應(yīng)用到了選礦廠尾礦地表堆存上,取得了良好的效果,并在非金屬、金屬礦山尾礦處理中得到應(yīng)用。這種尾礦干式堆存工藝被引進(jìn)到了國(guó)內(nèi),在黃金礦山尾礦處理方面應(yīng)用較多,并取得了更好的經(jīng)濟(jì)效益。并開始逐步推廣到鐵礦、其他有色金屬礦山,解決了某些礦山生產(chǎn)中尾礦排放的安全、環(huán)保等問(wèn)題。實(shí)踐證明,具有很大的使用價(jià)值。
1 尾礦干堆工藝的術(shù)語(yǔ)定義
1)濃縮尾礦:是指經(jīng)過(guò)濃縮設(shè)備(濃密機(jī)、旋流器等)將尾礦濃縮脫水后,能夠泵送的尾礦。
2)膏體尾礦:尾礦固體顆粒均勻地分布在整個(gè)液體介質(zhì)之中,由于砂漿濃度高,細(xì)顆粒與水形成一“重介質(zhì)”,使粗顆粒懸浮于漿體之中,表現(xiàn)為“非沉降”性,形象為”膏體尾礦”。通常在脫水工藝中要采用了添加劑。
3)濾餅:是指經(jīng)過(guò)壓濾或過(guò)濾脫水后,不能離析,濃度在80%以上的尾礦。
4)干堆:尾礦濃縮膏體、壓濾或過(guò)濾后濾餅以汽車或其他輸送方式運(yùn)至尾礦堆場(chǎng),在山谷或傍山、平原圍堤所形成區(qū)域內(nèi)存放尾礦的排放方式。
5)濃縮尾礦場(chǎng): 堆存濾餅或膏體尾礦的場(chǎng)所。
2 國(guó)外干堆工藝發(fā)展進(jìn)程與實(shí)踐
在20世紀(jì)70年代多倫多大學(xué)的Ronbinsky教授提出了尾礦濃縮后膏體、高濃度尾礦地面堆存的概念,于1973年在加拿大安大略省建成了世界上第一個(gè)濃縮尾礦地表堆放設(shè)施(K idd Creek尾礦堆場(chǎng))。初期生產(chǎn)時(shí)采用了多級(jí)濃縮機(jī)串聯(lián)濃縮工藝,但是尾礦濃縮后沒有達(dá)到不離析,分級(jí)的膏體狀態(tài),尾礦漫流堆存沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求的坡度角。后來(lái)更換了高效濃縮機(jī)后情況有所好轉(zhuǎn),并達(dá)到了預(yù)期的效果,至今仍然在運(yùn)行。逐漸這種尾礦膏體地表堆存的新理念逐步被人接受,并且得到了推廣應(yīng)用。
20世紀(jì)80-90年代濃縮技術(shù)和尾礦膏體的輸送技術(shù)的發(fā)展,制約膏體尾礦堆存的技術(shù)瓶頸大大緩解,國(guó)外礦山采用高效(PPsM型濃縮機(jī))濃縮機(jī)或深錐濃縮機(jī)濃縮將尾礦濃縮成的膏體尾礦,用泵(離心泵、隔膜泵、活塞正排量泵)輸送尾礦到濃縮尾礦場(chǎng)或者將干堆濃縮設(shè)備放到干堆的高點(diǎn)上直接排放。大多數(shù)濃縮尾礦場(chǎng)采用錐形中心排放排放(平坦地區(qū))和溝谷斜坡的漫流排放,少數(shù)采用平臺(tái)逐級(jí)加高排放(平坦和溝谷地區(qū))。這種膏體干堆工藝日漸成熟,使得尾礦濃縮地表堆放成為取代傳統(tǒng)尾礦庫(kù)的一種安全環(huán)保的新選擇。
世界上現(xiàn)已投入運(yùn)行的大規(guī)模膏體尾礦堆存的項(xiàng)目并不很多,澳大利亞和加拿大占比例較大,且主要應(yīng)用于干旱缺水,建設(shè)常規(guī)尾礦庫(kù)成本較高地區(qū)。當(dāng)今應(yīng)用比較成功且有代表性干堆工藝處理尾礦的礦山有:坦桑尼亞的Bulyanhulu礦、印度的Hindustan銅有限公司、澳大利亞Sino Iron鐵礦(年產(chǎn)尾礦6000萬(wàn)t左右)、美國(guó)格林克里克地區(qū)的礦山、美國(guó)愛達(dá)荷州New Jersey露天金礦、非洲坦桑尼亞北部Bulyanhulu金礦、俄羅斯的Kubaka金礦、智利La Co ipa礦山、加拿大的Ekati Diamond礦等。
3 國(guó)內(nèi)濾餅(膏體)干堆工藝應(yīng)用
國(guó)內(nèi)90年代干堆尾礦處理技術(shù)首先應(yīng)用到了黃金尾礦處理方面,平邑歸來(lái)莊金礦經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),獨(dú)創(chuàng)了“全泥氰化尾礦處理新工藝”工藝使選礦用水循環(huán)利用,不外排,不設(shè)尾礦庫(kù),只設(shè)尾礦干堆場(chǎng),不僅成功地解決了“無(wú)廢水”的課題,這種尾礦壓濾,干式堆存和濾液循環(huán)使用的新工藝應(yīng)用比較成功,取得了好的經(jīng)濟(jì)效益:1994年以后干堆技術(shù)在山東省銅石金礦,焦家金礦,三山島、侖上、新城、金城、河?xùn)|、河西、金翅嶺、招遠(yuǎn)、嶺南、尹格莊等金礦也陸續(xù)被采用。后再全國(guó)推廣:北方遼寧排山樓金礦、內(nèi)蒙古撰山子與柴胡欄子金礦、北京市的京都400t/d全泥氰化炭漿廠等都采用這項(xiàng)技術(shù)。長(zhǎng)江以南的浙江省遂昌金礦以及廣東高要河臺(tái)金礦、廣東信宜東坑金礦、華東有色地勘局控股的金山公司播卡金礦,新疆阿希金礦,云南思茅山水銅業(yè)公司等。
采用壓濾(過(guò)濾)干堆工藝:這種工藝采用了濃密機(jī)進(jìn)行濃縮尾礦,用過(guò)濾機(jī)(盤式,陶瓷)或者壓濾機(jī)(板框、箱式、立式)脫水至75%-85%的濾餅,采用皮帶或車輛運(yùn)輸?shù)轿驳V干堆場(chǎng)進(jìn)行逐級(jí)臺(tái)階排放。這種工藝主要適合處理中細(xì)粒級(jí)尾礦和精礦脫水。
部分礦山及設(shè)備企業(yè)把旋流器、帶式過(guò)濾機(jī)應(yīng)用到了干堆尾礦的系統(tǒng)之中,組建了濃密機(jī)+旋流器+帶式過(guò)濾機(jī)+壓濾機(jī):分級(jí)過(guò)濾系統(tǒng),適合于粒級(jí)范圍寬尾礦,代表性的礦山有:于2009年3月5日建成的山東蔡園鎮(zhèn)金嶺鐵礦尾礦干堆系統(tǒng),2010年7月年建成山西婁煩山東魯?shù)氐V業(yè)尾礦干堆工藝系統(tǒng)。
通過(guò)對(duì)膏體尾礦干堆的深入研究以及礦山設(shè)備在濃縮設(shè)備方面的進(jìn)步,干渣與膏體聯(lián)合干堆糸統(tǒng)得以應(yīng)用:這種濃縮脫水型水力旋流器+高效深錐多錐濃密機(jī)+高效多頻脫水篩聯(lián)合機(jī)組工藝適合處理粒級(jí)范圍較大,更加高效節(jié)能,在大型化的礦山得到應(yīng)用:正在運(yùn)行的有中國(guó)黃金集團(tuán)(30000t/d)銅鉬礦;包鋼白云鄂博西礦、遼寧鞍山齊大山鐵礦,內(nèi)蒙有兩座鐵礦。
4 企業(yè)應(yīng)用尾礦膏體(濾餅)干堆工藝解決問(wèn)題
1)提高了尾礦庫(kù)安全性能。通過(guò)采用干堆技術(shù),可以把尾礦含水量降低到25%以下,通過(guò)合適的尾礦堆存的方式可以防止尾礦庫(kù)因滲透和潰壩而導(dǎo)致的安全和環(huán)保問(wèn)題。
2)有效的延長(zhǎng)了尾礦庫(kù)原設(shè)計(jì)的使用壽命。對(duì)于閉庫(kù)的尾礦庫(kù)可以再利用,對(duì)于超期服役的尾礦庫(kù)能增加庫(kù)容。
3)提高了回水利用率。由于干堆尾礦庫(kù)可以有效避免地下滲透、地表蒸發(fā)等因素,從而將選廠回水利用率提高到80%以上,節(jié)約新水補(bǔ)給。
4)減少了土地資源的占用。由于尾礦經(jīng)過(guò)干式處理后達(dá)到相當(dāng)高的濃度,可以在不建常規(guī)尾礦庫(kù)的情況下使尾礦安全堆存于峽谷、低洼、平地、緩坡等地形條件,使尾礦處理大為簡(jiǎn)化,還可大大節(jié)省尾礦占地。
5)降低了常規(guī)尾礦庫(kù)的建設(shè)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。地形平坦地區(qū)以及干旱缺水的環(huán)境更適合進(jìn)行尾礦干堆工藝的應(yīng)用。
6)減少生態(tài)環(huán)境污染。通過(guò)尾礦干堆技術(shù)應(yīng)用,浮選以及化學(xué)選礦方法添加的藥劑可以重新進(jìn)入了選別流程,一定程度上減少了藥劑使用量,提高了工藝指標(biāo),減少了因滲透、排放導(dǎo)致的環(huán)境污染,干堆后可以復(fù)墾和生態(tài)恢復(fù),減少對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生粉塵污染,土地沙化的問(wèn)題,在一定程度上有效解決了礦山企業(yè)的環(huán)境保護(hù)與企業(yè)效益的矛盾問(wèn)題。
5 采用膏體(濾餅)干堆處理尾礦,必須考慮的個(gè)關(guān)鍵因素
1)技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。
2)環(huán)保、節(jié)水的合理性。
3)在降雨較大地區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)的可能性較小。
4)運(yùn)營(yíng)成本、備件耗材的更新成本。
5)場(chǎng)地條件。
這些因素制約尾礦干堆技術(shù)推廣。
6 趨勢(shì)及展望
在國(guó)內(nèi)膏體(濾餅)干堆是個(gè)新事物,但是在國(guó)外應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛的應(yīng)用。對(duì)于這種尾礦堆放的新手段,我們要學(xué)習(xí)新知識(shí),接受新事物,但是也要因地制宜,具體事物具體分析,客觀對(duì)待,沒有必要斷然否定或肯定。
7 結(jié)論
雖然尾礦干堆技術(shù)只能在特定的情況下解決某些礦山尾礦堆放問(wèn)題,暫時(shí)還不能取代常規(guī)尾礦排放處理方式。但是,隨著國(guó)家對(duì)礦山企業(yè)管理的法律和法規(guī)的健全和完善,企業(yè)不得不有效的解決安全、環(huán)保等問(wèn)題,從而企業(yè)要綜合、全面考慮和面對(duì)尾礦排放的問(wèn)題。隨著時(shí)間增加,通過(guò)對(duì)尾礦干堆處理設(shè)備的研究、尾礦干堆技術(shù)工藝的進(jìn)步,尾礦干堆技術(shù)將逐漸成為尾礦處理、運(yùn)行管理的一個(gè)選擇。通過(guò)科技進(jìn)步降低尾礦處理成本,簡(jiǎn)化工藝流程及人員操作管理,這是尾礦干堆技術(shù)發(fā)展要求,只有這樣干堆技術(shù)才能得到有效推廣。
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關(guān)鍵詞:黃金;尾礦;壓濾
中圖分類號(hào):C35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
尾礦壓濾、尾渣干式堆存工藝在國(guó)內(nèi)黃金礦山的應(yīng)用已有近十年時(shí)間,這種工藝最早成功應(yīng)用于山東平邑歸來(lái)莊金礦,1994年底通過(guò)鑒定后,國(guó)家黃金局將其作為新技術(shù)在全國(guó)黃金礦山推廣。
一、尾礦問(wèn)題分析
尾礦庫(kù)所帶來(lái)的問(wèn)題,遠(yuǎn)不止決堤,潰壩這種容易造成特大安全事故。(1)尾礦庫(kù)環(huán)保問(wèn)題。尾礦在低濃度時(shí)不容易干燥,流入河流或滲入地下就導(dǎo)致尾礦中所殘留的化學(xué)藥劑對(duì)當(dāng)?shù)鼐用窕蛉诵蟮纳姝h(huán)境帶來(lái)很大的危害,而流入河流的化學(xué)藥劑則會(huì)對(duì)河水造成污染而帶來(lái)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的破壞。(2)尾礦庫(kù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。尾礦庫(kù)占地面積龐大:對(duì)于一個(gè)大型黃金礦的尾礦庫(kù),需要上百萬(wàn)方的庫(kù)容,同時(shí),國(guó)家對(duì)耕地采取政策性保護(hù)措施,因?yàn)橥嫉貑?wèn)題成為礦山企業(yè)無(wú)法直面的最大投資。尾礦庫(kù)維護(hù)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高昂:一個(gè)大型黃金礦每年尾礦庫(kù)物料泵送的費(fèi)用高達(dá)上千萬(wàn)。資源消耗巨大:由于礦山生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗大量的水,每年尾礦庫(kù)庫(kù)容蒸發(fā)的水量巨大,損失不可估量。由于夏季汛期或其他原因等造成的潰壩或小范圍的決堤所帶來(lái)的突發(fā)性原因造成毀壞下游農(nóng)田或環(huán)境破壞需要賠償,并給礦山企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)或民事糾紛。針對(duì)黃金生產(chǎn)的實(shí)際情況和特點(diǎn),結(jié)合爛泥溝金礦的具體情況,在細(xì)菌氧化工藝中,以尾礦壓濾處理為核心,解決了金礦浸出率低、排水氰濃度超標(biāo)、尾礦排放污染嚴(yán)重的問(wèn)題,并利用下游堆法一千堆壩方式堆存濾餅。
二、尾礦高效脫水技術(shù)一尾礦壓濾
通常壓濾機(jī)主要用于黏度大、顆粒細(xì)的化工產(chǎn)品脫水和選礦廠精礦的脫水、黃金氰化洗滌等作業(yè),在尾礦處理方面應(yīng)用較少。然而,由于其脫水效果好、適應(yīng)性強(qiáng),壓濾脫水后尾礦的處理方式靈活,近年來(lái)在黃金礦山尾礦處理中得到了廣泛應(yīng)用。爛泥溝金礦采用細(xì)菌氧化尾礦壓濾、濾餅干式堆存和濾液循環(huán)使用的新工藝,該工藝與常規(guī)尾礦處理工藝相比有以下優(yōu)點(diǎn):濾餅干式堆存,只建干渣堆場(chǎng)不建尾礦庫(kù),使尾礦處理工藝大大簡(jiǎn)化;濾液返回磨礦分級(jí)作業(yè)代替新水補(bǔ)給,不僅節(jié)省了新水,而且大大減少了已溶金在尾礦中的損失,又利用了尾液中的剩余氰化物;通過(guò)尾礦壓濾和利用濾液,實(shí)現(xiàn)了從磨礦分級(jí)到尾礦壓濾的全程浸出,延長(zhǎng)了浸出時(shí)間、提高了金的浸出率。
三、尾礦膏體堆存
目前對(duì)于尾礦膏體的堆存主要有全尾充填和膏體尾礦干堆式堆存。
1、全尾充填
采空區(qū)利用分級(jí)尾砂作為礦山充填料的膠結(jié)充填技術(shù),已經(jīng)被國(guó)內(nèi)外礦山廣泛應(yīng)用,但是選廠尾礦全部用作充填料在20世紀(jì)80年代才受到人們的重視。這首先是由于生態(tài)和環(huán)境保護(hù)13益受到各國(guó)政府的重視,環(huán)保法規(guī)對(duì)工業(yè)固體廢棄物的處理作出了種種規(guī)定,追求無(wú)廢礦山的目標(biāo)提到了議事日程;其次,由于一些礦山分級(jí)尾砂產(chǎn)率低,不得不購(gòu)買或遠(yuǎn)距離運(yùn)輸其它砂石(河砂、海砂等)來(lái)補(bǔ)充充填骨料。因此,全尾充填采空區(qū),一方面可以使尾砂廢料得到合理利用,另一方面可以省去尾礦庫(kù)。改善礦山環(huán)境,具有經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和安全等多項(xiàng)效益。目前,中國(guó)采用全尾充填采空區(qū)的主要有全尾砂膠結(jié)充填和高水固結(jié)全尾砂充填兩種方法。
2、膏體尾礦干式堆存
膏體尾礦干式堆存是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的尾礦處理方法,其特點(diǎn)是:尾礦經(jīng)過(guò)脫水后干式堆存于地表,可節(jié)省建設(shè)常規(guī)尾礦庫(kù)的投資。干式堆存實(shí)際上是半干法堆存,膏體尾礦經(jīng)過(guò)脫水處理后產(chǎn)出一種不偏析、低含水的膏狀尾礦。實(shí)現(xiàn)膏體尾礦干式堆存的關(guān)鍵在于,尾礦經(jīng)過(guò)脫水后達(dá)到相當(dāng)高的濃度,在堆積過(guò)程中不發(fā)生偏析、滲析水少,具有一定的支撐強(qiáng)度,能夠自然堆積成一定高度的山脊形。該方法可以在峽谷。低洼、平地、緩坡等地形條件下堆存,不需要建尾礦壩,基建投資少、維護(hù)簡(jiǎn)單,綜合成本低。爛泥溝金礦采用壓濾濃縮方法將尾礦濃縮至75%―85%的膏狀固體。臨時(shí)堆存于壓濾車間的臨時(shí)堆場(chǎng),堆積量達(dá)到一定儲(chǔ)量,通過(guò)自卸汽車運(yùn)輸?shù)姆绞綄⑽驳V膏體運(yùn)到炭浸庫(kù)區(qū)層層攤鋪壓實(shí)堆存,大大減少了堆積物的占地面積。由于露天開采還未閉礦,采空區(qū)不行進(jìn)行全尾充填,在炭浸庫(kù)區(qū)修建了干堆壩作為臨時(shí)的濾餅膏體堆存地。對(duì)尾礦庫(kù)區(qū)進(jìn)行了HDPE土工膜全防滲施工。該礦已經(jīng)運(yùn)行3年,情況良好。預(yù)計(jì)年底露天開采閉礦,炭浸庫(kù)區(qū)的臨時(shí)堆存地廢址,進(jìn)行采空區(qū)全尾充填。澳大利亞,加拿大等國(guó)家膏體尾礦處理的研究和實(shí)踐表明,將尾礦脫水濃縮后干式堆存或尾渣填埋,不僅可以節(jié)省常規(guī)尾礦庫(kù)的建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用,使回水得到充分利用,而且還可大大節(jié)省占地面積,消除尾礦庫(kù)的安全隱患,并且能夠在礦山生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)尾礦堆存場(chǎng)進(jìn)行復(fù)墾,有利于環(huán)境保護(hù)。
3、安全管理措施
1)組織管理。要定期演練應(yīng)急救援預(yù)案;安排專人檢查庫(kù)區(qū)排水設(shè)施,汛期應(yīng)24h巡邏值班,做好記錄;建立重大事故隱患報(bào)告制度;照明、通訊、警報(bào)、交通設(shè)施應(yīng)樣樣俱全。2)監(jiān)測(cè)管理。內(nèi)容包括:初期壩變形與裂縫等異常;排水構(gòu)筑物是否暢通;排滲設(shè)施的水量、水質(zhì)有無(wú)異常變化;尾礦排放是否正常。如發(fā)現(xiàn)異常,應(yīng)及時(shí)處理或上報(bào),以便進(jìn)一步采取措施。3)維修管理。每年洪水期和化冰期后,應(yīng)檢查分析、列出維修項(xiàng)目和補(bǔ)充措施項(xiàng)目,安排維修計(jì)劃。如有地震預(yù)報(bào),因事先提出抗震方案。平時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理,如填補(bǔ)塌坑、沖溝,修補(bǔ)排水設(shè)施,清除排水設(shè)施內(nèi)於積物等。4)尾礦堆存管理。尾礦堆放須有0.01的坡度,下坡向指向庫(kù)外,使庫(kù)區(qū)洪水順利排至庫(kù)外;堆積到設(shè)計(jì)最終標(biāo)高以后,應(yīng)進(jìn)行閉庫(kù)處理設(shè)計(jì),未取得設(shè)計(jì)部門加高設(shè)計(jì),不允許繼續(xù)加高使用。5)汛期管理。做好汛期前準(zhǔn)備工作,包括防洪搶險(xiǎn)所需的物資、材料、用具等,還有防洪搶險(xiǎn)組織人員的準(zhǔn)備。
結(jié)語(yǔ)
為了克服尾礦庫(kù)地表堆存尾礦存在的環(huán)境、安全、占用土地等問(wèn)題,尾礦高效脫水、全尾充填采空區(qū),膏體尾礦地表堆存等尾礦處理新方法具有廣闊的應(yīng)用前景,尾礦處理方法的選擇取決于尾礦的性能和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:尾礦庫(kù) 閉庫(kù)設(shè)計(jì) 復(fù)墾植被
1.引言
廢棄尾礦庫(kù)恢復(fù)和有效利用已成為當(dāng)今世界呼聲極高的環(huán)境和資源問(wèn)題。相應(yīng)地,對(duì)尾礦庫(kù)工程管理的認(rèn)識(shí)也產(chǎn)生根本性變化。傳統(tǒng)認(rèn)為,從礦山開發(fā)規(guī)劃與作業(yè)觀點(diǎn),停止尾礦排放即工程壽命結(jié)束,實(shí)際上這只是排放和堆積的結(jié)束,洪水和地震的威脅仍將長(zhǎng)期存在,況且沉積灘面在長(zhǎng)期風(fēng)吹雨淋之下灘面坡度漸趨平緩,調(diào)洪庫(kù)容隨之減少,防洪能力自然降低。一旦失事,造成的災(zāi)害不亞于正在運(yùn)行的尾礦庫(kù)。
2.尾礦庫(kù)閉庫(kù)程序
2.1概述
尾礦庫(kù)閉庫(kù)工作包括閉庫(kù)前的安全評(píng)價(jià)、閉庫(kù)設(shè)計(jì)與施工、閉庫(kù)安全驗(yàn)收。尾礦庫(kù)閉庫(kù)工作及閉庫(kù)后的安全管理由原企業(yè)負(fù)責(zé)。對(duì)解散和關(guān)閉破產(chǎn)的企業(yè),其已關(guān)閉和廢棄的尾礦庫(kù)的管理工作,由企業(yè)出資人或其上級(jí)主管部門負(fù)責(zé);無(wú)上級(jí)主管部門或出資人不明確的,由縣級(jí)以上人民政府落實(shí)管理單位。尾礦庫(kù)閉庫(kù)后重新啟用或改作他用時(shí),應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)可行性論證,并報(bào)審批閉庫(kù)工作的安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門審查批準(zhǔn)[1]。
2.2閉庫(kù)前的安全評(píng)價(jià)
按《尾礦庫(kù)閉庫(kù)安全監(jiān)督管理規(guī)定》第七條:企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)資料,在尾礦庫(kù)閉庫(kù)前1年,委托具有相應(yīng)資質(zhì)的評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)進(jìn)行尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)。
評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)向企業(yè)出具的尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)報(bào)告應(yīng)當(dāng)包括下列內(nèi)容:尾礦壩安全評(píng)價(jià)、尾礦庫(kù)防洪能力安全評(píng)價(jià)、尾礦庫(kù)的安全度、對(duì)非正常級(jí)的尾礦庫(kù),提出尾礦庫(kù)治理建議。
2.3閉庫(kù)設(shè)計(jì)
企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)資料,在尾礦庫(kù)閉庫(kù)前1年,委托具有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行尾礦庫(kù)閉庫(kù)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行尾礦庫(kù)閉庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)根據(jù)評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)的安全評(píng)價(jià)結(jié)論和建議,提出相應(yīng)治理措施,保證閉庫(kù)后的尾礦庫(kù)符合國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求[2]。
閉庫(kù)設(shè)計(jì)應(yīng)按以下層次編寫:
尾礦庫(kù)的建設(shè)、使用、管理等情況介紹。
存在問(wèn)題。設(shè)計(jì)單位在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有所了解的前提下,對(duì)照安全評(píng)價(jià)寫出尾礦庫(kù)存在問(wèn)題。
壩體整治。根據(jù)工程地質(zhì)情況、水文地質(zhì)情況、穩(wěn)定性計(jì)算等綜合判斷采取相應(yīng)的措施。如計(jì)算結(jié)果為不穩(wěn)定,宜分開進(jìn)行核算。初期壩不穩(wěn)定常用的處理方法為貼坡,堆積壩不穩(wěn)常采取貼坡、降低浸潤(rùn)線、削坡等處理方法。
排洪系統(tǒng)。根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核尾礦庫(kù)防洪能力,當(dāng)防洪能力不足時(shí),應(yīng)采取擴(kuò)大調(diào)洪庫(kù)容或增加排洪能力等措施;必要時(shí),可增設(shè)永久溢洪道。當(dāng)原排洪設(shè)施結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能滿足要求或受損嚴(yán)重時(shí),應(yīng)進(jìn)行加固處理;必要時(shí),可新建永久性排洪設(shè)施,同時(shí)將原排洪設(shè)施進(jìn)行封堵。
庫(kù)區(qū)整治。通過(guò)整治措施達(dá)到安全環(huán)保的目的。目前,普遍把植被作為尾礦庫(kù)穩(wěn)固和恢復(fù)的第一選擇,長(zhǎng)久性植被能控制風(fēng)蝕水蝕,抑制粉塵,能在一定程度上恢復(fù)原始景觀和土地利用。
檢測(cè)系統(tǒng)。三等庫(kù)及其以上要求在線監(jiān)測(cè)。
管理。
工程概算。
結(jié)論。
2.4閉庫(kù)施工
閉庫(kù)施工應(yīng)當(dāng)按照批準(zhǔn)的閉庫(kù)設(shè)計(jì)進(jìn)行,并應(yīng)當(dāng)執(zhí)行《尾礦設(shè)施施工及驗(yàn)收規(guī)程》(YS5418-95)和國(guó)家有關(guān)規(guī)范、規(guī)程。施工中需對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行局部修改的,應(yīng)當(dāng)經(jīng)原設(shè)計(jì)單位認(rèn)可;對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行重大修改的,應(yīng)由原設(shè)計(jì)單位重新設(shè)計(jì),并報(bào)審批閉庫(kù)設(shè)計(jì)的安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門批準(zhǔn)。
2.5閉庫(kù)安全驗(yàn)收
閉庫(kù)施工完成后,企業(yè)應(yīng)當(dāng)向?qū)徟]庫(kù)設(shè)計(jì)的安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門申請(qǐng)閉庫(kù)驗(yàn)收。
3.復(fù)墾植被
3.1尾礦復(fù)墾特點(diǎn)
尾礦是經(jīng)過(guò)一系列加工的礦巖,不同類型的礦山,不同的選礦工藝所產(chǎn)生的尾礦,其理化性質(zhì)有很大差別。有些尾礦還有再利用的價(jià)值需要回收;尾礦庫(kù)多處于山地或凹谷,取土與運(yùn)土困難,對(duì)復(fù)墾極為不利;另外,尾礦庫(kù)由于形成大面積干涸湖床,刮風(fēng)天氣易引起塵土飛揚(yáng),污染當(dāng)?shù)丨h(huán)境。
基于尾礦的這些特點(diǎn),一般尾礦復(fù)墾利用,初期大多以環(huán)境保護(hù)為目的,后期根據(jù)其最終復(fù)墾利用目標(biāo)改為實(shí)業(yè)性復(fù)墾,或作半永久性復(fù)墾(這種情況是尾礦還可能回收利用)[3]。
3.2尾礦庫(kù)復(fù)墾利用方式
復(fù)墾為農(nóng)業(yè)用地。
復(fù)墾為林業(yè)用地。
復(fù)墾為建筑用地。
尾礦砂直接用于種植改良土壤。
3.3尾礦庫(kù)植被措施
按照“適地適樹、適地適草”的原則,結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件和植物的特點(diǎn),根據(jù)成活率、生長(zhǎng)量和適應(yīng)性分析,選擇當(dāng)?shù)啬退疂?、耐貧瘠,生長(zhǎng)速度快和適應(yīng)短時(shí)間水淹等特點(diǎn)的樹種和草種[4]。
3.4尾礦庫(kù)植被監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)分為基建期和運(yùn)行期兩個(gè)階段[5]。
基建期監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括植被類型及生長(zhǎng)情況、植被覆蓋率、土石流失量,臨時(shí)防護(hù)措施的效果。監(jiān)測(cè)頻率為從施工初期監(jiān)測(cè),每季度監(jiān)測(cè)一次,到施工結(jié)束。持續(xù)24小時(shí)大暴雨降雨量達(dá)到50mm之后增加調(diào)查一次。
運(yùn)行期監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括降雨量、降雨強(qiáng)度、防護(hù)措施的實(shí)施效果及穩(wěn)定性、林草成活率、控制水土流失程度、雨水溝的完好率。
4.師鳳山尾礦庫(kù)的閉庫(kù)治理設(shè)計(jì)
4.1工程概況
獅鳳山銅礦者拉母箐尾礦庫(kù)原隸屬單位為原易門礦務(wù)局三家廠礦。該尾礦庫(kù)原設(shè)計(jì)使用標(biāo)高1300m,使用庫(kù)容有444.53萬(wàn)m3?,F(xiàn)使用標(biāo)高為1288.0m,累計(jì)使用庫(kù)容已達(dá)350萬(wàn)m3。現(xiàn)由于獅鳳山銅礦礦區(qū)資源逐步枯竭,礦石品質(zhì)差,采選成本高,該尾礦庫(kù)已于2010年停用。云南省安全評(píng)價(jià)檢測(cè)中心判定云南達(dá)亞有色金屬有限公司獅鳳山銅礦者拉母箐尾礦庫(kù)安全度為病庫(kù)。云南達(dá)亞有色金屬有限公司獅鳳山銅礦者拉母箐尾礦庫(kù)為需要閉庫(kù)的尾礦庫(kù)。為此,中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院根據(jù)相關(guān)規(guī)定,及現(xiàn)有工程勘察資料和2010年12月云南省安全評(píng)價(jià)檢測(cè)中心提交的“云南達(dá)亞有色金屬有限公司獅鳳山銅礦者拉母箐尾礦庫(kù)安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)報(bào)告”,提出切實(shí)可行的云南達(dá)亞有色金屬有限公司獅鳳山銅礦者拉母箐尾礦庫(kù)閉庫(kù)治理工程設(shè)計(jì)方案。
4.2設(shè)計(jì)過(guò)程和主要內(nèi)容
設(shè)計(jì)院接到任務(wù)后,即組織有關(guān)專業(yè)人員按上述程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。先是收集相關(guān)資料,如“云南省暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)”、“尾礦庫(kù)現(xiàn)狀地形圖(1∶1000)”、“云南達(dá)亞有色金屬有限公司獅鳳山銅礦者拉母箐尾礦庫(kù)安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)報(bào)告(2010年12月)”、“云南達(dá)亞有色金屬有限公司獅鳳山礦者拉母箐尾礦庫(kù)閉庫(kù)階段尾礦堆積壩巖土工程勘察報(bào)告(2011年2月)”等。收集完資料和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有了足夠的了解后, 設(shè)計(jì)方案內(nèi)容主要做了以下四點(diǎn)工作:對(duì)壩體的穩(wěn)定性進(jìn)行定性分析并作出穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)論;按尾礦庫(kù)的等別確定閉庫(kù)的防洪標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)庫(kù)區(qū)現(xiàn)有設(shè)施的狀況進(jìn)行排洪計(jì)算,并確定合適的閉庫(kù)排洪方式及構(gòu)筑物;對(duì)壩坡及庫(kù)區(qū)灘面進(jìn)行復(fù)墾設(shè)計(jì);完善該尾礦庫(kù)的監(jiān)測(cè)設(shè)施。值得一提的是洪水入庫(kù)可能造成浸潤(rùn)線偏高、淹沒庫(kù)區(qū)植物,同時(shí)洪水入庫(kù)往往會(huì)帶大量的渣子入庫(kù),容易堵塞排洪井??紤]到閉庫(kù)后尾礦庫(kù)不再使用,為保證尾礦庫(kù)的安全,所以考慮不讓上游洪水入庫(kù)。因此采用截洪溝排洪。在右岸設(shè)置截洪溝,庫(kù)尾設(shè)置攔水壩,利用庫(kù)尾設(shè)置的攔水壩將上游來(lái)的洪水?dāng)r截,然后通過(guò)截洪溝排出庫(kù)外。尾礦庫(kù)右岸的洪水也通過(guò)截洪溝排出庫(kù)外。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)災(zāi)害;危險(xiǎn)性評(píng)估;泥石流;御駕泉尾礦庫(kù)
1 前 言
山東省是一個(gè)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的省份,地質(zhì)災(zāi)害種類多、分布廣、影響大,其中以礦山尾礦庫(kù)為主的地質(zhì)災(zāi)害已成為嚴(yán)重制約礦山企業(yè)的發(fā)展及生存的重要因素,甚至嚴(yán)重影響了地區(qū)地方經(jīng)濟(jì)及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
尾礦庫(kù)是指筑壩攔截谷口或圍地構(gòu)成的、用以堆存金屬非金屬礦山進(jìn)行礦石選別后排出尾礦或其他工業(yè)廢渣的場(chǎng)所,是維持礦山正常生產(chǎn)的必要設(shè)施。而尾礦庫(kù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估是對(duì)某個(gè)礦山企業(yè)尾礦庫(kù)在所處區(qū)域的歷史災(zāi)害活動(dòng)狀況、自然條件、地質(zhì)環(huán)境條件、人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)狀況等條件下,遭受或引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性和可能造成的損失的綜合估量。尾礦庫(kù)是礦山企業(yè)選礦生產(chǎn)的主要設(shè)施,是事故易發(fā)部位,也是隱伏巨大安全隱患的危險(xiǎn)源,因此,做好尾礦庫(kù)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估及防治,對(duì)于保障人民生命和財(cái)產(chǎn)安全至關(guān)重要;還能為礦山企業(yè)安全生產(chǎn)提供決策依據(jù),確保礦山企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益;是一項(xiàng)極具現(xiàn)實(shí)意義的重要工作,其成果具有廣泛的利用價(jià)值。
2 尾礦庫(kù)安全和環(huán)境現(xiàn)狀
據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),全國(guó)尾礦庫(kù)事故近年來(lái)發(fā)生起數(shù)和死亡人數(shù)呈上升趨勢(shì),不僅給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了重大損失,而且對(duì)周圍環(huán)境安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,甚至影響了社會(huì)的安定。特別是2008年9月8日,山西省臨汾市襄汾縣新塔礦業(yè)有限公司(鐵礦)尾礦庫(kù)發(fā)生特大潰壩事故,死亡277人,失蹤4人,受傷33人,造成嚴(yán)重的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失。
據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2008年底,山東省共有尾礦庫(kù)(含氧化鋁廠赤泥庫(kù))444座,其中病庫(kù)31座。444座尾礦庫(kù)中,基建庫(kù)38座、正在使用196座、關(guān)閉187座、停止使用23座;三等庫(kù)11座,四等庫(kù)38座,五等庫(kù)395座。
隨著金屬、非金屬礦山采選業(yè)的迅速發(fā)展,大量小選礦廠相繼建成投產(chǎn)使用,數(shù)量多、庫(kù)容小,存在安全、環(huán)保投入不足和責(zé)任不落實(shí)等突出問(wèn)題,目前山東省尾礦庫(kù)存在的主要問(wèn)題[1]有安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、筑壩方式落后、安全和環(huán)保方面投入不足、監(jiān)管效能有待提高等,甚至有部分尾礦庫(kù)未批先建、無(wú)正規(guī)設(shè)計(jì)、管理粗放、設(shè)備設(shè)施簡(jiǎn)陋,抵御危險(xiǎn)能力比較低,總之,尾礦庫(kù)監(jiān)管任務(wù)十分繁重。
3 尾礦庫(kù)的工程特點(diǎn)和主要地質(zhì)災(zāi)害類型
3.1 尾礦庫(kù)的作用
尾礦庫(kù)是礦山選礦廠生產(chǎn)必不可少的設(shè)施,可以防止尾礦向江、河、湖、海沙漠及草原等處任意排放。一個(gè)礦山的選礦廠只要有尾礦產(chǎn)生,就必須建有尾礦庫(kù)。所以說(shuō)尾礦庫(kù)是礦山選礦廠生產(chǎn)必不可少的組成部分,它的作用主要有保護(hù)環(huán)境、充分利用水資源、保護(hù)礦產(chǎn)資源等。
3.2 尾礦庫(kù)的工程特點(diǎn)[2]
(1)尾礦庫(kù)地理位置特殊,多分布于礦區(qū)山谷、洼地,筑壩成庫(kù),上游匯水面積大,直接面對(duì)暴雨、山洪沖擊[3],下游多為交通設(shè)施、人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)集中區(qū),尾礦庫(kù)事故直接威脅居民生命財(cái)產(chǎn)安全。
(2)壩體隱患較大,多數(shù)尾礦庫(kù)采用二期筑壩法,初期壩體厚度大,穩(wěn)定性好,高度小不透水,隨著礦山企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行,庫(kù)底礦砂堆積,90%的礦山企業(yè)直接以初期壩體為基礎(chǔ)不斷增加壩體高度,形成后期壩體,從而在初期壩體和后期壩體之間形成一個(gè)抗剪能力極低的潛在滑動(dòng)面。
(3)尾礦庫(kù)不具備調(diào)洪儲(chǔ)水能力,但是設(shè)有排洪設(shè)施,通常在庫(kù)底備有排洪管道或在一側(cè)開挖水明渠,來(lái)調(diào)節(jié)上游進(jìn)庫(kù)洪水。
(4)尾礦庫(kù)是一個(gè)極具威脅的污染源,其沉淀池內(nèi)通常含有酸性、堿性、毒性污染物及鎘、砷、鉛、鋅、銀、汞等有害重金屬其污染影響面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)尾礦庫(kù)本身[4]。
(5)尾礦庫(kù)管理技術(shù)人員缺乏[6],尾礦庫(kù)的服務(wù)期就是尾礦壩筑壩期,也就是尾礦壩的筑壩施工貫穿整個(gè)尾礦庫(kù)的運(yùn)營(yíng)、服務(wù)期,管理、監(jiān)督難度較大。
(6)閉庫(kù)后仍存在安全隱患,閉庫(kù)后尾礦庫(kù)最佳利用途徑是覆土恢復(fù)土地或植樹、種草,恢復(fù)生態(tài),改善礦區(qū)環(huán)境,但多數(shù)礦山企業(yè)出于經(jīng)濟(jì)考慮,往往簡(jiǎn)整,任其自然。由于壩體、排洪設(shè)施等相對(duì)簡(jiǎn)陋,加上尾礦庫(kù)所處自然環(huán)境條件較差,即使閉庫(kù)后尾礦庫(kù)仍存在發(fā)生安全事故進(jìn)而引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的隱患[5]。
3.3 尾礦庫(kù)的主要地質(zhì)災(zāi)害類型及特點(diǎn)[2]
尾礦庫(kù)遭受或引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類型主要有泥石流、滑坡和水土污染,引起尾礦庫(kù)地質(zhì)災(zāi)害的主要原因有壩體滲流、壩體滑坡以及地震3大類(見表1)[7]。
表1 尾礦庫(kù)地質(zhì)災(zāi)害原因分類統(tǒng)計(jì)表
(1)泥石流
就尾礦庫(kù)來(lái)講,泥石流主要表現(xiàn)為潰壩次生地質(zhì)災(zāi)害[7]。由壩體的筑壩形式及壩體所處地質(zhì)環(huán)境來(lái)看,尾礦庫(kù)壩體高,一般位于山谷、洼地的地質(zhì)環(huán)境條件下,三面環(huán)坡,上游匯水面積較大,所以在雨季,尾礦庫(kù)一旦形成潰壩,必將形成高勢(shì)能、高速度、高前鋒的泥石流地質(zhì)災(zāi)害。例如,1994年7月13日湖北大冶有色金屬公司龍角山銅礦由于暴雨沖擊,尾礦庫(kù)發(fā)生潰壩,死亡28人、失蹤3人,給當(dāng)?shù)厝罕娚?cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重影響。
(2)滑坡
在尾礦庫(kù)的工程特點(diǎn)里提到過(guò),后期壩體往往是在初期壩體之上形成的,在初期壩體和后期壩體之間形成一個(gè)抗剪能力極低的潛在滑動(dòng)面,隨著尾礦庫(kù)庫(kù)容的增加,壩體承受的壓力隨庫(kù)容的增加而增大;在尾礦庫(kù)服務(wù)期限內(nèi),由于庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)的尾礦砂多為飽水狀態(tài),庫(kù)岸坡體的自然地質(zhì)環(huán)境條件會(huì)隨著浸泡、沖刷的時(shí)間積累而發(fā)生劇烈變化。在尾礦庫(kù)服務(wù)期限內(nèi),在尾礦庫(kù)誘發(fā)庫(kù)岸坡體發(fā)生滑坡的同時(shí),也會(huì)遭受自然滑坡地質(zhì)災(zāi)害,尾礦庫(kù)區(qū)域內(nèi)的滑坡自然災(zāi)害可造成庫(kù)容內(nèi)的污水、尾礦砂溢壩、甚至潰壩事故。
(3)水土污染
庫(kù)內(nèi)尾礦的成分極端復(fù)雜,在礦產(chǎn)選礦加工過(guò)程中會(huì)有大量金屬元素、硫化物、氯化物、氰化物等有害的選礦藥劑殘留尾礦砂及廢水中,在尾礦庫(kù)的服務(wù)期限內(nèi)長(zhǎng)期積累使尾礦庫(kù)儼然變成一個(gè)具有巨大威脅的“毒瘤”,如果有潰壩、滲漏、裂縫等事故,必然造成周圍土壤、水系等生態(tài)污染,進(jìn)而威脅周圍人畜的健康,甚至危害到生命安全。而這些潛在的危害具有長(zhǎng)期性、隱蔽性的特點(diǎn),其產(chǎn)生的危害需要花費(fèi)大量的資金和時(shí)間來(lái)治理[2]。
4 萊蕪市御駕泉尾礦庫(kù)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估實(shí)例分析[8]
4.1 評(píng)估的目的
通過(guò)對(duì)御駕泉尾礦庫(kù)地質(zhì)環(huán)境條件和現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查分析,評(píng)估尾礦庫(kù)可能遭受泥(渣)石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性及未來(lái)可能引發(fā)或加劇泥(渣)石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性,對(duì)尾礦庫(kù)場(chǎng)地適宜性進(jìn)行評(píng)估,提出地質(zhì)災(zāi)害防治措施與建議、監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警方案,減少或避免尾礦庫(kù)遭受或引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害帶來(lái)的影響和損失。
4.2 御駕泉尾礦庫(kù)現(xiàn)狀
魯中冶金礦業(yè)集團(tuán)公司御駕泉尾礦庫(kù)位于萊蕪市張家洼鎮(zhèn)御駕泉村村北禿尼子山下,為三面環(huán)山一面開闊的山澗谷地,于1985年9月建成初期壩投入使用,至目前已連續(xù)運(yùn)行了近25年。尾礦壩采用上游法筑壩,設(shè)計(jì)總壩高94m,總庫(kù)容3590萬(wàn)m3,主要由初期壩、尾礦堆積壩及排水系統(tǒng)組成。初期壩為濾水堆石壩(透水壩),高度29m,堆積壩高度65m,最終堆積標(biāo)高350m,壩內(nèi)設(shè)7個(gè)周邊多孔溢水塔。
由于該礦山原礦中含有大量紅板巖,致使尾礦中細(xì)泥含量大(-30μm約占60%),放礦后不能形成干灘,無(wú)法實(shí)現(xiàn)上游法筑壩。隨著壩體的增高和逐漸向庫(kù)內(nèi)延伸,壩體隨之座落在細(xì)粒的尾砂和礦泥上面,雖然在廢石堆筑過(guò)程中有擠泥和固結(jié)作用,但對(duì)壩體的安全穩(wěn)定仍構(gòu)成較大威脅,曾一度出現(xiàn)過(guò)壩體漏礦、灘面塌陷、外排水超標(biāo)、子壩難以堆筑等一系列問(wèn)題,嚴(yán)重影響壩體的安全和礦山的生產(chǎn),經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)研究,決定在316m水平改為中線法筑壩,以保證壩體的安全與穩(wěn)定。至2009年8月,已完成第十五期子壩的堆筑,目前標(biāo)高331米,壩體總長(zhǎng)約880米,壩頂寬約50米。
4.3 尾礦庫(kù)的主要地質(zhì)災(zāi)害類型
御駕泉尾礦庫(kù),三面環(huán)山,山體與尾礦庫(kù)高差均在150米以上。山體為出露的寒武系灰?guī)r、頁(yè)巖,裂隙較發(fā)育,判定具備形成小規(guī)模崩塌、滑坡的地質(zhì)環(huán)境條件;目前壩高75m,壩體主要由廢石和沉積尾礦組成,尾礦庫(kù)內(nèi)堆積了大量的尾礦砂和尾礦土,根據(jù)地形地貌特征,判定具備產(chǎn)生泥(渣)石流的條件。因此,判定御駕泉尾礦庫(kù)本次評(píng)估災(zāi)種主要為崩塌、滑坡和泥(渣)石流。
(1)泥(渣)石流流量計(jì)算
庫(kù)壩最嚴(yán)重的風(fēng)險(xiǎn)便是潰壩,高速潰壩是在蠕變拉裂――剪斷復(fù)合機(jī)制下形成的,在重力和殘余剪切強(qiáng)度作用下,自坡腳區(qū)材料強(qiáng)度破壞開始,緩慢累進(jìn)性破壞,其過(guò)程初為坡腳蠕變,接著沿裂縫擴(kuò)張,然后中部剪斷貫通,當(dāng)貫通剪斷面形成時(shí),斜坡開始高速滑動(dòng),與此相應(yīng),潰壩過(guò)程由靜止、加速并達(dá)到整體滑動(dòng)的最大速度,其后滑體自后部至前鋒依次減速構(gòu)成,潰壩過(guò)程往往在短時(shí)間內(nèi)完成。潰壩液體下泄時(shí)一般以涌坡形式運(yùn)動(dòng),涌波的高度是不斷變化的,同時(shí)逐漸向下游形成扇形流推進(jìn)。暴雨往往是導(dǎo)致尾礦庫(kù)潰壩的主導(dǎo)因素,在這里采用雨洪法計(jì)算泥石流最大泄流量:
式中, Qp―― 頻率為P的暴雨洪水設(shè)計(jì)流量(m3/s);
Qc―― 頻率為P的泥石流洪峰值流量(m3/s);
Φc ―― 泥石流泥沙修正系數(shù);
γc ―― 泥石流容重(t/m3)
γs―― 清水的比重(t/m3)
γH ―― 泥石流中固體物質(zhì)的比重(t/m3)
Dc ――泥石流堵塞系數(shù),在這里根據(jù)實(shí)際情況,取堵塞中等程度,系數(shù)值為1.5~2.5。
根據(jù)特大暴雨經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算公式,按50年一遇考慮,50年內(nèi)最大降水量出現(xiàn)在1964年,降水量為1369.6mm,50年內(nèi)特大暴雨次數(shù)取3次,計(jì)算特大暴雨經(jīng)驗(yàn)頻率P=6.52%。泥石流流域面積取10km3,流域長(zhǎng)度取3.9 km,平均坡度為0.3,根據(jù)公式計(jì)算,頻率為6.52%的暴雨洪水設(shè)計(jì)流量Qp=11.13 m3/s
泥石流為尾礦渣與水的混合物夾雜石塊,其容重取γc=1.244 t/m3,泥石流中固體物質(zhì)為尾礦渣,其比重取γH =2.9 t/m3。
根據(jù)計(jì)算,Φc=0.147,Qc=31.92 m3/s
(2)泥(渣)石流流速計(jì)算
泥石流流速計(jì)算公式為半經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)公式,概括起來(lái)一般分為稀性泥石流流速計(jì)算公式、粘性泥石流流速計(jì)算公式和泥石流夾大石塊運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算公式,結(jié)合實(shí)際情況,尾礦庫(kù)內(nèi)一般為尾礦與水的粘稠混合物,因此選用粘性泥石流流速計(jì)算公式,如下:
Vc=KHc2/3•Ic1/5
式中,Vc――泥石流斷面平均速度(m/s)
K ――粘性泥石流流速系數(shù)(取經(jīng)驗(yàn)值:9)
Hc ――計(jì)算斷面的平均泥深
Ic ――泥石流水力坡度(‰)
計(jì)算斷面的平均泥深取相關(guān)經(jīng)驗(yàn)值Hc=10m,泥石流水力坡度為18.75‰ ,根據(jù)計(jì)算得出泥石流流速Vc=18.8m/s
(3)泥(渣)石流沖力計(jì)算
泥石流整體沖壓力計(jì)算公式:
γc
δ=λ――Vc2sina
g
式中,δ―― 泥石流體整體沖擊壓力(Pa)
γc―― 泥石流容重(t/m3);
Vc ―― 泥石流流速(m/s);
G ―― 重力加速度(m/s2),取g=9.8 m/s2;
a ―― 建筑物受力面與泥石流沖壓力方向夾角(o);
λ―― 建筑物形狀系數(shù),圓形建筑物λ=1.0,矩形建筑物λ=1.33,方形建筑物λ=1.47。
泥石流容重γc=1.244 t/m3,泥石流流速Vc=18.8m/s,建筑物受力面與泥石流沖壓力方向夾角a取平均值為15 o,根據(jù)計(jì)算,泥石流流域內(nèi):
圓形建筑物遭受的泥石流整體沖壓力δ=11.615 Pa
矩形建筑物遭受的泥石流整體沖壓力δ=15.448 Pa
方形建筑物遭受的泥石流整體沖壓力δ=17.074 Pa
根據(jù)有關(guān)計(jì)算和論證,御駕泉尾礦庫(kù)評(píng)估區(qū)崩塌、滑坡、泥(渣)石流地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評(píng)估危險(xiǎn)性為??;可能遭受、加劇或引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)評(píng)估危險(xiǎn)性為中等。
4.4 遭受尾礦庫(kù)潰壩危害范圍及損失估算
(1)殃及范圍確定與分析
根據(jù)御駕泉尾礦庫(kù)的地理位置,流域范圍內(nèi)的地形、地貌以及匯水面積、汛期最大洪水量、子壩現(xiàn)狀高度、現(xiàn)有庫(kù)容儲(chǔ)存量、工程地質(zhì)條件等諸多因素,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察和對(duì)照1:1萬(wàn)區(qū)域地形圖,綜合分析庫(kù)壩下游地形、地貌變化趨勢(shì)和溝谷的走向展布及其降坡情況,本次評(píng)價(jià)擬定御駕泉尾礦庫(kù)遇潰時(shí)可能的破壞位置和主導(dǎo)排泄方向以及尾礦濃度、自然坡降堆積厚度和范圍,按80倍現(xiàn)有壩高劃定殃及范圍的經(jīng)驗(yàn)公式,御駕泉尾礦庫(kù)+316m標(biāo)高,10期子壩壩頂以下發(fā)生大規(guī)模潰壩事故可能造成的殃及范圍在尾礦庫(kù)下游的南西轉(zhuǎn)西方向,詳見圖2御駕泉尾礦庫(kù)潰壩殃及范圍地形示意圖。
預(yù)估潰壩后泥石流影響范圍面積約為9.906km2,影響范圍是以尾礦壩為基點(diǎn),向西南側(cè)呈扇形擴(kuò)散,最遠(yuǎn)距離至南西轉(zhuǎn)西方向的林馬河堤堰約為3.4km。可能殃及到位于尾礦庫(kù)下游的村莊有北山陽(yáng)、茅次、小洼和林馬莊共計(jì)4個(gè)村莊,另有變電所一座、村辦磚瓦廠一個(gè)、高速公路3.1km、市級(jí)公路3.4km、鎮(zhèn)辦小型鐵礦山一座、可耕地面積4035畝。
Fig.2 The topographic diagram for disaster to the scope of Yu Jia Quan tailings dam
(2)殃及區(qū)內(nèi)人文地理情況統(tǒng)計(jì)及經(jīng)濟(jì)損失估算
尾礦庫(kù)一旦發(fā)生最大可能造成的潰壩事故,以上各類固定資產(chǎn)損失共計(jì)折合人民幣5456萬(wàn)元。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)性直接經(jīng)濟(jì)損失共計(jì)1054萬(wàn)元。二者合計(jì)6510萬(wàn)元。見表2和表3(統(tǒng)計(jì)結(jié)果不含尾礦庫(kù)自身設(shè)施與附屬及搶險(xiǎn)救災(zāi)、治理恢復(fù)費(fèi)用)。
表2御駕泉尾礦庫(kù)人文地理情況調(diào)查統(tǒng)計(jì)
尾礦庫(kù)一旦發(fā)生潰壩事故,最大可能造成的損失預(yù)估算為6510萬(wàn)元。從尾礦庫(kù)潰壩事故可能造成的經(jīng)濟(jì)損失角度看,其危害程度屬一類尾礦設(shè)施。
(3)尾礦庫(kù)貴壩事故可能造成的人員傷亡估算
根據(jù)殃及區(qū)內(nèi)村落居民點(diǎn)的分布位置、居住人數(shù)、至尾礦庫(kù)的距離、人口密度、房屋類型及堅(jiān)固系數(shù)和尾礦庫(kù)的等別等因素,潰壩事故可能造成的人員傷亡數(shù)量按下列經(jīng)驗(yàn)公式估算:
S=∑(Ni×Ki)
其中:Ki=0.5K×Kli×K2i×K3i×K4i
S一可能造成的死亡總?cè)藬?shù)
i一尾礦壩下游80倍壩高范圍內(nèi)n個(gè)村落定居點(diǎn)的順序數(shù)
Ni一第i個(gè)居民點(diǎn)的人數(shù)
Ki一第i個(gè)居民點(diǎn)的居民死亡率
K---尾礦庫(kù)等別系數(shù)
K1i--第i個(gè)居民點(diǎn)到尾礦壩的距離系數(shù)
K2i一房屋不堅(jiān)固系數(shù)
K3i---位置系數(shù)
K4i--密集程度系數(shù),
經(jīng)估算,可能造成的死亡人數(shù)約28人,詳見表4
尾礦庫(kù)一旦發(fā)生潰壩事故,最大可能造成的人員死亡人數(shù)為28人,從尾礦庫(kù)潰壩事故可能造成的人員傷亡數(shù)量看,其危害程度屬二類尾礦庫(kù)。
5 防治措施及建議
5.1 防治措施
針對(duì)御駕泉尾礦庫(kù)地區(qū)存在的崩塌、滑坡、泥(渣)石流災(zāi)種,經(jīng)過(guò)相關(guān)計(jì)算和論證,參考相關(guān)安全生產(chǎn)資料,本次評(píng)估提出以下防治措施:
(1)必須嚴(yán)格遵守安全規(guī)程,加強(qiáng)維護(hù)壩體的安全,使排洪系統(tǒng)通暢,嚴(yán)格控制尾礦庫(kù)內(nèi)水位和浸潤(rùn)線的高度;
(2)建立常設(shè)的專職尾礦壩安全保護(hù)管理機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)尾礦壩的日常安全管理、維護(hù)及恢復(fù)植被等工作;
(3)對(duì)尾礦壩子壩,根據(jù)服務(wù)年限對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的分期復(fù)墾植被,綠化以種植適于當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)條件的草本植物為主,以減少尾礦庫(kù)揚(yáng)塵對(duì)大氣環(huán)境的影響,并進(jìn)行必要的穩(wěn)定處理;
(4)按設(shè)計(jì)要求在壩體上建立新的觀測(cè)系統(tǒng),以便及時(shí)觀測(cè)尾礦庫(kù)水位的變化、地下水的變化、壩移和浸潤(rùn)線的變化等,確保尾礦庫(kù)的正常生產(chǎn)和安全運(yùn)行。
5.2 建議
綜合分析御駕泉尾礦庫(kù)工程特點(diǎn)之后,為了礦山和尾礦庫(kù)的正常運(yùn)行與服務(wù),結(jié)合本次評(píng)估的有關(guān)內(nèi)容提出以下幾點(diǎn)建議:
(1)針對(duì)尾礦庫(kù)存在的地質(zhì)災(zāi)害隱患,除加強(qiáng)觀測(cè)和做好必要的防范措施外,還應(yīng)做好事故應(yīng)急救援預(yù)案等方面的工作,并嚴(yán)格尾礦庫(kù)的安全管理。
(2)尾礦庫(kù)筑壩附近的采石場(chǎng)、農(nóng)民撿礦對(duì)壩體的掏挖等活動(dòng)應(yīng)給予取締或堅(jiān)決制止,以確保御駕泉尾礦庫(kù)生產(chǎn)過(guò)程中的安全。
(3)尾礦庫(kù)北端地勢(shì)較低的溝谷,在未來(lái)尾礦庫(kù)水位增高過(guò)程中,有泄流的可能,建議構(gòu)筑攔截壩。
關(guān)鍵詞:廣東;鉛鋅尾礦;資源化途徑;建材
中圖分類號(hào):D912.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2306-1499(2014)12-
1.引言
廣東省有色金屬礦產(chǎn)資源豐富,其中以鉛鋅礦和鉛鋅伴生礦所占比例最大,全省總計(jì)保有鉛鋅金屬儲(chǔ)量895 萬(wàn)噸左右,約為有色金屬資源儲(chǔ)量的95%以上;據(jù)統(tǒng)計(jì),廣東省鉛鋅礦采選廠年排放的尾礦高達(dá)260 余萬(wàn)噸。省內(nèi)絕大多數(shù)的鉛鋅尾礦主要采取露天堆放的形式,不但占據(jù)大量的土地;長(zhǎng)期的堆放,更使得尾礦中殘留的有毒重金屬進(jìn)入周圍生態(tài)環(huán)境,威脅生態(tài)安全。我省一些大型金屬礦區(qū)尾礦庫(kù)及其周邊已成為類似重金屬污染的典型區(qū)域,已引起了各級(jí)政府和群眾的高度關(guān)注。因此,本文根據(jù)我省鉛鋅尾礦的具體情況,探索目前有效的尾礦資源化綜合利用途徑,為我省鉛鋅尾礦資源化綜合利用提供科學(xué)的思路。
2.我省鉛鋅尾礦資源綜合利用的現(xiàn)狀與問(wèn)題
我國(guó)對(duì)尾礦資源的綜合利用起步較晚,且礦山企業(yè)盲目開采,采富棄貧的現(xiàn)象普遍。目前,我國(guó)尾礦資源總回收率只有30%左右,資源綜合利用技術(shù)水平不高,綜合利用產(chǎn)品檔次低,市場(chǎng)銷路有限,經(jīng)濟(jì)效益不理想。廣東省礦山企業(yè)中大規(guī)模開展尾礦中有價(jià)金屬回收利用工作的甚少,只有為數(shù)不多的一些企業(yè)從鉛鋅礦尾礦中回收鐵精礦等,尾礦綜合利用率低。如韶關(guān)樂(lè)昌某鉛鋅礦共設(shè)有4個(gè)尾礦庫(kù),尾礦采取壩上堆礦方式。其中兩個(gè)尾礦庫(kù)已服務(wù)期滿,但尚未采取任何治理措施。大量尾礦積占據(jù)大量的農(nóng)用、林用土地,尾礦庫(kù)所在地區(qū)的土地資源失去平衡[1]。通常含有超標(biāo)的污染物或有害組分,未經(jīng)處理直接堆放,污染物將隨雨水遷移污染土地與水體。
3.尾礦資源化綜合利用的途徑
3.1 鉛鋅尾礦再選回收有價(jià)金屬
廣東省有色金屬資源多屬于貧礦,礦石組成復(fù)雜,往往為多金屬共(伴)生,有用礦物嵌布粒度細(xì),從而造成選礦難度大,尾礦產(chǎn)生量大。因此,尾礦中往往遺留大量高價(jià)金屬。根據(jù)尾礦成分元素分析,選擇合適的金屬提取工藝,如重-浮聯(lián)合工藝回收金、銀[2];硫化鈉-石灰法回收鋅[3]等。
3.2 制備綠色建筑材料
鉛鋅尾礦的主要組分富含SiO2、Al2O3、CaO等非金屬礦物,成分與很多建筑材料十分相近;因此,可以分析尾礦的組分,摻加適合的其他原料,進(jìn)行適當(dāng)調(diào)配[4],通過(guò)現(xiàn)有成熟工藝生產(chǎn)多種建筑材料,如免燒尾礦磚、砌塊、水泥、微晶玻璃、陶瓷等。(1) 水泥 目前國(guó)內(nèi)利用鉛鋅尾礦和銅尾礦煅燒水泥的研究比較多,用以代替部分水泥原料,而且還能起到礦化作用,能夠有效提高熟料產(chǎn)量和質(zhì)量、降低煤耗。山東省昌樂(lè)縣特種水泥廠用5.32%的尾礦進(jìn)行配料后,熟料質(zhì)量有所提高,滿足高標(biāo)號(hào)水泥生產(chǎn)要求,噸熟料耗煤比標(biāo)定指標(biāo)降低15.7%,代替復(fù)合礦化劑,生產(chǎn)成本降低12%。利用鉛鋅尾礦代替部分原料生產(chǎn)水泥成功應(yīng)用的例子還有遼寧葫蘆島市林業(yè)水泥廠,生產(chǎn)實(shí)踐表明,采用鉛鋅尾礦配料,可以顯著改善生料的易燒性,降低熟料的熱耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量。(2) 微晶玻璃 微晶玻璃作為一種高強(qiáng)、高檔、高附加值的建筑材料,具有耐磨、耐腐、耐高溫、電絕緣等多重優(yōu)點(diǎn),是高檔天然石材的換代產(chǎn)品。建筑微晶玻璃原始玻璃組成基本上屬于CaO-MgO-Al2O3-SiO2系統(tǒng),恰恰可以利用許多與其基本成分相似的礦物廢渣、工業(yè)廢棄物作為生產(chǎn)原料。近年來(lái),利用廢渣尤其是尾礦生產(chǎn)微晶玻璃,在發(fā)達(dá)國(guó)家早已有用于建筑裝飾材料工程的實(shí)例。大量研究表明,以尾礦渣為添加原料可以生產(chǎn)性能優(yōu)良的微晶玻璃,生產(chǎn)的尾礦微晶玻璃與完全采用礦物和化工原料生產(chǎn)的產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果相對(duì)比,綜合生產(chǎn)成本和綜合能耗均有下降。我國(guó)的《金屬尾礦綜合利用專項(xiàng)規(guī)劃(2010-2015年)》也指出:尾礦高值利用技術(shù),如尾礦制備微晶玻璃等,已經(jīng)在關(guān)鍵技術(shù)和工藝研究方面取得了突破,有望成為將來(lái)大量利用尾礦的有效技術(shù)。(3) 發(fā)泡陶瓷 發(fā)泡陶瓷是一種性能優(yōu)良的建筑材料,目前,越來(lái)越多以固體廢棄物為原料生產(chǎn)發(fā)泡陶瓷的成功案例。池躍章等以拋光磚廢渣和珍珠巖尾礦為基料,在成型壓力75-150 kg/cm2,燒成溫度1165 ℃ -1175 ℃的條件下,制備性能優(yōu)良的閉孔發(fā)泡陶瓷。王國(guó)梅等利用地方瓷砂原料和廢碎玻璃試制了具有防水、保溫功能的高溫發(fā)泡陶瓷。馬龍等在試驗(yàn)室利用赤泥、水泥、粉煤灰、粘結(jié)劑等為原材料,經(jīng)配比混合、成型發(fā)泡、燒結(jié)等工藝制備發(fā)泡陶瓷保溫材料;試驗(yàn)的最佳燒結(jié)溫度為 1120 ℃,試樣抗折強(qiáng)度為 0.41 MPa、抗壓強(qiáng)度 1.15 MPa,密度達(dá)到 479 kg/m3。這些前期的成功案例,可為尾礦制備發(fā)泡陶瓷工作的開展提供了技術(shù)性的參考[2]。
3.3 其他用途
在處理得當(dāng)?shù)那疤嵯拢驳V可用作礦區(qū)的回填材料,這種方法費(fèi)用低,僅為碎石的1/4-1/10[1],且該方法有效降低礦石的貧化、提高出礦品位。安全的尾礦還可用作土壤微量元素肥料或土壤改良劑[1];在環(huán)保領(lǐng)域,可以尾礦為原料,制作環(huán)保工藝流程的填料、濾料等。
4.尾礦資源化綜合利用的展望
積極推廣尾礦資源化綜合利用途徑,不僅有利于提高資源綜合利用率、減少占用土地、保護(hù)環(huán)境,也是消除尾礦庫(kù)安全隱患的治本之策,符合國(guó)家鼓勵(lì)資源綜合利用發(fā)展的政策導(dǎo)向。企業(yè)方面,整套集成技術(shù)投資少,見效快,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)自我盈利。提高了環(huán)境效益、社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】:尾礦;危害;處理措施,環(huán)境保護(hù)
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對(duì)于尾礦的處理研究,我國(guó)起步較晚,但近年來(lái)大多礦產(chǎn)企業(yè)已逐步認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題的嚴(yán)重性。歷年來(lái),在選礦過(guò)程中造成大量的尾礦堆積,既給環(huán)境帶來(lái)危害,又造成資源的浪費(fèi),如何減少尾礦污染,提高資源利用率,是當(dāng)前尾礦處理的方向。
尾礦帶來(lái)的危害
1、嚴(yán)重污染周圍環(huán)境
尾礦自身帶有超標(biāo)污染物或有害組份,在選礦過(guò)程中又加入的各種化學(xué)藥劑殘存在尾礦當(dāng)中,在沒有經(jīng)過(guò)處理情況下,直接堆放在地表會(huì)嚴(yán)重污染周圍的環(huán)境。選礦中常用的黃藥、黑藥、酚類化合物在水中散發(fā)出特殊氣味,對(duì)人畜非常有害。在地表堆放的條件下,尾礦發(fā)生氧化、水解和風(fēng)化,使原本無(wú)污染的組份變成了污染組份。流經(jīng)尾礦堆放場(chǎng)所的地表水,通過(guò)與尾礦相互作用,溶解某些有害組份,并攜帶轉(zhuǎn)移,擴(kuò)大了污染面,甚至有些礦山的尾礦直接排入湖泊河流中,直接造成水體污染,造成大面積的生態(tài)破壞和環(huán)境污染。一些礦山礦物嵌布粒度細(xì),為了達(dá)到單體解離,需要將礦石磨得很細(xì),這樣的尾礦被排到尾礦庫(kù)自然干涸以后,遇到大風(fēng)天氣,表面的尾礦砂會(huì)不斷地被吹到周邊地區(qū),導(dǎo)致土壤污染、土地退化、植被破壞,對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的不良影響。
2、占用大量土地資源
尾礦堆積占用大量土地。比如我國(guó)鐵礦的尾礦占地平均約為鐵礦總占地的11%左右,而有些鐵礦則超過(guò)20%。一個(gè)年產(chǎn)200萬(wàn)噸鐵精礦的選礦廠,建一座尾礦庫(kù)需占地800~1000畝,也只能維持10~15年生產(chǎn)之用。赤泥是氧化鋁工業(yè)的廢棄物,每生產(chǎn)1噸氧化鋁就需要排出0.9~1.3噸赤泥。到2010年末,我國(guó)的赤泥堆存量達(dá)到1億多噸,占地近30000km2。據(jù)工信部等部門制訂的《金屬尾礦綜合利用專項(xiàng)規(guī)劃(2010~2015年)》中數(shù)據(jù),截至2005年我國(guó)尾礦堆放占用土地達(dá)1300多萬(wàn)畝。而2005年底大宗工業(yè)固體廢物堆積量為108億噸,尾礦則為54億噸。因此,2005年時(shí)54億噸尾礦占地1300多萬(wàn)畝,那么十一五期間增加的40億噸占地約1000萬(wàn)畝,則至2010年底我國(guó)尾礦堆放占用土地達(dá)2300多萬(wàn)畝。
3、極易造成重大安全事故
國(guó)家安監(jiān)總局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,截至2009年底,我國(guó)共有12523座尾礦庫(kù),其中危庫(kù)、險(xiǎn)庫(kù)和病庫(kù)為2098座,普遍存在浸潤(rùn)線過(guò)高、調(diào)洪庫(kù)容不夠、壩體裂縫現(xiàn)象嚴(yán)重、壩體安全觀測(cè)設(shè)施不健全等重大安全與環(huán)保隱患。另外,四五等小型庫(kù)占尾礦庫(kù)總數(shù)的95.4%,防范突發(fā)環(huán)境事件的能力較低。據(jù)對(duì)我國(guó)具有較大規(guī)模的2700多座尾礦庫(kù)統(tǒng)計(jì)表明,上世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)發(fā)生泥石流和潰壩200余起。如1986年黃梅山鐵礦尾礦庫(kù)潰壩,沖倒尾礦庫(kù)下游3km2內(nèi)所有建筑,掩埋數(shù)百畝土地,19人在潰壩中死亡;2000年廣西南丹縣大廠鎮(zhèn)鴻圖選礦廠尾砂潰壩,殃及附近住宅區(qū),造成70人傷亡;2008年山西襄汾“9?8”尾礦庫(kù)潰壩事故造成267人遇難。
4、尾礦的廢棄也是礦產(chǎn)資源的巨大浪費(fèi)。
對(duì)于某些性質(zhì)復(fù)雜,在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下無(wú)甚價(jià)值的尾礦,完全可以廢棄不用。但對(duì)那些性質(zhì)簡(jiǎn)單,投資少,生產(chǎn)加工方便,很有利用價(jià)值的尾礦,就應(yīng)當(dāng)加以研究,綜合回收,廢棄就很可惜。因?yàn)樵陂_采挖掘過(guò)程中需要投入大量的人力、物力、財(cái)力甚至人的生命。我們?cè)谑褂玫V產(chǎn)資源時(shí),如不加珍惜,那就是有愧于采礦工人的血汗的。如日用瓷和目前突飛猛進(jìn)的建筑陶瓷所消耗的高嶺土是非常多的,但我國(guó)的高嶺土礦山在開采和加工精選過(guò)程中,在獲得高嶺土的同時(shí),往往會(huì)造成大量的石英、云母、長(zhǎng)石等有用非金屬礦產(chǎn)資源的大量浪費(fèi)。
二、對(duì)尾礦的處理措施
1、尾礦再選
尾礦中大多含有各種有色、黑色、稀貴、稀土和非金屬礦物等,是寶貴的二次礦產(chǎn)資源。20世紀(jì)70年代以來(lái),美國(guó)、加拿大、德國(guó)等國(guó)家針對(duì)尾礦資源的特點(diǎn),開展選、冶新工藝和新設(shè)備的研究,建立了一批二次選礦廠,從尾礦中再選了大量有用組份。美國(guó)明尼蘇達(dá)州的安尼斯山的二次選礦廠,年處理尾礦100萬(wàn)噸,從中生產(chǎn)出20萬(wàn)噸含鐵60%的鐵精礦。僅就從鐵尾礦中回收鐵精礦而言,全國(guó)鐵尾礦品位平均11%,最高達(dá)27%,如以回收品位達(dá)61%的鐵精礦,產(chǎn)率2%~3%計(jì)算,每年從鐵尾礦中就可增產(chǎn)三四百萬(wàn)噸鐵精礦,相當(dāng)于投資幾十億元建設(shè)的一個(gè)大型聯(lián)合企業(yè)。智利楚基卡馬塔銅礦山采用大浸出槽硫酸浸出―電解工藝,從堆存多年的尾礦中回收銅,每年從中產(chǎn)出銅5.25萬(wàn)噸,已從尾礦中累計(jì)回收了90萬(wàn)噸銅[1]。我國(guó)從上個(gè)世紀(jì)末加大了對(duì)尾礦綜合利用的研究,如攀枝花釩鈦磁鐵礦,已積存有近億噸尾礦,通過(guò)科技攻關(guān),從尾礦中回收釩、鈦、鈷、鈧,總價(jià)值占礦石總價(jià)值的60%以上[2]。
2、用作建材
尾礦的整體利用很大部分是應(yīng)用于建材工業(yè)中,作為建材原料。20世紀(jì)60年代,前蘇聯(lián)已開始了尾礦建材的研究和生產(chǎn)。烏克蘭克里沃羅格鐵礦積存的5億多噸尾礦,除將尾礦進(jìn)行適當(dāng)分級(jí)后用作混凝土的粗細(xì)骨料外,還用細(xì)粒級(jí)的尾礦生產(chǎn)硅酸鹽建材制品。美國(guó)絕大多數(shù)尾礦被用作混凝土填料和鋪路材料,以及用鐵燧石巖尾礦制成輕質(zhì)磚。日本將鐵尾礦與10%的硅藻土混合,燒制成輕質(zhì)骨料[3]。礦山采空區(qū)回填是直接利用尾礦最行之有效的途徑之一。膠結(jié)充填采礦法目前已屬于成熟技術(shù),可以使地下采礦回采率提高20%~50%,并使原來(lái)根本無(wú)法開采的位于水體下方、重要交通干線下面和居民區(qū)下的礦體能夠被開采出來(lái)。
3、土地復(fù)墾
尾礦庫(kù)復(fù)墾是解決尾礦庫(kù)表面沙化的重要措施。尾礦庫(kù)復(fù)墾不僅防止揚(yáng)沙,而且美化環(huán)境、減少污染,兼具經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。在國(guó)際上,礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理作為生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容倍受重視。美國(guó)、加拿大、澳大利亞、德國(guó)、巴西和西班牙等國(guó)都制定了專門計(jì)劃,政府和企業(yè)投入大量資金進(jìn)行礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理,礦山土地復(fù)墾率已達(dá)到50%~70%以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國(guó)12%左右的復(fù)墾率,不少國(guó)家要求新建礦山復(fù)墾率100%[4]。
4、無(wú)尾礦選礦工藝的研究
這是選礦藝研究的最終方向,世界各國(guó)都很注重這方面的研究?,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外有些選廠已經(jīng)做到了無(wú)尾礦排放或少量尾礦排放。江蘇吳縣青山白泥礦,現(xiàn)在采取的是無(wú)尾礦生產(chǎn)工藝,所有的礦石都得到了很好的利用,因此選礦廠的尾礦堆積地面積小,且排出的尾砂及時(shí)地被運(yùn)走利用。
三、結(jié)語(yǔ)
尾礦綜合利用、變廢為寶,既有效保護(hù)了環(huán)境又充分利用了資源,還提高了土地利用率可謂一舉多得?,F(xiàn)在,世界各國(guó)已普遍認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題。因此,礦山企業(yè)應(yīng)加速對(duì)尾礦的綜合利用及治理的進(jìn)程,保護(hù)有限的礦產(chǎn)資源、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,走可持續(xù)發(fā)展之路。
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