尾礦治理方案

第5頁共21頁礦山治理我國的山區(qū)面積廣大，包括山地、崎嶇的高原和丘陵，約占全國陸地面積的三分之二。山區(qū)在采礦方面優(yōu)勢較大，但若是礦區(qū)保護(hù)環(huán)境不利，也容易引起地質(zhì)災(zāi)害。因礦山開采對環(huán)境的破壞分為：地質(zhì)損毀、環(huán)境污染、景觀損毀三大類情況。所以廢棄礦山的治理技術(shù)也就圍繞這三部分展開。在礦山開采中無論是否是露天礦，造成地表受開采沉陷影響的一個明顯的損毀特征是地表出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重時還將有塌陷臺階出現(xiàn)，地表裂縫發(fā)生的地段主要集中分布在煤柱、采區(qū)（盤區(qū)）邊界的邊緣地帶，以及每層淺部地帶。在治理修復(fù)中常采用充填工程處理.對地表裂縫填堵與整治、對沉陷臺階進(jìn)行土地平整，以恢復(fù)原土地功能，防止水土流失。塌陷地充填復(fù)墾土地綜合利用技術(shù)，一般是利用土壤和容易得到的礦區(qū)無污染的固體廢棄物，如煤矸石、坑口和電廠的粉煤灰、露天礦排放的剝離物、尾礦渣、垃圾、沙泥、湖泥、水庫庫泥和江河污泥等來填充采礦塌陷地，恢復(fù)設(shè)計地面高程來綜合利用土地。塌陷地其應(yīng)用條件是有足夠的充填材料且充填材料無污染或可經(jīng)濟(jì)有效地采取污染防治措施。挖深墊淺復(fù)墾技術(shù)是利用沉陷較深，有積水的高、中潛水位地區(qū)，且水質(zhì)適宜于水產(chǎn)養(yǎng)殖，將塌陷區(qū)在季節(jié)性積水較深區(qū)域在旱季進(jìn)行挖深取土，并將土填在塌陷較淺的區(qū)域，然后將較淺區(qū)域復(fù)墾為耕地，較深區(qū)域就勢建塘養(yǎng)魚，塘邊坡地栽樹種草的一種工程技術(shù)方法。挖深墊淺法操作簡單、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益顯著挖深墊淺常用的工程措施主要包括泥漿泵抽取法或推土機(jī)搬運(yùn)法。采用挖深墊淺進(jìn)行土地復(fù)墾時，表土是否剝離還取決于塌陷區(qū)土壤的理化性質(zhì)，挖深墊淺的深度必須適宜。研究表明地表塌陷區(qū)域深度在1.5一4m范圍內(nèi)易于采用挖深填淺進(jìn)行綜合治理，在塌陷深度<1.5和>4.0的區(qū)域不宜進(jìn)行挖深墊淺作業(yè)，對于地下水位埋藏較淺的區(qū)域，如地下水位小于2m，可在1.5~3.0m之間的塌陷區(qū)內(nèi)進(jìn)行挖深墊淺，如地下水位大于2m，可在2.0m~4.0m之間進(jìn)行挖深墊淺，其挖深和墊淺原則上不應(yīng)超過2m。原則上挖深和墊淺部分應(yīng)基本上保持挖方和填方工程量的平衡。墊淺部分用于農(nóng)業(yè)種植的耕地，一般應(yīng)高于地下水位0sm，以防止?jié)n澇對農(nóng)作物的傷害，其防洪標(biāo)準(zhǔn)一般不應(yīng)小于5年一遇洪水標(biāo)高。一、地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生因素1、采礦時對地下水必須進(jìn)行疏干排水,甚至要深降強(qiáng)排.由此而出現(xiàn)了一系列的地質(zhì)災(zāi)害問題。首先是礦井突水事故不斷發(fā)生。許多煤礦的上覆和下伏地層為含水豐富的石灰?guī)r,特別是石炭二疊紀(jì)煤系地層,不僅煤系內(nèi)部有含水性強(qiáng)的地層,其下伏為巨厚的奧陶紀(jì)灰?guī)r。這些礦床隨著開采的延伸,地下水經(jīng)深降強(qiáng)排,產(chǎn)生了巨大的水頭差,在一些構(gòu)造破碎帶和隔水薄層的地段,煤層承受到來自下部灰?guī)r地下水的高水壓,威脅著礦井和職工生命的安全。其次是由于疏干排水,使許多巖溶充水礦區(qū)引起地面塌陷,嚴(yán)重影響地面建筑、交通運(yùn)輸以及農(nóng)田耕作與灌溉。各礦區(qū)附近均有地面塌陷現(xiàn)象,水位下降很多,使廠礦、工業(yè)和生活供水原有系統(tǒng)發(fā)生吊泵,形成無法供水的局面。再次是某些礦山由于排水,疏干了附近的地表水,淺層地下水長期得不到補(bǔ)充恢復(fù),影響植物生長;有的礦區(qū)甚至形成土地石化和沙化、水土流失、荒漠化嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境遭到破壞。2、其他因素

礦山地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素很多,有些是開采過程中難以避免的,如開采深度的增加,使得地應(yīng)力相應(yīng)增大引起冒頂、片幫、脫盤甚至巖爆的嚴(yán)重地壓災(zāi)害;有的是開采中忽視預(yù)防或開采不規(guī)范、管理不科學(xué)導(dǎo)致的,如采空區(qū)不及時充填、廢渣廢水隨意排放、水文地質(zhì)及構(gòu)造不了解、巷道偏離、盲目指揮、違章作業(yè)、私挖亂采等,非穩(wěn)定因素積聚到一定限度引發(fā)各種災(zāi)害;有的礦山片面追求經(jīng)濟(jì)利益或為擺脫一時的經(jīng)營危機(jī),摒棄常規(guī)如采富棄貧、求近避遠(yuǎn),結(jié)果為后期發(fā)展埋下災(zāi)害隱患;曾一度泛濫的民采風(fēng)潮掠奪式的開采活動也對部分國有大中型礦山造成嚴(yán)重干擾和資源、環(huán)境破壞。二、礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類型

礦山地質(zhì)災(zāi)害種類繁多,按成災(zāi)與時間的關(guān)系,可分為突發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害(如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等)和緩發(fā)性礦山地質(zhì)災(zāi)害(如采空區(qū)的地面變形、環(huán)境污染等)。但最常見的是以災(zāi)害的空間分布和成因關(guān)系分類。

1、巖土體變形災(zāi)害

（1）礦山地面和采空區(qū)塌陷地面塌陷主要發(fā)生在地下以井巷開采的礦山。在礦山采空區(qū),若保留礦柱不足,或因礦柱受損而失去支撐能力,就會造成地面塌陷。特別是那些礦體埋藏較淺,產(chǎn)狀較平緩的礦區(qū)(如煤礦),地面塌陷的現(xiàn)象更為常見。礦體埋藏相對較深的地下開采礦山,如果不能及時回填和崩落采空區(qū),當(dāng)其達(dá)到一定規(guī)模就會產(chǎn)生大面積塌陷。此外,在巖溶分布區(qū),還會因礦山排水疏干而導(dǎo)致溶洞上方地面塌陷。地面塌陷不僅破壞可耕地資源、建筑物,毀壞道路、水庫,還可直接導(dǎo)致礦山某些地下巷道的塌毀,或使大氣降水和地表水沿塌陷裂縫灌入坑內(nèi),造成淹井事故,直至停工停產(chǎn)。（2）

采礦場邊坡失穩(wěn)、滑坡與巖崩主要原因是不合理開采如采剝失調(diào)、邊坡角度過陡等造成,這種災(zāi)害多發(fā)生在露天開采的非金屬礦山和建材礦山。（3）

坑內(nèi)巖爆坑內(nèi)巖爆又稱礦山?jīng)_擊,這是因礦坑周邊和頂?shù)装鍑鷰r,在受到強(qiáng)大的地殼應(yīng)力作用而被強(qiáng)烈壓縮,一旦因采掘挖空出現(xiàn)自由面,即有可能產(chǎn)生巖石地應(yīng)力的驟然釋放,導(dǎo)致巖石大量破裂成碎塊,并向坑內(nèi)大量噴射、爆散,給礦山帶來危害和災(zāi)難。（4）采礦誘發(fā)地震因采礦活動而誘發(fā)的地震,震源淺、危害大,小震級的地震即可導(dǎo)致井下和地表的嚴(yán)重破環(huán)。（5）

場庫失穩(wěn)場庫失穩(wěn)主要是由于尾礦壩潰決崩塌繼而形成泥石流造成的危害。尾礦壩崩壩事故常給礦區(qū)居民生命財產(chǎn)帶來巨大危害,同時也給環(huán)境造成巨大破壞和污染。2、地下水位改變引起的災(zāi)害（1）礦坑突水涌水這是最常見的礦山災(zāi)害,突發(fā)性強(qiáng)、規(guī)模大,后果嚴(yán)重。生產(chǎn)過程中常因?qū)ΦV坑涌水量估計不足,采掘過程中打穿老窿,貫穿透水?dāng)鄬?驟遇蓄水溶洞或暗河,導(dǎo)致地下水或地面水大量涌入,造成井巷被淹、人員傷亡災(zāi)難。（2）坑內(nèi)潰沙涌泥這是常與礦坑突水相伴而生的災(zāi)害。當(dāng)采掘過程中驟遇蓄水溶洞,常見溶洞中充填的泥沙和巖屑伴隨地下水一起涌入,另外一些透水?dāng)鄬雍偷亓芽p也常會使淺部第四紀(jì)沉積物隨下漏的地表徑流涌入坑內(nèi)。其結(jié)果是使坑道被泥沙阻塞,機(jī)器、人員被泥沙所埋,嚴(yán)重時甚至?xí)沟V山遭受毀滅性的打擊。（3）

環(huán)境污染環(huán)境污染是礦山災(zāi)害的另一種重要形式。因采礦、選礦產(chǎn)生的“三廢”物質(zhì),由于未經(jīng)有效處理就被排放到江河湖海中,造成環(huán)境污染公害事件。采礦還會造成水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水?dāng)嗔鞯?。壤的性能，從而達(dá)到增產(chǎn)的效果。馬鞍山礦山研究院曾將磁化尾礦加入到化肥中制成磁化尾礦復(fù)合肥，并建成一座年產(chǎn)1萬噸的磁化尾礦復(fù)合肥廠。但這些還只是停留在對少量尾礦的利用上，至今仍無法減少大宗尾礦的排放，所以大量的尾礦只能排到尾礦庫和一些自然場地，如何治理這部分尾礦成為當(dāng)務(wù)之急。

充填礦山采空區(qū)。礦山采空區(qū)的回填是直接利用尾礦最行之有效的途徑之一。有些礦山由于種種原因，無處設(shè)置尾礦庫，而利用尾礦回填采空區(qū)意義就非常重大。如安徽省太平礦業(yè)有限公司前常銅鐵礦位于淮北平原，由于地理因素?zé)o處設(shè)置尾礦庫，選礦廠排放的尾礦經(jīng)過技術(shù)處理后，全部用于填充采空區(qū)；濟(jì)南鋼城礦業(yè)公司采用膠結(jié)充填采礦法，提高礦石回采率20%以上；萊蕪礦業(yè)公司利用尾礦充填越莊鐵礦露天采坑，再造了土地，治理了環(huán)境；礬口鉛鋅礦利用尾礦作采空區(qū)充填料，其尾礦利用率達(dá)95%。用尾礦做充填料，其充填費(fèi)用較低，僅為碎石水力充填費(fèi)用的1/4～1/10。這不僅解決了尾礦排放問題，而且減輕了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，并取得了良好的社會效益。四、尾礦綠化方案

尾礦庫綠化以改善尾礦庫環(huán)境質(zhì)量為主要目的的，臺金廠礦綠化工程。尾礦的尾砂粒度細(xì)而松散，每逢干旱季節(jié)和刮風(fēng)天，隨風(fēng)飛揚(yáng)，造成對周圍環(huán)境的污染。在雨季受雨水沖刷，流人河流和農(nóng)田，污染水系，堵塞河道，危害農(nóng)田，惡化生態(tài)環(huán)境。綠色植物的根系具有固沙作用，綠色植物具有防風(fēng)、吸滯粉塵的綜合作用。尾礦庫綠化可以減輕以至消除尾砂污染。尾礦庫綠化包括閉尾尾礦庫綠化和服役中尾礦庫壩坡上的綠化。尾礦庫綠化有覆土植被和直接植被兩種。(1)覆土植被。當(dāng)尾砂中的有毒有害重金屬離子和放射性元素含量較高時，不宜種植農(nóng)作物和水果，可先直接種植樹木和地被植物。在尾砂中有害的重金屬離子和放射物質(zhì)的含量較少，不會因生物富集進(jìn)入農(nóng)作物而影響人體健康時，在尾砂上覆蓋20～100cm厚的土壤，將其開墾為農(nóng)田或果園，種植農(nóng)作物或水果。覆土開墾為農(nóng)田的尾礦庫，開始時先種植豆類或豆科牧草等可以固氮和肥田的植物，并多施有機(jī)肥，以熟化土壤，提高土壤肥力。然后根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐寥篮蜌夂蛱卣鳎N植合適的農(nóng)作物或果樹。當(dāng)尾砂中有毒有害的重金屬離子含量過高，雖可直接種植，但難于達(dá)到種植效果時，也要在尾砂上覆蓋20～100cm的土壤，然后植被綠化。覆土植被宜選擇耐干旱、耐瘠薄、抗性強(qiáng)、生長快、品質(zhì)好的植物品種，尤其以鄉(xiāng)土品種為好。適宜的品種有木麻黃、麻櫟、馬尾松、油松、沙棗、沙棘、紫穗槐、胡枝子、檜柏、油茶、柏木、苦楝、絲棉木、國槐、刺槐、臭椿、構(gòu)樹、合歡、毛白楊、鉆天楊、樟子松、側(cè)柏等。(2)直接植被。在尾砂上直接種植，宜選用生長快、根蘗性強(qiáng)、萌芽力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、抗風(fēng)沙、耐沙埋、固沙力強(qiáng)，對有毒有害污染物抗性強(qiáng)，耐干旱瘠薄