礦山生態(tài)保護(hù)中水文地質(zhì)循環(huán)技術(shù)優(yōu)化分析

韓長(zhǎng)云，汪 洋

（江西省煤田地質(zhì)局一九五地質(zhì)隊(duì)，江西 南昌 330200）

水文地質(zhì)循環(huán)技術(shù)是介于自然生態(tài)系統(tǒng)中的，一種物質(zhì)能量循環(huán)技術(shù)。其倡導(dǎo)的是礦產(chǎn)資源生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境之間的和諧發(fā)展模式。

這項(xiàng)技術(shù)的主要流程是通過(guò)一種將資源轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品，再將產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為再生資源的循環(huán)方式，將減少開(kāi)采量、提高利用率、降低排放量作為水文地質(zhì)循環(huán)技術(shù)實(shí)施的目的，讓所有的物質(zhì)資源都能夠獲得合理的、持續(xù)性的利用，將礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響降低到最小[1]。水文地質(zhì)循環(huán)技術(shù)主要是針對(duì)礦山中地下水資源的循環(huán)和再利用。地下水資源成為廢棄污水的首要原因是在對(duì)礦山資源進(jìn)行開(kāi)采的過(guò)程當(dāng)中，地下水流入了采礦工作區(qū)域的工作面上，形成了一種礦坑涌水現(xiàn)象，形成了礦山污水[2]。其次是在礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，露天堆放了大量的含硫化物的礦物，形成了一種富含金屬離子以及硫酸根粒子的帶有酸性的污水。另外，在進(jìn)行選礦的過(guò)程中，使用地下水進(jìn)行作業(yè)后，地下水轉(zhuǎn)變?yōu)榱藳](méi)有用的廢水，廢水中含有大量的泥土、砂石以及礦物粉末等嚴(yán)重污染物，因此形成了污水。

1 水文地質(zhì)循環(huán)技術(shù)優(yōu)化

水文地質(zhì)循環(huán)技術(shù)優(yōu)化主要遵循三大原則：減量化、再利用以及再循環(huán)。減量化原則是指盡可能的減少礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，礦物質(zhì)和礦產(chǎn)資源的流失，換句話說(shuō)，在對(duì)礦山進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，廢物的產(chǎn)出要以預(yù)防的形式而不是通過(guò)對(duì)已產(chǎn)生的廢物的治理形式。再利用原則可以看作是一種過(guò)程性很強(qiáng)的原則，再利用的作用是為了使礦產(chǎn)資源開(kāi)采中的產(chǎn)品以及服務(wù)的時(shí)間期限得到延長(zhǎng)，對(duì)某一產(chǎn)品盡可能的增加其使用的次數(shù)，或以更多種的形式使用，防止產(chǎn)品過(guò)早的變成廢物。最后，再循環(huán)原則只要是針對(duì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)尾期的治理，將已經(jīng)成為廢品的產(chǎn)品再次作為資源利用，這樣做的目的是為了減少最終處置的廢物量，對(duì)廢棄物進(jìn)行回收和綜合的利用。通過(guò)對(duì)水文地質(zhì)資源的循環(huán)使用能夠最大化的降低污水的產(chǎn)生，從而減小污水對(duì)環(huán)境造成的危害，如圖1所示為水文地質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。下面以江西地區(qū)某礦山的生態(tài)保護(hù)為例，根據(jù)三大原則分別對(duì)水文地質(zhì)循環(huán)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

圖1 水文地質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)

1.1 減少流入礦區(qū)水量

為了從根本上保護(hù)江西地區(qū)礦山的生態(tài)環(huán)境，最大程度上的降低通過(guò)各種路徑流入到礦山開(kāi)發(fā)區(qū)域的地下水資源。主要的采取措施是在采礦區(qū)域的周?chē)谕ㄒ粭l用來(lái)進(jìn)行排水或引流的溝渠，讓地下水無(wú)法進(jìn)入到礦區(qū)中、露天采場(chǎng)中、礦石以及廢石的堆放場(chǎng)中，防止地下水滲透到礦井下；對(duì)于已經(jīng)被廢棄的凹地、廢棄鉆孔和礦區(qū)中產(chǎn)生塌陷的裂縫要及時(shí)的進(jìn)行排水和填補(bǔ)工作。

同時(shí)還可以進(jìn)行對(duì)礦坑的封閉處理、疏干排水、礦區(qū)整平等方面對(duì)礦區(qū)進(jìn)行最大程度上的治理工作，盡可能的降低流金礦區(qū)的地下水。

在進(jìn)行礦產(chǎn)資源的地下開(kāi)采時(shí)，首先要選擇盡可能使頂板不會(huì)產(chǎn)生裂縫的方式進(jìn)行作業(yè)，防止地下水通過(guò)礦山中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)入到礦區(qū)的礦井當(dāng)中。同時(shí)，在進(jìn)行露天采礦時(shí)，要注意下邊坡應(yīng)該保留礦壁防止地下水流入采場(chǎng)中，同時(shí)將排水溝合理的排布。在進(jìn)行礦山開(kāi)采時(shí)不用或少用會(huì)產(chǎn)生污染的原料、材料、生產(chǎn)工藝或設(shè)備，以免使地下水受到污染。在選礦上盡可能選擇污染程度相對(duì)較小的工藝進(jìn)行，同時(shí)選取更高效的藥劑，并且適當(dāng)?shù)臏p少藥劑的投放量。

1.2 污水再利用

對(duì)江西地區(qū)礦山進(jìn)行水文地質(zhì)循環(huán)技術(shù)時(shí)，盡可能在不對(duì)礦山資源的開(kāi)采過(guò)程產(chǎn)生影響的前提條件下，利用串接供水系統(tǒng)，將地下水在礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的過(guò)程中，能夠進(jìn)行多次的串接并利用，這樣不僅能夠減少?gòu)U水的排放，還能夠降低地下水的使用量。

對(duì)于江西地區(qū)的選礦排水經(jīng)過(guò)后續(xù)的加工處理可以用作江西城市中道路的抑塵水。

1.3 污水及污染物再循環(huán)

污水中的污染物的主要成分是在進(jìn)行礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)過(guò)程中，流入到地下水中的礦產(chǎn)工業(yè)原料及半成品，這些物質(zhì)大多為有害物質(zhì)，因此對(duì)于這一類物質(zhì)的回收和再利用是很有必要的，將有害物轉(zhuǎn)換為對(duì)礦工業(yè)生產(chǎn)有利的產(chǎn)物。在進(jìn)行回收時(shí)，要將不同類型的污水進(jìn)行區(qū)分，根據(jù)其對(duì)應(yīng)的方法進(jìn)行回收，這樣做既能將有用的物質(zhì)進(jìn)行回收，又可以降低對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境的污染。

1.4 增強(qiáng)礦山水文地質(zhì)系統(tǒng)的柔性

江西地區(qū)的礦山水文地質(zhì)系統(tǒng)中存在很多的不確定因素，為了降低意外發(fā)生時(shí)對(duì)礦山周?chē)h(huán)境的造成隱性，為了讓礦山能夠更加持續(xù)健康的發(fā)展，必須將礦山水文地質(zhì)系統(tǒng)的柔性考慮到其中。加強(qiáng)系統(tǒng)的柔性首先要從根本上對(duì)每一環(huán)節(jié)做好斜街工作，再將礦區(qū)與外部相關(guān)的系統(tǒng)間維持和諧、穩(wěn)定的疏通關(guān)系。當(dāng)水文地質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生空缺時(shí)就要從外界進(jìn)行不斷的輸入，反之，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)了多余的但無(wú)法利用的部分，這時(shí)就需要進(jìn)行輸出，通過(guò)這種方式能夠讓礦山的水文地質(zhì)系統(tǒng)具有良好的緩沖能力，以此穩(wěn)定礦山的生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)礦山的可持續(xù)發(fā)展。

2 結(jié)語(yǔ)

礦山中的地下水是礦山的重要組成部分，因此應(yīng)當(dāng)對(duì)水文地質(zhì)循環(huán)技術(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，對(duì)不斷在變化中的礦山給水和排水情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。對(duì)礦山的內(nèi)部與外部的環(huán)境進(jìn)行充分的了解，從宏觀與微觀兩個(gè)層面對(duì)礦山生態(tài)保護(hù)中水文地質(zhì)循環(huán)技術(shù)進(jìn)行最優(yōu)化的設(shè)計(jì)和管理，為礦山的可持續(xù)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。