礦山露天采場(chǎng)環(huán)境綜合整治實(shí)例分析

楚敬龍 譚海偉 苗雨 劉芳 林星杰

摘要：針對(duì)我國(guó)礦山開采的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)問題，以河南某鉬礦露天采場(chǎng)為例，通過現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境隱患排查手段，查明露天采場(chǎng)現(xiàn)有環(huán)境隱患問題，并制定相應(yīng)的環(huán)境整治方案，同時(shí)對(duì)治理方案進(jìn)行環(huán)境效益分析，為礦山開采中的各類工業(yè)場(chǎng)地環(huán)境綜合整治提供參考。

Abstract： In view of the environmental risk of mining in China， taking an open pit in a molybdenum mine in Henan Province as an example， through the investigation of hidden dangers on the site， the existing environmental hazards in the open pit are identified， and the corresponding environmental remediation plan is formulated. The treatment plan carries out environmental benefit analysis and provides reference for comprehensive environmental improvement of various industrial sites in mining.

關(guān)鍵詞：環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);露天采場(chǎng);隱患排查;環(huán)境整治

Key words： environmental risk;open pit;hidden danger investigation;environmental remediation

中圖分類號(hào)：X171.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）29-0022-03

0? 引言

礦山的生產(chǎn)建設(shè)，對(duì)礦山所在區(qū)域及周邊的生態(tài)環(huán)境、土地利用條件等會(huì)產(chǎn)生一定的影響[1]。到目前為止，我國(guó)礦山環(huán)境存在的主要問題有以下幾個(gè)方面：礦山開采產(chǎn)生的廢水未經(jīng)處理直接外排，導(dǎo)致水環(huán)境污染，包括礦坑水和尾礦水外排;礦山疏干排水導(dǎo)致的地質(zhì)環(huán)境問題;采礦過程中排放的大量廢棄物占用土地;礦山開采中大量固體廢棄物的堆放經(jīng)常引發(fā)滑坡和泥石流等[2]。為了降低礦山開采的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，避免發(fā)生突發(fā)環(huán)境事件造成環(huán)境污染及生態(tài)破壞，保護(hù)下游敏感目標(biāo)，企業(yè)應(yīng)定期組織礦山環(huán)境隱患排查，并采取措施消除隱患。本文以河南某鉬礦露天采場(chǎng)為例，在分析露天采場(chǎng)環(huán)境現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境隱患排查，明確其存在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，從而制定環(huán)境綜合整治方案，為企業(yè)環(huán)保管理人員及環(huán)保監(jiān)督執(zhí)法部門提供參考。

1? 露天采場(chǎng)概況

1.1 基本情況

礦山位于河南省西部中低山區(qū)的鉬成礦帶上，露采終了境界為長(zhǎng)條形，最大長(zhǎng)度1540m，最大寬度780m，最高標(biāo)高1498m，封閉圈標(biāo)高1342m，采場(chǎng)坑底標(biāo)高1174m，坑底最大長(zhǎng)度310m，寬度260m，采礦平均品位Mo0.076%。礦山設(shè)計(jì)采用15m臺(tái)階高度、高風(fēng)壓潛孔鉆機(jī)穿中深孔、多排微差爆破、電鏟鏟裝的采剝方法。礦石運(yùn)輸采用汽車—地面破碎站—溜井—斜井皮帶運(yùn)輸至選廠方案，廢石采用汽車運(yùn)輸方案。大氣降水形成的地表徑流是影響礦山充水的主要水源。緊鄰露天采場(chǎng)西側(cè)發(fā)育有一條河流，為Ⅱ類水體，由南往北流出礦區(qū)。

1.2 主要污染源及污染物

廢氣方面，露天采場(chǎng)內(nèi)的廢氣來自兩方面，一是穿孔、爆破、裝載、運(yùn)輸過程產(chǎn)生的無組織粉塵及揚(yáng)塵;二是爆破和機(jī)械燃燒產(chǎn)生的N2、CO2、NO2、SO2;為了控制采場(chǎng)粉塵及路面揚(yáng)塵，礦山配備了專用灑水車2輛，定期對(duì)場(chǎng)地及路面進(jìn)行灑水。廢水方面，主要來自采礦工業(yè)場(chǎng)地辦公樓產(chǎn)生的生活污水及開采產(chǎn)生的少量礦坑涌水，生活污水經(jīng)生化處理后用于工業(yè)場(chǎng)地灑水降塵，礦坑涌水先泵入采場(chǎng)西側(cè)的沉淀池，再由沉淀池沉淀后回用于生產(chǎn)。固體廢物方面，主要為采礦廢石及少量生活垃圾，廢石運(yùn)往排土場(chǎng)堆存，生活垃圾運(yùn)至垃圾中轉(zhuǎn)站集中處理。

1.3 現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)防控措施

露天采場(chǎng)現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)防控措施見表1。

2? 主要環(huán)境問題

2.1 污染源監(jiān)測(cè)

在找出露天采場(chǎng)的主要環(huán)境問題之前，對(duì)其中廢水、廢氣、固體廢物污染源進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。企業(yè)委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)露天采場(chǎng)沉淀池的水進(jìn)行了成分檢測(cè)。正常情況下，露天采場(chǎng)沉淀池收集的礦坑涌水用泵打回采場(chǎng)高位水池用于采礦生產(chǎn)及綠化降塵不外排，但一旦泄漏或雨季外排有可能對(duì)下游河流水質(zhì)產(chǎn)生影響，依據(jù)礦區(qū)地表水的環(huán)境功能區(qū)劃，采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。檢測(cè)結(jié)果見表2。

由表可知，除Mo超標(biāo)30.6倍外，其余重金屬因子均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。由于Mo超標(biāo)嚴(yán)重，說明礦坑涌水、沉淀池水及雨季礦坑積水一旦外排均有可能對(duì)下游Ⅱ類水體造成影響，因此露天采場(chǎng)礦坑積水（包括正常涌水及雨季積水）及沉淀池水均不能外排。

另外，對(duì)生活污水、露天采場(chǎng)上風(fēng)向和下風(fēng)向的無組織廢氣進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)限值要求。對(duì)采礦廢石進(jìn)行了浸出毒性試驗(yàn)，表明廢石為第I類一般工業(yè)固體廢物。

2.2 環(huán)境隱患排查

環(huán)境隱患排查是降低礦山環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、將事故消滅在萌芽中的最基礎(chǔ)、最根本的方法。環(huán)境隱患排查是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、持續(xù)改進(jìn)的過程，需要先確定排查對(duì)象及環(huán)節(jié)，針對(duì)排查環(huán)節(jié)進(jìn)行測(cè)量評(píng)價(jià)，并對(duì)其進(jìn)行分析，對(duì)發(fā)現(xiàn)的隱患進(jìn)行整改，再進(jìn)行復(fù)查，以此循環(huán)往復(fù)，逐步降低甚至消除環(huán)境隱患，預(yù)防突發(fā)環(huán)境事件的發(fā)生[3]。通過對(duì)露天采場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境隱患排查，發(fā)現(xiàn)的問題及初步整治措施見表3。

3? 環(huán)境綜合整治

3.1 整治目標(biāo)

針對(duì)礦山露天采場(chǎng)排查出的環(huán)境隱患問題，依據(jù)系統(tǒng)工程的思路，對(duì)表3的前3個(gè)環(huán)境隱患問題進(jìn)行重點(diǎn)整治，實(shí)現(xiàn)截水溝整治、廢棄廢石堆生態(tài)化治理、暴雨期礦坑積水處理等工程，其余環(huán)境隱患問題根據(jù)表3的初步整治措施進(jìn)行整治即可。通過落實(shí)各項(xiàng)工程措施，逐步使得露天采場(chǎng)及周邊環(huán)境污染問題得到明顯的改善，減輕對(duì)區(qū)域環(huán)境的壓力，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源開發(fā)和環(huán)境保護(hù)的良性循環(huán)，促進(jìn)礦區(qū)及周邊環(huán)境健康發(fā)展。

3.2 環(huán)境綜合整治工程

3.2.1 截水溝整治工程

露天采場(chǎng)北面和東面的山坡為開采區(qū)部分，不需設(shè)置截水溝，而南側(cè)和西側(cè)為溝谷地，均有溪流通過，因此設(shè)置了南側(cè)和西側(cè)截水溝，其中南側(cè)截水溝的溪水匯入西側(cè)截水溝后，通過西側(cè)截水溝排出礦區(qū)，既起到了導(dǎo)流溪水的作用，也將南側(cè)和西側(cè)山體的雨季山洪水截住，并導(dǎo)流出礦區(qū)之外。為避免下游地表水體受到污染，應(yīng)對(duì)截水溝現(xiàn)狀進(jìn)行整治：①清除截水溝內(nèi)的雜草，使截水溝導(dǎo)流通暢，避免洪水期由于導(dǎo)流不暢引起洪水漫出;②清除生活垃圾，并禁止工人往截水溝內(nèi)亂扔垃圾;③對(duì)遺撒于截水溝內(nèi)的廢石、廢渣進(jìn)行清理，并將清理的廢石、廢渣運(yùn)往排土場(chǎng)排放;④對(duì)截水溝進(jìn)行全面排查，發(fā)現(xiàn)破損、斷裂部位及時(shí)修補(bǔ)，對(duì)部分沒有硬化的溝底和溝壁采用水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，確保截水溝完好、通暢。

3.2.2 廢棄廢石堆生態(tài)化治理工程

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，在露天采場(chǎng)西側(cè)，有廢棄的廢石堆沒有清理。對(duì)需清理的廢石，由挖掘機(jī)、自卸汽車配合清運(yùn)、排土，運(yùn)往排土場(chǎng);廢石清理后，用推土機(jī)進(jìn)行土地平整，配置綠化帶，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)周圍綠色化、生態(tài)化。具體措施為：①土地平整：為確保植物良好的立地條件，場(chǎng)地要保持適當(dāng)?shù)钠秸?，各?chǎng)地平面起伏應(yīng)不大于5°;②栽種植被：場(chǎng)地挖植樹穴，穴規(guī)格50cm×50cm×40cm，穴內(nèi)客土，穴間距2m×2m，種植喬木，采用間栽的栽植方式，以刺槐、柳樹、雪松、油松等為主。灌木采用間栽的栽植方式，間距1.5m×1.5m，以酸棗、胡枝子、荊條、迎春花為主;同時(shí)撒播草籽，草種為白羊草、披針草、車前草、狗尾草等，草種播種標(biāo)準(zhǔn)為15kg/hm2。

3.2.3 暴雨期礦坑積水處理工程

礦山生產(chǎn)在正常情況下礦坑積水很少，全部抽到沉淀池沉淀后用于采礦生產(chǎn)，而暴雨期礦坑積水較多，沉淀池容積不能容納暴雨期的礦坑積水，此時(shí)如果直接外排將導(dǎo)致受納地表水體受到污染（主要是鉬污染）。采取的措施為：一旦暴雨期產(chǎn)生大量礦坑積水，則停止采礦生產(chǎn)，將礦坑積水暫時(shí)存于露天坑及沉淀池內(nèi)，并在露天采場(chǎng)布置抽水泵，盡快架接管道將礦坑積水泵回選廠10萬m3蓄水庫回用于選礦生產(chǎn)，在恢復(fù)礦山生產(chǎn)前全部消耗，以確保礦坑積水不外排。架接管道需設(shè)置由露天采坑泵往蓄水庫的管線，排水管采用DN300無縫鋼管，共設(shè)兩條（視情況一用一備或兩條同時(shí)使用），由采坑底部沿邊坡敷設(shè)至蓄水庫，敷設(shè)距離約5.5km。

3.3 流域控制斷面監(jiān)測(cè)計(jì)劃

通過本次環(huán)境綜合整治，預(yù)期露天采場(chǎng)下游地表水中的鉬濃度將逐步降低。為了跟蹤監(jiān)測(cè)地表水鉬濃度變化，驗(yàn)證環(huán)境整治效果，在露天采場(chǎng)西側(cè)地表水體的上下游布設(shè)了2個(gè)流域性斷面（對(duì)照斷面和控制斷面），主要監(jiān)測(cè)因子為pH和鉬。每季度監(jiān)測(cè)一次，并對(duì)數(shù)據(jù)存檔、分析。

4? 環(huán)境效益分析

該環(huán)境綜合整治方案的實(shí)施可以有效促進(jìn)和加速企業(yè)對(duì)露天采場(chǎng)現(xiàn)有環(huán)境問題的整治，大大減少對(duì)周邊環(huán)境的污染程度;有效補(bǔ)充企業(yè)現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)防控及應(yīng)急措施，使企業(yè)能夠更好的對(duì)露天采場(chǎng)進(jìn)行管理，預(yù)防突發(fā)環(huán)境事件的發(fā)生;通過減少污染源，使地表水體中的鉬濃度逐步降低，極大改善了水環(huán)境質(zhì)量，減輕對(duì)下游河流的影響。

經(jīng)過環(huán)境綜合整治，可減少的排入外環(huán)境的廢水主要為礦坑積水，可用下式計(jì)算：

式中：W為年均可利用雨水資源量（m3）;H為年均降雨量（mm），本方案取值712.6mm;？準(zhǔn)為徑流系數(shù)，本方案取值0.8;A為匯水面積（m2），本方案露天采場(chǎng)取值1.2×106m2。

經(jīng)計(jì)算，露天采場(chǎng)年均可利用雨水資源量為684096m3，經(jīng)過環(huán)境整治后禁止外排，全部回收利用，根據(jù)鉬濃度檢測(cè)值2.21mg/L，可得露天采場(chǎng)重金屬鉬的減排量為1.51t/a。

5? 結(jié)論

①礦山開采中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)不容忽視，在了解礦山露天采場(chǎng)污染源、現(xiàn)有防控措施的基礎(chǔ)上，通過環(huán)境隱患排查查明露天采場(chǎng)的主要環(huán)境問題，有針對(duì)性的提出環(huán)境綜合整治方案，消除隱患，降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，環(huán)境效益明顯，可為礦山其他工業(yè)場(chǎng)地的環(huán)境整治方案提供參考。

②企業(yè)應(yīng)制定環(huán)境隱患排查制度，定期查明存在的環(huán)境問題，并根據(jù)不同工業(yè)場(chǎng)地的特點(diǎn)，制定或更新相應(yīng)的環(huán)境綜合整治方案，提高企業(yè)環(huán)保管理水平，避免突發(fā)環(huán)境事件的發(fā)生。

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