鉛鋅礦開采對地下水環(huán)境影響評價分析

遲發(fā)民，侯榮瀚，柏楊，劉 也，張佰通

地球上很多區(qū)域存在缺水情況，有些區(qū)域是相當嚴重的，我國是水資源較為欠缺的國家之一，我國的水資源分布不是很均勻，而地下水資源中包含的天然淡水資源儲存量平均能夠達到8837 億m3/a，是我國水資源的重要組成部分，還有一些水資源尚未被人們發(fā)現(xiàn)和挖掘，因此，保護地下水資源是極為重要的。在開采鉛鋅礦時很可能會給人們提供很多發(fā)現(xiàn)地下水資源的機會，因此，進行鉛鋅礦地下開采時，需要格外注意開采的方法及方式，還有工具的應用方面也要格外注意，避免在開采中因措施不當對所開采區(qū)域的地下水環(huán)境造成破壞。同時在開采過程中一定要把應注意的事項對現(xiàn)場施工人員交代清楚，方可有效降低開采對地下水環(huán)境的細微影響，做好開采鉛鋅礦的充分準備工作，在鉛鋅礦開采之前需要對所要進行開采的區(qū)域進行地下水環(huán)境影響評價分析，為后期的工作奠定基礎。

1 鉛鋅礦開采

1.1 鉛鋅礦資源

鉛鋅礦在眾多礦產中所占比重較大，在有色金屬里面鉛和鋅含量較高。鉛鋅礦的產物主要用于制造鋅合金，同時廣泛應用于鋼鐵鍍鋅、電池、化工及電氣工業(yè)等。其中高純度金屬鋅可以用于儀表制造、化學工業(yè)和軍事工業(yè)，也可以作為還原劑、脫氧劑和變質劑來制造某些合金。鉛鋅在工業(yè)中作用比較廣泛，商業(yè)價值很高。

目前，中國的27 個省市都勘測到了鉛鋅礦資源，有的鉛鋅礦的礦床大而密集，開采價值非常高，我們要保護好這些不可再生資源。

西秦嶺成礦帶中東段鉛鋅礦有3 種主要類型：沉積變質型鉛鋅礦，包括廠壩、李家溝、向陽山等，主要分布于吳家山復背斜的安家岔組熱變質的巖層中；熱鹵水沉積改造型鉛鋅包括鄧家山、畢家山、頁水河、洛壩、磨溝、尖涯溝等鉛鋅礦床，主要分布于吳家山復背斜翼部或離吳家山背斜較遠的次級背斜中，受熱變質影響較小或無影響的安家岔組和榆樹坪組地層中；火山沉積改造型目前發(fā)現(xiàn)兩個礦床，下拉地鉛鋅礦和窯溝鉛鋅礦，產于臨潭西部下石炭統(tǒng)包舍口組火山沉積地層中；熱液型在本區(qū)分布普遍，主要發(fā)育于構造帶中，與巖漿熱液有關。

1.2 鉛鋅礦開采情況

1.2.1 開采技術

鉛鋅礦開采目前主要有三種開采方式：露天開采、地下開采和露天轉地下開采。品位達到60%～80%的鉛鋅礦，屬于富礦。品位達到30%，就可以進行開采。國家不允許個人以任何原因去開采。如果鉛鋅礦體埋深較淺，或者裸露在地表，肉眼可見，這時可以采用露天開采，相較于其他兩種方式（主要是地下開采），露天開采的效益會更高，具體來說有建礦速度快，勞動生產率高并且成本較低、工作環(huán)境良好、生產較為安全等優(yōu)勢，但是露天開采業(yè)具有一定的缺陷，由于是露天工作，但是這樣的開采方式封閉性較差，在采礦作業(yè)時，會有大面積的礦物粉塵在空氣中彌漫擴散，這可能會讓人患上某些呼吸性疾病。同時如果地層表面有植被，那么開采前為建設礦山基礎設施，就會對植物進行砍伐，對周遭的生態(tài)環(huán)境造成破壞，不利于環(huán)境的保護?？傮w來說，露天采礦的環(huán)境成本比較高。

如果整體礦藏埋藏深并且地下礦床較深的時候，那么露天開采的技術可能會有局限，這也會增加開采的經濟成本。這時，就需要改為地下開采，但是人們在開采前期就需要做好資源的合理利用以及開采的布局，減少人力、科技的成本。露天采礦后，會留下極大的露天坑，若出現(xiàn)暴雨現(xiàn)象，雨水的沖刷會導致土質松軟，表面會生成坑，雨水很容易堆積，這對地下的水循環(huán)系統(tǒng)可能會造成影響，同時，礦井排水難度也會增加。

與其他開采形式相比，地下開采的方式要更普遍一些。地下開采工人們在良好的條件下進行作業(yè)，效率會更高，建礦速度快，便于節(jié)省各個方面的開支，減少開采成本。

1.2.2 開采難度

目前，開采鉛鋅礦基本上都是采取礦井掘進，炸藥爆破礦井的方法。由于礦井不是露天，而且空間有限，采礦時會產生空氣、廢水污染，工人會患上職業(yè)?。ㄎ危?。因為采用多層次開采，頻繁進行鉆孔、爆破，容易發(fā)生崩塌、透水等事故。同時礦脈深部采用爆破推進受到限制，礦石無法完全采完，造成資源浪費。再有采用爆破采礦，沒有條件測礦、選礦，只能將所采礦石及廢石全部運去選礦區(qū)，增加費用。炸藥爆破的礦石部分過大，且不是塊狀，選廠選礦難度增加?，F(xiàn)有的選廠都要大型破碎機破碎，經球磨機磨成漿狀，輸送到選礦池加藥水，經提煉將鉛鋅分離出來。池里剩下的廢渣和廢水經管道送到固定地點堆放，堆滿后重新征地作廢料堆放場，占用場地較多。在開采時，地下有不同的礦體，有的會連接在一起，這樣就會減慢開采速度，因為機器采切作業(yè)比較多，而人們又難以把握礦石貧化損失。比較難采的礦藏需要利用不同的采礦形式，進行開采。礦山的大小也影響采礦方法的選擇，礦藏能否成功開采，也影響著當?shù)氐慕洕l(fā)展走向。

2 礦區(qū)水文地質問題現(xiàn)狀

地下水沿多孔介質的孔隙不斷運行，屬于多孔介質中的運動。地下水沿大裂隙和管道的流動，如地下水沿巨大的張開裂隙流動。地下水運動一定要有掌握，由于地下水網(wǎng)的交織比較復雜，每個體系會有自己的關聯(lián)。所以開采時也要避免牽一發(fā)而動全身的現(xiàn)象。

礦井地下水的排泄，從采礦疏排地下水角度出發(fā)，采礦引起直接充水含水層向礦井水。從補給和排泄觀點看，相當于在直接充水含水層的天然流場中設置人工排泄基準面——礦井。這會減少地表徑流強度，有更多的地表徑流轉化為地下徑流量，而且地下含水層也由徑流轉化為垂直下滲，增加礦井涌水量。

現(xiàn)階段，我國大多數(shù)的礦區(qū)在生產過程以及在鉛鋅礦開采后，會將工程產生的很多廢水被迫直接排到地下，這肯定會污染地下水資源。也會破壞植被的正常生長，另一方面，由于礦區(qū)開采本身就是一種具有極大破壞性的行為，再加上開采過程中會有一些大型機械設備的使用，而且爆破材料的大量使用都會對環(huán)境造成影響，例如：對礦區(qū)的植被覆蓋層的破壞會使得這一地區(qū)的土壤保水性以及過濾作用變得極差，使得這些工程產生的污水廢水更加容易的滲透到地下水當中為了避免以上幾種情況的發(fā)生，所以開采鉛鋅礦時一定要注意減小活動面積，礦山投產之后應當盡量選擇地勢較為平坦較為穩(wěn)定的地方合理的堆放礦石和廢石，同時還要建設專門的運輸?shù)缆?，保護周圍的植被，開采后盡量恢復原貌，減少對本地區(qū)域環(huán)境以及生態(tài)的破壞。

3 鉛鋅礦開采對地下水環(huán)境的影響

鉛鋅礦開采后降落漏斗會形成，這會導致地下水比較容易流失，因此地下水的儲量隨之減少。開采后部分重金屬也會溶入到水里，到達地下含水層，這會讓地下水的水質急速下降。重金屬離子濃度越大，它對水環(huán)境危害越大。地下水的礦化度不斷增高，地表植被可能就不會生長，會慢慢枯萎死亡，對于后期的植物栽種產生長期的消極影響，而且，該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境恢復也會很慢，需要長時間地等待，可能才會恢復到開采前的環(huán)境狀態(tài)。

另一方面，為了保證開采的安全與施工的效率，需要進行礦坑排水，這在一定程度上會導致這些含有重金屬離子的污染水滲透到地下水當中，之后由于水具有流動性，水內含有的雜物以及污染物也會被一起攜帶，開采導致的局部污染可能會導致整個地下水系統(tǒng)的破壞，時間越長，破壞得面越廣，污染離子就會越來越多，就會污染到地表的水源，水體遭受嚴重污染，那么生存在水里的生物可能就難以繼續(xù)存活，造成惡性循環(huán)，例如：各種酶、堿性鹽主導的微生物化學作用以及腐殖化作用都會受到較強的抑制作用，從而使浮游動植物和其它水生有機物的生長受到較大程度的抑制，由此會降低水中的含氧量，嚴重影響水質。水體的污染也對居民用水構成威脅，水不健康，有重金屬含量，長期飲用對人們的健康造成嚴重破壞。另外，這些被污染的水會經過水循環(huán)系統(tǒng)流水到農作物區(qū)，污染的水被用來灌溉農作物，地下水的吸收也是有害的，農作物被人們食用，在食物鏈的作用下經過生物放大作用人類健康又遭受了侵害，這樣下去就形成了惡性循環(huán)。

4 鉛鋅礦開采建議

采礦要根據(jù)礦床以及產狀選用合適的方法。比如急傾斜薄礦體可采用淺孔留礦法。采礦肯定會運用到爆破技術，爆破會對周圍巖石產生影響，會震碎巖體或者對礦體本身的完整性造成破壞。所以開采利用爆破時要控制采礦貧化率。

4.1 采礦區(qū)設置

采礦區(qū)的外部要設置將新鮮空氣輸送至采礦區(qū)的通風設施，在采礦區(qū)內要有瓦斯探測及報警設備等設施。采礦區(qū)的外部以及內部設備要齊全，做好開采前的準備工作。有通風設施來保證空氣的流通，為施工人員提供正常充足的氧氣，保證工人的正常呼吸。瓦斯探測設備能很好的檢測氣體含量，避免出現(xiàn)爆炸情況，威脅工人的性命。當有元素超標，報警設備出現(xiàn)報警反映，施工人員可以盡快地撤離，避免造成更多的人員傷亡和設備損壞，降低工程的成本。

4.2 探礦

在勘探礦體時要布置一定距離的勘探行線，勘探行線要布置在基于預定標高垂直于礦體主體長度的方向，沿著這條線掘入探礦巷道，一直到找到整體礦體。再進行下一步采礦工作。

4.3 采礦

采礦需滿足的條件是采礦環(huán)境要安全、施工人員技術可靠、采礦工藝要低損失、低貧化、施工可以靈活度高、設備管理方便、礦物質價值高能帶來較高的經濟收益。

采礦時可以用大斷面掘進的方式，用鋼筋混凝土將開采空置礦區(qū)的四壁構筑成上下左右四個面的環(huán)形體，每次向前開采礦體后，就增加一段環(huán)形體，讓相鄰兩環(huán)形體成為一體式結構。在環(huán)形體的上下內壁之間要構筑豎梁用以支撐，在環(huán)形體的內壁面通過噴射或注漿或表面噴塑的方式進行防滲氣、防漏水處理工作。礦層開采后會形成礦洞，供人們生產或生活使用。

采礦時一定要綜合使用不同的設備，提高采礦的安全性，提高采礦效率，降低各種成本，并用最快的方式回饋社會，感謝自然為人類提供的資源。開采更要注意對資源的保護，開采要注意保持各種資源的平衡。

4.4 回采

開采最后一步是回采，提高礦藏的采集?；夭蓵r，在預定標高上，將礦體分為兩礦層分別進行回采，先采上層后采下層。采場之間的夾層應保證有6m 的厚度，采集完上層要等上層物質穩(wěn)定后，等到不會有落石，不會有崩塌的情況出現(xiàn)時，再回采下層礦層，沿著礦體主體走向采用淺孔留礦法對礦體主體進行挑頂。這樣保證了采礦的安全性及合理性。

5 地下水污染防治對策

礦山開采會導致汞、鉛和鎘等重金屬進入地下水，這對地下水環(huán)境造成嚴重的污染。防止地下水被污染迫在眉睫。

5.1 國家層面

國家可以允許開采鉛鋅礦，但是要嚴格制定開采的標準及要求，不符合的企業(yè)堅決不允許進行開采活動，即便允許開采實施，如果在開采過程中，某一項活動不達標，不能按照要求去執(zhí)行，那么要即刻停止該公司的開采活動，避免給人民及地下水環(huán)境造成更大的損失，出現(xiàn)不可控的場面。國家一定要防患于未然，高度重視鉛鋅礦的安全開采。需要市、縣、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)、村的每一級的密切配合，嚴格執(zhí)行上級命令，為地下水的健康創(chuàng)造更好的保護機制。

5.2 社會層面

水利及環(huán)保等部門在已有的地下水監(jiān)測工作的基礎上，不斷完善地下水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡，形成地下水環(huán)境監(jiān)測評價體系和信息共享平臺，制定地下水污染防治的應急措施，形成地下水污染突發(fā)事件應急預案和技術儲備體系，加強地下水環(huán)境保護執(zhí)法監(jiān)管。

社會要在政策的扶持下完善和優(yōu)化全國地下水監(jiān)測網(wǎng)絡，可根據(jù)預警理論，利用隨機、非確定性模型對地下水水質進行預警。同時建立計算機軟件系統(tǒng)，為合理利用地下水資源提供依據(jù)。

工程公司在開采的每一個步驟，在實施時，都要專注行為對環(huán)境的影響，減少對地下水系統(tǒng)的破壞，廢水通過回收減少向地下的排放量，開采后要進行地表環(huán)境的恢復，不能直接開采后就撤退，一定要維護區(qū)域的長期可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)。

結束語：綜上所述，地下水環(huán)境的重要性不言而喻，因此我們必須認真對鉛鋅礦的開采活動進行分析，明確開采對地下水環(huán)境的一些影響。我國地域遼闊，地質環(huán)境比較復雜。在開采鉛鋅礦時要對當?shù)氐乃牡刭|條件做好前期調研，充分了解當?shù)氐拈_采情況后，在保證人民安全、地下水不受污染的情況下再開展開采活動。礦山開采是很重要又有危險的活動，所以一定要選擇合適的開采方式，在開采過程中遇到問題要及時解決問題，人員之間不可以互相推卸責任，否則導致工程無法順利展開。在開采過程中要與當?shù)叵嚓P部門做好信息的互通，積極獲得當?shù)卣腿嗣竦闹С?，這樣開采工作也會更加順利。

6 結語

綜上所述，為了保護地下水環(huán)境，我們必須評價分析鉛鋅礦的開采活動對地下水環(huán)境的影響，由于我國幅員遼闊，地質條件復雜多樣，因此在實際的評估過程中應當要充分考慮到所處礦區(qū)的水文地質條件，鉛鋅礦開采在做好礦區(qū)設置，探礦、采礦、回采工作步驟的同時，要密切關注開采對地下水環(huán)境的影響。開采過程可以引進國內外先進的科技，目的是順利采出礦藏的同時，也能降低對地下水環(huán)境的消極影響。保護水環(huán)境，人人有責，不管是施工人員還是當?shù)鼐用瘢家芮嘘P注水的細微變化，做到及時發(fā)現(xiàn)，及時防控。我們要把礦山開采區(qū)域和開采所波及的地下水環(huán)境范圍作為重點的評估對象，還要結合開采的方式方法以及實際的施工設計方案，從水文地質條件、水文地質勘測以及水質水位調查三方面進行入手，開展好現(xiàn)場評估調查研究的相關工作，這對于發(fā)展可持續(xù)經濟具有重要意義，以此需要得到各級政府水利等相關部門的高度重視和廣泛關注，希望人們在追求經濟利益的同時，也可以讓生態(tài)環(huán)境保持良性的循環(huán)。