某矿山环保分析与对策

王天雄

(陕西省冶金矿山公司,陕西 西安 710075)

研究论文

某矿山环保分析与对策

王天雄

(陕西省冶金矿山公司,陕西 西安 710075)

针对某矿山的现状,从采矿、选矿入手,对矿山废气治理、废水治理、噪声治理、固体排放物处理等方面进行了较为详细的分析,并就矿山公路扩建工程、废石场及尾矿库的复耕的具体的对策进行阐述,在此基础了提出相应环境管理与监测制度。

矿山;环保措施;对策

某矿山环保涉及废气、废水、噪声、固体排放物处理和矿山公路扩建工程、废石场及尾矿库的复耕等方面。现对影响因素及采取的对策作如下分析。

1 废气治理

露采凿岩爆破、峒采凿岩爆破及矿石装卸等过程产生大量粉尘、N0x等有害气体,选矿厂中细碎、运输、筛分过程中也将产生大量粉尘。类比分析采选工程项目井下作业及选矿厂各操作,现场粉尘浓度在5～120mg/m3,选矿厂设备粉尘产生量约在1.44～2.16kg/h。

一般矿山采取机械通风将坑道内的废气抽出,按正规设计完善通风系统,送入新鲜空气进行换气。通常井下作业采用湿式凿岩、喷雾洒水和清洗巷道岩壁等防尘措施来处理矿坑排出含尘废气;选矿部分一般将选矿车间布置在室外,对破碎、筛风等扬尘点设置水喷嘴,喷雾除尘。

对井下作业通常采用的除尘措施,建议选用高效的风水联动凿岩机,这比一边凿岩、一边喷水除尘效果更好。

对选矿部分,现有的两条选矿生产线没有配专门的除尘装置,即使以后单纯在排尘点采用喷水除尘,除尘效果仍不佳,建议:

1) 颚式破碎机及给矿机落料处设置收尘点,选用DW-15型低压文丘里除尘器除尘;

2) 在原矿仓及皮带受料处设置吸风罩,在筛分系统粉矿仓顶部设置吸风点,在振动筛上方设置密闭吸风罩,组成几个独立的除尘系统,各配备SW-15型湿式除尘机组1台;

3) 在中细碎系统,破碎机进料口设置密闭吸风罩、破碎机卸料口至皮带处设置吸风点,配备SX-20型湿式除尘机组1台。

上述除尘系统除尘后气体均用高于厂房的排气筒放入大气,这样外排气体中含尘浓度可保证小于120mg/m3,符合《大气污染物综合排放标准》GB 16297-1996中的二级(新污染源)标准要求,生产岗位环境才可能达到预想的车间(包括井下)空气含尘浓度≤2mg/m3,低于国家《工业企业设计卫生标准》(GBZI-2002)关于车间浓度最高限值的目标。

2 废水治理

选矿厂是铁矿采选企业主要产生废水的地方,对选矿矿浆水通常采用尾矿库自然沉淀自净法处理。尾矿水在尾矿库中自然净化后约82%回用于选厂,这种处理方法可行,这是大多数选矿厂采用的方法。

尾矿库对废水的净化有4大作用:

1) 稀释作用:天然降雨和库区溪水的稀释作用;

2) 水解作用:尾矿废水中的有机污染物在库中极易水解,其自净率达57%～100%;

3) 沉淀作用:废水排入尾矿库中,按比重和固体颗粒大小做规律性运动,尾矿水在库内停留时间愈长,其沉淀效率愈高;

4) 生化作用:尾矿库既是一个沉淀池,又是一个自然曝气氧化塘。不仅能氧化降解废水中各种有机物,而且能吸收浓缩废水中有害金属元素。从这个意义讲,尾矿库实际上是一个废水处理厂。

转入峒采后,对从主平峒和各中段巷道排出的少量涌水和生产排水,按一般矿山的常规做法,直接外排。但是这种直排方式不妥,因该矿山排放的是酸性水,由于长时间接触矿体,溶有微量的Fe、Mg、Ca等金属离子;长期排放,对流经地的植被和毕机沟的水体是有影响的。建议在坑道口设置收集沉淀池,用泵将这部分排水打入选矿厂的高位水池,与精矿脱水溢流水以及设备冷却水等可循环利用的水一道循环使用。工作用水是造成坑道水污染的主要因素,由于凿岩、开采过程中大量使用水进行喷洒,喷洒后的水中会携带大量悬浮物。

3 噪声治理

矿区的空压机、选矿厂的破碎机和球磨机等均为强噪声源,声源声级都在90dB(A)左右。一般矿山采取空压机选用自配消声场装置的设备,破碎机、球磨机减震降噪和对岗位工人配发隔声耳罩等防护品的降噪方案,这些做法都是可行的。建议对采矿部分的空压机除采用上述措施外,用隔声材料制作隔声房将其隔离。对选矿部分的高噪声设备,在设备布置时利用在山坡建厂的有利条件,设置成半地下室等形式将其隔离,利用建筑隔声再辅以减震等措施,治理效果更佳。

4 固体废物处理

4.1 固体废物处置与对策

露采时要剥离大量表土和废石,坑道开凿和采矿时会产生较多固体废弃物,主要是土石和废弃矿岩,必须运出坑道堆放,这些固体废弃物的堆存,成为不容忽视的污染源。

对废弃的废石,要提早预计堆存的废石量,选择合适的堆场并建造高质量的拦渣坝。

对尾矿的处理,仍采用传统的筑坝堆存方式进行处理,这种方法并非最好的处置方式,但已逐步被人们认识,把尾矿和废石用作矿坑的充填料的处置方式已得到重视。以前用废石或部分较粗的尾矿做充填料,现已发展到全尾砂充填。尾矿和废石用作地下开采矿山的充填料后,可大大减少占用土地,还可免除或大大减轻其对环境的污染。再者,选矿只选用矿石中的少量有用成份,有相当一部分还未利用。矿产资源是不可再生资源,把未能利用的继续留在矿山再好不过。为此,建议学习、引进国内的先进采矿工艺,尽可能地将尾矿和废石进入采空区的回填。

4.2 磨矿及其弃石防护

磨矿及弃石随意堆放易造成一定危害,为了避免不必要的污染危害,表1列举了3种防护与处置方案和对比分析,供在以后的生产过程中参考选择。

表1 磨矿及弃石防护与处置方案比较

5 公路扩建工程

就道路扩建工程要采取的环保措施建议如下。

5.1 把好设计关,构造全过程生态保护措施

公路建设水土流失的预防应从设计、施工过程中及工程竣工后都给予充分的重视。设计时尽量使填挖方平衡,提高土、砂、石料的利用率,减少废渣量;修筑时应尽量减少破坏地貌及植被:在沟道两侧筑路,不得将土石倾入沟道,废石弃土应合理堆放在指定地点,并加固;工程竣工时应搞好护坡造林和种草。

针对道路施工按挖方、填方、半挖半填等类型的不同,分别采取护坡、挡土墙和生物措施;对于挖方路基边坡采取挡土墙、护坡和种植灌木进行防护。填方路基采取挡土墙、护坡和栽草进行防护。弃土场采取挡渣墙与栽种草木的防治措施进行防护。取土场的边坡采取护坡及栽草进行防护,坡前空地用来种植乔木等。废土场与取土场在整治过程中结合造地进行。对行洪影响区采取防洪坝和疏导工程进行防治。桥涵等处的淤积区采取排洪工程与挡渣工程进行防护。

5.2 水土保持综合治理措施

1) 防治目标及原则

水土保持的目标为:尽量减少施工过程中造成的人为水土流失,尽可能对弃土石渣进行拦挡,保证边坡稳定,岩石、表土不裸露,使沿线植被得到保护,对周围地区和下游环境与安全不造成负面影响。防治措施以弃渣场、道路施工区两侧为重点防护区,采取系统防治措施,对道路施工按挖方、填方、半挖半填等类型,设置护坡、挡土墙及生物措施;对工程弃渣废石修建拦渣坝,弃渣场表面覆土造地或造林,对工程料场在采完后要进行植被恢复。

2) 弃土场水保措施及建议

拟建工程道路以挖方为主,建议设计一定数量的弃土场所。对这些弃土场要制定相应的水土保持措施,对弃土弃石堆放点采取水保工程措施和林草措施进行防护。

工程措施主要是针对道路建设过程中弃土场建设,建议在弃土弃石场修建拦渣坝。弃土弃石场的选择应本着因地制宜、注重实效的原则进行。并充分考虑弃土场所的水文地质条件及区域降雨量、最大暴雨量等指标,按照《水土保持综合治理技术规范》(GB/T 16453.1-16453.6-1996)进行设计和建设。

在弃土弃石场表面覆土并进行植树植草。

树种选择:以选择根系发达、抗旱能力强的栎树为主,兼顾杜仲、香椿等林木。同时可种植抗旱、耐涝、耐瘠薄、耐践踏和耐寒能力强的百喜草,使其能够达到固体护坡之目的。

整地措施:植树采用坑穴整地措施,规格为60cm×60cm×40cm,种草在播种前除去表层大粒块石,抚平后,覆盖2cm厚的土壤后播种,一般在每年春季进行。

施工要求:造林在春季进行,选择苗木根系发达的壮苗栽植。种草选择在春季来临后,温度在10℃以上时,可根据土壤墒情下种。施工完成后,要加强管护,提高林草存活率。

3) 道路建设料场水土保持措施

a道路施工区的水土保持措施

在道路施工区应合理安排施工顺序,做好挖、填方路段的土石方平衡,尽可能使开挖土石方料能用于填方路段。同一路段施工区,做到路基平整与护坡、排水、截水和植树种草等防护工程同时完成,并注意选择先进的施工工艺,以利于减少水土流失。建议本工程在临沟地段多设计混凝土挡墙结构。为减少施工过程中这些路段土石方向河溪水体中的流失,建议施工中尽量做到先修建挡墙,后施工路堤,或采用土工布围栏及其它围栏措施防护。

b取料场水土保持措施

道路沿线零散分布着取土场和取石场,在开采过程中,对表土层和不合适料应专门堆放,采取必要的拦挡措施。料场使用完毕后,必须及时进行平整恢复,复耕或造林绿化。同时对于具有滑坡、塌方隐患的地段应采取加固措施,以避免毁坏农田堵塞河道等灾害事故发生。

4) 植被恢复措施

生物不只是简单地、被动地接受环境的种种影响,同时也对其生存环境产生多方面的影响,或者不同程度地改善环境条件,使环境变得更有利于生物生存,或者对环境资源和环境质量造成不良影响。为增强拟建道路区域生态系统的稳定性,提高生态系统的生产能力和自净能力,施工期间应尽量减少对沿线区域植被的破坏,当路基成型后应及时按绿化设计植树种草,对取土石场和弃渣场在使用完毕后必须及时进行平整,覆土绿化,根据现场特点,营造林木或草地,使之在营运2～3年后植被覆盖率达到原有水平,或得到进一步改善。营运期间应安排专门人员对公路两侧的树木进行管理和养护,同时教育施工人员和公路沿线周边群众,爱护公路沿线一草一木以及道路的防护设施。

6 废石场及尾矿库的复耕

对废石场和闭矿后尾矿库进行复垦,使人为破坏的生态环境得以恢复,是矿山开采者应负的责任和应尽的义务。在具体复垦中,建议采取下面的方法。

6.1 废石堆场在复垦前首先需要进行平整

为了有利于水土保持,边坡坡度不宜太大,若耕种农作物则坡度拟小于10(°),若种树、种草,坡度宜小于30(°),超过这个坡度时,则应做成台阶。根据种植物种的不同覆盖一定厚度的土层后,种草、种树或种植作物。

6.2 闭矿后尾矿的复垦

尾矿堆场一般都建在山谷中,三面环山,一面筑坝。由于尾矿裸露,每逢干旱季节,风沙较大,对周围环境会造成污染。每逢雨季,水流冲刷使部分泥砂流入沟道,污染水域,所以采用覆土植被的办法来改善环境。一般做法是在干涸的尾矿上覆土0.3～0.4m,依照先种草后种树的办法,恢复植被,保土固砂。植草或种植豆类、薯类等浅表作物只需要几十毫米厚的覆填土即可,而灌木、茶树等要求覆填土厚0.3～1m,如种植乔木则要求复填土更厚些。

6.3 植被作物的选择

植被作物的选择应根据复垦土地的土质,以及两河地区的地理、水源条件和气候条件而定。复垦初期土壤贫瘠,种植条件恶劣,可以选择生长力强的草类作物,例如:龙须草、铁线草、马边草等。这些草对严酷的环境忍受力强,其根茎发达,可起到保土储水、逐步改善土壤的作用。接着,本着先种草后种树的种植原则,因地制宜地选择适合栽种的树种,例如:榆树、香椿、臭椿、法桐、夹竹桃等。当土、水条件改善后,可多种经济作物,以增加经济效益。如金银花、枸杞子、枣皮、石榴、葡萄、核桃、梨、桃等以及粮食作物,如:高粱、大豆、玉米等。还可种植柑橘、茶树、棕榈等。

6.4 不断改善土质来增加土壤肥力

在复垦的土地上,要得到较好的效益,必须重视肥料的供应。可通过栽种豆科植物,施用生活垃圾及粪肥等措施来增加土壤有机肥份,并起到综合利用、化害为利、改善环境的作用。

7 环境管理与监测制度

7.1 环境管理制度要求和建议

应该建立健全环保管理机构,安排专人负责全矿的环境保护工作,其具体任务是:

1) 按照设计方案,监督、检查工程环保设施是否与主体工程同时施工,工程环保措施是否落实;

2) 对照环评中要求的措施,结合施工中的实际情况制定施工期和矿山开采、选矿过程中污染防治措施及生态保护措施;

3) 制定全矿环境保护管理制度,监督、检查矿环保制度的落实和环保措施的正常运行;

4) 组织、安排对主要生态环境要素进行监测、检查,防止由于矿山开采诱发新的地质灾害,如:泥石流、滑坡、崩塌等;

5) 管理矿的绿化和废石场、堆渣场、尾矿库的复垦工作,管理矿生活污水和尾矿废水达标排放以及固体废物和垃圾的妥善处理工作;

6) 定期向当地环保行政主管部门报告环保问题,填报企业环境统计报表。

7.2 环境监测要求和建议

1) 每年要请环境监测部门对排放的废水进行监测,监测项目为:pH、SS、COD、油类、六价铬、铅、锌、锰和氨氮,确保废水达标排放;

2) 每年要请环境监测部门对矿山和选矿厂粉尘进行监测,监测频率为每半年1次;

3) 每年要请环境监测部门对矿山和选矿厂厂界噪声进行监测,以保证厂界噪声达到环保要求。

7.3 其它建议

建议过程中要认真贯彻建设项目“三同时”制度,确保主体工程与各项治理措施齐头并进。项目建成后,要主动与当地环保部门联系,验收合格后方可投入生产使用。

Environmental Analysis and Countermeasure of a Mine

WANG Tian-xiong
(Shanxi Metallurgical and Mining Co.Xi’an,Shanxi 710075,China)

In view of the status of a mine,theauthor, on the basis of the mining an doredressing,has made a clear and detailed analysis of the mine waste gas treatment,wastewater treatment,noise control,solid emissions and other aspects of dealing.And the highway expansion project on the mine ,waste rock yards and tailmine, including the library rehabilitation of concrete measures will be also elaborated.What’s more,the author has proposed the monitoring systems of environmental management inconsequential conditions.

Mine;Environmental protection measures;Countermeasures

X37

A

1002-4336(2010)01-0013-04

2009-10-18

王天雄(1968-),男,陕西渭南人,采矿工程师,硕士,经理、党委书记,研究方向:矿山及环保,手机: 13359268888,传真:029-87421601,E-mail:sxsyjksgs@163.com,通讯地址:陕西省西安市高新区科技路50号金桥国际广场B座6层,邮编:710075.