矿山生产中的环境风险与防控

2013-08-15段伟

江西煤炭科技 2013年4期

关键词：废水矿山煤矿

段伟

（中鼎国际工程有限责任公司，江西南昌330096）

随着矿产资源开采力度的加大，矿产资源存在消耗殆尽的危险，加上整体规划不足，开采无序等原因，很容易出现环境风险，甚至是地质灾害。为了有效防控矿山环境风险，有必要采取合理的环保措施，规范矿山的生产过程，以提高矿山生产中的环境质量。

1 矿山生产环境风险

1.1 水污染环境风险

在矿山开采中，通常会排放大量的废水，煤矿水污染主要来自矿井水及生活用水，其中，矿井水是煤矿最大的污水排放之一，物质主要包含煤粉、岩粉、化学耗氧量及悬浮物等，而生活污水除了化学生物需氧量及悬浮物之外，还包含油类、细菌及异味等。如产煤大省山西就因采煤出现了水资源短缺的现象，我国十几位院士对山西煤废水污染课题进行了研究，据有关资料，山西省每挖一吨煤就会损耗掉2.48t水资源，并且很多农村的人畜吃水主要依靠煤系的裂隙水，可煤矿开采中，将该含水层破坏了，致使泉水流量降低。同时，煤矿矿井废水在排放过程中，若不对其处理，会对周围环境产生了很大影响。因此，在矿山生产中，有必要加强环境风险预控，避免对其周围环境产生危险。

1.2 大气污染环境风险

在矿山开采中，常会伴随着爆破、凿岩及矿石的运载等过程，在这一过程中，会出现废石堆氧化、粉尘与有毒气体的排放等问题。而煤矿大气污染主要是煤烟型污染，其污染主要来自煤锅炉所排放污染物，矸石自燃与烟煤堆放造成的污染，运输车尾气所排放的污染等，尤其是在多风季节，其污染更为严重。通过研究可知，在多风季节及风力达到Ⅳ级之上时，其尾砂及煤矸石在日常风化当中，小于15mm粒径的粉末就会剥离；而上浮高度能达到20m以上时，其视力范围就会降低，树木、植被及厂房周围会出现白茫茫的一片，堆积废物及硫酸等化学物质，一旦发生化学反应，就可能出现毒气及恶臭，如H2S、CO及CO2等，给当地空气造成污染，而且煤矿开采中冒出的大量瓦斯、尾气污染等，也会降低空气指标，对矿区作业的人员及居民产生影响，采取合理措施对其治理是必要的。

1.3 土质污染环境风险

在矿山开采当中，一些企业对环境保护并未引起重视，就有可能带来土质污染风险，大量尾砂、废渣及废水等物质不断在土壤中渗滤堆排，会使矿区的自然生态环境遭到破坏，甚至还会引发地质灾害，如东北、华北地区，因煤矿过度开采，每年土地塌陷近6600hm2，其耕地面积就高达4000hm2，随着煤矿的过度开采，每年约有4万耕田农民失去耕地〔1〕。同时，矿山不注意环境风险，对矿山地区过度开采，还会带来地质灾害，如某冶金集团下属企业，在矿石开采、运载及尾矿堆放等过程中，地表应力场及载荷分布发生了变化，出现了陡峭开采面及临空面，很容易出现崩塌及滑坡灾害。在1994年时，某金矿就出现了一次尾矿的坝滑坡现象。

2 矿山生产中的环境风险防控

2.1 规范管理工作

为有效解决矿山开采中环境污染风险，需要采取有效防控措施，对环境风险因素进行严格控制，降低环境风险的影响。例如，政府部门可根据《水污防治法》及《矿山地质的环保规定》等〔2〕，对矿山的水环境及各种环境风险进行评估，加强矿山污染的治理，保护矿区的饮用水源，做好环境风险中的源头控制。

2.2 加强水环境污染风险的治理

为防控好矿山生产中的环境风险，不仅要加强法律法规的制定，还需要加强过程治理，如水体环境污染的控制，可改进企业内部技术，实施清洁生产，采取先进工艺，加强源头治理，选择低毒无害及高效环保的药剂，以减少污水的排放量。煤矿废水处理技术有生物接触氧化治理法、氧化沟处理法、蓝绿藻治理法及曝气生物滤池法等污水处理技术。曝气生物滤池法是将矿井废水通过井下的排水泵提升到灌浆的水池中，一部分用到黄泥灌浆中，剩余废水进入曝气池，用气浮除油实施初步沉淀，并提升至混凝沉淀设备中，加入混凝剂除去絮状物，清水由上部流进砂滤灌，并加入二氧化氯杀菌，清水流进清水池，反冲洗水流进污泥池，而上清液流进曝气池，出水还能用于生活用水，从而提升煤矿废水的利用率〔3〕。对于洗澡水，处理之后可用在消防洒水降尘及地面矸石洒水等，同时，把污染物控制于罐区及装置区，完善罐区的防水堤，建立收集池，根据泄漏物特点，设计正常生产及事故出现时的排放量，收集池的选材应符合防火、防腐及防渗的特点，避免污水渗到地下，污染地下水及土壤。

2.3 加强大气环境的防控

在矿山开采中，要从整体环境出发，运用各类大气环境污染的防控对策，对影响该区域大气质量的各类因素进行分析，提出最优的对策与技术方案，实现环境质控目的。为了控制煤矿大气污染，我国采取了控制高硫煤炭开采，加大煤炭的洗选加工，更新旧锅炉及配备高效的除尘器等，其中，除尘设备的应用主要有湿式、旋风式及袋式除尘器等，除尘效率可达90%，不仅能去除烟尘，还能去除部分氮氧化物与SO2等。为了有效改善大气环境的污染问题，煤矿企业应实施清洁生产，防止有毒原料的应用，减少污染物数量及毒性，降低生产活动对生态环境的危害，同时绿化造林，美化矿区，加强矿区空气的监测，达标后才能排放。并且控制锅炉的应用，可采用脱硫方法降低SO2含量，对于运输尾气，可采取封闭式方法，减少煤尘污染，干石山可种上植被，以恢复生态自治功能，降低有害气体，减少环境风险，提高矿山的环境保护能力。

2.4 强化土质环境防控

为防控土壤污染，应加强污染物控制，废气废水实施闭路的循环应用，尾矿及废石不要出坑，禁止有害选矿药剂的应用，加大堆存区土壤的监管，强化土壤的净化力，加大改良抑制剂在土壤中的含量，缓和重金属的迁移，并实施地质灾害的普查工作，以加强矿山生产的环境风险控制〔4〕。对于地裂缝及地面沉陷的防控，主要是在矿山开采中，观测地面变形，强化地面沉陷及裂缝的监测，并设立固定的监测标志，派专人巡视，查清地面发生沉陷的规律、特征及规模，根据主体工程，在井下预留保水煤柱与永久煤柱，采空区可运用矸石回填，减少地面沉陷幅度及面积。对于沉陷坑要及时回填，并覆土复垦，以恢复土地的自身功能，加大草木种植，提升植被的覆盖率，以改善矿山的生态环境。