有色金属矿山开发对地下水环境的影响及防治措施

范书凯

（矿冶科技集团有限公司，北京100160）

1 引言

我国有色金属矿产资源开发过程中，由于采用的部分生产技术和生产设备相对落后，引发了很多环境破坏、浪费资源的现象，特别是有色金属矿山在资源开采过程中产生了大量的废石、尾矿，并且选矿废水中含有的某些金属离子通过各种物理、化学、生物反应后下渗到地下水中，造成矿区地下水重金属污染[1]。由于地下水污染具有长期性、隐蔽性、复杂性和难恢复的特点，一旦产生地下水重金属污染，不仅破坏了地下水环境，也会威胁人们的身体健康，因此，要重视有色金属矿山开采带来的地下水污染问题，针对污染源特征，提出对应的污染防治措施，减少有色金属矿产资源开采对地下水环境的影响。

2 有色金属矿山开发对地下水的影响

2.1 采矿活动对地下水资源的影响

有色金属矿山开采的疏排水会形成一个以采坑为中心的降落漏斗，导致区域性地下水位下降，地表水和地下水动态平衡系统遭破坏，可能引起矿区地表沉降、塌陷、开裂等环境地质问题，影响矿区地表植被、农田、水体、居民等对象的用水[2]。

2.2 固体废物对地下水的影响

我国有色金属矿山大多资源品位较低，废石和尾矿产生量较大，并且我国大部分有色金属矿石含有硫化物，在氧化、风化、分解以及水-气-酸-矿物反应的综合作用下，矿山废石和尾矿中含有的金属元素，会在降水（特别是酸雨）淋滤作用下随着废石场淋溶水（见表1）渗入地下水，是有色金属矿山地下水污染的主要来源[3]。

表1 某有色金属矿山废石场淋溶水水质mg/L

2.3 有色金属矿山废水对地下水的影响

有色金属矿山废水主要是采矿、选矿废水，其中选矿废水量约占85%。有色金属矿山重选法用水20～26m3/t、重选-浮选联合工艺用水20～30m3/t、浮选法选矿用水4～7m3/t、浮选-磁选联合工艺用水23～27m3/t，大部分水随尾矿排入尾矿库[4]。

有色金属矿山废水通常pH 较低，含有多种金属离子、油类物质、氰化物、氟化物等，某有色金属矿山废水水质见表2。因此，有色金属矿山废水一旦泄漏，通过地表水体补给和包气带土壤渗透进入地下水环境，将造成地下水污染。特别是含有的重金属和其他金属离子进入地下水后只能通过沉淀-溶解、氧化-还原、吸附-解析等物理化学过程进行迁移转化，因此，最终以一种或多种形态长期留在地下水中，造成永久性的潜在危害[5]。

表2 某有色金属矿山废水水质mg/L

3 减轻有色金属矿山开发对地下水影响的防治措施

3.1 对水资源的保护措施

3.1.1 工程设计方面的防治措施

进行开采设计时，应根据矿山的地质、水文地质条件以及矿体赋存特征确定合理的采矿方法，优先采用房柱法、胶结充填法，废石、矿渣应及时回填，以预防地表陷落。合理布置井巷，规避各种透水事件。合理预留保护矿柱，避免因采空区规模过大引起上部岩层松动而产生地裂缝，造成地下水和地表水的漏失。

3.1.2 不良地质构造的防治措施

开展详细的水文地质勘查工作，针对水文地质条件复杂的矿山坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘”的原则，探明水源后制定防护措施。对断层、裂缝等岩层破碎地段可采取喷浆、喷锚支护，减小导水裂缝带厚度和渗水。如果遇到涌水断裂带，可采取注浆封堵的工程手段，堵隔外围地下水进入采空区。

3.2 固体废物地下水的影响的防治措施

3.2.1 防渗措施

防渗是指通过铺设阻隔层阻断污染物的迁移扩散途径，使污染介质与周围环境隔离，避免污染物与人体接触和随地表水或地下水迁移进而对人体和周围环境造成危害的技术。防渗技术包括水平防渗和垂直防渗2 大类。

废石场和尾矿库采用阻隔措施需要根据固体废物性质（第Ⅰ类一般工业固体废物、第II 类一般工业固体废物和危险废物）确定需要达到的防渗系数以及选取防渗材料。

3.2.2 植被恢复措施

植被恢复通常是在废石场或尾矿库表面覆盖表土后种植植被，一定程度上能减少废石场或尾矿库的降水入渗量，从而减少废石场淋溶水和尾矿库渗滤液量，达到源头控制的作用。

3.3 有色金属矿山废水渗漏对地下水影响的防治措施

废水渗漏对地下水影响的防治措施包括：

1）源头控制措施。包括在工艺、管道、设备、污水储存及处理构筑物采取相应措施，防止和降低污染物跑、冒、滴、漏；管线敷设尽可能地上或架空，做到污染物“早发现、早处理”，减少由于埋地管道泄漏而造成的地下水污染[6]。

2）末端控制措施。主要包括选厂、尾矿库、废水处理站的防渗措施和泄漏、渗漏污染物收集措施。末端控制采取分区防渗，重点污染防治区、一般污染防治区和非污染防治区有区别的防渗。

3）污染监控体系。实施覆盖生产区的地下水污染监控系统，包括建立完善的监测制度、配备检测仪器和设备、科学、合理设置地下水污染监控井，及时发现污染、及时控制。

4）应急响应措施。一旦发现地下水污染事故，立即启动应急预案、采取应急措施控制地下水污染，并使污染得到治理。

4 结语

有色金属矿山开发过程中，从采矿、选矿、固体废物堆存等方面都对矿区地下水环境产生着影响，而地下水一旦被破坏和污染便很难治理，因此，应引起人们的足够重视。本文在介绍有色金属矿山开发对地下水的影响的基础上，浅析对地下水影响的防治措施，对保护矿区生态环境，尤其是地下水资源的保护提供参考。