某礦山環(huán)保分析與對策

王天雄

(陜西省冶金礦山公司,陜西 西安 710075)

研究論文

某礦山環(huán)保分析與對策

王天雄

(陜西省冶金礦山公司,陜西 西安 710075)

針對某礦山的現(xiàn)狀,從采礦、選礦入手,對礦山廢氣治理、廢水治理、噪聲治理、固體排放物處理等方面進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析,并就礦山公路擴(kuò)建工程、廢石場及尾礦庫的復(fù)耕的具體的對策進(jìn)行闡述,在此基礎(chǔ)了提出相應(yīng)環(huán)境管理與監(jiān)測制度。

礦山;環(huán)保措施;對策

某礦山環(huán)保涉及廢氣、廢水、噪聲、固體排放物處理和礦山公路擴(kuò)建工程、廢石場及尾礦庫的復(fù)耕等方面?，F(xiàn)對影響因素及采取的對策作如下分析。

1 廢氣治理

露采鑿巖爆破、峒采鑿巖爆破及礦石裝卸等過程產(chǎn)生大量粉塵、N0x等有害氣體,選礦廠中細(xì)碎、運輸、篩分過程中也將產(chǎn)生大量粉塵。類比分析采選工程項目井下作業(yè)及選礦廠各操作,現(xiàn)場粉塵濃度在5～120mg/m3,選礦廠設(shè)備粉塵產(chǎn)生量約在1.44～2.16kg/h。

一般礦山采取機(jī)械通風(fēng)將坑道內(nèi)的廢氣抽出,按正規(guī)設(shè)計完善通風(fēng)系統(tǒng),送入新鮮空氣進(jìn)行換氣。通常井下作業(yè)采用濕式鑿巖、噴霧灑水和清洗巷道巖壁等防塵措施來處理礦坑排出含塵廢氣;選礦部分一般將選礦車間布置在室外,對破碎、篩風(fēng)等揚塵點設(shè)置水噴嘴,噴霧除塵。

對井下作業(yè)通常采用的除塵措施,建議選用高效的風(fēng)水聯(lián)動鑿巖機(jī),這比一邊鑿巖、一邊噴水除塵效果更好。

對選礦部分,現(xiàn)有的兩條選礦生產(chǎn)線沒有配專門的除塵裝置,即使以后單純在排塵點采用噴水除塵,除塵效果仍不佳,建議:

1) 顎式破碎機(jī)及給礦機(jī)落料處設(shè)置收塵點,選用DW-15型低壓文丘里除塵器除塵;

2) 在原礦倉及皮帶受料處設(shè)置吸風(fēng)罩,在篩分系統(tǒng)粉礦倉頂部設(shè)置吸風(fēng)點,在振動篩上方設(shè)置密閉吸風(fēng)罩,組成幾個獨立的除塵系統(tǒng),各配備SW-15型濕式除塵機(jī)組1臺;

3) 在中細(xì)碎系統(tǒng),破碎機(jī)進(jìn)料口設(shè)置密閉吸風(fēng)罩、破碎機(jī)卸料口至皮帶處設(shè)置吸風(fēng)點,配備SX-20型濕式除塵機(jī)組1臺。

上述除塵系統(tǒng)除塵后氣體均用高于廠房的排氣筒放入大氣,這樣外排氣體中含塵濃度可保證小于120mg/m3,符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 16297-1996中的二級(新污染源)標(biāo)準(zhǔn)要求,生產(chǎn)崗位環(huán)境才可能達(dá)到預(yù)想的車間(包括井下)空氣含塵濃度≤2mg/m3,低于國家《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZI-2002)關(guān)于車間濃度最高限值的目標(biāo)。

2 廢水治理

選礦廠是鐵礦采選企業(yè)主要產(chǎn)生廢水的地方,對選礦礦漿水通常采用尾礦庫自然沉淀自凈法處理。尾礦水在尾礦庫中自然凈化后約82%回用于選廠,這種處理方法可行,這是大多數(shù)選礦廠采用的方法。

尾礦庫對廢水的凈化有4大作用:

1) 稀釋作用:天然降雨和庫區(qū)溪水的稀釋作用;

2) 水解作用:尾礦廢水中的有機(jī)污染物在庫中極易水解,其自凈率達(dá)57%～100%;

3) 沉淀作用:廢水排入尾礦庫中,按比重和固體顆粒大小做規(guī)律性運動,尾礦水在庫內(nèi)停留時間愈長,其沉淀效率愈高;

4) 生化作用:尾礦庫既是一個沉淀池,又是一個自然曝氣氧化塘。不僅能氧化降解廢水中各種有機(jī)物,而且能吸收濃縮廢水中有害金屬元素。從這個意義講,尾礦庫實際上是一個廢水處理廠。

轉(zhuǎn)入峒采后,對從主平峒和各中段巷道排出的少量涌水和生產(chǎn)排水,按一般礦山的常規(guī)做法,直接外排。但是這種直排方式不妥,因該礦山排放的是酸性水,由于長時間接觸礦體,溶有微量的Fe、Mg、Ca等金屬離子;長期排放,對流經(jīng)地的植被和畢機(jī)溝的水體是有影響的。建議在坑道口設(shè)置收集沉淀池,用泵將這部分排水打入選礦廠的高位水池,與精礦脫水溢流水以及設(shè)備冷卻水等可循環(huán)利用的水一道循環(huán)使用。工作用水是造成坑道水污染的主要因素,由于鑿巖、開采過程中大量使用水進(jìn)行噴灑,噴灑后的水中會攜帶大量懸浮物。

3 噪聲治理

礦區(qū)的空壓機(jī)、選礦廠的破碎機(jī)和球磨機(jī)等均為強(qiáng)噪聲源,聲源聲級都在90dB(A)左右。一般礦山采取空壓機(jī)選用自配消聲場裝置的設(shè)備,破碎機(jī)、球磨機(jī)減震降噪和對崗位工人配發(fā)隔聲耳罩等防護(hù)品的降噪方案,這些做法都是可行的。建議對采礦部分的空壓機(jī)除采用上述措施外,用隔聲材料制作隔聲房將其隔離。對選礦部分的高噪聲設(shè)備,在設(shè)備布置時利用在山坡建廠的有利條件,設(shè)置成半地下室等形式將其隔離,利用建筑隔聲再輔以減震等措施,治理效果更佳。

4 固體廢物處理

4.1 固體廢物處置與對策

露采時要剝離大量表土和廢石,坑道開鑿和采礦時會產(chǎn)生較多固體廢棄物,主要是土石和廢棄礦巖,必須運出坑道堆放,這些固體廢棄物的堆存,成為不容忽視的污染源。

對廢棄的廢石,要提早預(yù)計堆存的廢石量,選擇合適的堆場并建造高質(zhì)量的攔渣壩。

對尾礦的處理,仍采用傳統(tǒng)的筑壩堆存方式進(jìn)行處理,這種方法并非最好的處置方式,但已逐步被人們認(rèn)識,把尾礦和廢石用作礦坑的充填料的處置方式已得到重視。以前用廢石或部分較粗的尾礦做充填料,現(xiàn)已發(fā)展到全尾砂充填。尾礦和廢石用作地下開采礦山的充填料后,可大大減少占用土地,還可免除或大大減輕其對環(huán)境的污染。再者,選礦只選用礦石中的少量有用成份,有相當(dāng)一部分還未利用。礦產(chǎn)資源是不可再生資源,把未能利用的繼續(xù)留在礦山再好不過。為此,建議學(xué)習(xí)、引進(jìn)國內(nèi)的先進(jìn)采礦工藝,盡可能地將尾礦和廢石進(jìn)入采空區(qū)的回填。

4.2 磨礦及其棄石防護(hù)

磨礦及棄石隨意堆放易造成一定危害,為了避免不必要的污染危害,表1列舉了3種防護(hù)與處置方案和對比分析,供在以后的生產(chǎn)過程中參考選擇。

表1 磨礦及棄石防護(hù)與處置方案比較

5 公路擴(kuò)建工程

就道路擴(kuò)建工程要采取的環(huán)保措施建議如下。

5.1 把好設(shè)計關(guān),構(gòu)造全過程生態(tài)保護(hù)措施

公路建設(shè)水土流失的預(yù)防應(yīng)從設(shè)計、施工過程中及工程竣工后都給予充分的重視。設(shè)計時盡量使填挖方平衡,提高土、砂、石料的利用率,減少廢渣量;修筑時應(yīng)盡量減少破壞地貌及植被:在溝道兩側(cè)筑路,不得將土石傾入溝道,廢石棄土應(yīng)合理堆放在指定地點,并加固;工程竣工時應(yīng)搞好護(hù)坡造林和種草。

針對道路施工按挖方、填方、半挖半填等類型的不同,分別采取護(hù)坡、擋土墻和生物措施;對于挖方路基邊坡采取擋土墻、護(hù)坡和種植灌木進(jìn)行防護(hù)。填方路基采取擋土墻、護(hù)坡和栽草進(jìn)行防護(hù)。棄土場采取擋渣墻與栽種草木的防治措施進(jìn)行防護(hù)。取土場的邊坡采取護(hù)坡及栽草進(jìn)行防護(hù),坡前空地用來種植喬木等。廢土場與取土場在整治過程中結(jié)合造地進(jìn)行。對行洪影響區(qū)采取防洪壩和疏導(dǎo)工程進(jìn)行防治。橋涵等處的淤積區(qū)采取排洪工程與擋渣工程進(jìn)行防護(hù)。

5.2 水土保持綜合治理措施

1) 防治目標(biāo)及原則

水土保持的目標(biāo)為:盡量減少施工過程中造成的人為水土流失,盡可能對棄土石渣進(jìn)行攔擋,保證邊坡穩(wěn)定,巖石、表土不裸露,使沿線植被得到保護(hù),對周圍地區(qū)和下游環(huán)境與安全不造成負(fù)面影響。防治措施以棄渣場、道路施工區(qū)兩側(cè)為重點防護(hù)區(qū),采取系統(tǒng)防治措施,對道路施工按挖方、填方、半挖半填等類型,設(shè)置護(hù)坡、擋土墻及生物措施;對工程棄渣廢石修建攔渣壩,棄渣場表面覆土造地或造林,對工程料場在采完后要進(jìn)行植被恢復(fù)。

2) 棄土場水保措施及建議

擬建工程道路以挖方為主,建議設(shè)計一定數(shù)量的棄土場所。對這些棄土場要制定相應(yīng)的水土保持措施,對棄土棄石堆放點采取水保工程措施和林草措施進(jìn)行防護(hù)。

工程措施主要是針對道路建設(shè)過程中棄土場建設(shè),建議在棄土棄石場修建攔渣壩。棄土棄石場的選擇應(yīng)本著因地制宜、注重實效的原則進(jìn)行。并充分考慮棄土場所的水文地質(zhì)條件及區(qū)域降雨量、最大暴雨量等指標(biāo),按照《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范》(GB/T 16453.1-16453.6-1996)進(jìn)行設(shè)計和建設(shè)。

在棄土棄石場表面覆土并進(jìn)行植樹植草。

樹種選擇:以選擇根系發(fā)達(dá)、抗旱能力強(qiáng)的櫟樹為主,兼顧杜仲、香椿等林木。同時可種植抗旱、耐澇、耐瘠薄、耐踐踏和耐寒能力強(qiáng)的百喜草,使其能夠達(dá)到固體護(hù)坡之目的。

整地措施:植樹采用坑穴整地措施,規(guī)格為60cm×60cm×40cm,種草在播種前除去表層大粒塊石,撫平后,覆蓋2cm厚的土壤后播種,一般在每年春季進(jìn)行。

施工要求:造林在春季進(jìn)行,選擇苗木根系發(fā)達(dá)的壯苗栽植。種草選擇在春季來臨后,溫度在10℃以上時,可根據(jù)土壤墑情下種。施工完成后,要加強(qiáng)管護(hù),提高林草存活率。

3) 道路建設(shè)料場水土保持措施

a道路施工區(qū)的水土保持措施

在道路施工區(qū)應(yīng)合理安排施工順序,做好挖、填方路段的土石方平衡,盡可能使開挖土石方料能用于填方路段。同一路段施工區(qū),做到路基平整與護(hù)坡、排水、截水和植樹種草等防護(hù)工程同時完成,并注意選擇先進(jìn)的施工工藝,以利于減少水土流失。建議本工程在臨溝地段多設(shè)計混凝土擋墻結(jié)構(gòu)。為減少施工過程中這些路段土石方向河溪水體中的流失,建議施工中盡量做到先修建擋墻,后施工路堤,或采用土工布圍欄及其它圍欄措施防護(hù)。

b取料場水土保持措施

道路沿線零散分布著取土場和取石場,在開采過程中,對表土層和不合適料應(yīng)專門堆放,采取必要的攔擋措施。料場使用完畢后,必須及時進(jìn)行平整恢復(fù),復(fù)耕或造林綠化。同時對于具有滑坡、塌方隱患的地段應(yīng)采取加固措施,以避免毀壞農(nóng)田堵塞河道等災(zāi)害事故發(fā)生。

4) 植被恢復(fù)措施

生物不只是簡單地、被動地接受環(huán)境的種種影響,同時也對其生存環(huán)境產(chǎn)生多方面的影響,或者不同程度地改善環(huán)境條件,使環(huán)境變得更有利于生物生存,或者對環(huán)境資源和環(huán)境質(zhì)量造成不良影響。為增強(qiáng)擬建道路區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和自凈能力,施工期間應(yīng)盡量減少對沿線區(qū)域植被的破壞,當(dāng)路基成型后應(yīng)及時按綠化設(shè)計植樹種草,對取土石場和棄渣場在使用完畢后必須及時進(jìn)行平整,覆土綠化,根據(jù)現(xiàn)場特點,營造林木或草地,使之在營運2～3年后植被覆蓋率達(dá)到原有水平,或得到進(jìn)一步改善。營運期間應(yīng)安排專門人員對公路兩側(cè)的樹木進(jìn)行管理和養(yǎng)護(hù),同時教育施工人員和公路沿線周邊群眾,愛護(hù)公路沿線一草一木以及道路的防護(hù)設(shè)施。

6 廢石場及尾礦庫的復(fù)耕

對廢石場和閉礦后尾礦庫進(jìn)行復(fù)墾,使人為破壞的生態(tài)環(huán)境得以恢復(fù),是礦山開采者應(yīng)負(fù)的責(zé)任和應(yīng)盡的義務(wù)。在具體復(fù)墾中,建議采取下面的方法。

6.1 廢石堆場在復(fù)墾前首先需要進(jìn)行平整

為了有利于水土保持,邊坡坡度不宜太大,若耕種農(nóng)作物則坡度擬小于10(°),若種樹、種草,坡度宜小于30(°),超過這個坡度時,則應(yīng)做成臺階。根據(jù)種植物種的不同覆蓋一定厚度的土層后,種草、種樹或種植作物。

6.2 閉礦后尾礦的復(fù)墾

尾礦堆場一般都建在山谷中,三面環(huán)山,一面筑壩。由于尾礦裸露,每逢干旱季節(jié),風(fēng)沙較大,對周圍環(huán)境會造成污染。每逢雨季,水流沖刷使部分泥砂流入溝道,污染水域,所以采用覆土植被的辦法來改善環(huán)境。一般做法是在干涸的尾礦上覆土0.3～0.4m,依照先種草后種樹的辦法,恢復(fù)植被,保土固砂。植草或種植豆類、薯類等淺表作物只需要幾十毫米厚的覆填土即可,而灌木、茶樹等要求覆填土厚0.3～1m,如種植喬木則要求復(fù)填土更厚些。

6.3 植被作物的選擇

植被作物的選擇應(yīng)根據(jù)復(fù)墾土地的土質(zhì),以及兩河地區(qū)的地理、水源條件和氣候條件而定。復(fù)墾初期土壤貧瘠,種植條件惡劣,可以選擇生長力強(qiáng)的草類作物,例如:龍須草、鐵線草、馬邊草等。這些草對嚴(yán)酷的環(huán)境忍受力強(qiáng),其根莖發(fā)達(dá),可起到保土儲水、逐步改善土壤的作用。接著,本著先種草后種樹的種植原則,因地制宜地選擇適合栽種的樹種,例如:榆樹、香椿、臭椿、法桐、夾竹桃等。當(dāng)土、水條件改善后,可多種經(jīng)濟(jì)作物,以增加經(jīng)濟(jì)效益。如金銀花、枸杞子、棗皮、石榴、葡萄、核桃、梨、桃等以及糧食作物,如:高粱、大豆、玉米等。還可種植柑橘、茶樹、棕櫚等。

6.4 不斷改善土質(zhì)來增加土壤肥力

在復(fù)墾的土地上,要得到較好的效益,必須重視肥料的供應(yīng)。可通過栽種豆科植物,施用生活垃圾及糞肥等措施來增加土壤有機(jī)肥份,并起到綜合利用、化害為利、改善環(huán)境的作用。

7 環(huán)境管理與監(jiān)測制度

7.1 環(huán)境管理制度要求和建議

應(yīng)該建立健全環(huán)保管理機(jī)構(gòu),安排專人負(fù)責(zé)全礦的環(huán)境保護(hù)工作,其具體任務(wù)是:

1) 按照設(shè)計方案,監(jiān)督、檢查工程環(huán)保設(shè)施是否與主體工程同時施工,工程環(huán)保措施是否落實;

2) 對照環(huán)評中要求的措施,結(jié)合施工中的實際情況制定施工期和礦山開采、選礦過程中污染防治措施及生態(tài)保護(hù)措施;

3) 制定全礦環(huán)境保護(hù)管理制度,監(jiān)督、檢查礦環(huán)保制度的落實和環(huán)保措施的正常運行;

4) 組織、安排對主要生態(tài)環(huán)境要素進(jìn)行監(jiān)測、檢查,防止由于礦山開采誘發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害,如:泥石流、滑坡、崩塌等;

5) 管理礦的綠化和廢石場、堆渣場、尾礦庫的復(fù)墾工作,管理礦生活污水和尾礦廢水達(dá)標(biāo)排放以及固體廢物和垃圾的妥善處理工作;

6) 定期向當(dāng)?shù)丨h(huán)保行政主管部門報告環(huán)保問題,填報企業(yè)環(huán)境統(tǒng)計報表。

7.2 環(huán)境監(jiān)測要求和建議

1) 每年要請環(huán)境監(jiān)測部門對排放的廢水進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測項目為:pH、SS、COD、油類、六價鉻、鉛、鋅、錳和氨氮,確保廢水達(dá)標(biāo)排放;

2) 每年要請環(huán)境監(jiān)測部門對礦山和選礦廠粉塵進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測頻率為每半年1次;

3) 每年要請環(huán)境監(jiān)測部門對礦山和選礦廠廠界噪聲進(jìn)行監(jiān)測,以保證廠界噪聲達(dá)到環(huán)保要求。

7.3 其它建議

建議過程中要認(rèn)真貫徹建設(shè)項目“三同時”制度,確保主體工程與各項治理措施齊頭并進(jìn)。項目建成后,要主動與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門聯(lián)系,驗收合格后方可投入生產(chǎn)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,陜西渭南人,采礦工程師,碩士,經(jīng)理、黨委書記,研究方向:礦山及環(huán)保,手機(jī): 13359268888,傳真:029-87421601,E-mail:sxsyjksgs@163.com,通訊地址:陜西省西安市高新區(qū)科技路50號金橋國際廣場B座6層,郵編:710075.