銅山口銅礦地下酸水綜合治理實施方案

朱先艷

（大冶有色金屬有限責(zé)任公司銅山口銅礦，湖北 黃石 435122）

2016年6月份以來，因地表連續(xù)降雨，6月28日晚酸性水突然大量涌入礦區(qū)金獅斜井±0m中段，其PH值為2～3，水質(zhì)呈強酸性，最大涌水量達到500m3/h左右，平均流量在200m3/h左右，下泄到-160m中段、-220m中段巷道，導(dǎo)致井下-160m中段、-540m中段水泵房被淹，排水系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)機械設(shè)備管線設(shè)施等腐蝕嚴(yán)重。為有效控制酸水對銅山口銅礦地下生產(chǎn)破壞性及外部環(huán)境污染，黃石、大冶兩級市政府及大冶有色金屬集團公司高度重視，成立了市、集團、礦三級酸水綜合治理專項領(lǐng)導(dǎo)小組，制定了詳細酸水綜合治理實施方案，確保了酸水治理后處于可控狀態(tài)。

1 酸性水來源

銅山口礦區(qū)金獅斜井±0m中段酸性水來源于獅子山礦區(qū)。由于大冶市泰誠公司獅子山銅礦海綿銅停產(chǎn)后，停止了地下排水，大量的酸性水通過斷層、裂隙、塌陷區(qū)流入并儲存于采空區(qū)及巷道之中，獅子山礦區(qū)Ⅳ號礦體無序開采，致使井下采空區(qū)及巷道之間多處連通，酸性水最終從銅山口礦區(qū)金獅斜井±0m中段泄出。獅子山銅礦連續(xù)開采10余年，其采空區(qū)分布在-88米至+46米標(biāo)高；±0m中段下面還存有50～70萬m3左右的采空區(qū)，目前充滿了大量的酸性水和廢酸泥渣。又有地表銅山口河水和雨水、地下水補給，所以±0m中段酸水將存在一段時間。酸性水必須盡早進行治理，否則周圍環(huán)境就會遭受嚴(yán)重污染。

2 酸水綜合治理實施方案

銅山口銅礦發(fā)生酸水災(zāi)害當(dāng)晚，礦領(lǐng)導(dǎo)向集團公司匯報災(zāi)情，同時執(zhí)行應(yīng)急救援預(yù)案，依據(jù)技術(shù)人員及時收集獅子山銅礦開采資料，提出了臨時治理措施。第二天三級酸水綜合治理專項領(lǐng)導(dǎo)小組制定了酸水綜合治理實施方案，分三階段實施。初期階段酸水治理應(yīng)急處置方案；中期階段酸水源頭治理方案；后期階段酸水治理流程優(yōu)化方案。

2.1 初期階段酸水治理應(yīng)急處置方案

為安全度汛，2016年7月3日開始施工±0m水平擋水墻，于7月8日完工。持續(xù)下雨，7月18日上午，墻體因養(yǎng)護時間短，強度不高，承壓后下部開始滲漏，隨之破壞，±0m酸水再次大量泄出至-160m中段及-480m中段以下。造成兩中段水泵腐蝕不能正常排水，更換了水泵；保證水泵不被腐蝕，在-160m中段水倉入口處人工三班加純堿進行中和，用PH試紙測酸堿，控制水的PH值。銅山口銅礦立即采取封堵獅子山銅礦采空區(qū)與銅山口礦南緣相通所有巷道，防止酸性水再次涌入銅山口銅礦生產(chǎn)區(qū)域。因生產(chǎn)設(shè)備被腐蝕，需采購更新、更換、維修，井下生產(chǎn)全線停產(chǎn)，同時進行清理淤泥，恢復(fù)照明等工作。影響生產(chǎn)達50d。

（1）施工±0m中段擋水墻。根據(jù)±0m中段和金獅斜井地面及井筒現(xiàn)場情況，并結(jié)合上部露天開采現(xiàn)狀，在距離金獅斜井±0m中段30m原擋水墻外再做一堵?lián)跛畨Γ穸龋?］為1000mm，C25鋼筋砼，并在墻體處打注漿Ф25×1500mm錨桿，間距900mm，埋設(shè)四根帶法蘭盤的Φ204×8PVC管（2根）和Φ108×6PVC管（2根）作為導(dǎo)排水排泥管。在-160m中段巷道進行中和，占據(jù)巷道空間，影響運輸；處理不及時，容易腐蝕排水系統(tǒng)，所以不能在-160m中段水倉入口處繼續(xù)進行中和處理，而是改排到金獅斜井地面。在±0m中段澆灌兩層擋水墻外10 m處用磚砌1 m高二四墻積水池，安裝三臺酸性水泵，兩根8寸水管，±0m中段酸水排到地表中轉(zhuǎn)池。

（2）施工-160m中段、-100m中段擋水墻。在金獅斜井底部車場內(nèi)距離-160m中段南緣巷道6.5m處澆C25鋼筋擋水墻，厚度為1500mm。

先在巷道四周刻槽，槽寬為1500mm，巷道兩幫及頂板、底板槽深分為300mm、500mm，在槽內(nèi)施工同樣規(guī)格錨桿，埋設(shè)同樣4根管。在-100m中段金獅斜井底部車場內(nèi)距離南緣巷道10m處施工同-160m中段擋水墻。

（3）通過斷層、原巖裂隙、回采爆破產(chǎn)生裂隙滲透到-100m中段、-160m中段金獅斜井底部車場的酸水和泥渣，每季度進行泄壓排放，人工加純堿中和，pH值達到6～7左右。

2.2 中期階段酸水源頭治理方案

（1）控制酸性水源頭，減少酸性水再次產(chǎn)生。8月中旬銅山口銅礦在獅子山地表酸性水區(qū)域進行中和處理，在獅子山原生產(chǎn)區(qū)域修建簡易公路，有6處地下裂隙區(qū)域加注生石灰；利用雨水逐步滲透中和酸性水。

（2）酸性水在地表進行中和處理后，在獅子山礦區(qū)外地表進行防滲、截排水處理，避免酸性水污染環(huán)境范圍擴大。

2.3 后期階段酸水治理流程優(yōu)化方案

在±0m中段巷道積水池安裝三臺耐酸泵(兩用一備)，將±0m酸水抽排到地表中轉(zhuǎn)池，起初每班兩人負責(zé)排水和加中和藥劑，成本太高。經(jīng)優(yōu)化成無人值守，自動控制停排酸水;同時在地表中和池旁安裝石灰自動添加系統(tǒng)［2］，兼職人員上料即可。將中和后pH值達到6～7左右水溢流到清水池內(nèi)，用二臺耐酸泵抽排到選廠φ45m濃密池，與尾砂水再度中和，進入尾砂管道輸送系統(tǒng)抽排至尾礦庫，在澄清后廢水直接補充選礦工業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約水1300m3/d，減少生產(chǎn)水從銅山口河的取水量。有時影響選礦回收率，時間很短10～15分鐘內(nèi)，隨時調(diào)整中和石灰用量，但從來沒有發(fā)生產(chǎn)品不合格現(xiàn)象。

圖1 酸水治理流程圖

2.4 建立酸性水監(jiān)測系統(tǒng)

安環(huán)科定期對獅子山礦酸性水區(qū)域內(nèi)觀測井、地表中轉(zhuǎn)池酸性水及排往尾礦庫后的存放水的水質(zhì)取樣監(jiān)測，做好檢測記錄，出現(xiàn)異常，及時分析，調(diào)整石灰用量。

3 結(jié)論

銅山口銅礦實施了酸水綜合治理方案后，經(jīng)兩年多運行，井下?lián)跛畨喂掏旰脽o損，無滲漏，無淹井現(xiàn)象；-160m中段、-540m中段水倉水質(zhì)正常；井下生產(chǎn)機械設(shè)備設(shè)施等再沒有出現(xiàn)被腐蝕現(xiàn)象，確保安全渡汛；周圍從未發(fā)生過環(huán)境污染事件，酸水經(jīng)過綜合治理后，直接補充選礦工業(yè)生產(chǎn)水，節(jié)約了水資。