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矿山开采造成的地质环境问题及治理措施分析

2021-03-15 217 上传者：管理员

摘要：矿山开采为我国国民经济的发展做出了具大的贡献，但同时造成一系列的地质环境问题，结合实际情况，采取有效措施进行地质环境生态恢复治理。治理工程主要包括采空区填充、边坡生态修复、尾矿库治理等，矿山恢复治理措施也在实践中不断的采用新技术、新工艺以提高矿山恢复治理效果，更好地改善矿区生态环境，并可能使矿山地质环境治理后再利用，使得矿山开采既要金山银山，也要绿水青山，科学地走上一条良性循环之路，实现可持续发展。

关键词：
可持续发展
地质环境问题
矿业工程
矿山开采
矿山恢复
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矿山开采产生一系列的地质环境问题，在此问题上，国家及政府相关部门在各个时期都给予高度的关注，政策文件及法律规范要求矿山在开发中保护，保护中开发，使矿山开采更规范，更环保，使得矿产开发在为国民经济做出贡献同时，更为子孙后代留下一片绿水青山，秉持着以习近平总书记生态文明思想为指导，牢记“绿水青山就是金山银山”的理念，边开采边治理，大力开展绿化，全力修复生态，积极构建绿色和谐的矿山环境。

1、矿山概况

崇礼紫金矿业有限责任公司东坪金矿位于河北省张家口市崇礼县境内，此矿在1985年肯定其工业价值后，崇礼县人民政府于1986年6月决定建选厂，一直于2005年9月6日经国企股份制改造注册成立崇礼紫金矿业有限责任公司，自建矿以来为崇礼县经济和社会各项事业的发展做出了重要贡献。

矿区一带分布的二长岩、石英二长岩，为海西期碱性岩体，是金矿的主要岩体，根据开采技术条件及矿山生产实际，矿山开采方式采用空场法采矿、嗣后尾砂充填处理采空区。

2、矿山开采造成的地质环境问题及治理

矿山开采方式为地下开采，地下开采产生的采空区可能直接影响矿山安全生产和间接影响人员、设备发全等；地表渣场的堆放以及尾矿排放的尾矿库都对地表环境造成一定的影响，采空区、废渣场、尾矿库是矿山需要治理绿化的重要工程。

2.1 采空区治理

2.1.1 充填工艺流程概述

东坪矿区充填系统采用全尾砂胶结充填方式，充填站（见图1）位于矿区西北方向，充填料浆采用全尾砂、胶结材料和水为原料进行制备。选厂产出的全尾砂浆经专用管路自流进入尾矿泵站的尾砂浓缩仓，通过泵送到尾砂浓缩贮存装置顶部，当充填搅拌站需要制备尾砂充填到井下采空区时，进入尾砂浓缩贮存装置顶部的尾砂经浓缩沉降后由装置底部管路放出进入高浓度搅拌槽内，启动双管螺旋输送机按配比要求将水泥送入搅拌槽内搅拌，按浓度要求添加水并搅拌均匀后自流进入充填钻孔，经充填钻孔及巷道充填管路输送至井下采空区。当采充不平衡时，不需要充填的尾砂经尾矿输送车间的活塞式浆体泵扬送至尾矿库。

2.1.2 充填材料制备

该尾砂充填系统的充填材料有两种，即加水泥和不加水泥两种料浆。加水泥的尾砂胶结充填根据需要制备不同灰砂比的充填材料，一般底部结构充填料灰砂比较小，上部结构灰砂比逐步增大。另一种为不加水泥的全尾砂充填。尾砂直接从选矿厂经管道输送至充填站的尾砂浓缩仓进行浓缩，为满足尾矿输送的要求，需要在选厂新建尾矿输送泵站将尾矿输送至尾矿充填站，为满足充填站内尾矿浓密装置的工作工况的变化，在新建的尾矿输送泵站内设两个输送系列，在每个系列输送泵与充填站各台尾矿浓密装置之间设陶瓷内衬钢管，尾矿充填装置的溢流水通过一条焊接钢管自流到尾矿输送泵站矿浆池，再经尾矿输送泵输送至尾矿库。

2.1.3 充填工艺步骤

2.1.3.1 采空区尾砂胶结充填

(1) 观察找到下浆口位置，看采空区有无存隆矿，清理干净。

(2) 找到凿岩巷、出矿穿出口砌挡墙，并安装临时脱水管。

(3) 安装脱水管（上盘不能安，只能在下盘安装）从上往下布设。

(4) 铺设充填管与主管路接通。

(5) 进入观察期，待挡墙凝固期完成。

(6) 开始注浆。

2.1.3.2 采空区混合充填

(1) 观察找到下浆口位置，看空区有无存隆矿，清理干净。

(2) 找到凿岩巷、出矿穿出口砌挡墙，并安装临时脱水管。

(3) 进入观察期，待挡墙凝固期完成。

(4) 开始注浆。

2.2 废渣场治理

废渣场治理工程主要采取在废渣坡坡脚修建挡土墙，坡面、平台进行废石清理并进行护坡覆土种植绿化工程。

2.2.1 挡土墙

东坪金矿有多处废渣场堆放，在每个废石场坡脚修建有挡土护坡墙，护坡墙一般底部比顶部宽，上侧为直立面，下侧为倾斜面，墙体延纵向设置伸缩缝，在护坡墙底部往上约20cm处设一条沉降缝，用沥青、麻絮填塞。墙体用水泥砂浆勾缝，墙顶及台阶部水泥抹面，地面以上高度1.5m处设计一排排水孔，上游侧管端用反滤层土工布包裹，上填砾石、块石。

2.2.2 坡面、平台绿化

废渣场的坡面治理一般坡度控制在30°左右，坡面为鱼鳞状护坡或直接平整覆土绿化。

若为鱼鳞状护坡，坡面上预埋半圆环形混凝土构件，在渣坡坡上呈“品”字型鱼鳞状分布，半圆环状混凝土构件内设钢筋龙骨，然后在鱼鳞状网格内填土并进行种树或种草绿化，另外也可以对废石场进行整体压实、覆土、绿化（见图2）。

2.3 尾矿库治理

2.3.1 尾矿库简介

尾矿库利用一沟谷作为库区，沟的方向为南北向，沟口建坝，三面环山，总的地势是南高北低，呈“V”型沟谷，属沟谷型尾矿库，坝前坡度相对较缓。尾矿库设计初期坝坝体结构为土、石混合坝，后期坝由坡洪积堆积筑坝，筑坝工艺采用上游法，在库区排满后进行闭库治理。

2.3.2 尾矿库治理

初期坝干砌石坡面保持原状，库区整修若干个台阶，库区和堆积坝坝顶全部铺设土工膜。左岸设排水明渠，增设库内拦洪槽，增设库区排洪沟、排水沟，坝面和库区覆土恢复植被。

(1）排水渠工程：在左岸设计排水明渠，并设置伸缩缝，缝内沥青砂浆填塞，排水明渠为现浇钢筋混凝土结构，梯形断面，最下层铺设土工膜一层。

(2）拦洪槽工程：在距终期坝顶上游设拦洪槽，来拦截百年一遇库区洪量。然后由排水明渠排出库外。拦洪槽采用下铺土工膜，上筑砼垫层，槽体为现浇钢筋砼，四边设平台，土工膜与库面土工膜进行连接。

(3）排水沟工程在现状初期坝顶设排水沟，为素砼结构，梯形断面，排水沟的水排入左岸泄洪渠内。

尾矿库治理效果见图3。

3、结论

本文对东坪金矿矿山开采造成的环境地质问题进行了概述，并做了相应的治理绿化措施，正确处理好矿产资源开发与环境保护的关系，实现资源开发、环境保护与经济社会协调发展，使矿山开采更具科学性、前瞻性、实用性。更好地改善矿区生态环境，并可能使矿山地质环境治理后再利用，科学地走上一条良性循环之路，获得更好的经济效益、社会效益和环境效益，正如2019年4月28日北京世界园艺博览会开幕式上习总书记的发言“同筑生态文明之基，同走绿色发展之路”，矿山开采既要金山银山，也要绿水青山，使之可持续发展，为我们的奥运之城添色添彩（见图4）。

参考文献：

[1]DZ/T0223-2011矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范[S].2011.

[2]袁希平.浅谈矿山环境恢复治理[J].湖北社会科学,2008(2).

[3]河北省地质·矿产·环境[M].地质出版社,2006.

侯伟利,许京明.东坪金矿矿山恢复治理与可持续发展分析[J].西部探矿工程,2021,33(04):35-36+40.