矿业研究与开发
主办单位:长江矿山研究院
国际刊号:1005-2763
国内刊号:43-1215/TD
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赣南离子型稀土矿地质环境恢复治理措施研究

  摘 要:赣南素有“稀土王国”之称,是中国第二大的稀土矿资源集中地,拥有全国30%以上的离子型稀土矿。但多年来的稀土开采带来的水土流失和生态环境问题给当地农业生产、人居生活和经济建设造成了极大的制约。针对赣南离子型稀土矿的开发现状,提出赣南离子型稀土矿地质环境恢复治理措施,以解决赣南稀土开发生态环境保护问题。


  关键词 稀土矿 赣南 开发中图分类号:TD167 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)012-277-021 赣南离子型稀土矿开采的历史及现状稀土矿山早期开采方式以池浸和堆浸为主,2007年以后,矿山陆续采用原地浸矿方式开采,使矿山生产能力得到较大的提高,以达到较好的经济效益。


  由于矿山采用池浸、堆浸和原地浸矿工艺,剥离了表土,毁灭了植被,造成矿区内水土严重流失。下游沟谷淤塞严重,河床抬高,农田被冲毁,水质被污染,形成了人造“沙漠”。矿山采用的堆浸、池浸工艺对矿区的生态环境破坏极大。


  2 矿山已产生的地质环境问题矿山历经多年开采,水土流失和植被破坏严重,沟谷大面积淤积。矿山早期池浸和堆浸产生大量尾砂,尾砂经雨水冲刷,流入下游沟谷,造成沟谷河流严重淤积,淤积厚度一般为1-10米,且沟谷淤积面积大,淤积砂土量大。


  因地表植被破坏严重,原地浸矿开采破坏了土壤结构等原因,矿区内山坡在暴雨条件下极易发生滑坡。


  3 矿山未来拟采用的采矿方式稀土矿山经历停产整合后,拟采用原地浸矿工艺开采,原地浸矿工艺可有效的防止水土流失。


  原地浸矿工艺流程:


  (1)技术路线:采用网井布液,集液巷道和密集导流孔人工底板为主,集液沟、集液井为辅的综合收液技术路线。


  (2)注液工程:在矿区内布置高位池和注液井,浸矿液由高位池经塑料管流入注液井。


  (3)集液工程:由集液沟和集液井组成,在矿体的山脚下,沿矿体边界挖一条宽约为1.0m,深约为1-2m左右的集液沟,母液经天然底板流到集液沟,再经集液沟流到母液中转池。在集液沟的外围,依据矿体底板的变化情况及集液沟的情况,布置适量的集液井,井深视到潜水层或基岩为准,以收集集液沟收集不到的母液。在集液沟下部建一个母液中转池,池中安一个3寸出水口,矿块出来的母液均流到此池中转后到水冶车间母液池。


  (4)避水、监测工程:在巷道口上部沿矿块长度方向修一条避水沟,以防下雨时雨水流到集液沟。在矿块的山脚挖2-3个观察井,井深视到潜水层或见基岩为准,一旦发现有母液渗下,便作为收液井,并利用山脚原有水沟加深作集液沟作为补充收液工程。


  (5)管路工程:浸矿剂线路为水冶车间配液池至高位池线路,管路采用PVC管,根据实际的杨程和流量选定耐酸泵。高位池至矿块注液井的主管路采用2寸PVC管,主管路至各个注液井的管路采用8分PVC管。母液线路为矿块母液中转池至水冶车间线路,条件许可尽可能使母液自流到水冶车间母液池,不行采用泵送至水冶车间母液池。


  4 矿山未来开采可能产生的地质环境问题矿山在未来生产中采用原地浸矿工艺开采,浸矿液通过注液井,在一定的水头压力下,连续不断地注入矿体,溶液中交换势更大的阳离子与呈吸附态的稀土离子发生交换作用,使稀土离子进入浸出液,不断注入矿体中的溶液(或顶水)挤出已发生交换作用的稀土浸出液,使土壤不断沙化、酸化。注液使地下水位抬高,水动压力提高,另外由于注水使土体充分饱和,同时浸矿过程中产生物质交换,也使土壤力学强度有所降低,对斜坡稳定性影响较大。在暴雨等条件下,原地浸矿斜坡发生滑坡等地质灾害的可能性较大。


  5 矿山地质环境恢复治理措施5.1 矿山地质环境恢复治理原则(1)以人为本,预防为主,防治结合。


  通过规划及各种管理手段,采取防范性措施,减少环境问题的发生,尽量避免矿山环境破坏或将其消除于矿山建设、生产过程中,做到防患于未然。对无法避免的矿山环境污染和破坏,则通过各种恢复治理措施,达到矿山环境保护的要求。


  (2)在保护中开发,在开发中保护。


  在保护环境的前提下开采矿产资源,在矿山建设和生产过程中首先力求消除产生负面影响的种种因素或降低影响程度,对产生的负面影响,通过治理措施达到国家规定的环境质量标准。


  (3)依靠科技进步,发展循环经济,建设绿色矿业。


  发展绿色开采技术,实现矿区生态环境无损或受损最小;发展干法或节水的工艺技术,减少生产用水使用量;发展无废或少废的工艺技术,最大限度减少废弃物的产生;矿山废弃物按照先利用能源,再选择用于建材或其它用途,最后进行无害化处理处置的技术原则。


  (4)谁开发谁保护,谁破坏谁治理。


  矿方有责任对矿山环境进行保护,对开采中出现的地质环境问题及生态环境破坏,必须由矿方进行治理。


  (5)多种措施并用,综合治理。


  稀土矿山在不同的地段存在不同的矿山地质环境问题,针对不同的地段、不同的矿山地质环境问题采取不同的恢复治理措施。


  5.2 矿山地质环境恢复治理目标(1)坚持科学发展,最大限度地避免或减轻因矿产开发引发的地质灾害危害,减少对土地资源的影响和破坏,减轻对地形地貌景观的影响,最大限度修复生态环境,努力创建绿色矿山,使矿业经济科学、和谐、持续发展。


  (2)恢复植被,尽量减少山体破损、岩石裸露。开展植树造林,减少水土流失。?按照“宜耕则耕、宜林则林、宜水则水、宜工则工”的原则,在全面调查生产矿山和废弃矿山基础上,编制稀土矿区地质环境恢复治理、水土保持和土地复垦方案,达到投入最低的资金获得最大的环境治理与社会经济效益的目标。


  5.3 矿山恢复治理措施针对稀土矿山尾砂堆积量较大和沟谷淤积严重等特点,矿山拟采用如下治理措施:


  (2)沟谷淤积区治理措施:沟谷淤积区下游修筑拦挡坝(沟谷淤积严重的,可分级布置拦挡坝),淤积区前期通过泵经常抽砂,减少尾砂淤积,后期采用田埂修筑治理。


  为防止洪水冲刷,利于淤积区排水及方便后续复绿,沿淤积区缓坡处修建截排水沟。截排水沟布置综合考虑治理区改造后的地形地势状况、高截低排、最终向区内地势低洼处。根据其他矿区已有的治理经验,为提高改造后沟谷土壤侵蚀防治功能,根据淤积情况合理的布置田埂,采用填土夯实建造高、宽各0.5m的田埂,在围堰内撒播草籽(百喜草、狗尾草、宽叶雀稗等)复绿。


  (3)原地浸矿区的治理措施:对原地浸矿区进行监测示警工作,矿山终采后进行植树复绿。


  6 治理措施的不足之处矿山采用原地浸矿开采,浸矿液浸矿改变了山体原有的重力分布应力善,打破了山体原有的重力平衡状态,极引起斜坡失稳而发生滑坡等灾害,且原地浸矿开采对矿区内地下水的污染危害未知。矿山在未来生产中应根据山体坡度等因素控制好浸矿液的注液速率,加强对矿区内地下水资源的监测,防止原地浸矿开采对地下水产生污染。


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