溶浸采矿环境保护与地质灾害

溶浸采矿法的环境保护与地质灾害,讨论,溶浸采矿环境保护,溶浸采矿法的环境保护一、前言：溶浸采矿法是把采矿、选矿及水冶综合在一起，来回收矿床内金属化合物的一种古老的开采工艺。在回收过程中，运用适当的化学溶剂，借助于某些微生物的生物化学作用，溶解、浸出、回收矿床和矿石中有价值的成分。该采矿方法常用于贫矿床、残留矿体、废石堆、报废矿柱、旧采场、尾矿、废渣等不能用常规采矿方法宋经济地开采的潜在资源，它是一种能够充分地回收矿产资源的有效途径，具有广阔的发展前景。随着现代工业的迅猛发展，对各种矿物的需求日益增加，矿业为社会的发展提供着各种原材料。是矿业在提供给人类所需原料的同时，也给人类赖以生存,的环境造成了一定的破坏。国家立法对环境质量提出要求，也对矿业开发提出了较高的环境质量标准。这就要求矿业开发者寻求新的技术途径，以达到矿业开发与环境质量并重的目的，溶浸采矿技术就是这样一种具有良好环境效益的新技术，然而其环境保护问题也不容忽视。,溶浸采矿环境保护,二、要求：溶浸法在环境保护方面，要防止溶液流失，地下水源污染，以及对废液、皮渣作适当处理。因此，堆浸时应保证底板铺垫工程和防洪措施，不渗漏，不外泄，确保生产流程闭路循环。在皮渣、废水处理方面，对酸性渣和水，可用石灰中和、澄清，达到环保法所规定的要求，然后排放。对氰化矿渣，要用漂白杨或次氯酸钙处理。在地下缩浸时，要确保拿捏地下水文条件和底板及围岩的岩性，保证溶液不会外泄，溶浸区内封闭,良好。有目的、有计划地在地下溶浸场附近，特别是在地下水下游方向，布置一些油井，安装自动取样仪、y射线探调仪、电子探针等，以便及时发现溶液漏失和地下水受污染等情况，并采取防止措施”。,溶浸采矿环境保护,三、溶浸采矿技术的环境价值根据价值理论的要求，结合溶浸采矿技术的特点可发现，溶浸采矿技术具有良好的环境价值，主要表现在如下方面：(1)地下溶浸采矿不破坏地表的地形、地貌、植被，能够最大限度地保护环境。地下溶浸采矿作业时，矿石不用运到地表，地下采场中不形成空区。在原地破碎浸出采场中，因矿石仍留在采场中，起到了充填作用，采场不产生空区，因而不会在地表形成冒落区或塌陷区，,地表的地形、地貌及植被不受破坏。在就地钻孔浸出中，因为只通过分布在矿石中的钻孔注液，通过矿石中的裂隙等对矿石进行溶浸，不对矿石进行爆破，矿岩基本不受扰动，地下的矿岩应力场改变很小，更不会产生空区，同样不会影响到地表。(2)与溶浸技术相适应的萃取电积工艺，不产生传统火法冶炼中产生的大量烟气，极大地保护了大气环境的质量。冶炼厂产生的s02、S等烟气一直是空气污染的主要原因之一，而且对周围的环境造成了很大的破坏。许多大型冶炼厂周围山上的植物，变得一片枯黄，有的变成荒山秃岭，对周围环境的破坏触目惊心。溶浸技术则可以很好地避免烟气污染这一问题，对环境的意义巨大。,溶浸采矿环境保护,(3)采矿作业中的废石、选矿厂的尾矿、冶炼厂的废渣，这些废弃物的堆存，不但要占用大量的土地，而且其本身所含的一些重金属离子等也对周围的水系及植物有着不利的影响，同时大容量的尾矿库既要花费大量的维护资金，而且也是发生泥石流等灾害的不安全隐患。溶浸技术，尤其是地下溶浸技术，则基本上不产生地表废弃物，因而也消除了这些不良影响。,溶浸采矿环境保护,(4)溶浸技术在整个生产过程中，基本上是闭路循环作业，不向外界排放有害物质，是属于中华人民共和国国务院第253号令建设项目环境保护管理条例总则中第四条款的清洁生产工艺项目。溶浸采矿技术基本上可以称作是绿色采矿技术。,溶浸采矿环境保护,四、溶浸采矿对环境可持续发展的影响保护矿山环境，改变传统采矿业的形象。传统的矿山中排放“三废”污染环境。而地下溶浸技术具有良好的环境价值，整个溶浸工艺不破坏地表植被，无废水排入地表水体，不产生尾矿、废石等固体废弃物，此技术解决了采矿作业与环境保护之间的矛盾，已改采矿作业破坏和污染环境的形象，成为名副其实的绿色采矿技术。地下溶浸采矿技术为我国铀矿山走可持续发展道路提供了有力的技术保证。,一、前言：我国是矿业开发大国，设备和开采技术相对落后，由于疏于管理导致矿山开采环境不断恶化。近些年来，重大地质灾害明显上升的趋势。地质灾害在我国华北地区是多发的，地质灾害种类多、分布广、影响大、造成的损失严重。矿山地质灾害是地质灾害的一个分支，是人类开采矿山而直接诱发的人为地质灾害。,二、矿山地质及其灾害的主要类型（一）中国南岭淋积型稀土独特成矿机理,形成了中国南岭稀土特有的矿床类型。该类型矿床类型具有中、重稀土成分高及高价元素含量高等显著特点。中国南岭淋积型稀土的成矿过程是一种以离子态的迁徙富集形成的次生矿床。地质分类的依据：淋积型稀土的地质分类,有裸脚式、全复式等形式划分，也有以简单类型与复杂类型划分(见表1)。上述地质分类只是从地质形成或表象概念的分类。,溶浸采矿地质灾害,溶浸采矿地质灾害,按开采地质条件将中国南岭淋积型稀土分类：,(1)有天然基岩底板的矿床(主要以龙南矿为代表,约占资源比例10%左右)。(2)必须进行人工造底的矿床(约占资源量60%以上)。(3)可利用地下水封闭的矿床(占资源总量较少)。(4)在常压注液条件下,可取得较高回收率的矿床(约占资源量10%左右)。(5)在常压注液条件下,回收率处于临界状态的矿床(占资源量10%左右)。,溶浸采矿地质灾害,其中有天然基岩底矿床的开采技术该类型有天然基岩底板阻挡浸出液的下渗,只要没有张开性裂隙带,其回收率就是其基岩底板控制系数,开采中布置完整的集液系统,就可较好地达到满意的资源回收。但以往只采用山体裸脚开挖集液沟的做法容易产生山体滑坡造成损失,另外注液强度过大也是造成滑坡的重要原因。当然,可增加一定的卸压导流孔工程进行卸压,以减少山体滑坡。,（二）矿山地质灾害种类繁多，按成灾与时间的关系，可分为突发性矿山地质灾害(如矿井突水、瓦斯爆炸、岩爆等)和缓发性矿山地质灾害(如采空区的地面隆起、环境污染等)。但最常见的是以灾害的空间分布和成因关系分类,溶浸采矿地质灾害,1、岩土体变形灾害有：（1）矿山地面和采空区塌陷地面塌陷、（2）采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩（3）坑内岩爆（4）采矿诱发地震（5）场库失稳,2、地下水位改变引起的灾害：,溶浸采矿地质灾害,（1）矿坑突水涌水（2）坑内溃沙涌泥（3）环境污染，环境污染是矿山灾害的另一种重要形式。因采矿、选矿产生的“三废”物质，由于未经有效处理就被排放到江河湖海中，造成环境污染公害事件。采矿还会造成水土流失、土地砂化、盐渍化、地下水断流等。,三、堆浸场地质灾害形式及其危害1、堆浸场中地质灾害形式：在堆浸场中，最可能发生的地质灾害有滑坡和泥石流。堆场中的滑坡是指在重力、动水压力、地震或其它某些力的作用下，斜坡上的矿岩散体沿坡内一定的软弱带(或面)作整体向前、向下移动的现象。堆场中泥石流是指介于崩塌、滑坡块体运动与水流之间的高浓度矿岩碎屑流体，沿侵蚀坡面或陡峻沟床向下游流动的一系列复杂的物理现象。一般形成泥石流有3个基本条件：第一，泥石流区含有丰富的松散岩土；第二，山坡地形陡峻或有较大的沟床纵坡；第三，泥石流区的上中游有较大的汇水面积和充足的水源。对照上述3个基本条件，就堆浸场而言，首先，作为浸出对象的矿石，大多是未经破碎而按其产出时的形状、大小和成分直接进行筑堆的矿岩散体，矿石堆散体一般多达数十万至数亿吨，这些松散岩土物料给,溶浸采矿地质灾害,泥石流的发生提供了丰富的固体物料来源。其次，堆浸场大多为矿山排土场，筑堆前并未进行相应的底部处理，而堆浸场底部受当地地形地貌的影响较大，可能存在一定的坡度。再者，在浸出过程中，矿石堆除受当地降雨的影响外，在堆顶持续喷淋一定强度的溶浸液，有着充足的诱发泥石流灾害发生的液体来源。因此，在堆浸场中，具备产生泥石流所需的条件，泥石流灾害发生的可能性较大。堆浸场中泥石流多数以滑坡和坡面冲刷的形式出现，即滑坡和泥石流相伴而生，可分为滑坡型泥石流和冲刷型泥石流。,溶浸采矿地质灾害,2、堆浸场地质灾害的危害在堆浸实践中，人们往往追求高的浸出率，为此，通常在生产中采用松动爆破以及在堆顶表面犁松矿石等措施，提高矿堆渗透性，而忽略了矿堆安全方面的问题。堆浸场中矿堆滑坡和泥石流这两种地质灾害的发生，会产生严重的危害，主要表现在如下几方面。(1)堆场灾害发生会造成巨大的经济损失。建立堆浸厂，矿山企业进行了一定的投资，矿堆边坡的滑塌或泥石流必然会涌入集液池，引起集液池中溶浸液的溢出或集液池的溃坝，带来不可避免的经济损失。(2)堆场灾害酿成矿山安全事故。灾害产生所带来的系列后果，不但带来较大的经济损失，而且是较大的安全事故。(3)堆场灾害发生将引发环境污染。矿堆滑坡或泥石流的产生，滑塌体涌入集液池中，导致溶浸液溢出或集液池溃坝，由于溶浸液是化学溶液，必然对周围环境造成较大的污染。(4)堆场灾害,溶浸采矿地质灾害,的产生影响到矿山的可持续发展。堆浸滑坡的产生影响了矿山的正常生产，系列的后果综合影响到矿山的可持续发展。,3、堆场地质灾害的宏、微观机理岩散体是颗粒或晶体按力学规律相互胶结或粘结在一起的聚集体，矿岩内部特别是颗粒或晶体之间都不可避免地存在着大量的裂隙、孑L隙和细微裂隙。溶浸液在空隙中渗透并与散体颗粒或晶体进行不同的化学反应，不仅破坏了散体颗粒或晶体间的胶结物，而且还破坏了颗粒或晶体本身，损伤了散体的微细观结构。于是，矿岩散体的抗拉强度、抗剪强度、破坏裂纹特征等在宏观上表现出不同程度的降低和改变。其降低程度取决于矿岩孔隙、裂隙的状况和组成矿岩散体矿物的组成、亲水性、可溶性及其成因，同时取决于溶液的物理化学性质旧J。化学损伤对矿岩散体的作用是一种复杂,溶浸采矿地质灾害,的物理化学过程，也是一种从微观结构的变化导致其宏观力学性质改变的过程，可在一定程度上导致地质灾害的发生，其相互影响的机理可用图l表示。,溶浸采矿地质灾害,四、地质环境恢复方案及措施：为防止水土流失和恢复植被和景观，矿山须规划进行矿山复垦工作，以恢复矿山生态功能。开采弃渣