矿山生态环境保护与污染防治技术政策的采矿

核心提示(一)鼓励采用的采矿技术1.对于露天开采的矿山,宜推广剥离—排土—造地—复垦一体化技术。2.对于水力开采的矿山,宜推广水重复利用率高的开采技术。3.推广应用充填采矿工艺技术,提倡废石不出井,利用尾砂、废石充填采空区。4.推广减轻地表沉陷的开

(一)鼓励采用的采矿技术

1.对于露天开采的矿山,宜推广剥离—排土—造地—复垦一体化技术。

2.对于水力开采的矿山,宜推广水重复利用率高的开采技术。

3.推广应用充填采矿工艺技术,提倡废石不出井,利用尾砂、废石充填采空区。

4.推广减轻地表沉陷的开采技术,如条带开采、分层间隙开采等技术。

5.对于有色、稀土等矿山,宜研究推广溶浸采矿工艺技术,发展集采、选、冶于一体,直接从矿床中获取金属的工艺技术。

6.加大煤炭地下气化与开采技术的研究力度,推广煤层气开发技术,提高煤层气的开发利用水平。

7.在不能对基础设施、道路、河流、湖泊、林木等进行拆迁或异地补偿的情况下,在矿山开采中应保留安全矿柱,确保地面塌陷在允许范围内。

(二)矿坑水的综合利用和废水、废气的处理

1.鼓励将矿坑水优先利用为生产用水,作为辅助水源加以利用。

在干旱缺水地区,鼓励将外排矿坑水用于农林灌溉,其水质应达到相应标准要求。

2.宜采取修筑排水沟、引流渠,预先截堵水,防渗漏处理等措施,防止或减少各种水源进入露天采场和地下井巷。

3.宜采取灌浆等工程措施,避免和减少采矿活动破坏地下水均衡系统。

4.研究推广酸性矿坑废水、高矿化度矿坑废水和含氟、锰等特殊污染物矿坑水的高效处理工艺与技术。

5.积极推广煤矿瓦斯抽放回收利用技术,将其用于发电、制造炭黑、民用燃料、制造化工产品等。

6.宜采用安装除尘装置,湿式作业,个体防护等措施,防治凿岩、铲装、运输等采矿作业中的粉尘污染。

(三)固体废物贮存和综合利用

1.对采矿活动所产生的固体废物,应使用专用场所堆放,并采取有效措施防止二次环境污染及诱发次生地质灾害。

(1)应根据采矿固体废物的性质、贮存场所的工程地质情况,采用完善的防渗、集排水措施,防止淋溶水污染地表水和地下水;

(2)宜采用水覆盖法、湿地法、碱性物料回填等方法,预防和降低废石场的酸性废水污染;

(3)煤矸石堆存时,宜采取分层压实,粘土覆盖,快速建立植被等措施,防止矸石山氧化自燃。

2.大力推广采矿固体废物的综合利用技术。

(1)推广表外矿和废石中有价元素和矿物的回收技术,如采用生物浸出-溶剂萃取-电积技术回收废石中的铜等;

(2)推广利用采矿固体废物加工生产建筑材料及制品技术,如生产铺路材料、制砖等;

(3)推广煤矸石的综合利用技术,如利用煤矸石发电、生产水泥和肥料、制砖等。

煤矿山生态地质环境问题是原煤生产缺少环境控制引发的综合现象。对其防范和治理是一项系统工程。依照标本兼治的思想,治本必须从问题产生的源头即生产方式和生产工艺入手,这需要多个管理部门和从事不同技术的专业人员的协调与配合,在这方面,任重而道远,还需做许多的研究和探索。可以设想,即使未来最终实现了循环经济和清洁生产的煤矿山发展目标,仍不可能杜绝废弃物的产生和地面变形问题,生态地质环境问题的治理仍是一项长期的重要任务。此外,在此期间产生和历史遗留下来的问题如何解决,目前也必须制定相应对策。

煤矿山产生的煤矸石和矿坑废水就其本质而言,都属于自然之物。与其他自然物质的区别仅在于,它们是人为活动改变现代天然物质分布格局,特别是干扰煤矿山地下渗流场、化学场和岩土体原有结构的产物。这些物质之所以带来环境负效应,是因为它们有时被人为控制,出现在现代地表物质自然运动和空间分配本不应出现的地方,而且由于其数量、强度的巨大,难以凭借现代地表的自然物理、化学、生物作用在短时间内将其化解。为此,必须辅以人为措施予以解决。根据系统科学的基本原理,采取的措施应体现“隔离”和“调整系统结构”的思路。所谓隔离是指人为阻断系统某一局部与其整体之间的联系,让这一局部游离在原有大系统之外,成为一个独立的小系统,以防止它对大系统的干扰和破坏。调整系统结构是指在隔离区内对自然物、人工废弃物、自然作用和人工工艺进行重组和设计,以形成新的物理、化学、生物过程,强化隔离区这一小系统拦截、分解、矿化和埋藏的功能,最终达到生态环境治理的目标。

上述思路无论是解决煤矿山的水、土污染,还是解决采空区地面沉降和塌陷问题都是有效的。

对于水、土污染,首先应将含有污染组分的废弃物尽可能限制在排放口(点)或稍远于人口密集区的低洼地段,即水流的局部汇区,不让其向外扩散,进而利用物理、化学、生物的手段进行综合处理。应该指出,国内外大量环境工程实践证明,无论是治理土壤污染还是水体污染,采用投放人工试剂的单一化学处理方法往往有很大的局限性。这种做法的实质是将污染区视为一个化学反应釜,通过人工试剂与污染物的化学反应,使某种有害组分的存在形态发生改变。尽管在许多情况下,这种方法可以达到消除或降低污染危害的目的,但是,新的产物却可能成为新的污染物,带来二次污染,甚至由于人工试剂的加入,改变生态系统原有的物质组分比,导致更为复杂的生态负效应。所以,本书所谓的综合是指物理、化学、生物手段的协同,即综合一体化的处理方法。

防止或减小采空区地面沉降塌陷造成的损失,同样应遵循调整系统结构的思路。煤矿的采出会形成采空区,不同的开采阶段、岩层组合、采深采厚比,所形成的变形方式和空间大小不完全相同,对应的地面沉降塌陷量和损失程度也会因地而异,要减少地面变形带来的损失,就需通过工程手段对覆岩变形的方式和过程加以控制。控制分为事先控制和事后修复,事先控制主要在开采之前,对可能的变形区域和变形量进行预判,根据风险损失的大小,制定相应的生产方案和顶板管理策略。对于变形量大且危害严重的区段,可考虑采用充填法或保留矿柱的办法管理顶板,以保证岩层、巷道的变形控制在允许范围内;对于变形量较小,人口稀疏或预测损失轻微的区段,可采用自然崩落法,以节约开采成本。事后修复是针对采空区地面变形已发生的地段进行的土地整理。在大多数情况下,采空区都会出现地面变形现象,且存在一定时间长度的不稳定过程,所以,采空区的土地整理既要考虑时机的把握,又要针对具体的治理目标采用不同的方法。譬如,预期土地的用途为农业生产和绿化用地,土地整理时就要满足土地平整、耕作层理化性质和肥力要求;建筑、道路用地要考虑地基的稳定性和承载力的要求等。总之,无论是事先控制还是事后修复,都是通过工程手段对地质体的结构进行人工改造,从而使采煤生产和环境质量保护得以兼顾。

 
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