Case Analysis of Comprehensive Improvement of Mine Open Pit Environment
楚敬龙 CHU Jing-long；谭海伟 TAN Hai-wei；苗雨 MIAO Yu；
林星杰 LIN Xing-jie；刘芳 LIU Fang
（北京矿冶科技集团有限公司，北京 100160）
（BGRIMM Technology Group，Beijing 100160，China）
摘要：针对我国矿山开采的环境风险问题，以河南某钼矿露天采场为例，通过现场环境隐患排查手段，查明露天采场现有环境隐患问题，并制定相应的环境整治方案，同时对治理方案进行环境效益分析，为矿山开采中的各类工业场地环境综合整治提供参考。
Abstract: In view of the environmental risk of mining in China, taking an open pit in a molybdenum mine in Henan Province as an example, through the investigation of hidden dangers on the site, the existing environmental hazards in the open pit are identified, and the corresponding environmental remediation plan is formulated. The treatment plan carries out environmental benefit analysis and provides reference for comprehensive environmental improvement of various industrial sites in mining.
关键词：环境风险；露天采场；隐患排查；环境整治
Key words: environmental risk；open pit；hidden danger investigation；environmental remediation
中图分类号：X171.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）29-0022-03
0 引言
矿山的生产建设，对矿山所在区域及周边的生态环境、土地利用条件等会产生一定的影响[1]。到目前为止，我国矿山环境存在的主要问题有以下几个方面：矿山开采产生的废水未经处理直接外排，导致水环境污染，包括矿坑水和尾矿水外排；矿山疏干排水导致的地质环境问题；采矿过程中排放的大量废弃物占用土地；矿山开采中大量固体废弃物的堆放经常引发滑坡和泥石流等[2]。为了降低矿山开采的环境风险，避免发生突发环境事件造成环境污染及生态破坏，保护下游敏感目标，企业应定期组织矿山环境隐患排查，并采取措施消除隐患。本文以河南某钼矿露天采场为例，在分析露天采场环境现状的基础上，通过现场环境隐患排查，明确其存在的环境风险，从而制定环境综合整治方案，为企业环保管理人员及环保监督执法部门提供参考。
1 露天采场概况
1.1 基本情况
矿山位于河南省西部中低山区的钼成矿带上，露采终了境界为长条形，最大长度1540m，最大宽度780m，最高标高1498m，封闭圈标高1342m，采场坑底标高1174m，坑底最大长度310m，宽度260m，采矿平均品位Mo0.076%。矿山设计采用15m台阶高度、高风压潜孔钻机穿中深孔、多排微差爆破、电铲铲装的采剥方法。矿石运输采用汽车—地面破碎站—溜井—斜井皮带运输至选厂方案，废石采用汽车运输方案。大气降水形成的地表径流是影响矿山充水的主要水源。紧邻露天采场西侧发育有一条河流，为Ⅱ类水体，由南往北流出矿区。
1.2 主要污染源及污染物
废气方面，露天采场内的废气来自两方面，一是穿孔、爆破、装载、运输过程产生的无组织粉尘及扬尘；二是爆破和机械燃烧产生的N2、CO2、NO2、SO2；为了控制采场粉尘及路面扬尘，矿山配备了专用洒水车2辆，定期对场地及路面进行洒水。废水方面，主要来自采矿工业场地办公楼产生的生活污水及开采产生的少量矿坑涌水，生活污水经生化处理后用于工业场地洒水降尘，矿坑涌水先泵入采场西侧的沉淀池，再由沉淀池沉淀后回用于生产。固体废物方面，主要为采矿废石及少量生活垃圾，废石运往排土场堆存，生活垃圾运至垃圾中转站集中处理。
1.3 现有风险防控措施
露天采场现有风险防控措施见表1。
2 主要环境问题
2.1 污染源监测
在找出露天采场的主要环境问题之前，对其中废水、废气、固体废物污染源进行了监测。企业委托有资质的检测单位对露天采场沉淀池的水进行了成分检测。正常情况下，露天采场沉淀池收集的矿坑涌水用泵打回采场高位水池用于采矿生产及绿化降尘不外排，但一旦泄漏或雨季外排有可能对下游河流水质产生影响，依据矿区地表水的环境功能区划，采用《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅱ类水质标准限值对检测结果进行对比分析。检测结果见表2。
由表可知，除Mo超标30.6倍外，其余重金属因子均满足标准要求。由于Mo超标严重，说明矿坑涌水、沉淀池水及雨季矿坑积水一旦外排均有可能对下游Ⅱ类水体造成影响，因此露天采场矿坑积水（包括正常涌水及雨季积水）及沉淀池水均不能外排。
另外，对生活污水、露天采场上风向和下风向的无组织废气进行了监测，监测结果均满足相关标准限值要求。对采矿废石进行了浸出毒性试验，表明废石为第I类一般工业固体废物。
2.2 环境隐患排查
环境隐患排查是降低矿山环境风险、将事故消灭在萌芽中的最基础、最根本的方法。环境隐患排查是一个动态的、持续改进的过程，需要先确定排查对象及环节，针对排查环节进行测量评价，并对其进行分析，对发现的隐患进行整改，再进行复查，以此循环往复，逐步降低甚至消除环境隐患，预防突发环境事件的发生[3]。通过对露天采场的现场环境隐患排查，发现的问题及初步整治措施见表3。
3 环境综合整治
3.1 整治目标
针对矿山露天采场排查出的环境隐患问题，依据系统工程的思路，对表3的前3个环境隐患问题进行重点整治，实现截水沟整治、废弃废石堆生态化治理、暴雨期矿坑积水处理等工程，其余环境隐患问题根据表3的初步整治措施进行整治即可。通过落实各项工程措施，逐步使得露天采场及周边环境污染问题得到明显的改善，减轻对区域环境的压力，实现矿产资源开发和环境保护的良性循环，促进矿区及周边环境健康发展。
3.2 环境综合整治工程
3.2.1 截水沟整治工程
露天采场北面和东面的山坡为开采区部分，不需设置截水沟，而南侧和西侧为沟谷地，均有溪流通过，因此设置了南侧和西侧截水沟，其中南侧截水沟的溪水汇入西侧截水沟后，通过西侧截水沟排出矿区，既起到了导流溪水的作用，也将南侧和西侧山体的雨季山洪水截住，并导流出矿区之外。为避免下游地表水体受到污染，应对截水沟现状进行整治：①清除截水沟内的杂草，使截水沟导流通畅，避免洪水期由于导流不畅引起洪水漫出；②清除生活垃圾，并禁止工人往截水沟内乱扔垃圾；③对遗撒于截水沟内的废石、废渣进行清理，并将清理的废石、废渣运往排土场排放；④对截水沟进行全面排查，发现破损、断裂部位及时修补，对部分没有硬化的沟底和沟壁采用水泥砂浆进行修补，确保截水沟完好、通畅。
3.2.2 废弃废石堆生态化治理工程
经过现场调查，在露天采场西侧，有废弃的废石堆没有清理。对需清理的废石，由挖掘机、自卸汽车配合清运、排土，运往排土场；废石清理后，用推土机进行土地平整，配置绿化带，实现矿区周围绿色化、生态化。具体措施为：①土地平整：为确保植物良好的立地条件，场地要保持适当的平整度，各场地平面起伏应不大于5°；②栽种植被：场地挖植树穴，穴规格50cm×50cm×40cm，穴内客土，穴间距2m×2m，种植乔木，采用间栽的栽植方式，以刺槐、柳树、雪松、油松等为主。灌木采用间栽的栽植方式，间距1.5m×1.5m，以酸枣、胡枝子、荆条、迎春花为主；同时撒播草籽，草种为白羊草、披针草、车前草、狗尾草等，草种播种标准为15kg/hm2。
3.2.3 暴雨期矿坑积水处理工程
矿山生产在正常情况下矿坑积水很少，全部抽到沉淀池沉淀后用于采矿生产，而暴雨期矿坑积水较多，沉淀池容积不能容纳暴雨期的矿坑积水，此时如果直接外排将导致受纳地表水体受到污染（主要是钼污染）。采取的措施为：一旦暴雨期产生大量矿坑积水，则停止采矿生产，将矿坑积水暂时存于露天坑及沉淀池内，并在露天采场布置抽水泵，尽快架接管道将矿坑积水泵回选厂10万m3蓄水库回用于选矿生产，在恢复矿山生产前全部消耗，以确保矿坑积水不外排。架接管道需设置由露天采坑泵往蓄水库的管线，排水管采用DN300无缝钢管，共设两条（视情况一用一备或两条同时使用），由采坑底部沿边坡敷设至蓄水库，敷设距离约5.5km。
3.3 流域控制断面监测计划
通过本次环境综合整治，预期露天采场下游地表水中的钼浓度将逐步降低。为了跟踪监测地表水钼浓度变化，验证环境整治效果，在露天采场西侧地表水体的上下游布设了2个流域性断面（对照断面和控制断面），主要监测因子为pH和钼。每季度监测一次，并对数据存档、分析。
4 环境效益分析
该环境综合整治方案的实施可以有效促进和加速企业对露天采场现有环境问题的整治，大大减少对周边环境的污染程度；有效补充企业现有的风险防控及应急措施，使企业能够更好的对露天采场进行管理，预防突发环境事件的发生；通过减少污染源，使地表水体中的钼浓度逐步降低，极大改善了水环境质量，减轻对下游河流的影响。
经过环境综合整治，可减少的排入外环境的废水主要为矿坑积水，可用下式计算：
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式中：W为年均可利用雨水资源量（m3）；H为年均降雨量（mm），本方案取值712.6mm；?准为径流系数，本方案取值0.8；A为汇水面积（m2），本方案露天采场取值1.2×106m2。
经计算，露天采场年均可利用雨水资源量为684096m3，经过环境整治后禁止外排，全部回收利用，根据钼浓度检测值2.21mg/L，可得露天采场重金属钼的减排量为1.51t/a。
5 结论
①矿山开采中的环境风险不容忽视，在了解矿山露天采场污染源、现有防控措施的基础上，通过环境隐患排查查明露天采场的主要环境问题，有针对性的提出环境综合整治方案，消除隐患，降低环境风险，环境效益明显，可为矿山其他工业场地的环境整治方案提供参考。
②企业应制定环境隐患排查制度，定期查明存在的环境问题，并根据不同工业场地的特点，制定或更新相应的环境综合整治方案，提高企业环保管理水平，避免突发环境事件的发生。
参考文献：
[1]黄李惠子.露天采场土地复垦措施及效果浅析[J].安徽农学通报，2018，24（01）：59-60.
[2]曹学兵.矿山存在的环境问题以及矿山环境保护与整治建议[J].科技创新导报，2012，13：147.
[3]白飞，林星杰，尹波.尾矿库环境安全隐患排查技术要点分析及应用实例[J].有色金属（矿山部分），2017，69（05）：80-83. |
