铁矿露天开采对地下水的环境影响预测分析
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铁矿露天开采对地下水的环境影响预测分析作者:郭玲利沈华
来源:《中国科技纵横》2016年第03期
【摘要】矿区属低山丘陵地形,由于矿体赋存在山坡上,直接出露地表,矿体规模小,矿山服务年限短。
如果采用地下开采方式,需要留设大量的保安矿柱,铁矿资源利用率太低,铁矿的共生资源也不能有效进行综合利用;本文以安徽巢湖某露天铁矿为例,从地下水水质与水位两个方面,对该铁矿露天开采可能对附近造成的地下水环境影响进行了预测分析,并提出了相应的环境保护对策。
【关键词】露天开采铁矿地下水环境影响地下水水质地下水水位
1 引言
采用地下开采方式,不仅投资大,采矿成本远远高于露天开采,而且容易发生安全事故[1]。
因此本次设计选择露天开采方式,铁矿石的共生建筑用石料矿也可进行得到有效利用。
然而,矿山在露天开采到地下水面以下时,会产生若干与地下水有关的问题[2],如矿山开采可能产生的废水对地下水水质的污染以及矿山疏干排水对周边地下水水位的影响。
因此,在矿山开采之前,应该对这些可能产生的影响进行预测分析,并提出相应的解决措施,以减少对环境的危害。
2 矿区概况
2.1 水文地质条件
(1)根据岩层含水特征及含水介质类型,将区内地层划分为如下两类含水岩组。
①松散岩类孔隙水含水岩组:岩性主要为粘土、亚粘土、砂、砾等,夹有基岩碎块。
厚度0~15m,含孔隙潜水,水量微弱。
②基岩裂隙含水岩组:岩性主要为混合岩、黑云斜长片麻岩、混合岩化片麻岩、磁铁矿化黑云斜长片麻岩等。
局部裂隙、孔洞发育,断续见有岩心破碎现象,富水性相对较弱。
矿山地质报告,片麻岩钻孔抽水试验结果,该含水岩组渗透系数为
O.0003605m/d,可视为相对隔水岩层。
(2)评估区地下水补给、迳流、排泄条件。
区域气候温湿,雨量较充沛,大气降水是地下水的主要补给来源。
基岩出露面积较大,并且断裂、节理裂隙较为发育,有利于降水入渗和地下水的运移。
地下水流向主要受地形控制,自东北向西南径流。
排泄则主要排向包括松散层孔隙水在内的浅层地下水或地表水,部分则以泉的形式溢出地表。
2.2 环境水文地质问题
矿区周边矿山企业主要为建筑石料、铁矿矿山企业,均属小规模开采,评价区内与影响地下水的其他人类活动较少,都在地下水的自我调节能力范围内,基本不对地下水水位、水质造成影响,未见因此引起的环境水文地质问题。
3 矿区露天开采对地下水环境影响预测与评价
3.1对地下水水质的影响预测分析
矿山整个生产过程本中所需生产用水主要包括设备冷却水、湿式凿岩用水、工作面和道路喷洒用水,其中设备冷却水循环使用,温式凿岩用水、工作面和道路喷洒过程不产生废水,因此正常情况下该项目无废水外排。
另外,采场附近不设生活区,无新生活污水外排。
固体废物的主要来源为开采过程中产生的剥离岩石和表土,剥离的表土应该单独储存堆放,用于本矿山闭坑后的恢复治理。
剥离的矿体顶板是可作修筑路基、厂房、房屋基础的填料,加以综合利用,因此矿山将来无废弃岩土排放,矿山不设永久置排土场,也不会因此产生废石淋溶水。
因此,该矿山在开采过程中不会对地下水水质产生影响。
3.2对地下水水位的影响预测分析
本项目运行期可能对地下水存在的主要是矿山在露天开采过程中,因疏干排水引起的地下水位下降,因此,依据《HJ610-2011环境影响评价技术导则-地下水环境》,建设项目区域影响半径的计算公式R= [3],
其中:
R为影响半径;
S为水位降深;
K为含水层渗透系数;
对于Ⅰ号矿体S取值为93,Ⅱ号矿体S取值为126m,渗透系数K的取值为
O.0003605m/d,则计算结果如下。
估算结果见表4-1,由表中可知,当各采矿场开采到最低标高时,基岩裂隙潜水水位下降的范围是从采场边界向外约3.41~5.37m。
在此范围以内的地下水向采场流动排泄,以外的地下水径流不受开采影响。
由于各沟谷是相对独立的水文地质单元,因此各采矿区水位下降影响范围仅局限于采矿矿坑所在的沟谷,对其他沟谷影响不大。
4 结论与建议
4.1结论
该矿山露天开采过程中,基本无废水外排,另外,采场附近不设生活区,无新生活污水外排。
因此本项目对地下水水质影响很小。
项目采矿工程实施后,改变了采矿区的地形、地貌和地下水的赋存条件,导致局部地下水位的变化。
采矿工程实施后,对基岩裂隙地下水的影响主要是由于矿坑水的疏排造成采矿区附近地下水位下降,而且随着采场水平的下降,地下水位下降逐年明显,将以采矿场为中心形成一水位降落漏斗,随着采场的向下推进,水位降落漏斗也随之扩大。
将影响局部的地下水自然平衡状态,改变局部水流方向。
通过前面的计算,本项目地下水位影响范围为3.41-5.37m,因此影响范围极小,采场周边地下水径流基本不受开采影响。
由于各沟谷是相对独立的水文地质单元,因此各采矿区水位下降影响范围仅局限于采矿矿坑所在的沟谷,对其他沟谷影响不大。
4.2 建议
(1)防止地下水超量开采,尽量减少矿坑的富余排水,并提高水资源的利用率。
(2)矿区外围设置截洪沟或挡水堤,减少区域水资源量损失。
(3)建立地下水动态监测系统[4],在矿区周围布置地下水水位观测井,监测水位的变化。
(4)制定供水应急预案,一旦发现因矿山开采影响周边居民饮用水的情况,立即启动预案。
(5)对生活污水"矿区生产污水做好收集处理工作,确保污水达标后再进行利用或者排放,以免对周围环境造成污染。
对于废矿石、矿渣,要在堆放时做好地面的防渗处理,避免形成矿石淋溶水下渗到地下水中,引起水污染。
参考文献:
[1]刘明.露天采矿矿山地质环境治理及恢复[J].科学时代,2013(13):2-2.
[2]张成梁,袁元和,刘士余等.采矿对山西省的环境影响及其生态修复策略[J].水土保持研究,2008,25(2):239-242.
[3]郑新嵛.西湾露天煤矿开采对地下水环境的影响分析[D].陕西西安:长安大学,2012.
[4]姬广青.露天煤矿开采对地下水环境的影响研究[D].内蒙古呼和浩特:内蒙古大学,2013.
作者简介:郭玲利(1984—),女,湖北武汉人,安徽省矿产资源储量评审中心工程师研究方向:地质工程。