加拿大澳大利亚矿山尾矿坝生态治理实例.doc

加拿大澳大利亚矿山尾矿坝生态治理实例 尾矿坝由于年久失修或地质环境的变化，坝体可能出现危损的状况而失去作用或影响其功能的发挥，在一定的自然环境下，还会造成溃坝、泥石流、崩塌等灾害的发生。对于危损尾矿坝的治理是我国矿山地质环境治理项目的重要内容之一，其主要工程有修筑排水系统，加强构筑物泄流能力和强度、稳固坝体以利于防风，水土保持，恢复植被等。加拿大和澳大利亚是世界矿业大国，两国在尾矿坝的治理上也是处于世界先进水平。本文介绍了两国在尾矿坝生态治理上的几个实例。 一、加拿大尾矿坝治理实例——Barrick金矿和萨德伯里Falconbridge Mill的尾矿坝治理 （一）加拿大Barrick金矿尾矿坝治理 Barrick金矿的LTA矿位于加拿大魁北克Malartic市东南大约8.5公里处，是一个地下矿，从1965年开始衰竭，厂房和尾矿堆积物粗略估计约占地140公顷。1996年Barrick金矿LTA的尾矿坝开始进行有效的治理，目标是改进采用复合法覆盖尾矿坝以阻止酸性水产生的问题。1996年冬对60公顷的场所采用全面的复合法覆盖，在此法中碱性尾矿被很好的作为底层材料来使用。在该项目中使用了一种全面的复合覆盖法，在此过程中增加了第一个步骤（例如,防止氧化的障碍物），同时提倡更多的使用尾矿及其废弃物。这个项目从最初的设计、施工到监测,经过三年的时间（从1996年到1998年），使用的覆盖法平均降低了尾矿氧化率95%，氧化阻碍层每年都保持在85%的饱和状态下。主要使用的方法：覆盖规划：被选择的1号区域：基础的防腐蚀保护性覆盖（使用沙和砂砾）防止酸性物质的渗出；被选择的2号区域：采用碱性尾矿进行单一的覆盖；被选择的3号区域：使用沙、砂砾和尾矿进行的阻碍氧化工程。 图1加拿大Barrick金矿尾矿坝治理覆盖结构图 覆盖规划是由Golder Associés和Michel Aubertin教授联合设计的，使用了适当的数学模型和复杂的水力模拟系统。最后使用了覆盖层厚度灵敏度分析。通过模型选择的最适宜的构造由三层组成。第一层是0.5米厚的沙子层，主要用在1号区域，沙子来自邻近的采沙坑，这层造成了毛细管状的阻截层阻止2号区域被冲淡。第二层是由0.8米厚的材质紧密的低渗水性材料组成，它的主要功能是控制阻碍物质被氧化，同时，使用一些尾矿材料。第三层是由沙子和砂砾组成的0.3米厚的防腐保护层。最后，在覆盖工程中使用了近似0.54立方毫米的沙子和沙砾，0.52立方毫米的碱性尾矿，LTA覆盖面积60公顷。覆盖后的监控是通过安置在不同位置的仪器得到的数据进行分析。阶段A，在1996年夏天执行，以覆盖后现有的水文地质勘查条件为基础进行评估，通过模型进行了模拟性的可行性研究。该阶段由10个位置安装的设备组成，分别安装在10个堤坝的外部。1997年夏天进行阶段B的监测，此次使用30个监测站。 然后对覆盖效果进行客观的论证与评定。经过专家组的评定，认为因Barrick金矿LTA尾矿坝顶部条件不同于其他坡的外部条件，此坡顶部陡立，外部坡度是3H:1V。由于使用以前的堆积方法，粗糙、干燥的材料堆积在坡的外部，并在尾矿坝的西南角建造了沉淀物池。因这些因素的影响，专家们认为在覆盖中要求使用高密度的材料固定在坡外部，同时配合使用孔隙度较低的覆盖材料。该覆盖材料要具有较高的吸水性，这样才能使渗透条件优良并限制氧化的扩散。根据沃特卢大学测试耗氧量的方法显示：如果不覆盖，该尾矿每年每平方米将平均消耗氧气517摩尔。覆盖后每层的氧化量处在饱和状态之内，阻止了未覆盖条件下的耗氧量。经过近3年的监测，覆盖后的顶层耗氧量平均值大约是每年每平方米13摩尔，最外层大约是每年每平方米34摩尔。经过为期3年的恢复治理使尾矿的氧化过程降低了大约95%，达到了项目最初的目标——每年的饱和率控制在大约85%以上。 （二）加拿大萨德伯里尾矿覆盖 Falconbridge Mill位于安大略省萨德伯里市东北15公里处，1928年开始运营，1988年关闭，但是其中的5号矿和8号矿一直运营到1990年。Falconbridge Mill在62年的采矿和冶炼工程中产生和利用了大量的尾矿。新尾矿区建在工厂的北部，面积约2平方公里，由低层区和4个尾矿坝组成，确定了1、6、7号区。尾矿集中堆积在西南方，在1978年～1984年期间大约有32万吨储存在新尾矿区域，其中约7%是硫磺。上世纪90年代早期对尾矿坝选择的覆盖不能彻底解决问题。1990年，当加拿大新矿业法颁布时，Falconbridge决定在新尾矿区域进行覆盖规划以此来阻止尾矿污染。1997年12月覆盖规划被提交给安大略政府北部矿业发展部门，1998年中旬被正式接收。他们的规划根