广西贺州市龙水金矿尾矿库引发地质灾害预测及防治对策研究

发表时间:2021/4/15   来源:《科学与技术》2021年第2期   作者:雷金泉1,2 张绍屏1,2
[导读] 金矿的开采一方面给社会带来了可观的经济效益
        1.中国冶金地质总局广西地质勘查院,广西南宁 530022;
        2.中国冶金地质总局矿产资源研究院,北京 101300
 
        [摘要]金矿的开采一方面给社会带来了可观的经济效益,另一方面势必会导致地质环境问题[1]。尾矿库是矿山生产的主要设施,也是事故易发部位[2],且为极具威胁的污染源,尾砂通常含有毒性污染物及镉、砷、铅、锌、银、汞等有害重金属,是一个巨大隐患的“毒场”[3],对水体污染影响较大。滑坡、泥石流、水体污染等一系列的灾害已经不断地威胁到人民的生命财产安全。本文通过全面搜集尾矿库及周边已有资料,对尾矿库可能引发的地质灾害问题进行预测,并提出相应的地质灾害防治对策。
        [关键词]尾矿库  泥石流  水体污染  地质灾害  防治对策  
0  引言
        尾矿库的建设是金矿矿山生产的主要设施,也是事故易发部位,且为极具威胁的污染源。龙水金矿尾矿库位于贺州市八步区南乡镇江坪村,尾矿库下游与都江河临近,两岸均有村庄分布。本次结合现场调查,预测尾矿库可能引发的坝体滑坡、泥石流、水体污染等地质灾害,并对各种可能发生的地质灾害提出相应的防治对策。
1  尾矿库概况
1.1自然地理概况
        龙水金矿尾距离贺州市南乡镇约10km。地形地貌受地层、构造控制,主要为花岗岩组成的中低山地貌。区域最高处为石鼓山山顶,标高为1112.8m,最低处为都江河与龙水小溪交汇处,标高为267.0m。
1.2工程建设概况
        尾矿坝由初期坝和堆积坝组成。初期坝为均质碾压土坝,外坡用干砌块石护坡,上下游坝坡坡比均为1: 2.5,坝底高程为285m,坝顶高程306.5m,初期坝高21.5m;后期坝为尾矿堆积坝,最终坝顶高程 337m,总坝高52m;总库容74.207万m3,有效库容63.08万m3。
        经现场调查,尾矿坝坝坡稳定、无变形、开裂等坝体病害。坝下游坡面植被较好。根据企业提供的运行、管理资料及现场调查,目前尾矿库坝体完好,无病害,局部坡面有冲蚀现象。排水系统运行正常。
2  尾矿库库区水文地质条件
        尾矿库出露的地层有第四系(Q)及加里东期花岗岩(γδ3),根据岩性结构、贮水空间等,区域地下水类型划分为:松散岩类孔隙水、块状基岩风化裂隙水。
        1、松散岩类孔隙水:主要分布于都江河及溪流两岸地带,地下水赋存第四系冲洪积层的粘土、砂砾石层的孔隙中,主要接受大气降水、灌溉及河水的渗透补给,未见有泉水出露,含水层厚度变化大且分布不连续,部分为透水不含水层,水位埋藏深度一般1~4m,富水性弱~中等。
        2、块状基岩风化裂隙水:分布在含尾矿库在内的整个区域,岩性为加里东期花岗岩(γδ3),泉水流量为0.0080~1.0857L/ s,富水性弱~中等。
        地下水流向总趋势与地形坡向一致。北面地下水总体是自南向北汇流,以泉的形式排泄入山谷或小溪中往都江河汇流。南面地下水总体是自北向南汇流,最后汇集流向南面洞心小溪和都江河。石鼓山西面,地下水排泄进入大塘小溪。都江河为该区地下水的最终排泄基准面。
3  尾矿库引发地质灾害预测
        根据龙水尾矿库特点,可能引发的地质灾害主要有:坝体滑坡、泥石流和水体污染。
3.1坝体滑坡
        龙水尾矿库现总坝高49.7m,尾矿约51万 m3。尾矿坝后期采用上游式尾矿筑坝法,堆积坝以尾矿渣后退式堆积,坝下游外侧坡采用阶梯式人工筑小堤法堆筑,坝体强度低,稳定性差,在初期坝与后期堆积坝之间存在一个抗剪能力极低的潜在滑动面[4]。

在雨水渗入浸泡作用下可能发生坝体滑坡,威胁下游耕种的农民安全,损坏永久基本农田。
3.2泥石流
        库区西南面已设置有两条排水沟,将坡面汇流雨水收集后排往库区外面。一旦库岸发生崩塌滑坡及其他杂物在排水时涌入、淤积或堵塞排水沟,降低泄流能力,对尾矿库防洪安全造成影响。溪水直接进入库区,可能导致溃坝,引发泥石流,威胁下游村民及过往行人、车辆安全,损坏永久基本农田,对都江河造成淤塞,造成危害较大。
3.3水体污染
        地表主要为第四系残坡积层(Qel+dl):厚度为0.90~7.30m。渗透系数K范围值为:3.21×10-3~4.65×10-2cm/s,透水性中等,天然包气带防污性能弱。
        下伏地层为:加里东期花岗岩(γδ3),总厚度大于2000m。渗透系数K范围值为:5.14×10-5~8.58×10-4cm/s,透水性弱~中等,天然包气带防污性能弱,局部中等。
        从2020.5-2020.6对尾矿库周边地下水水质分析结果来看,在该工作区所采水样中各指标总体达到地下水质Ⅲ类及以上标准,局部有不同程度的铁、锰、锌、pH值含量超标。局部某些指标超出地下水质Ⅲ类标准,现状地下水水质总体良好。
        根据检测结果,该尾矿库对下游水体污染影响小。
4  地质灾害的防治对策
        (1)在尾矿坝做好监测桩等,时刻关注坝体变形,必要时应采取相应的加固措施。
        (2)要做好周边和坡面的截水、排水工程,防止降雨渗入边坡土体内而发生崩塌、滑坡,堵塞大塘小溪排水口,使溪水直接进入库区,导致溃坝,引发泥石流地质灾害。
        (3)做好尾矿库雨污分流,生产废水经处理后循环使用,不外排。在回采过程中,应注意保持排水沟通畅,防止尾砂及其他杂物在排水时涌入、淤积或堵塞排水沟,降低泄流能力,对尾矿库防洪安全造成影响。做好安全措施生产污水不会对地表水和地下水造成影响。
        (4)设置地下水监测孔,定期取水样进行分析监测,发现污水泄露及时处理。
        (5)汛期前及汛期,必须对尾矿坝进行全面检查,发现有破坏,及时处理,防止暴雨冲刷坝体引起破坏。
5  结语
        库区的地质环境条件对尾矿库的设置较有利,做好相应的保护措施是可行的。现状地下水水质总体良好。根据检测结果,该尾矿库对下游水体污染影响小。后期应对坝体进行变形监测,做好巡防,排查隐患,防止降雨及溪水进入库区造成溃坝,从而引发泥石流。
        
        
       


        参考文献
        [1]冯小娟,高文,刘美美,李浩。金矿尾矿库地质灾害与环境保护。绿色科技,2017(04)。
        [2]林玉山,张卫。尾矿库地质灾害与危险性评估.桂林理工大学报,2006(第26卷,第4期)。
        [3]尾矿库地质灾害的预测及防治措施,2017-03-22(百度文库)。
        [4]蒲明。尾矿库地质灾害主要特征及防治对策。世界有色金属,2017(019),200-201。
作者简介:雷金泉(1983-),男,汉族,籍贯江西省宜春市,本科,工程师,主要从事水文地质工程地质环境地质相关工作。
通讯地址:广西南宁市新竹路41号广西地质勘查院。Email:1059179481@qq.com,
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