魯中礦業生產對區域水環境影響分析

張 明，曹英杰

（魯中礦業有限公司，山東 濟南 271113）

魯中礦業有限公司地處濟南市萊蕪區張家洼街道辦事處，是我國重點地下黑色金屬礦山企業，生產規模為250萬t/a，選礦廠設計選礦能力達到350萬t/a。礦區產生的廢水主要來源為生活污水（37 947.7 m3/a）、礦井涌水（2 574.51 m3/d）、超純水制備排水（11 484 m3/a）、選礦廠選礦廢水（107.32萬m3/a）、脫鹽水站排污水（4 320 m3/a）、化驗室器皿兩次清洗之后產生的清洗廢水（30.97 m3/a）等。

1 礦區生產對水環境的影響

1）礦山排水對生產生活用水的影響。根據礦床的水文地質特征，采掘巷道內的涌水主要來自閃長巖和大理巖內的裂隙水，包括巖層底板閃長巖裂隙承壓水、礦床南部奧陶系大理巖裂隙承壓水、礦床西部及西南部奧陶系大理巖裂隙承壓水。由于所在地地下水水質苦澀、礦化度高且巖石含水性微弱，在井下水疏干排水范圍內，沒有取自大理巖和閃長巖等深層地下水的供水井，因此礦山排水對生產生活用水沒有影響。

2）尾礦庫滲透水對地下水的影響。尾礦壩下游御駕泉溝出露的基巖地層為混合花崗巖、石灰巖，屬煤系地層及第三系紅板巖，巖層平均厚度大于300 m，且含水性和透水性極差，隔水性能良好。因此，尾礦庫滲透水不會影響到深部的地下水系統。由于壩前第四系土層為粉質粘土層，滲透性和含水性較差，滲漏水多以上層滯水的形式存在，通過蒸發的形式被消耗掉，其對下游的第四系淺水層的影響也微乎其微。

3）改河工程對地下水系統的影響。南山陽河流經地段第四系地層下普遍發育有厚度300 m左右的第三系紅板巖隔水巖層，因此第四系地下水系統與深部基巖地下水系統相對獨立，二者之間沒有水力聯系，改河工程對深部基巖地下水系統沒有影響。

4）礦區防滲處理措施。礦區做了防滲處理，并在采礦工程、選礦工程等污染區采取不同的防滲處理措施。一是在沿方下河東岸和塌陷區之間修建長1 409.6 m的截潛防滲墻和防洪堤；二是在南山陽河穿萊明路涵洞出口處設置沉砂池，沿萊明路向南砌筑長719 m、寬4 m、高3 m的暗渠，水流通過已有排洪溝經崔家莊村和張家洼村，于張家洼村以西匯入沙河；三是井下水倉采用鋼筋混凝土結構進行防滲處理；四是各風井工業場地采取了混凝土硬化措施；五是在選礦廠、小官莊、張家洼等工業場地設置事故水池，危廢暫存間設置圍堰等，以防泄漏的危險廢物污染環境。另外，由于設置了排水倒排系統，可將處理泄漏事故時可能產生的地面清洗廢水引至場地事故水池，防止泄漏的危險廢物及事故處理廢水滲入地下而污染地下水。

2 礦區生產對地下水的影響

1）對地下水水位、水量的影響。該礦區于20世紀70年代首次開采，現狀采礦生產能力250萬t/a。在采礦工程運行期間，隨著開拓巷道水平的不斷降低，礦坑影響范圍內的含水層基本被疏干，從而形成降水漏斗，導致礦區地下水水位的下降，對礦坑周圍的灌溉形成一定的影響。

第三系官莊組的黏土質砂礫巖地層的厚度為200～700 m。礦層開采后，將會破壞礦區內第三系黏土質砂礫巖裂隙水含水巖組，礦坑排水使該含水巖組及礦區內奧陶系大理巖灰巖含水層的地下水水位下降。但由于第三系隔水層層厚巨大，礦坑排水對第四系松散巖類孔隙含水層的地下水影響不大。

2）對地下水水質的影響。在選礦廠和尾礦庫的上、下游設置監測點對礦區地下水水質情況進行監測。尾礦庫下游設置了2個監控井，根據監測數據可知，其中1個下游監控井總硬度、硫酸鹽、總大腸菌群超標，其余指標均滿足《地下水質量標準》中Ⅲ類標準要求，另外1個下游監控井除總大腸菌群超標外，其余指標均達標。由于尾礦庫上游監控井得到的監測數據也存在總大腸菌群超標的現象，因此不能證明相關指標超標與尾礦庫生產有直接關聯。總體而言，尾礦庫對周圍地下水環境影響較小。

選礦廠下游的白龍店村監測點水體的硝酸鹽氮、總大腸菌群均超標；選礦廠下游西鄒村監測點水體的總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽氮、硝酸鹽氮、總大腸菌群5項指標存在超標現象；選礦廠上游西生活區監測點水體的總硬度、溶解性總固體、硝酸鹽氮、總大腸菌群4項指標超標，其余指標均滿足《地下水質量標準》中Ⅲ類標準要求。選礦廠上下游水質超標因子無明顯規律，由此可見，硝酸鹽氮、總大腸菌群、總硬度、溶解性總固體超標現象具有區域性，考慮主要受當地地質以及區域水源的影響。在對選礦廠開工建設前做環境評價時，在南山陽村監測點進行了水質監測。通過數據對比，共同監測指標有pH值、鐵、鈷、鎳、銅、亞硝酸鹽6項。通過對比可知，鐵、鈷、鎳、銅、亞硝酸鹽5項指標均有不同程度的降低，區域水質總體呈改善趨勢。因此，選礦廠的運行未造成區域地下水水質的惡化。

3 污水處理及排放情況

1）礦區生活污水處理采用A/A/O生物脫氮除磷、混凝沉淀和過濾工藝。根據山東省省控及以上重點監管企業自行監測方案發布的數據，魯中礦業廢水出水水質中COD、NH3-N、總氮、總磷等指標均符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標準。

圖1 A/A/O工藝污水處理工藝流程圖

2）礦井涌水經排水系統排至小官莊-400 m水倉（2 600 m3）和-500 m水倉（2 500 m3），全部被回收利用于選礦廠工藝用水、小官莊井下破碎系統降塵用水以及井下鑿巖、抑塵用水，不進行外排。礦坑涌水的有效利用減少了小官莊礦井及選礦廠自來水的用量，節約了水資源，也符合清潔生產的要求，減少了對區域環境的污染。

3）選礦廢水排至28 m高效濃縮池與45 m尾礦濃縮池，濃縮后尾礦濃度為41%左右，由兩級泵站加壓輸送入尾礦庫。尾礦水中添加3#絮凝劑加速其沉淀，在庫內沉淀澄清后，經溢塔井進入壩下消力池，最終作為凈環水回用于選礦生產。

4）鍋爐脫鹽水站制水過程中會產生少量的污水，該部分污水水質可以滿足選礦廠工藝用水需求，因此全部回用于與選礦廠工藝用水補水。

5）空壓機用超純水制備排水、化驗室器皿二次清洗之后的廢水經處理滿足《污水排入城鎮下水道水質標準》B等級標準后，排入市政管網。然后經葛洲壩水務（萊蕪）有限公司（東廠）處理滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準后排放至嘶馬河。

4 結語

魯中礦業礦區內采礦、選礦工程等污染區均采取了防滲措施，未對區域地下水環境造成明顯惡化。該區域距離水源地較遠，不在水源井及水源地保護區地下水流向的上游，對附近的水源地基本無影響。為進一步消除礦業生產對水環境影響，魯中礦業制定了地下水環境監測管理體系及地下水環境影響跟蹤監測計劃，對區域水環境進行定期監測，可以做到及時發現、及時補救地下水污染問題。并加強了對采選工程以及尾礦庫的管理，避免礦區生產運行對水環境造成嚴重影響。