1、德兴铜矿中长期排水规划与酸性水治理相结合的探讨江西铜业集团公司德兴铜矿 张建华摘要：本文分析了德兴铜矿因凹陷开采的不断深入带来的排水问题及其产生的酸性水给周围环境带来的影响，提出了与酸性水治理相结合的中长期排水规划，实现了既安全经济排水，又充分回收了酸性水中的 Cu 资源，保护生态环境的目的。关键词：排水 酸性水治理 结合1 前言德兴铜矿是世界上特大型斑岩铜矿之一，由铜厂、富家坞和朱砂红三个矿床组成，目前开采的铜厂采区年采剥总量 6400 万吨以上，是我国最大的露天开采铜矿。铜厂采区以 125 米水平为界，以上为山坡露天开采，降雨可通过截水沟自流排出境界外；125 米水平以下为凹陷开采，地下水
2、和降雨需用水泵排出。随着铜厂采区深度的不断加大，采区最低作业台阶的排水难度越来越大，尤其是由于矿山生产的特殊性产生了大量的酸性废水，如不采取有效的措施及时治理就外排，将对周围环境造成巨大的影响。因此，结合环保因素，制定经济的矿山中长期排水规划对矿山的长远发展的着非常重要的意义。2 采区排水现状2.1降雨量情况德兴铜矿地处湿润多雨气候区，降雨量大而集中，平均年降雨 1880.7mm。据本矿气象站 1958 至 2000 年统计，每年 3 月至 7 月为雨季，共 153 天，日平均降雨为 8.08mm；8 月至次年 2 月为旱季，共 212 天，日均降雨为 3.04mm；每年大于 50mm/d 的
3、暴雨平均达 9 次，日最大降雨量为 311.7mm。连续七日最大降雨量613mm。年平均气温 17，平均蒸发量 1332.3mm。2.2 水文地质情况采区除黄坑和西源尚有少量地表第四系覆盖薄层外，大部分以千枚岩和花岗闪长斑岩为主。近地表的风化带和部分构造带含裂隙水，但含水性较弱，大气降水是采场补充水的主要来源，汇水流量变化大且水质酸化程度不一，是露天排水的主要对象，同时也是酸性水处理工作难度最大的地方。2.3 现有的排水设施及排水能力为了确保采区采矿工程的合理推进，1990 年前后，对大坞河铜厂矿区段进行了改道。在东部破碎站上游修筑有拦水坝和排洪隧道，大坞头上游的汇水经拦截后沿南山采场境界外的
4、排洪隧道流到杨桃坞出口，再流入大坞河。水龙山的山水经水龙山 170m 截水沟流向境界外。北山运输大巷以东已形成黄牛前截水沟。此外，为了解决近期采区最低水平的排水问题，1994 年前后从西破向东穿过采区到达水龙山区段开掘了一条 95m 排水巷道，95m 台阶以上的汇水通过此巷道自流排出采区。95m 以下台阶的排水则依靠 65m 台阶临时移动泵站及排水系统。泵排至 95m 排水巷道排出采区。2000 年 12 月底，建成了由 86 m 泵站、84m 排水巷道、竖井、200m 泵站及排水管线等组成的酸性水输送系统。酸性水通过 86m 泵站，沿着 84m 排水巷道向北山黄牛前的 200m 泵站输送，穿
5、过 270m 标高的北山运输大巷疏干巷道后经废石场流入 4#尾矿库。2001 年，采区修筑了 95m 水平移动截水沟，把最低水平的汇水面积控制在0.35 平方公里内，使最低水平的汇水量减到最少，2002 年，50m 新水平开拓顺利且 50m 水仓的排水设施安装到位，但随着采矿作业线往西、北推进，现有的 95m截水沟、95m 排水巷道、临时排水泵站都将受不同程度影响，需构筑新的排水系统来满足生产需要。截至 2002 年，采区有 6 台 900 立方米/小时、2 台 800 立方米/ 小时的水泵，4台 400 立方米/小时的耐酸泵等，12 台泵排设备总排水能力达 8600 立方米/ 小时，基本能满
6、足生产要求。3、中长期排水规划基本思路：结合酸性水处理，按照大坞河 3-5 年变清的总要求。在现有的排水设施基础上，采用“拦、截、排 “三部分组成德兴铜矿铜厂采区中长期排水系统。3.1 采场排水系统的构成经过经济比较，规划采用露天坑底排水系统，“拦截与泵排“ 相结合的排水方法。95m 水平以上以拦截、自流排水为主，95m 水平以下以泵排为主。3.1.1 拦在大坞河上游、东破附近构筑拦水坝和排洪隧道，为了保证采区采矿工程合理推进，实行大坞河改道。大坞河改道隧道将大坞河流经采区的河道部分改在境界外，隧道全长 3100m，对采区山坡露天开采阶段防洪起到重要作用。3.1.2 截截水系统主要由 110m
7、 截水沟、50m 截水沟、290m 截水沟、170m 截水沟等组成。3.1.2.1 110 m 截水沟在采区封闭圈以下，修建 110m 环形截水沟。这也是铜厂采区露天坑底排水系统的主设施，全长 6100m，起点设在孔雀山和黄牛前结合部，出口在西破附近与大坞河连通，水流方向自东往西排出境界。3.1.2.2 50 m 截水沟50m 截水沟是采区中长期排水系统东部泵排系统的重要排水联络沟，全长1300m，主要功能是把北山东部-85m 坑底以上的汇水通过水泵扬至 50 m 截水沟。然后由 50 固定泵站扬至 110m 截水沟排出境界。3.1.2.3 170m 截水沟采区南部境界 170 平台修有长 2
8、500m 的 170m 截水沟，主要功能是拦截170m 边坡以上的汇水，暴雨期间通过泄水巷道排入大坞河改道隧道，平时利用截水沟的自流流入杨桃坞酸性水库，通过杨桃坞酸性水库与 1#集液库的连通巷道，泵至堆浸喷淋场，消化酸性水。通过萃取-电积装置，提取阴极铜。3.1.2.4 290m 截水沟在采区北部的西源岭、黄坑、黄牛前修建长 1800m 的 290m 截水沟，主要功能是拦截 290m 边坡以上的汇水，自东往西排出境界。3.1.3 排今后的 35 年，采区中长期排水系统尚未形成。随着采矿工程的推进，为了把采区最低台阶的汇水排出采坑，应在最低台阶靠近 95m 自流排水巷道一侧建临时泵站，对于 20
9、m 台阶及其下面的 23 个台阶的汇水，还需在 35m 水平靠近95m 自流排水巷道一侧建一临时接力泵站，在 35m 水平建临时截水沟，通过泵站或接力泵站把采场最低台阶的汇水排往 95m 自流排水巷道。 35 年之后，采场的这些由临时、移动排水设施和截水沟组成的近期排水系统将逐渐向中长期排水系统过渡。3.2 中长期排水设施建设进度安排截水沟建设进度表截水沟290m110m50m长度1800m6100m1300m建设时间安排2008-2010 年2003-2017 年2012-2015 年备注出露一段，建设一段，分区修建接力泵站建设进度表固定泵站 建设时间50m 2005 年-10m 2011
10、年-70m 2017 年-130m 2023 年-190m 2025 年4 与治理酸性水相结合针对德兴铜矿铜厂采区汇水既有清水又有酸性水的特殊情况，在环境保护的大背景下，如何经济地治理酸性水就成为制定中长期排水规划的一个重要影响因素。德兴铜矿酸性水处理系统由四个区域性子系统组成：一是采区 110m 以下泵排系统；二是杨桃坞酸性水库集送系统；三是祝家酸性水库堆浸系统；四是西部110 管线污水系统。德兴铜矿酸性水处理有三种方式：第一种是酸碱中和(泵入 4#尾矿库)；第二种是堆浸消耗与液面蒸发；第三种是进入处理站处理。具体安排如下：丰水期：50%进 4#尾矿库中和、30%进堆浸、20%进 110 污
11、水处理系统枯水期：60%进堆浸、40%进 4#尾矿库中和5 结语铜厂采区中长期排水规划与酸性水综合治理之间相互联系、相互影响，制定德兴铜矿采场中长期排水方案必须与酸性水综合治理相结合，以达到安全经济排水、并经济有效处理酸性水保护生态环境、提高矿山经济效益的目的。STUDY ON THE MIDDLE-TO-LONG-TERM DRAINAGEPROGRAM COMBIDING WITH THE ACIDIC WATER GOVERNINGAT DEXING COPPER MINEDexing Copper Mine, Jiangxi Copper Company Zhang JianhuaAb
12、stract In this article the drainage problem bring about by the continuously deep dent mining and the affect on the surrounding environment caused by the outputting acidic water are analyzed, the middle-to-long-term drainage program combining with the acidic water governing is put forward, which realizes the safety and economy drainage, makes the most use of the Cu resources in the acidic water, and reaches the goal of the environmental protection.Key word Drainage acidic water governing combination
