铜山口铜矿地下酸水综合治理实施方案

朱先艳

（大冶有色金属有限责任公司铜山口铜矿，湖北 黄石 435122）

2016年6月份以来，因地表连续降雨，6月28日晚酸性水突然大量涌入矿区金狮斜井±0m中段，其PH值为2～3，水质呈强酸性，最大涌水量达到500m3/h左右，平均流量在200m3/h左右，下泄到-160m中段、-220m中段巷道，导致井下-160m中段、-540m中段水泵房被淹，排水系统、提升系统、运输系统机械设备管线设施等腐蚀严重。为有效控制酸水对铜山口铜矿地下生产破坏性及外部环境污染，黄石、大冶两级市政府及大冶有色金属集团公司高度重视，成立了市、集团、矿三级酸水综合治理专项领导小组，制定了详细酸水综合治理实施方案，确保了酸水治理后处于可控状态。

1 酸性水来源

铜山口矿区金狮斜井±0m中段酸性水来源于狮子山矿区。由于大冶市泰诚公司狮子山铜矿海绵铜停产后，停止了地下排水，大量的酸性水通过断层、裂隙、塌陷区流入并储存于采空区及巷道之中，狮子山矿区Ⅳ号矿体无序开采，致使井下采空区及巷道之间多处连通，酸性水最终从铜山口矿区金狮斜井±0m中段泄出。狮子山铜矿连续开采10余年，其采空区分布在-88米至+46米标高；±0m中段下面还存有50～70万m3左右的采空区，目前充满了大量的酸性水和废酸泥渣。又有地表铜山口河水和雨水、地下水补给，所以±0m中段酸水将存在一段时间。酸性水必须尽早进行治理，否则周围环境就会遭受严重污染。

2 酸水综合治理实施方案

铜山口铜矿发生酸水灾害当晚，矿领导向集团公司汇报灾情，同时执行应急救援预案，依据技术人员及时收集狮子山铜矿开采资料，提出了临时治理措施。第二天三级酸水综合治理专项领导小组制定了酸水综合治理实施方案，分三阶段实施。初期阶段酸水治理应急处置方案；中期阶段酸水源头治理方案；后期阶段酸水治理流程优化方案。

2.1 初期阶段酸水治理应急处置方案

为安全度汛，2016年7月3日开始施工±0m水平挡水墙，于7月8日完工。持续下雨，7月18日上午，墙体因养护时间短，强度不高，承压后下部开始渗漏，随之破坏，±0m酸水再次大量泄出至-160m中段及-480m中段以下。造成两中段水泵腐蚀不能正常排水，更换了水泵；保证水泵不被腐蚀，在-160m中段水仓入口处人工三班加纯碱进行中和，用PH试纸测酸碱，控制水的PH值。铜山口铜矿立即采取封堵狮子山铜矿采空区与铜山口矿南缘相通所有巷道，防止酸性水再次涌入铜山口铜矿生产区域。因生产设备被腐蚀，需采购更新、更换、维修，井下生产全线停产，同时进行清理淤泥，恢复照明等工作。影响生产达50d。

（1）施工±0m中段挡水墙。根据±0m中段和金狮斜井地面及井筒现场情况，并结合上部露天开采现状，在距离金狮斜井±0m中段30m原挡水墙外再做一堵挡水墙，厚度［1］为1000mm，C25钢筋砼，并在墙体处打注浆Ф25×1500mm锚杆，间距900mm，埋设四根带法兰盘的Φ204×8PVC管（2根）和Φ108×6PVC管（2根）作为导排水排泥管。在-160m中段巷道进行中和，占据巷道空间，影响运输；处理不及时，容易腐蚀排水系统，所以不能在-160m中段水仓入口处继续进行中和处理，而是改排到金狮斜井地面。在±0m中段浇灌两层挡水墙外10 m处用砖砌1 m高二四墙积水池，安装三台酸性水泵，两根8寸水管，±0m中段酸水排到地表中转池。

（2）施工-160m中段、-100m中段挡水墙。在金狮斜井底部车场内距离-160m中段南缘巷道6.5m处浇C25钢筋挡水墙，厚度为1500mm。

先在巷道四周刻槽，槽宽为1500mm，巷道两帮及顶板、底板槽深分为300mm、500mm，在槽内施工同样规格锚杆，埋设同样4根管。在-100m中段金狮斜井底部车场内距离南缘巷道10m处施工同-160m中段挡水墙。

（3）通过断层、原岩裂隙、回采爆破产生裂隙渗透到-100m中段、-160m中段金狮斜井底部车场的酸水和泥渣，每季度进行泄压排放，人工加纯碱中和，pH值达到6～7左右。

2.2 中期阶段酸水源头治理方案

（1）控制酸性水源头，减少酸性水再次产生。8月中旬铜山口铜矿在狮子山地表酸性水区域进行中和处理，在狮子山原生产区域修建简易公路，有6处地下裂隙区域加注生石灰；利用雨水逐步渗透中和酸性水。

（2）酸性水在地表进行中和处理后，在狮子山矿区外地表进行防渗、截排水处理，避免酸性水污染环境范围扩大。

2.3 后期阶段酸水治理流程优化方案

在±0m中段巷道积水池安装三台耐酸泵(两用一备)，将±0m酸水抽排到地表中转池，起初每班两人负责排水和加中和药剂，成本太高。经优化成无人值守，自动控制停排酸水;同时在地表中和池旁安装石灰自动添加系统［2］，兼职人员上料即可。将中和后pH值达到6～7左右水溢流到清水池内，用二台耐酸泵抽排到选厂φ45m浓密池，与尾砂水再度中和，进入尾砂管道输送系统抽排至尾矿库，在澄清后废水直接补充选矿工业生产，节约水1300m3/d，减少生产水从铜山口河的取水量。有时影响选矿回收率，时间很短10～15分钟内，随时调整中和石灰用量，但从来没有发生产品不合格现象。

图1 酸水治理流程图

2.4 建立酸性水监测系统

安环科定期对狮子山矿酸性水区域内观测井、地表中转池酸性水及排往尾矿库后的存放水的水质取样监测，做好检测记录，出现异常，及时分析，调整石灰用量。

3 结论

铜山口铜矿实施了酸水综合治理方案后，经两年多运行，井下挡水墙牢固完好无损，无渗漏，无淹井现象；-160m中段、-540m中段水仓水质正常；井下生产机械设备设施等再没有出现被腐蚀现象，确保安全渡汛；周围从未发生过环境污染事件，酸水经过综合治理后，直接补充选矿工业生产水，节约了水资。