鲁中矿业生产对区域水环境影响分析

张 明，曹英杰

（鲁中矿业有限公司，山东 济南 271113）

鲁中矿业有限公司地处济南市莱芜区张家洼街道办事处，是我国重点地下黑色金属矿山企业，生产规模为250万t/a，选矿厂设计选矿能力达到350万t/a。矿区产生的废水主要来源为生活污水（37 947.7 m3/a）、矿井涌水（2 574.51 m3/d）、超纯水制备排水（11 484 m3/a）、选矿厂选矿废水（107.32万m3/a）、脱盐水站排污水（4 320 m3/a）、化验室器皿两次清洗之后产生的清洗废水（30.97 m3/a）等。

1 矿区生产对水环境的影响

1）矿山排水对生产生活用水的影响。根据矿床的水文地质特征，采掘巷道内的涌水主要来自闪长岩和大理岩内的裂隙水，包括岩层底板闪长岩裂隙承压水、矿床南部奥陶系大理岩裂隙承压水、矿床西部及西南部奥陶系大理岩裂隙承压水。由于所在地地下水水质苦涩、矿化度高且岩石含水性微弱，在井下水疏干排水范围内，没有取自大理岩和闪长岩等深层地下水的供水井，因此矿山排水对生产生活用水没有影响。

2）尾矿库渗透水对地下水的影响。尾矿坝下游御驾泉沟出露的基岩地层为混合花岗岩、石灰岩，属煤系地层及第三系红板岩，岩层平均厚度大于300 m，且含水性和透水性极差，隔水性能良好。因此，尾矿库渗透水不会影响到深部的地下水系统。由于坝前第四系土层为粉质粘土层，渗透性和含水性较差，渗漏水多以上层滞水的形式存在，通过蒸发的形式被消耗掉，其对下游的第四系浅水层的影响也微乎其微。

3）改河工程对地下水系统的影响。南山阳河流经地段第四系地层下普遍发育有厚度300 m左右的第三系红板岩隔水岩层，因此第四系地下水系统与深部基岩地下水系统相对独立，二者之间没有水力联系，改河工程对深部基岩地下水系统没有影响。

4）矿区防渗处理措施。矿区做了防渗处理，并在采矿工程、选矿工程等污染区采取不同的防渗处理措施。一是在沿方下河东岸和塌陷区之间修建长1 409.6 m的截潜防渗墙和防洪堤；二是在南山阳河穿莱明路涵洞出口处设置沉砂池，沿莱明路向南砌筑长719 m、宽4 m、高3 m的暗渠，水流通过已有排洪沟经崔家庄村和张家洼村，于张家洼村以西汇入沙河；三是井下水仓采用钢筋混凝土结构进行防渗处理；四是各风井工业场地采取了混凝土硬化措施；五是在选矿厂、小官庄、张家洼等工业场地设置事故水池，危废暂存间设置围堰等，以防泄漏的危险废物污染环境。另外，由于设置了排水倒排系统，可将处理泄漏事故时可能产生的地面清洗废水引至场地事故水池，防止泄漏的危险废物及事故处理废水渗入地下而污染地下水。

2 矿区生产对地下水的影响

1）对地下水水位、水量的影响。该矿区于20世纪70年代首次开采，现状采矿生产能力250万t/a。在采矿工程运行期间，随着开拓巷道水平的不断降低，矿坑影响范围内的含水层基本被疏干，从而形成降水漏斗，导致矿区地下水水位的下降，对矿坑周围的灌溉形成一定的影响。

第三系官庄组的黏土质砂砾岩地层的厚度为200～700 m。矿层开采后，将会破坏矿区内第三系黏土质砂砾岩裂隙水含水岩组，矿坑排水使该含水岩组及矿区内奥陶系大理岩灰岩含水层的地下水水位下降。但由于第三系隔水层层厚巨大，矿坑排水对第四系松散岩类孔隙含水层的地下水影响不大。

2）对地下水水质的影响。在选矿厂和尾矿库的上、下游设置监测点对矿区地下水水质情况进行监测。尾矿库下游设置了2个监控井，根据监测数据可知，其中1个下游监控井总硬度、硫酸盐、总大肠菌群超标，其余指标均满足《地下水质量标准》中Ⅲ类标准要求，另外1个下游监控井除总大肠菌群超标外，其余指标均达标。由于尾矿库上游监控井得到的监测数据也存在总大肠菌群超标的现象，因此不能证明相关指标超标与尾矿库生产有直接关联。总体而言，尾矿库对周围地下水环境影响较小。

选矿厂下游的白龙店村监测点水体的硝酸盐氮、总大肠菌群均超标；选矿厂下游西邹村监测点水体的总硬度、溶解性总固体、硫酸盐氮、硝酸盐氮、总大肠菌群5项指标存在超标现象；选矿厂上游西生活区监测点水体的总硬度、溶解性总固体、硝酸盐氮、总大肠菌群4项指标超标，其余指标均满足《地下水质量标准》中Ⅲ类标准要求。选矿厂上下游水质超标因子无明显规律，由此可见，硝酸盐氮、总大肠菌群、总硬度、溶解性总固体超标现象具有区域性，考虑主要受当地地质以及区域水源的影响。在对选矿厂开工建设前做环境评价时，在南山阳村监测点进行了水质监测。通过数据对比，共同监测指标有pH值、铁、钴、镍、铜、亚硝酸盐6项。通过对比可知，铁、钴、镍、铜、亚硝酸盐5项指标均有不同程度的降低，区域水质总体呈改善趋势。因此，选矿厂的运行未造成区域地下水水质的恶化。

3 污水处理及排放情况

1）矿区生活污水处理采用A/A/O生物脱氮除磷、混凝沉淀和过滤工艺。根据山东省省控及以上重点监管企业自行监测方案发布的数据，鲁中矿业废水出水水质中COD、NH3-N、总氮、总磷等指标均符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准。

图1 A/A/O工艺污水处理工艺流程图

2）矿井涌水经排水系统排至小官庄-400 m水仓（2 600 m3）和-500 m水仓（2 500 m3），全部被回收利用于选矿厂工艺用水、小官庄井下破碎系统降尘用水以及井下凿岩、抑尘用水，不进行外排。矿坑涌水的有效利用减少了小官庄矿井及选矿厂自来水的用量，节约了水资源，也符合清洁生产的要求，减少了对区域环境的污染。

3）选矿废水排至28 m高效浓缩池与45 m尾矿浓缩池，浓缩后尾矿浓度为41%左右，由两级泵站加压输送入尾矿库。尾矿水中添加3#絮凝剂加速其沉淀，在库内沉淀澄清后，经溢塔井进入坝下消力池，最终作为净环水回用于选矿生产。

4）锅炉脱盐水站制水过程中会产生少量的污水，该部分污水水质可以满足选矿厂工艺用水需求，因此全部回用于与选矿厂工艺用水补水。

5）空压机用超纯水制备排水、化验室器皿二次清洗之后的废水经处理满足《污水排入城镇下水道水质标准》B等级标准后，排入市政管网。然后经葛洲坝水务（莱芜）有限公司（东厂）处理满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准后排放至嘶马河。

4 结语

鲁中矿业矿区内采矿、选矿工程等污染区均采取了防渗措施，未对区域地下水环境造成明显恶化。该区域距离水源地较远，不在水源井及水源地保护区地下水流向的上游，对附近的水源地基本无影响。为进一步消除矿业生产对水环境影响，鲁中矿业制定了地下水环境监测管理体系及地下水环境影响跟踪监测计划，对区域水环境进行定期监测，可以做到及时发现、及时补救地下水污染问题。并加强了对采选工程以及尾矿库的管理，避免矿区生产运行对水环境造成严重影响。