锡多金属矿尾矿库地下水污染特征与评价

采用标准指数法和内梅罗综合指数法评价某锡多金属矿尾矿库周边深层、浅层地下水质量状况,研究地下水污染特征,为同类尾矿库地下水污染防治及矿区环境综合整治提供科学依据。研究结果表明:尾矿及选矿废水下渗等导致锡多金属矿尾矿库下游浅层地下水受到污染,尚未污染下游深层地下水。尾矿库上、下游同一位置深层地下水水质优于浅层地下水水质。地下水水平迁移能力强于垂向迁移,下层浅层地下水铅、砷超标应引起重视,应在尾矿库四周进行防渗处理,遏制尾矿库下游浅层地下水水质进一步恶化。     

招远市金矿采、选废水的利用与管理

主要介绍招远市金矿矿坑外排废水水质、利用现状及金矿洗选废水对环境的污染问题。多年监测结果表明,招远市金矿矿坑水二次污染程度较轻,外排水水质全部符合农田灌溉和选矿用水的水质标准,部分还可作生活饮用水利用;区内金矿选矿废水中,氰化废水CN、Cu严重超标,浮选外排废水虽实现了达标排放,但总硬度、矿化度、Ca^2＋及硫酸盐等成分含量普遍较高,对地下水仍有一定的污染作用。现场浸染试验结果反映出废水排放后在自然环境下的自然降解过程较短,对地下水影响局限于较小的范围内。     

金选矿厂含氰废水中氰化物降解及其环境风险评价

对陕西凤县四方金矿选矿过程中氰化物的迁移转化和降解进行了研究,结果表明,其尾矿库外排含氰废水氰化物浓度达到国家规定的排放标准。在此基础上对氰化物环境风险进行评价,为同类项目尾矿浆和尾矿水环境风险评价提供可信的基础数据。     

江西城门山铜硫矿湖下露天采矿中的环境污染与保护

本文论述了九江市城门山铜硫特大型矿床在湖下露天采矿及选矿中对自然环境的污染途径，提出了污染后果及环境保护措施。巨大的露天矿坑中，富含硫化物的矿体及围岩处于有水的氧化条件下，矿坑水就会变成富含硫酸、亚硫酸及ＳＯ２的污染源。用富含硫化物的围岩拦湖筑坝，湖底污泥厚３０－４５ｍ，将坝内湖水及污泥排向外湖，是一重要的污染途径。选矿中的浮选药剂大多是有毒物质，加上矿石中Ｃｄ、Ａｓ含量较高，选矿废水也是一个重要的污染源     

阳朔铅锌矿的环境现状与尾矿废水处理模式分析

阳朔铅锌矿的环境污染因素主要是采矿废石、选矿尾矿、废液等，主要有害物质为Pb、Cd等重金属元素和残余的选矿药剂，对环境特别是下游环境存在潜在危害。该矿通过建设规范化的尾矿库和废水处理系统，采用尾矿浆由坝体向内(上游)倒流排放沉淀尾矿砂、废水经二级多池串联自然沉淀澄清的处理模式，增强了坝体稳定安全；不使用或极少使用化学沉淀药剂，降低了治污成本。废水处理后，水质清澈无异味，达到国家工业生产污水处理二级排放标准。     

山东省尾矿库遥感调查与环境影响分析

矿山尾矿库存在巨大的潜在危害,是不可轻视的环境风险源。为实现对山东省尾矿库的遥感监测与分析,利用我国遥感14号、24号、5号和高分2号等卫星高分辨率遥感图像,对全省矿山尾矿库进行全面的遥感解译,摸清了现有尾矿库的类型、数量、位置、规模及使用状态。截至2015年12月,山东省共有尾矿库585座,以铁矿和金矿尾矿库为主,主要集中在胶东地区(烟台、青岛和威海),经野外实地验证,遥感调查结果全部正确; 从尾矿库占用和破坏土地、尾矿废水污染、粉尘污染以及地质灾害隐患等方面分析了尾矿库对环境的影响,建议相关部门予以高度重视,及时排查尾矿库的隐患。     

基于水平衡模型和水质模型的尾矿库防渗方案量化评估

本文构建了某尾矿库水平衡模型和水质模型,定量分析了尾矿库渗水对下游地表水质的影响,为该尾矿库是否需要构建防渗设施以及采取何种防渗方案提供依据。首先对尾矿坝的二维渗流场进行分析,计算得到的渗流量作为水平衡和水质模型的输入参数。再建立尾矿库的水平衡模型和水质模型,模拟尾矿库在无防渗设施和有防渗设施不同工况下尾矿库渗水、库内盈余水和下游河水的水质情况。水质预测结果分析表明,尾矿库渗漏会显著影响下游河水水质,建议对该尾矿库采取全库水平防渗方案,具体包括尾矿坝上游坝坡铺设HDPE土工膜,库内基底及边坡铺设1 m厚防渗黏土层,且防渗黏土层渗透系数要求达到10^-5～10^-6 cm/s,尾矿库干滩长度要求大于200 m,精选尾矿和粗选尾矿分开排放,其中精选尾矿采用水下排放方式,并保持浸没。     

相思谷尾矿库溃坝最大流量沿程演进计算

中国是矿业大国,每年选矿产生的尾矿约3亿t,除小部分作为矿山充填或综合利用外,绝大部分要堆存于尾矿库(朱君星,2009)。目前已形成一定规模的尾矿库约1500余座,大多安全度水平低,一旦溃坝,将严重影响下游生活区及工矿企业、重要设施的安全,造成人民生命和财产的重大损失。大坝溃决分析,模拟洪水在河道的     

辐射井技术在尾矿库降排水工程中的应用

尾矿库是我国重大危险源之一,而尾矿库内的浸润线又是坝体安全的重要指标之一,为有效排出尾矿中的水,降低尾矿库内浸润线,本文通过辐射井技术在尾矿库降排水工程中应用的多个成功工程实例,归纳、总结并提出该技术在尾矿库应用过程中的设计思路、施工要点及工艺方法等。     

自然沉淀-离子交换联合方法处理某锡铅锌多金属矿选矿废水初步研究

锡铅锌多金属矿选矿废水是含有机物和重金属两类污染物废水。采用自然沉淀对锡铅锌多金属矿选矿废水处理,一些重金属元素会脱除,而锌、锡变化不大,用离子交换会使废水出水达到铅锌工业污染物排放标准。用浓密池浓缩、自然沉淀和离子交换处理实际选矿废水,有机物和重金属元素被有效地削减和脱除。     

铜尾砂和钨尾砂的抗剪强度及宏细观分析

铜矿和钨矿在经过开采和选矿过程后产生大量的尾砂,尾砂的抗剪强度直接影响到尾砂筑坝的稳定安全性和材料的创新利用。尾矿库现场取回尾砂的级配曲线不同于选矿产生的全尾砂,选用合适的尾砂抗剪强度参数以及对不同尾砂抗剪强度的比较和分析有助于评估尾矿库的溃坝安全性。为了深入研究铜、钨两种尾砂的抗剪强度及异同点,针对不同粒径范围的铜、钨尾砂进行了直剪试验、X射线衍射分析和扫描电镜分析。直剪试验结果表明,干燥尾砂表现出无黏性土的强度性质,相同粒组尺寸的铜尾砂抗剪强度要高于钨尾砂的抗剪强度;铜尾砂和钨尾砂在含水率为15%情况下的抗剪强度表现出一定的黏聚力,使其抗剪强度相对于干燥状态下提高了16.7%~83.8%;随着含水率从10%增加到20%,细粒钨尾砂的内摩擦角变化不大,含水量的增加使得钨尾砂的黏聚力较明显地减小并使得抗剪强度降低。X射线衍射分析结果显示铜尾砂和钨尾砂都以石英为主晶相,其余矿物成分大都是以硅酸盐为主的次生矿物;5000倍扫描电镜照片显示细粒尾砂颗粒的表面附着一定量的黏土矿物,黏土矿物的存在导致了尾砂抗剪强度随含水率增加而发生变化。     

Mine waste water self-purification (arsenic) in neutral hydrogeochemical ecosystem: A case study from V-Ti-Fe mine tailings

The fate of the arsenic (As) under neutral hydrogeochemical conditions in the mining ecosystem has attracted increasing concern, as the ecological restoration of As provides a possibility for safe use of mine water. However, successful cases are still inadequately reported worldwide. Therefore, to investigate the As-behavior in the mine tailings ecosystem, a study of the Wanniangou tailings pond (regional largest V-Ti-Fe mine tailings pond, Sichuan province, China) and the downstream (Rehe River) was conducted. It involves hydro-geochemistry, mineralogy, biogeochemistry, and the Geographically Weighted Regression model (GWR). The results reveal that: (1) the pH range of the mine water is 6.32 to 7.21. The chemical weathering of tailings resulted in an abnormal As concentration in water (e.g., transport pipe wastewater 76.5 μg L⁻¹, the outlet of tailings pond 28.4 μg L⁻¹), and it declines to the national water quality guideline (<10 μg L⁻¹) after 2.59 km from the pond outlet. (2) Although sulfide oxidation boosts As migration in the tailings, As ecological refixation is promoted by tailings particle percolation, river sediment absorption, and aquatic plant uptake. The As refixation behaviors vary spatially, corresponding with the diversity of precipitation and absorption. Besides, Manganese (oxides or/and hydroxides) is conducive to As coprecipitation in the neutral hydrogeochemical environment. (3) The site selection of the V-Ti-Fe mine tailings pond with a downstream longer than 3 km creates a toxic metals self-restoration buffer zone, which could relieve the contamination probability and make the mining wastewater re-utilization feasible.     

尾矿库溃坝运动特征模拟研究

尾矿库是一个具有高势能的人造危险源,一旦溃坝,将严重威胁下游人民生命财产安全和生态环境保护。由于尾矿库溃坝因素和条件的复杂性,以及溃坝体在下游沟道或场地运动及滞留特征的不确定性,导致尾矿库溃坝后的运动特征预测成为一个难点。本文基于连续介质和非连续介质力学理论,考虑当前流固耦合数值模拟能力和特征,运用Massflow和PFC3D软件,结合无人机精细测量、现场调查和验证分析等手段,开展了多手段相结合的尾矿库溃坝运动特征模拟研究。研究发现,基于PFC3D和Massflow两种数值方法模拟溃坝后的尾矿砂运动过程有所不同。Massflow模拟结果显示,大部分尾砂体沿着尾矿库下游的曲折沟道运移,在沟谷与张唐铁路交汇的涵洞处堆积;而PFC3D模拟结果显示,尾矿库溃坝后大部分尾矿砂沿着尾矿库主体朝向溃决漫流,少部分进入其下游曲折沟道。研究认为,考虑地质体和运动过程的不确定性,对于尾矿库溃坝的运动特征模拟宜结合两种不同理论基础的模拟方法,并结合实际尾矿库情况进行综合分析预测。     

某尾矿坝毛细水带内的坝体材料物理力学特性研究

毛细水的存在将使尾矿坝坝体材料的物理力学特性发生较大变化,这种变化对尾矿坝的安全稳定势必产生影响,而国内外在此方面的研究工作却鲜有报道。为此,开展了某尾矿坝坝体材料现场取样、室内土工试验工作,并采用自制的毛细水带分层取样试验装置开展了长达6个月的毛细水上升测试工作,通过分层取样及土工试验,得到了毛细水带内尾矿砂的物理力学特性,进而系统地研究了毛细水带尾矿砂的含水率、重度、黏聚力、内摩擦角等物理力学指标随毛细水高度的变化特征。研究发现,毛细水带内尾矿砂的含水率和重度均随毛细高度而减小;黏聚力和内摩擦角的变化均随毛细高度和含水率呈先增大后减小的变化规律,其中内摩擦角的变化规律与以往相关研究所得结论并不完全相符,分析指出,这是由于毛细水和尾矿砂颗粒的表面特性所导致的;简要分析了抗剪强度随毛细高度的变化规律,发现其受毛细作用影响较大,呈先增大后减小的变化趋势。研究结果为坝体、边坡等工程的稳定性研究工作提供了一种新思路,为今后建立考虑毛细水作用下尾矿坝稳定性分析方法和理论奠定了基础。     

Consolidation and incipient oxidation of alkaline arsenopyrite-bearing mine tailings,Macraes Mine,New Zealand

Fine grained (ca. 15 μm), arsenopyrite-bearing mine tailings have been exposed to drying and oxidation for 4 a pending relocation. The tailings are still partly covered by a pond of decanted pore waters. The water table in drying tailings has lowered by 1–3 m and desiccation cracks up to 2 cm wide have formed on the 1 m scale, extending through the unsaturated zone. Tailings in the unsaturated zone have similar pore water contents to saturated tailings: typically 16–32 wt% water. Saturated tailings retain alkaline pH (ca. 10) from the mine cyanidation plant, but pH lowers progressively towards ca. 7 near the surface, or near desiccation cracks, in the unsaturated zone. The redox state of the tailings changes in parallel with pH, with an empirical relationship: Eh(mV)=−55 pH+290. Water in the remnant decant pond reflects this relationship also. Unsaturated tailings have variable but low permeabilities, typically 10⁻³ to 10⁻⁴ m/day, and more permeable horizons have allowed incursion of oxygenated air and/or rain water from desiccation cracks. Sulphide grains in all tailings examined are unaltered. Sulphides and solutions in the tailings are out of thermodynamic equilibrium predicted from the redox–pH conditions, due to kinetic constraints. Incursion of rain water locally facilitates deposition from pore waters of insoluble Fe oxide and arsenate minerals, thus fixing As in the dry unsaturated tailings.     

精细地形下的尾矿坝稳定性及溃坝模拟分析

目前在尾矿坝稳定性和溃坝模拟分析方面,对溃口位置及水砂的流动状态难以做出准确判断。将尾矿坝稳定性和溃坝模拟有机结合,采用FLAC3D计算正常水位、洪水位、漫顶水位三种工况下尾矿坝稳定性,并利用Rhino与Fluent建立尾矿库及下游精细地形,开展尾矿库溃坝水砂在不同时刻及不同地形下的流动状态研究分析。结果表明:（1）浸润线的埋深随尾矿库水位的升高而变小,由正常水位升高至洪水位时浸润线埋深下降5～8 m,漫顶水位时坝顶浸润线沿坡面向下运移约8 m;（2）库水位对剪切带及尾矿坝稳定性有显著影响,从正常水位到洪水位时,剪切带纵向上不断向坝体内部延伸,横向上不断向坝脚延伸,剪切应变率增大为5.78×10?5,尾矿坝稳定系数由1.80下降至1.32;（3）达到坝顶时剪切带急剧缩短,而剪切应变率进一步增大为3.32×10?4,尾矿坝稳定系数由1.32下降到1.18。溃坝水砂的流动状态受地形影响明显,在山谷中表现为范围减小、流速增大的汇聚流动,在平坦农田处表现为范围增大、流速减小的发散流动特点。     

Groundwater flow and radionuclide decay-chain transport modelling around a proposed uranium tailings pond in India

Extensive hydrogeological investigations followed by three-dimensional groundwater flow and contaminant transport modelling were carried out around a proposed uranium tailings pond at Seripalli in Andhra Pradesh, India, to estimate its radiological impact. The hydrogeological parameters and measured groundwater level were used to model the groundwater flow and contaminant transport from the uranium tailings pond using a finite-element-based model. The simulated groundwater level compares reasonably with the observed groundwater level. Subsequently, the transport of long-lived radionuclides such as ²³⁸U, ²³⁴U, ²³⁰Th and ²²⁶Ra from the proposed tailings pond was modelled. The ingrowths of progenies were also considered in the modelling. It was observed that these radionuclides move very little from the tailings pond, even at the end of 10,000 y, due to their high distribution coefficients and low groundwater velocities. These concentrations were translated into committed effective dose rates at different distances in the vicinity of the uranium tailings pond. The results indicated that the highest effective dose rate to members of the public along the groundwater flow pathway is 2.5 times lower than the drinking water guideline of 0.1?mSv/y, even after a long time period of 10,000 y.     

尾矿库浸润线解析解及适用性分析

目前求解尾矿库浸润线大多采用数值模拟和模型试验的方法,尚没有建立起完善的尾矿库浸润线的解析解。鉴于此,建立了尾矿库浸润线的理论模型,采用能量方程和达西渗透定律推导了尾矿库浸润线的微分方程,并建立了上下游边界条件方程。在此基础上,求解了尾矿库浸润线的解析解（由于在解析解的推导过程中引入了杜比假定,该解析解更适应于库底底坡较缓的尾矿库浸润线的预测）,并与数值模拟结果进行了对比分析,验证了解析解的正确性。考虑到尾矿库的复杂性,分析了尾矿砂各向异性、尾矿库地质分层和底坡地形对尾矿库浸润线分布的影响,探讨了所提出的解析解对复杂尾矿库浸润线求解的适应性,通过尾矿库实例验证了文中浸润线解析解的有效性。     

高密度电法勘探数据在Voxler平台的三维可视化展示——及其在尾矿库隐患勘查中的应用

尾矿库内堆放的有污染的固体和液体废物若得不到合理妥善的处理,会对周边的环境造成严重的污染.为了确定尾矿库的稳定性,分析尾矿库内的固、液废弃物对周边土壤和地下水的影响,急需查明尾矿库的形态特征和库容规模.高密度电法作为一种常规的物探方法,以其简便、快捷、高效等特点,在确定尾矿库形态特征方面成为现场探测的首选技术手段.本研究运用高密度电法反演得到尾矿库的底界面范围,并结合钻孔验证,在Voxler平台构建了尾矿库的可视化三维模型,从而更加精确计算尾矿砂的方量,证明了高密度电法在确定尾矿库形态特征中的可行性.     

尾矿砂的动力特性研究

目前国内许多尾矿坝的初始坝本身不透水且无排渗设施,因而整个尾矿坝体浸润线很高,坝内大部分尾矿砂处于饱和状态。在动荷载的作用下,这些尾矿砂的动力特性对尾矿坝的安全稳定具有重要的意义。本文利用液压式振动三轴仪,研究了某尾矿坝内尾矿砂的动力特性,讨论了影响尾矿砂液化的因素。