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【摘要】本文主要分析了砂金矿开采设计工作中的环保问题，针对砂金矿开采的设计环节展开分析，讨论了砂金矿开采设计工作中如何重视环保问题，提出了一些有效的对策。
【关键词】砂金矿；开采；设计；环保
中图分类号：S611文献标识码： A
一、前言
目前，我国砂金矿开采设计工作中，对于环保的关注度还不够高，很多设计人员并没有将环保问题纳入到设计工作中，也就导致了砂金矿开采的工作出现了众多问题，所以，做好砂金矿开采的设计环保工作非常有必要。
二、金矿开采的污染概述
中国金矿开采历史悠久，秦末汉初(2000多年前)已有使用昆汞法选金记载，至今国内仍有部分地区用混汞法回收粗粒金。混汞法在世界范围内曾得到广泛应用，直到20世纪50年代，混汞法提取的金产量仍占世界总产量的28％～40％。据保守估计，混汞提金过程约占整个人为释汞源的1／10，导致了金矿区严重的环境汞污染问题。汞(Hg)是金矿区特征污染物。
汞是环境中毒性最强的重金属元素之一，由于特殊的物理化学性质，汞是通过大气进行跨国界传输的全球性污染物。进入环境后的汞在特定条件下会转化为毒性更大、生物有效性更强的甲基汞(MeHg)，并通过各种途径进人食物链而构成对人类健康的危害。因此，金属矿山(尤其是金矿地区)开采活动引发的汞污染问题，越来越受到人们的关注。
三、砂金矿开采设计中环境污染的原因
砂金矿开采造成采金区及周边环境恶化的原因是多方面的，依据笔者多年从事砂金地质工作所掌握的资料，结合我国目前砂金生产形式分析认为，这种状况主要是人为因素造成的，究其根源有以下几个方面：
1、环境意识差、发展思想存在偏差
长期以来，砂金矿开发重矿产资源开发利用，轻矿山环境保护和恢复治理，大部分砂金矿山未把矿山环境治理及采金复垦工作列入矿山企业发展规划中．特别是20世纪80年代以来，一些地方在“有水快流”思想指导下引发的采金热，给采金区及周边生态环境带来了巨大的冲击和破坏．在砂金矿过采区，90％以上的砂金矿山没有进行环境治理及复垦工作。
2、砂金生产经营方式粗放、采金技术落后
由于我国砂金矿山大部分是中小矿山，矿山生产规模小，部分矿山企业，特别是数以千计的民采点不按规范要求作业，采富弃贫，滥采乱挖，造成资源利用率低下，并对矿山及周边地质环境造成破坏；同时由于我国船采工艺技术相对落后，从业人员环境意识差，用于治理环境污染和采金复垦的资金有限也是重要原因。
3、环境监管工作相对薄弱
一方面有法不依、执法不严现象严重，另一方面我国针对砂金矿山环境治理及复垦工作的专门法规出台相对较晚，特别是对一些老的砂金矿过采区及民采点，生态环境恢复治理及复垦工作的责任不清，难以实施有效的监管．直到1993年3月31日国家土地管理局根据《土地管理法》、《土地复垦规定》等法律、法规，从黄金矿山砂金生产建设的实际发出，才制定了《黄金矿山砂金生产土地复垦规定》．但由于土地管理部门职责范围广、覆盖面大、事务性工作多，管理难以到位。
4、经济补偿机制不健全
目前的大部分砂金矿山都是在过去计划经济体制下建立的，尚未建立起一个良好的环境治理及土地复垦的机制，如矿山闭坑后对周围环境破坏的恢复和废弃矿区的复垦，未包含在矿山生命周期的资金流动中．开采砂金所产生的利润大部分均上交给了国家，而国家却没有给企业留下矿山环境治理及复垦的资金，致使多数矿山企业无力承担矿山环境治理工作的责任，同时由于矿山环境污染防治和生态恢复技术滞后，也制约了矿山环境治理和复垦工作的开展．至于众多的私营矿山及数以千计的民采点，受经济利益驱使，采富弃贫，滥采乱挖，对砂金产区及周边生态环境造成的破坏作用就更为严重。
四、沉淀污水
1、采金船开采
（一）筑坝挡水沉淀
在开采河流冲积砂金矿时，在采金船作业区的下游，修筑挡水堤坝，以加快采场排放水的沉淀速度，污水经沉淀澄清，再排人河流或以抽水设备打人采场循环使用。沉淀堤坝的设计参数一般为：高度5～8．5m，上部宽度3～5m，迎水坡为1：2．5～3．0，背水坡為1：1．5～2．5，坝顶高出水位0．4～0．7m。
（二）利用旧采池净化污水
当采金船上行开采时，旧采池处在下游，设计时在下方留3～4个旧采池，使之串连，并使出水口处具备溢流的条件。用这种方法处理污水，效果较好，经济实用。
（三）用化学法加建霸浮懿凝沉淀
近年来，采金船越来越广泛地用于砂金开采，污水治理问题已引起世界许多国家的重视。俄罗斯黄金产量的70％～80％来自砂金矿山，开采船拥有量居世界之首。俄罗斯在利用加入化学药剂净化采池污水方面，进行了大量试验研究工作，通过工业试验表明，加入化学药剂加速悬浮物沉淀的方法，虽然成本较高，但水中悬浮物沉淀速度快。
常用的化学药剂为硫酸铁和75％的硫酸。例如，对污水排放量为1080t／h的采池，每小时向采池中注入25kg的工业硫酸铁时，采池水又经过2个沉淀池的净化，测得第二个沉淀池悬浮物的含量比采池平均降低10倍左右。俄罗斯乌拉尔砂金矿区，用酸作为凝结剂进行了工业试验，当对溢出量为2700t／h的沉淀池每分钟注入3L75％的硫酸后，又经过第二个沉淀池的净化，悬浮物含量从350～550nL，降到70～100ne,／L，絮凝沉淀效果明显。
此外，用石灰石处理采池污水也能使澄清速度加快。如果用酸(盐酸或硝酸)活化石灰石所生成的溶液净化采池排放水，比单独使用石灰石效果更好，悬浮物沉淀时间可缩短4～6倍。
2、水枪开采
水枪开采砂金矿用水量大，多数矿山都使用循环水。净化污水不仅是环保的要求，也是直接为生产服务。为加快污水沉淀，也是采用向沉淀池投放絮凝剂的办法，常用的化学药剂除硫酸铁(FeSO4·7H20)外，还有氯化铁(FeCh·6HzO)和生石灰(CaO)。以上3种药剂，氯化铁的成本低，但因生石灰来源广泛，多被利用。
五、复田
保护耕地是基本国策，复田是矿山建设中一项不少缺少的工作，在开采设计工作中应统筹安排。砂金矿露天开采毁坏耕地面积大，故复田必须跟上。
砂金矿露天开采，无论是机械开采、水枪开采或采金船开采，对过采区进行复土造田，应遵循的原则与实施步骤都大体相同。其原则是复田后的堆积层位，其物质颗粒组成和采前自然沉积特点应基本一致，使之不影响作物种植和草木生长，并努力缩短复田周期，及早恢复利用，减少经济损失。复田都要经历机械剥离、采区回填和种植覆盖等几个阶段。首先，必须根据地质资料了解剥离区段不同深度的岩性和厚度方面的特点，据此制定剥离计划。在剥离时应把土质层、砂层和砾石层进行分层剥离和单独堆放，为采后复田创造条件。待开采结束后，按一定顺序堆回各层物质，先堆回大块碎石和砾石，后堆砂类物质，经平整后再把土质层推覆在最上部。
为了尽快使过采区能被恢复利用和保证复田质量，应注意以下几方面问题：
(一)利用机械(如铲车和堆土机等)开采砂金矿床时，可将1个采区划分为若干个开采块段，并采用2个块段同时生产的办法，即其中1个块段边采矿边回填，而对另1个块段进行剥离，把剥离的表土层直接覆盖在已经回填地段的最上部。这样做，既加快了复田速度，又避免了表土的2次搬运，可以降低复田成本。利用采金船开采时，也适合采用边采边复田的做法。
(二)砾石和砂回填到采空区以后，要用拖拉机反复整平和压实，以消除凹凸不平和避免沉陷。有条件时，应在砾石层上覆盖1层黄土，对耕作层水分下渗起到阻隔作用；最后再在黄土层上覆盖耕作土层。
【关键词】砂金矿；开采；设计；环保
中图分类号：S611文献标识码： A
一、前言
目前，我国砂金矿开采设计工作中，对于环保的关注度还不够高，很多设计人员并没有将环保问题纳入到设计工作中，也就导致了砂金矿开采的工作出现了众多问题，所以，做好砂金矿开采的设计环保工作非常有必要。
二、金矿开采的污染概述
中国金矿开采历史悠久，秦末汉初(2000多年前)已有使用昆汞法选金记载，至今国内仍有部分地区用混汞法回收粗粒金。混汞法在世界范围内曾得到广泛应用，直到20世纪50年代，混汞法提取的金产量仍占世界总产量的28％～40％。据保守估计，混汞提金过程约占整个人为释汞源的1／10，导致了金矿区严重的环境汞污染问题。汞(Hg)是金矿区特征污染物。
汞是环境中毒性最强的重金属元素之一，由于特殊的物理化学性质，汞是通过大气进行跨国界传输的全球性污染物。进入环境后的汞在特定条件下会转化为毒性更大、生物有效性更强的甲基汞(MeHg)，并通过各种途径进人食物链而构成对人类健康的危害。因此，金属矿山(尤其是金矿地区)开采活动引发的汞污染问题，越来越受到人们的关注。
三、砂金矿开采设计中环境污染的原因
砂金矿开采造成采金区及周边环境恶化的原因是多方面的，依据笔者多年从事砂金地质工作所掌握的资料，结合我国目前砂金生产形式分析认为，这种状况主要是人为因素造成的，究其根源有以下几个方面：
1、环境意识差、发展思想存在偏差
长期以来，砂金矿开发重矿产资源开发利用，轻矿山环境保护和恢复治理，大部分砂金矿山未把矿山环境治理及采金复垦工作列入矿山企业发展规划中．特别是20世纪80年代以来，一些地方在“有水快流”思想指导下引发的采金热，给采金区及周边生态环境带来了巨大的冲击和破坏．在砂金矿过采区，90％以上的砂金矿山没有进行环境治理及复垦工作。
2、砂金生产经营方式粗放、采金技术落后
由于我国砂金矿山大部分是中小矿山，矿山生产规模小，部分矿山企业，特别是数以千计的民采点不按规范要求作业，采富弃贫，滥采乱挖，造成资源利用率低下，并对矿山及周边地质环境造成破坏；同时由于我国船采工艺技术相对落后，从业人员环境意识差，用于治理环境污染和采金复垦的资金有限也是重要原因。
3、环境监管工作相对薄弱
一方面有法不依、执法不严现象严重，另一方面我国针对砂金矿山环境治理及复垦工作的专门法规出台相对较晚，特别是对一些老的砂金矿过采区及民采点，生态环境恢复治理及复垦工作的责任不清，难以实施有效的监管．直到1993年3月31日国家土地管理局根据《土地管理法》、《土地复垦规定》等法律、法规，从黄金矿山砂金生产建设的实际发出，才制定了《黄金矿山砂金生产土地复垦规定》．但由于土地管理部门职责范围广、覆盖面大、事务性工作多，管理难以到位。
4、经济补偿机制不健全
目前的大部分砂金矿山都是在过去计划经济体制下建立的，尚未建立起一个良好的环境治理及土地复垦的机制，如矿山闭坑后对周围环境破坏的恢复和废弃矿区的复垦，未包含在矿山生命周期的资金流动中．开采砂金所产生的利润大部分均上交给了国家，而国家却没有给企业留下矿山环境治理及复垦的资金，致使多数矿山企业无力承担矿山环境治理工作的责任，同时由于矿山环境污染防治和生态恢复技术滞后，也制约了矿山环境治理和复垦工作的开展．至于众多的私营矿山及数以千计的民采点，受经济利益驱使，采富弃贫，滥采乱挖，对砂金产区及周边生态环境造成的破坏作用就更为严重。
四、沉淀污水
1、采金船开采
（一）筑坝挡水沉淀
在开采河流冲积砂金矿时，在采金船作业区的下游，修筑挡水堤坝，以加快采场排放水的沉淀速度，污水经沉淀澄清，再排人河流或以抽水设备打人采场循环使用。沉淀堤坝的设计参数一般为：高度5～8．5m，上部宽度3～5m，迎水坡为1：2．5～3．0，背水坡為1：1．5～2．5，坝顶高出水位0．4～0．7m。
（二）利用旧采池净化污水
当采金船上行开采时，旧采池处在下游，设计时在下方留3～4个旧采池，使之串连，并使出水口处具备溢流的条件。用这种方法处理污水，效果较好，经济实用。
（三）用化学法加建霸浮懿凝沉淀
近年来，采金船越来越广泛地用于砂金开采，污水治理问题已引起世界许多国家的重视。俄罗斯黄金产量的70％～80％来自砂金矿山，开采船拥有量居世界之首。俄罗斯在利用加入化学药剂净化采池污水方面，进行了大量试验研究工作，通过工业试验表明，加入化学药剂加速悬浮物沉淀的方法，虽然成本较高，但水中悬浮物沉淀速度快。
常用的化学药剂为硫酸铁和75％的硫酸。例如，对污水排放量为1080t／h的采池，每小时向采池中注入25kg的工业硫酸铁时，采池水又经过2个沉淀池的净化，测得第二个沉淀池悬浮物的含量比采池平均降低10倍左右。俄罗斯乌拉尔砂金矿区，用酸作为凝结剂进行了工业试验，当对溢出量为2700t／h的沉淀池每分钟注入3L75％的硫酸后，又经过第二个沉淀池的净化，悬浮物含量从350～550nL，降到70～100ne,／L，絮凝沉淀效果明显。
此外，用石灰石处理采池污水也能使澄清速度加快。如果用酸(盐酸或硝酸)活化石灰石所生成的溶液净化采池排放水，比单独使用石灰石效果更好，悬浮物沉淀时间可缩短4～6倍。
2、水枪开采
水枪开采砂金矿用水量大，多数矿山都使用循环水。净化污水不仅是环保的要求，也是直接为生产服务。为加快污水沉淀，也是采用向沉淀池投放絮凝剂的办法，常用的化学药剂除硫酸铁(FeSO4·7H20)外，还有氯化铁(FeCh·6HzO)和生石灰(CaO)。以上3种药剂，氯化铁的成本低，但因生石灰来源广泛，多被利用。
五、复田
保护耕地是基本国策，复田是矿山建设中一项不少缺少的工作，在开采设计工作中应统筹安排。砂金矿露天开采毁坏耕地面积大，故复田必须跟上。
砂金矿露天开采，无论是机械开采、水枪开采或采金船开采，对过采区进行复土造田，应遵循的原则与实施步骤都大体相同。其原则是复田后的堆积层位，其物质颗粒组成和采前自然沉积特点应基本一致，使之不影响作物种植和草木生长，并努力缩短复田周期，及早恢复利用，减少经济损失。复田都要经历机械剥离、采区回填和种植覆盖等几个阶段。首先，必须根据地质资料了解剥离区段不同深度的岩性和厚度方面的特点，据此制定剥离计划。在剥离时应把土质层、砂层和砾石层进行分层剥离和单独堆放，为采后复田创造条件。待开采结束后，按一定顺序堆回各层物质，先堆回大块碎石和砾石，后堆砂类物质，经平整后再把土质层推覆在最上部。
为了尽快使过采区能被恢复利用和保证复田质量，应注意以下几方面问题：
(一)利用机械(如铲车和堆土机等)开采砂金矿床时，可将1个采区划分为若干个开采块段，并采用2个块段同时生产的办法，即其中1个块段边采矿边回填，而对另1个块段进行剥离，把剥离的表土层直接覆盖在已经回填地段的最上部。这样做，既加快了复田速度，又避免了表土的2次搬运，可以降低复田成本。利用采金船开采时，也适合采用边采边复田的做法。
(二)砾石和砂回填到采空区以后，要用拖拉机反复整平和压实，以消除凹凸不平和避免沉陷。有条件时，应在砾石层上覆盖1层黄土，对耕作层水分下渗起到阻隔作用；最后再在黄土层上覆盖耕作土层。