科技成果

阅读数: 2578

成果名称: 小秦岭金矿带矿山地质环境问题调查与评价

成果登记号: 9612015Y0368

第一完成单位: 中国地质调查局西安地质调查中心

联 系 人: 贺帅军

成果类型: 应用技术

技术领域: 环境保护与资源综合利用

应用行业: 采矿业

成果简介:

   (一)课题来源与背景   小秦岭金矿带是我国第二大黄金产区。由于矿山地质环境保护意识淡薄,小秦岭金矿区成为80年代中后期我国矿业秩序混乱、环境破坏最为严重的典型矿区,被中央电视台《焦点访谈》两次曝光。为此,中国地质调查局2007年部署了《小秦岭金矿带矿山环境地质问题调查与评价》项目(2007、2009年),项目组2008年获得国土资源部行业科研专项《农田土壤重金属污染的农作物风险与阻断研究》、2009年获国家自然科学基金面上项目《矿渣型石流起动机理与临界条件研究》项目,在地质调查的基础上,深化了水土重金属污染、矿渣型泥石流形成机理与防控关键技术研究,为小秦岭金矿区地质环境防治提供了扎实的基础资料和科技支撑。   (二)取得的主要成果   1.创新性调查成果   ①系统地查明、定量化评价了小秦岭金矿开采区1000平方公里内59条矿渣型泥石流隐患沟的危险性,建立了矿渣型泥石流成灾模式,提出了泥石流隐患沟的防治措施与对策;②系统研究了矿业活动重金属元素从矿石尾矿中释放、在水土大气环境中迁移转化、农田及农作物中以及人群头发中累积的全过程;③查明了矿区10条水系及其底泥中重金属的现状和时空变化;④查明了人口密集区地下水重金属及氰化物污染程度和时间变化;⑤查明了农田土壤重金属的污染程度、时空变异和主要农作物(小麦、玉米)和蔬菜的重金属的潜在生态风险及人体健康风险。   2.矿渣型泥石流成灾模式及防治技术   采矿废渣引发的泥石流(矿渣型泥石流)是山地矿山危害最严重人工泥石流,其形成机理及成灾模式显著不同于一般泥石流。通过野外泥石流沟废渣堆参数统计、颗粒级配分析、透水性试验等工作,开展了废渣堆放水模拟启动试验,研究了矿渣型泥石流的形成机理及启动的临界参数,结合典型泥石流沟案例解剖,构建了堵溃型矿山泥石流的形成模式,据此提出了拦渣、排水、疏浚行洪通道的矿渣型泥石流防治新理念。   3.尾矿渣复垦还田安全经济的方法技术   通过废弃尾矿渣场复垦还田的现场种植实验和室内盆栽试验,创新形成了含有毒重金属的尾矿渣场安全经济的复垦还田技术方法,即采取三合土隔离层、分层覆土分层碾压的阻隔新思路、新技术、新工艺,有效阻隔尾矿渣中的重金属通过毛细作用上升到耕作层,减低复垦还田覆土厚度,保障安全经济的尾矿渣复垦还田。   (三)技术的创新与先进性   1.首次全面系统地揭示了小秦岭金矿区水土环境重金属污染及其人群健康效应的严重性,建立了矿区土壤重金属累积程度的评判方法,确定了土壤重金属总量、有效态含量与农作物含量之间的关系,为矿区水土污染早期预警与治理提供了重要的科学依据。   2.首次研究了矿渣型泥石流启动的临界条件,创建了堵溃型矿渣型泥石流成灾模式,构建了固渣、疏浚行洪通道的防治新理念,为科学防治矿渣型泥石流提供理论支撑。   3.创建了有毒重金属尾矿渣场复垦还田安全经济的技术方法,减少复垦用客土数量,有效降低了复垦成本,还为切断尾矿渣污染源,保障复垦后农作物食用安全,以及增加耕地林地、改善矿区环境发挥了技术支撑作用。   4.项目的实施,丰富和发展了金属矿山地质环境调查技术方法,为后续编制中国地质调查局局标《1:5万矿山地质环境调查评价规范(DD2014-05)》提供了技术蓝本。   5.出版了全国首套以矿山地质环境防治为主题的《矿山地质环境保护与治理恢复科普宣传挂图》,促进了绿色矿山建设;获得1项实用新型专利(ZL201320212389.7),3项发明专利;建立了国土资源部陕西潼关矿山地质环境野外科学观测研究基地。   (四)技术的成熟度、适用范围和应用情况   地质调查、科学研究项目取得了多项创新性成果,在为政府制定矿山地质环境防治规划、实施矿山泥石流防治、土壤重金属污染修复等方面发挥了重要作用,为矿山地质环境调查评价提供了示范技术蓝本;项目成果已经指导了陕西省潼关县、河南省灵宝市6个亿的矿山地质环境治理工程,显著改善了矿山地质环境,避免了重大人员伤亡,促进了人体健康安全。