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(2009-08-03 11:12:41)
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尾矿处理矿业开发澳大利亚 |
分类： 矿业论道 |
澳大利亚的最优尾矿管理
来源：国土资源情报 作者：徐曙光
来源：国土资源情报 作者：徐曙光
澳大利亚作为一个矿业大国，有许多历史遗留下来的矿区，例如莱伊尔山（Mt Lyell）、摩根山（Mt Morgan）和兰姆森林（Rum Jungle）就非常有名。这些矿区不同程度地存在着负面的环境和社会影响，其中尾矿储存设施引起的风险尤为突出，比如不良的处置方法、污染渗漏对地表和地下水的相关影响、尾矿和外坡面的侵蚀等。针对这种情况，澳大利亚提出了基于风险的系统性尾矿管理方法，涵盖尾矿管理的所有阶段，包括规划、设计、施工、运营、关闭、复垦和复田管理，即尾矿储存设施的生命周期。下面从尾矿管理可持续发展框架、矿山生命周期基于风险的方法、尾矿管理体系以及最优尾矿管理方法的未来发展方向分别进行阐述。
一、尾矿管理的可持续发展背景
1．持久价值是最优尾矿管理所遵循的原则
持久价值的宗旨是确保矿业领域中的活动不损害后代满足自身需要的能力，可有助于对政策的领会，满足“社会采矿许可”，具体包括： （l）贯彻实施不断完善的环境管理体系，以此对不利的环境影响进行评审、预防、减轻或改善； （2）为残余废弃物或加工品残渣提供安全储存； （3）依照适宜的土地复垦用途，恢复受干扰或被占用的土地； （4）与利益相关方和受影响方进行协商，识别、评价、管理与活动相关的所有重大经济、公众健康、安全、社会、环境风险问题； （5）将采矿、矿物、金属业务运营中的重大风险以及潜在风险的有效管理措施， 通知可能的受影响方。
2．长期社会和环境成本是最优尾矿管理的业务驱动力
常规的经济分析是最大程度减少初始投资支出，延缓复垦成本的投入。如果采取这种短期的经济视角，不考虑长期社会和环境成本，就不会有什么驱动力，不会依靠 开发阶段大量投入来避免或减少关闭阶段的支出。所以在开发的初期阶段以及尾矿 储存设施的设计和运行中，如果采取最优的尾矿管理方法，就可以优化关闭时的结果，可避免开展重大土方工程，以此来重建稳定的地貌和排水系统。同时在矿山运营中尽可能逐步复垦，让复垦工作在有运营资金、管理团队和相关资源保障时实 施，这样可降低监管机构所要求的财务保障成本。另外，最优尾矿管理方法可缩短 矿山关闭后的监测和维护时间。
3．最优尾矿管理的法规背景
澳大利亚尾矿和尾矿储存设施的法规制定归州政府和领地政府。虽然各地的法规要求不同，但总的原则是一致的，即： （1）尾矿储存和管理（包括复垦和关闭）法规的责任归矿业部门或环保部门； （2）污染控制和尾矿储存设施排水法规的责任归环保部门； （3）法规的焦点都是确保包括尾矿储存设施在内的尾矿管理办法是安全、稳定和无污染的。 在澳大利亚的某些州，尾矿储存设施的设计、建造、运行中的管理法规是通过特殊认法来涵盖的。
例如在新南威尔士州，大坝安全委员会依据《大坝安全法案 （1978）》（Dams Safety Act, 1978）对尾矿拦集法规的执行情况进行监督。另外，不同的主管机构也可同时发布各自的尾矿管理规范 在尾矿管理活动可能对国家环境产生重大影响时，尾矿管理活动要依据《联邦环境 保护和生物多样性保护法案（1999）》（EPBC法案）（Commonwealth Protection and Iodiversity Conservation Act 1999（EPBC Act）），严格执行评估和审批手续。
二、基于风险的矿山生命周期尾矿管理方法
最优尾矿管理方法是尾矿储存设施的规划、设计、施工、运行、关闭、复垦过程中基于风险的方法。采用这种方法时，需要合理规划，在尾矿储存设施的整个生命周期实施有效管理，同时对详细情况有充分的了解，将潜在风险控制在可接受的范围内。
1．基于风险的设计方法
2．风险分析方法 风险分析就是对可选方案以及发生破坏的可能性、后果和成本进行量化，将风险发生的可能性和后果相乘得到“风险等级”。
对于风险评估过程，《澳新标准4360： 2004》（AS/NZS 4360：2004）推荐使用如下步骤： （l）确立背景—地理背景、社会背景、环境背景，确定设计准则； （2）找出危险—会发生什么，在哪里发生，什么时候发生，如何发生，为什么发生； （3）分析风险—找出现有的控制方法，确定风险发生的可能性和后果，由此得出风险水平； （4）评价风险—将风险与设计规范作比较，进行敏感性分析，确定重要的和不重要的风险，设置优先次序，判定是否需要对风险采取措施； （5）解决所选择的风险—寻找备选方案并对其进行评估，编制和实施处理方案， 对残余风险进行分析和评价。 各矿业公司采用的风险分析方法各不相同，具体取决于采矿规模以及采矿方法。
风险分析方法的主要类型有： （l）定性风险图——包括隐患识别、可能性、后果、风险等级、补救措施； （2）半定量和定量方法—明确定性的隐患和可定量的隐患； （3）计算机分析—需要为主要工业设施的设计而收集的大量数据。
3．对变化情况的管理尾矿管理中所使用的基于风险的方法，必须具有灵活性，这样才能对处于变化中的情况进行管理。这些变化因素包括常规和预期的尾矿储存设施抬高、未预见到的规 模扩展，或使用了全新设施、新的处置方法等等。对这类变化因素的管理应该成为尾矿储存设施的规划、设计、施工、关闭和复垦过程中需要重点考虑的方面。
三、最优尾矿管理的体系
1．规划和设计 最优尾矿管理方法要求在尾矿储存设施规划和矿山规划之间做出调整，同时还必须 根据矿山规划的更改，对尾矿储存设施规划开展评审，必要时进行修改。
在具体的 规划和设计中，以下是需要考虑的几个方面： （l）在确定尾矿处理方式时，考虑到矿山规划和进度安排，例如是否利用表层土和废石作为隔离墙、封土和覆盖层； （2）尾矿储存设施的位置要防止矿产资源彻底贫化或对水资源的污染； （3）相应的堤防建筑材料和表面封土材料是否容易获取； （4）考虑到尾矿的地球化学特性，用来评定运行过程中和关闭之后酸性水和金属 矿废水排放的可能性； （5）对变化情况的管理，例如选矿厂生产能力的提高影响了尾矿和水的储存要求，尾矿表面的上升速度对尾矿坝强度和稳定性也有影响等等； （6）尾矿的再安置问题，例如某些尾矿可能含有贵重的矿物，因此管理方面的一个目标就是在可以经济回收之前，为其提供临时的储存场所。
在规划和设计阶段要制定尾矿管理计划，其组成包括： （1）矿山生命周期的尾矿储存设施计划—在整个营运期间尾矿将在什么地方储存，如何储存，预算多少（和进度表），施工分几个阶段（阶段进度表）；（2）设计规范—在矿山开采期限的每个阶段，尾矿储存设施在生产、岩土工程、 地球化学、运行与关闭期间的公众健康安全、社区以及环境方面预期达到的绩效目标； （3）设计报告—为达到规定的设计标准，对尾矿储存设施每个结构或阶段进行详细设计，其中包括图纸； （4）施工报告—有关尾矿储存设施施工的详细报告，该报告要以已有的图纸和施工质量计划为标准，包括竣工图和照片； （5）运行手册—包括运行原则、方法、相关资源和培训； （6）关闭计划—形成尾矿管理计划最终目标的关闭策略。
3．运行
此外，所有尾矿储存设施都应具备应急措施计划，确保万一出现故障，可采取适当的措施，尽量减少矿区现场和现场以外人员的安全风险，并且有组织、有系统地对事故做出反应，将影响降到最低。
4．关闭
下列3个方面是必须仔细考虑的：（1）关闭后的用地问题和最终地貌景观—设计阶段就要开始考虑，在矿山整个生命周期内继续予以关注，在关闭规划过程中要与利益相关方进行协调以达成一致。 （2）财务预算问题—应当建立全面考虑成本、规模（例如覆盖层厚度）、事件 （诸如暴雨和地震）、计划进度险计、施工、关闭后监测和维护）、项目风险的财务模型，否则很可能会大大低估备付金的数量。 （3）关闭后的监测和维护—需要列出所有关闭后的监测指标和标准，例如溶解物的数量和释放速度、植被再生长（物种、密度、除草管理）等。
关闭后的监测期长短因矿区的不同而有所差异，其截止时间一般是算到认为无可测量到的有害影响发生，或者完成后不可能发生有害影响时为止。在关闭计划中还可以对监测活动、监测报告、协调工作、维护的责任、义务、计划进度、财务预算等方面予以详细说明。
四、最优尾矿管理的未来发展方向
根据可持续发展的原则以及一些成功的尾矿管理案例，尾矿储存设施的设计、运行、关闭和复垦朝着如下方向发展： （l）尾矿的浓缩和膏体处置：减少用水和渗流，生成更稳定的尾矿沉积物； （2）尾矿脱水形成滤饼：可以湿法和干法堆放； （3）联合处置，粗粒废料与尾矿综合处置：更好地利用可用的储存空间，生成更 为稳定的沉积物； （4）膏体石用做覆盖密封层； （5）利用露天和地下矿坑回填安全储存尾矿； （6）尾矿地貌综合设计以及模拟周围的天然地貌； （7）尾矿的减量、回收和再利用。
（一）尾矿处置方法
传统的尾矿处置方法带来很多环境问题，比如占用大面积地表、破坏地貌景观、污染地下水、污染地表河流、造成粉尘问题等等。要避免这些问题和相关的风险，就需要在矿山整个生命周期内严格规划，采用最优处理方法。
1．尾矿浓缩和膏体化
2．尾矿脱水 过去的尾矿脱水处理是用离心机和过滤机，但成本非常高。由于用水短缺、未来对选矿补给水的限制以及酸性渗漏造成环境遗留问题，如果造成矿山停工，成本压力会更大，因而脱水处置反而成为一种经济有效的方法。 尾矿脱水可调节湿滤饼或干滤饼的稠度，这样就可以进行干态输送和处置，具有相当可观的长期性经济、社会和环境效益。离心机和过滤机设计操作也有了改善，特别是制备尾矿所需的絮凝剂得到了改进，因而提高了设备的效率，降低了脱水成本。
3．联合处置方法 主要是对矿山粗粒和细粒废弃物进行联合处置。这种方法减少了分开储存废弃物流 的体积或占地面积，而且得到的沉积物更稳定，具有显著的经济、社会和环境效益。
4．膏体石“变废为宝”
5．回填空穴
（二）景观恢复
1．地貌综合设计 一般情况下，矿区有这些组成要素：露天矿坑、地下巷道、废石堆、尾矿储存设施、选矿厂、办公建筑等。选矿厂和办公建筑有必要单独区分出来，而且不涉及大量的土方工程，关闭后也能马上恢复。露天矿坑和地下巷道可用来储存采矿和选矿废弃物，但废石堆和尾矿储存设施完全分开则没有必要，两种地貌可以合二为一。 废石可以堆在尾矿上，形成稳定的平台，平台上构筑最终的覆盖层，可以确保社区对环境利益的要求。
2．模拟周围的天然地貌 表面尾矿地貌应按照几何形态、地表覆盖层、结构和稳定性模拟周围的天然地貌。 随时间的变化，所有地貌都会受到侵蚀，尾矿储存设施也是如此。因此，要用厚层惰性材料包覆所储存的尾矿，再以岩石和植被覆盖，以免受到侵蚀。另外，来自尾矿地貌顶部的径流不要直接流过外坡面，而可以通过植被蒸发掉，或者导入专门的溢洪道。
（三）尾矿的减量、回收和再利用
下面是尾矿的一些工业或者环境方面的用途：粉煤灰的细粒部分可以作为水泥生产中的火山灰质材料； 电厂炉底渣可用作惰性建筑填料；氧化铝工业的赤泥可用作土壤改良剂和污水清洁剂；电厂灰渣可用于填埋煤矿空穴；尾煤可作为低等级的燃料。
另外，如果选矿、精炼或熔炼厂都在一个工业区内，那么上一个生产流程的废弃物可能成为另一个生产流程的有用物，使物质达到最大的利用价值。这是一种良好的工业生态措施（也被称为区域协同），昆士兰格莱斯通（Gladstone）和西澳奎纳纳（Kwinana）工业区正在进行这样的尝试。
参考文献
[1]www.industry.gov.au/sdming
[2]www.minerals.org.au/enduringvalue
[3]www.tailings.info
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