鲁塘尾矿库岩溶发育特征及其地下水环境影响

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鲁塘尾矿库位于广西南丹县大厂镇,该库于七十年代初建成并作为尾砂堆放及废水沉淀处理的场所投入使用。随着社会经济的发展,我国对有色金属需求量的大幅增加,该尾矿库的原设计库容已严重不足,需扩建至标高660m、总库容扩至1203.25×10~4m~3。鲁塘尾矿库地处岩溶发育区,库区岩层较为破碎,地层的渗漏性强,同时尾矿库的后续扩容也将使其堆填的矿渣高度增加,这会给库区带来更多的废物量和更大的荷载,有可能会压垮库底下隐藏的大溶洞,引发库区新的渗漏点。为了评价鲁塘尾矿库的建设及其扩容后对周边地下水环境所造成的影响,本次研究采用水文地质测绘调查、水文地质试验、钻探、物探等多种技术手段进行勘察,根据勘察资料分析认为:(1)库区和坝首的钻孔遇洞率达42.3%,说明本研究区的岩溶发育强烈。文中对已探查到的溶洞进行稳定性验算,结果显示在尾矿渣堆积下会坍塌的不稳定溶洞占多数。因此建议在施工时要对这些不稳定溶洞进行充填灌浆处理。(2)根据尾矿库的岩溶发育程度,本文将研究区划分为五个区:鲁塘~沙沟~风和洞岩溶强发育区(Ⅰ1);乌龟山岩溶强发育区(Ⅰ2);老菜园北冲沟岩溶强发育区(Ⅰ3);乌龟山~老菜园洼地岩溶中等发育区(Ⅱ1);鲁塘右岸XZK9孔~拉索后山W107号岩溶大泉岩溶强发育区(Ⅴ)。其中Ⅰ1和Ⅴ区各有1条能使库水向库外泄漏的通道,一条是沿F5平移断层破碎带形成的岩溶管道,它可导使地下水向南西流出库区,在库岸外以W107号岩溶大泉的形式出露地表,其流量较为稳定,约为42L/s;另一条是鲁塘~沙沟~风和洞地下河系统,其排泄出口为风和洞地下河出口。文中采用剖面法估算库区的渗漏量,结果显示总渗水量约为104.15~109.5m~3/h。鉴于此渗水量较大,建议施工时要对这两条外渗途径进行封堵。(3)尽管有向库外渗漏的途径,但通过对地质构造分析及利用水文地质试验等手段判定:鲁塘尾矿库地处鲁塘向斜盆地内,虽然该盆地中心的岩溶较为发育,但由于盆底及两侧的D3d、C1s、C2h、P1q、P2h为相对隔水层,整个向斜盆地组成了一个似“哑铃”型的封闭型的不透水盆体,使得库区内的尾矿水不能外泄。可见只要把唯一的因断层产生的泄水通道堵住,不给尾矿水外泄,在这种地质构造内建设尾矿库是可行的。(4)论文最后运用灾害链理论,对在岩溶库区中建设尾矿库的经验进行归纳总结,认为在岩溶发育区建设金属尾矿库时,在选址、勘察和施工的各个环节中都应围绕着如何阻断灾害链来进行。具体做法是:第一步,寻找一个封闭的地质体作为库区,防止污染物外泄;第二步,是穷尽一切勘察手段探查出库区和坝首地基下隐藏的溶洞、导水断裂,然后对其进行充填封堵;第三步,是对下游居民区的饮用水源、土壤等进行环境影响评价,预测其受污程度,提出应对措施(如改水、移民或修复等)。
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