劉斌山

(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，國(guó)家鹽湖資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，青海鹽湖資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 格爾木 816000)

1 前言

礦產(chǎn)資源為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展提供了物質(zhì)保障，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)起著重要作用，沒(méi)有礦產(chǎn)資源的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，就沒(méi)有現(xiàn)代社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。如果礦山地質(zhì)資源開(kāi)發(fā)利用不合理，將會(huì)影響礦山資源的持續(xù)利用[2-3]。在充分掌握礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)特征的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地加強(qiáng)礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)，盡可能地減少或減輕礦業(yè)活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成的破壞，對(duì)于礦產(chǎn)資源持續(xù)穩(wěn)定開(kāi)發(fā)意義重大。

當(dāng)前我國(guó)正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，資源剛性需求加劇，環(huán)境壓力日益增大。其中鹽湖鉀資源是我國(guó)重要的緊缺礦產(chǎn)資源之一[4]。察爾汗鹽湖作為我國(guó)鉀資源開(kāi)發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)，做好其鉀資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題預(yù)防、治理及保護(hù)，對(duì)國(guó)家糧食安全具有非常重要的影響。

1 察爾汗鹽湖礦產(chǎn)特征

1.1 礦區(qū)資源分布特征

察爾汗鹽湖是一個(gè)以鉀為主，固液體并存的大型鉀鎂鹽礦床[5]。液體礦開(kāi)采主要是以渠道+鉆井兩種方式聯(lián)合開(kāi)采[6]。固體礦由于其品位低、分布廣、厚度薄等特性，不具備直接開(kāi)采價(jià)值，運(yùn)用 “固體鉀礦浸泡式溶解轉(zhuǎn)化方法”專(zhuān)利技術(shù)將其液化后開(kāi)采。因此，鹽湖礦床是一種活礦床，其可采儲(chǔ)量處于動(dòng)態(tài)平衡之中[7]。

1.2 礦區(qū)資源環(huán)境特征

察爾汗鹽湖地處柴達(dá)木盆地中部，深居內(nèi)陸的青藏高原，由于南亞濕熱空氣被喜馬拉雅山阻擋無(wú)法與西伯利亞冷空氣會(huì)合，不能形成降雨條件，屬典型的干旱荒漠大陸性氣候。氣候干燥、常年多風(fēng)、降雨量少、紫外線(xiàn)強(qiáng)為其氣候特征。

礦區(qū)內(nèi)地層以化學(xué)沉積為主，形成荒漠地形，鹽漬土遍布全區(qū)，極端干旱環(huán)境，不具備植物生存的水土條件，因此礦區(qū)無(wú)植被生長(zhǎng)，自然景觀極為單調(diào)。礦區(qū)因惡劣的氣候條件，除因資源開(kāi)采所需配備的工人之外，無(wú)常駐人口，屬于典型的無(wú)人區(qū)。因礦區(qū)地處柴達(dá)木盆地腹地，盆地東、南、西三面為發(fā)源于昆侖山諸河流所形成的洪積戈壁和沖積平原，所以礦區(qū)內(nèi)地形平坦、開(kāi)闊，數(shù)千平方千米范圍內(nèi)地形高程小于5 m。

1.3 礦區(qū)資源開(kāi)采特征

礦區(qū)液體礦按其賦存狀態(tài)可分為湖水、晶間鹵水、孔隙鹵水。因分布于鹽層孔隙中的晶間鹵水具有儲(chǔ)水層厚度大、品位高、富水性強(qiáng)、水質(zhì)及水量穩(wěn)定等特征，開(kāi)采以晶間鹵水為主。開(kāi)采流程為：利用機(jī)械在礦區(qū)內(nèi)開(kāi)挖渠道，渠道末端設(shè)置采鹵泵站，采鹵泵站連接輸送渠道。晶間鹵水通過(guò)自身重力流至采鹵渠道，經(jīng)泵站集中至輸送渠道，最后被送入鹽田蒸發(fā)，鹵水蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出光鹵石后采收，作為鉀肥生產(chǎn)原料，剩余尾液排放。

礦區(qū)固體礦以固體鉀鎂鹽礦、石鹽礦為主，且上部品位最為富集。在充分掌握資源分布特征的基礎(chǔ)上，通過(guò)溶劑預(yù)制、溶劑輸送、溶劑滲入、溶劑浸泡等工程化環(huán)節(jié)，液化后同液體礦同步開(kāi)采出來(lái)。

生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾礦有兩種：一是鹽田攤曬后的廢水—老鹵；二是加工廠浮選尾礦。前者全部用于制取固體鉀礦溶解轉(zhuǎn)化所需溶劑，后者堆存于尾礦庫(kù)，以備綜合利用。

2 資源開(kāi)發(fā)造成的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題

因礦區(qū)環(huán)境及鹽湖資源開(kāi)發(fā)特征，察爾汗鹽湖資源在開(kāi)發(fā)過(guò)程中造成的地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題有別于傳統(tǒng)的固體礦山的是：鹽湖礦區(qū)地理位置偏遠(yuǎn)，無(wú)人員居住，無(wú)自然保護(hù)區(qū)、地質(zhì)遺跡、人文景觀等，鹽湖資源開(kāi)發(fā)不會(huì)造成遺跡損壞、人員搬遷等現(xiàn)象；礦區(qū)內(nèi)鹽堿地遍布，無(wú)耕地，不存在占用農(nóng)田、林地；礦區(qū)屬盆地，地形平坦，且開(kāi)采地下水，不會(huì)造成滑坡、泥石流等突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害。

根據(jù)上述資源開(kāi)采流程，鹽湖礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)工程主要包括：采鹵、輸鹵、鹽田、老鹵排放、加工廠和公用工程。公用工程包括綜合辦公區(qū)、外部供水、外部供電、天然氣輸配、場(chǎng)外道路、專(zhuān)用鐵路及通信等工程組成。

(1)采礦活動(dòng)形成人造裂縫。因礦區(qū)固液體資源開(kāi)采是通過(guò)地下水形式開(kāi)采，相應(yīng)的采鹵工程、滲水工程需在礦區(qū)地面開(kāi)挖一定深度的渠道及鉆井，這些工程在礦區(qū)形成了大面積的人造裂縫。值得注意的是：這些工程是資源開(kāi)發(fā)所必需的、正常的礦業(yè)活動(dòng)。

(2)生產(chǎn)設(shè)施、辦公場(chǎng)所占土地。為開(kāi)采礦區(qū)資源，相關(guān)采輸鹵泵站、鹽田等生產(chǎn)設(shè)施及辦公場(chǎng)所不可避免地占用礦區(qū)土地，隨著礦業(yè)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的加劇，對(duì)礦區(qū)土地的影響將持續(xù)。但所占土地是由原來(lái)荒漠鹽堿地變?yōu)楣I(yè)用地，改變了土地的利用狀態(tài)。

(3)采礦活動(dòng)改變地貌形態(tài)。采鹵渠開(kāi)挖出的棄土規(guī)范地堆放在渠道兩側(cè)，改變了礦區(qū)原始湖積平原地形地貌。棄土堆放于渠道兩側(cè)的積極影響是：一是起到安全警示作用，可防止現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員及車(chē)輛誤入渠道，發(fā)生安全事故；二是備用于礦山閉坑后回填所需，減少回填物運(yùn)輸費(fèi)用。

(4)采礦活動(dòng)加劇地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。因礦區(qū)地層為鹽類(lèi)沉積發(fā)育，沉積物主要為鹽巖，遇淡水極易溶蝕、形成溶洞，在自然或上部荷載作用下可能發(fā)生地面塌陷。而礦區(qū)固體鉀礦溶解開(kāi)采又需引進(jìn)低濃度溶劑，加劇了此項(xiàng)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

3 治理與保護(hù)措施

(1)預(yù)防為主，防治結(jié)合。生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)注意淡水跑漏，淡水輸送管道、儲(chǔ)水池防滲措施不當(dāng)導(dǎo)致地面巖溶塌陷。加強(qiáng)采鹵井水位的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，掌握規(guī)律，及時(shí)優(yōu)化采鹵作業(yè)，避免過(guò)量開(kāi)采形成壓密沉陷。生產(chǎn)期及閉坑后回填采鹵井，平整輸送渠及鹽田區(qū)場(chǎng)地。

(2)分區(qū)治理，重點(diǎn)防治。鹽湖礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)對(duì)礦山環(huán)境影響嚴(yán)重的區(qū)域?yàn)椋旱叵虏甥u結(jié)束時(shí)形成的降落漏斗區(qū)；影響較輕的是對(duì)礦區(qū)原始地形地貌景觀的破壞。對(duì)于重點(diǎn)防治區(qū)要加強(qiáng)水位、水質(zhì)變化研究，重點(diǎn)是加快上部固體鉀礦溶解開(kāi)采。防止因地下水位降低造成補(bǔ)給溶劑無(wú)法觸及上部鹽層，從而造成資源浪費(fèi)。形成的降落漏斗可待礦山閉坑后周邊水自然補(bǔ)給恢復(fù)。對(duì)于影響較輕區(qū)做到不定期巡查即可，防止?jié)B漏垮塌造成二次傷害，待閉坑后回填、整平、壓實(shí)。

(3)優(yōu)化設(shè)計(jì)，變廢為寶。影響采輸鹵工程設(shè)計(jì)的因素較多，充分利用有利因素，將不利因素轉(zhuǎn)化為有利因素不僅可降低建設(shè)成本，還可降低資源浪費(fèi)，具體可從功能優(yōu)化、形式優(yōu)化、線(xiàn)路優(yōu)化等方面設(shè)計(jì)[8]。如：在開(kāi)拓輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，巧妙利用地形、地層、河流等自然條件，沿外部輸鹵渠與鹽田堤壩利用取土坑形成長(zhǎng)條形水庫(kù)，在達(dá)到防洪、蓄洪、調(diào)水、供水等功效，不僅大大降低工程投資，還可人為形成一條綠化風(fēng)光帶，改善沿線(xiàn)鹽湖荒漠生態(tài)環(huán)境及當(dāng)?shù)厝司由瞽h(huán)境。鹽田設(shè)計(jì)中可呈格狀分布，形成規(guī)整、規(guī)模宏大的格田景觀，與鹽湖平原地貌不沖突的同時(shí)，變?yōu)榭晒┯^賞的鹽湖景觀。