矿业可持续用水管理,全球当务之急

作者:杨洁|2020年6月23日

随着对不久的将来全球水资源短缺的惊人预测,联合国(UN)、世界各国政府和其他团体等组织正在向包括采矿业在内的大量用水行业施加越来越大的压力,要求它们更加可持续。在联合国的可持续发展目标(实现更可持续未来的蓝图)中,联合国将“清洁水和卫生设施”确定为解决全球水危机的第六个目标。其中包括到2030年大幅提高所有部门用水效率的目标。

挑战在于:水对采矿业至关重要。没有水,地雷就无法发挥作用。因此,在社会和经济需要的推动下,更可持续的水管理势在必行,这对采矿的未来至关重要。

随着全球水资源短缺,矿业公司减少淡水需求的压力越来越大,尤其是在当地政府可能限制或反对用水的干旱地区。但水资源短缺并不是采矿作业面临的唯一挑战。他们还必须管理洪水风险,以减轻溢出和尾矿坝故障,并管理水质,以防止对周围环境造成污染。

环境因素和气候因素增加了开发可持续矿井水管理系统的复杂性。在气候干燥的地区,如美国西南部、智利北部、秘鲁南部和非洲北部,关键问题是供水不足。在这些地区,水管理应注重保护,如收集、储存和再利用尾矿储存设施、渗漏、露天矿和/或地下矿山的接触水。对于哥伦比亚、印度尼西亚和新喀里多尼亚等潮湿地区来说,最大的挑战是管理洪水事件,消除溢出、侵蚀和基础设施故障的风险。最后,像加拿大、俄罗斯和芬兰这样的寒冷气候地区必须考虑到冰雪融化产生的大量水,并管理永久冻土对排水设施的影响。每个矿区都需要量身定制的整体解决方案。

矿井用水种类及用途

采矿业使用大量的水进行矿物加工和精炼、粉尘抑制、泥浆运输、尾矿处理以及饮用水和卫生需求。根据水质,水被分为三类:

  1. 原水由降水、地下水、河流和湖泊提供。用于员工用水、工艺补水、竖井及井下矿井用水、机动车队洗涤、消防用水等。
  2. 兼容的流(非接触式水)是清洁的地表径流,或符合适用法律要求的水,可以直接释放到环境中而无需处理。这些水通常与受污染的矿区隔离,以减少不符合水管理要求的处理需求和设施规模。
  3. 不一致的流(接触水)是指与采矿、矿物加工和尾矿处置有接触的水,因此不适合直接排放到环境中。通常,这种类型的水被收集并在现场重复使用(即,用于工艺使用,抑尘或土壤调理等),以最大限度地减少淡水消耗。从工地排出的任何过量的不符合标准的水,都需要经过处理,以符合污水排放标准。

尾矿设施的水管理

近三十年来,世界上报道的尾矿坝溃坝事故已达一百多起。大量矿山废物和水的泄漏和/或释放可能对周围社区和环境造成灾难性影响,并且运营公司的成本和清理工作是严重的。

在减轻尾矿坝溃坝风险和设计安全水管理系统时,必须考虑以下几个因素:

  • 安全操作:在正常运行时,尾矿库内的水池应保持较小的规模或消除,并与尾矿库保持安全距离。持续监测池塘水位、早期预警系统和有力的报告是安全运行的关键因素。
  • 储水量和滗液容量:尾矿坝必须提供足够的储存能力来保留环境设计洪水(EDF)而不将未经处理的水释放到环境中,并且必须具有足够的滗液容量来在风暴事件发生后将池塘抽落。
  • 极端洪水管理:尾矿库应设置应急泄洪道,在极端洪涝事件发生时安全通过而不漫坝,使尾矿库的水沿指定的流道安全放水,对周围环境的影响和破坏较小。

了解有效的水回收可以显著降低项目和后续作业的成本。关键是要有专业的水专家,他们在概念和详细的操作工程设计、水平衡建模和水循环优化方面有经验。我们的水管理方法超越传统,通过优化整个系统提供可持续的结果。

可持续未来的解决方案

尾矿处理方法对水资源管理和保护具有重要影响。技术的进步已经帮助我们从传统的未加厚的矿浆尾砂沉积到干堆和膏体处置。这些方法对设施有重要的好处,包括减少用水量,减少设施占地面积,减少渗水和接触水的处理和排放,并降低大坝溃坝的相应风险。

数字解决方案还使我们能够开发针对特定地点的实时监测系统,以及改进的预测和报告工具。水平衡模型可用于模拟选定地点的水量和污染物负荷,并评估水管理系统在不同气候条件和统计风暴事件下的性能。通过改进数据收集和报告,作业可以降低洪水和环境污染的风险。

我们的项目经验,结合我们独特的,世界级的多学科技术团队,使我们能够充分了解项目的全部范围,识别差距和风险,并制定战略计划和解决方案,以符合当前和可能的未来监管要求。

为了支持该行业的努力,国际矿业与金属理事会制定了“水管理框架”,为负责任的水管理提供高级指导。国际技术协会,包括国际大型水坝委员会及其附属机构,也制定了更全面的准则,提供关于矿井水管理、设计和水坝安全的指导。

良好的水管理实践可以减少水的消耗,确保水的供应,提高运营效率,减轻与水有关的风险和责任,并改善所有利益相关者的合作,使其成为许多矿业公司可持续发展计划的重点。