矿业的可持续水资源管理,一项全球当务之急

由杰杨|2020年6月23日

联合国(UN)、世界各国政府和其他组织对全球水资源短缺做出了令人震惊的预测,这些组织正在对包括采矿在内的大量用水的工业施加越来越大的压力,以使其更具可持续性。联合国在其可持续发展目标(实现更可持续的未来的蓝图)中,将“清洁用水和卫生设施”确定为解决全球水危机的第六个目标。它包括一个到2030年大幅提高所有部门用水效率的目标。

挑战:水对采矿业至关重要。没有水,地雷就不起作用。因此,在社会和经济需要的推动下,更可持续的水资源管理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,特别是在干旱地区,当地政府可能会限制或反对用水。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,以减少溢流、尾矿坝失效,并管理水质,以防止污染周围环境。

环境因素和气候导致了开发可持续矿井水管理系统的复杂性。在美国西南部、智利北部、秘鲁南部和非洲北部等气候干燥地区,关键问题是水供应不足。在这些地方,水管理应侧重于保护,如收集、储存和再利用来自尾矿库设施、渗漏、露天矿场和/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,最大的挑战是管理洪水事件,消除溢出、侵蚀和基础设施失效的风险。最后,加拿大、俄罗斯和芬兰等寒冷气候地区必须考虑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。每个矿场都需要量身定制的整体解决方案。

矿山水类型和用途

采矿业使用大量的水用于矿物加工和精炼、粉尘抑制、矿浆运输、尾矿处理以及饮用和卫生需求。根据水质分为三类:

  1. 原水由降水、地下水、河流和湖泊提供。用于员工用水量、工艺补给用水、矿井及井下用水量、移动机队清洗用水、消防用水等。
  2. 兼容的流(非接触式水)是干净的地表径流,或符合适用法律要求的水,无需处理即可直接排放到环境中。这些水通常与受污染的矿区分开,以减少处理要求和不符合规定的水管理设施的规模。
  3. 不一致的流(接触水)是与采矿、矿物处理和尾矿处理有接触的水,因此不适合直接释放到环境中。通常,这类水在现场收集和重复使用(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。从该地点排出的任何过量不符合标准的水,均须经处理,以符合污水排放标准。

尾矿厂的水管理

近三十年来,全球共报道了一百多起尾矿坝溃坝事故。大量矿山废水和水的泄漏和/或释放会对周围的社区和环境造成灾难性的影响——运营公司的成本和清理工作是非常严重的。

必须考虑几个因素,以减轻尾矿坝故障和设计安全水管理系统的风险:

  • 安全操作:正常运行时,尾矿库内的水塘应保持较小规模或消除,并与尾矿库保持安全距离。持续监测池塘水位、早期预警系统和积极的报告是安全操作的关键因素。
  • 储水和滗液量:尾矿库必须提供足够的储存能力,以保持环境设计洪水(EDF),而不将未经处理的水释放到环境中,并且必须有足够的滗液能力,以在风暴事件后将池塘吸引下来。
  • 极端洪水管理:在尾矿库设置应急溢洪道,安全通过特大洪水事件而不超过大坝,并按照指定的水流路径安全放水,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操作的成本。邀请具有概念和详细操作工程设计、水平衡建模和水循环优化经验的专业水专家参与是关键。我们的水管理方法超越了传统的方法,通过优化整个系统来提供可持续的结果。

可持续发展未来的解决方案

尾矿处理方法对水管理和保护产生重大影响。技术进步有助于使我们远离传统的未加厚的浆料尾矿沉积,以干燥堆叠和粘贴处理。这些方法对该设施具有重要的益处,包括降低的耗水量,降低的设施足迹,减少渗漏和接触水用于治疗和排放,降低了坝体失效的间应风险。

数字解决方案还使我们能够开发针对现场的实时监控系统,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,并在不同气候条件和统计风暴事件下评估水管理系统的性能。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,使我们能够充分理解一个项目的全部范围,识别差距和风险,并制定符合当前和可能的未来监管要求的战略计划和解决方案。

为了支持该行业的努力,国际矿业与金属理事会(International Council on Mining & Metals)制定了“水资源管理框架”,为负责任的水资源管理提供高层指导。国际技术协会,包括国际大型水坝委员会及其附属机构,也制订了更全面的准则,就矿山水管理设计和大坝安全提供指导。

良好的水资源管理做法可以减少用水量,保障供水安全,提高运营效率,减轻与水有关的风险和责任,并改善所有利益攸关方的合作,使之成为许多矿业公司可持续发展计划的重点。