礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境.ppt

第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,礦產(chǎn)資源及其特性 礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響 礦山地質(zhì)環(huán)境治理,一、礦山資源的概念及其特征,（一）礦產(chǎn)資源的概念 根據(jù)資源的再生性：可更新資源和不可更新資源兩大類。 可更新資源是指通過比較迅速的自然循環(huán)作用或人為作用能為人類反復(fù)利用的各種自然資源，包括空氣、淡水、生物產(chǎn)物（食物、木材）等。 不可再生資源是指在人類開發(fā)利用后，在現(xiàn)階段不可能再生的自然資源，如煤炭、石油等礦產(chǎn)資源。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,礦產(chǎn)資源：指所有埋藏于地殼中或出露于地表，可被人們開采利用的礦物質(zhì)聚集體。 廣義的礦產(chǎn)資源指在內(nèi)外力地質(zhì)作用下，元素、化合物、礦物和巖石相對富集，人類開采后能得到有用商品的物質(zhì)形態(tài)和數(shù)量。 狹義的礦產(chǎn)資源是指自然界產(chǎn)出的物質(zhì)在地殼中富集成具有開采價值或潛在經(jīng)濟價值的形態(tài)和數(shù)量。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,（一）礦產(chǎn)資源的基本概念,礦產(chǎn)資源一般包括能源資源和原料資源兩類。 能源資源即礦物燃料和核燃料； 原料資源：金屬原料（金屬礦產(chǎn)）和非金屬原料（非金屬礦產(chǎn)）。 在目前世界礦業(yè)生產(chǎn)總值中，燃料產(chǎn)值占70%，非金屬原料約占17%，金屬原料約占13%。人類對礦產(chǎn)資源的需求量約占自然資源需求量的70%。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,1.不均勻性（地區(qū)分布） 2.有限性（不可再生性。數(shù)量有限，寶貴性） 3.相對性（開采技術(shù)，礦產(chǎn)埋深） 品位：礦石中所含有用成分（元素或化合物）的百分含量 4.生態(tài)性（地質(zhì)生態(tài)環(huán)境） 世界七大煤田之一的神府東勝礦區(qū)，位于水土流失最嚴(yán)重的黃河中游地區(qū)的晉陜蒙接壤區(qū)，毛烏素沙漠與黃土高原溝壑區(qū)的過渡地帶，風(fēng)沙面積大，水土流失嚴(yán)重，水資源十分短缺。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,（二）礦產(chǎn)資源的特性,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,風(fēng)沙是神東礦區(qū)最大的災(zāi)害因素，神東公司在分析礦區(qū)沙地的有關(guān)條件后，確定了植物措施為主，機械措施為輔，多種手段一起上，快速、大面積地治理流沙的技術(shù)路線。神東礦區(qū)共治理流動沙地9236平方公里，配合實施封育管護，沙區(qū)植被覆蓋度由開發(fā)初期的315提高到目前的4050，礦區(qū)受風(fēng)沙危害的問題得到明顯遏制。 據(jù)中科院蘭州沙漠所測定，流沙固定后，每年風(fēng)力搬運移動和進入河溝的泥沙總計減少56547萬噸。治理后的考考賴水源水中含沙量由每噸64公斤下降到02公斤，哈拉溝和石圪臺溝水源水中含沙量由每噸147公斤下降到015公斤，每年可節(jié)約水廠排沙費166萬元，2年多時間即可收回治理投資。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,二、礦山資源的供給與需求,（一）礦產(chǎn)的種類與成因 1.礦產(chǎn)的種類 按用途分為三大類：金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)和能源礦產(chǎn)。 金屬礦產(chǎn)指能夠作為工業(yè)上提取金屬原料的有用礦物資料。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,金屬礦產(chǎn)按工業(yè)用途及金屬本身性質(zhì)進一步劃分為： 黑色金屬礦產(chǎn)：鐵、錳、鉻及其合金 有色金屬礦產(chǎn)：銅、鉛、鋅、鋁、鎂、鎳、鈷、鎢、錫、鉬、鉍、銻、汞等。 貴金屬礦產(chǎn)（金、銀、鉑、鋨、銥） 放射性金屬礦產(chǎn)：鈾、釷、鐳等 稀有、稀土和分散金屬礦產(chǎn)：鈮、鉭、鋰、鈹、鎵等。,金屬礦產(chǎn),環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,非金屬礦產(chǎn),非金屬礦產(chǎn)是指除能源礦產(chǎn)、金屬礦產(chǎn)外，能夠提取有用非金屬元素、化合物或能直接利用的巖石和礦物集合體。 冶金輔助原料：如螢石、菱鎂礦、耐火粘土、白云巖和石灰?guī)r等 化工及化肥工業(yè)原料：磷灰石、磷塊巖、黃鐵礦、鉀鹽、巖鹽 、明礬石、石灰?guī)r等 工業(yè)制造業(yè)：石墨、金剛石、云母、石棉、重晶石、剛玉等 陶瓷及玻璃原料：長石、石英砂、高嶺土和粘土等 建筑材料：沙石、浮石、石灰?guī)r、大理巖、石膏、花崗巖、珍珠巖等 寶石及工藝美術(shù)材料：,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,能源礦產(chǎn),能源礦產(chǎn)：又稱礦物燃料，是人類獲取能量的重要物質(zhì)資源，是工農(nóng)業(yè)發(fā)展的動力和現(xiàn)代生活的必需品。 主要包括包括煤、泥炭、石油、天然氣、鈾礦等,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,（一）礦產(chǎn)的種類及成因,2.礦產(chǎn)的成因 礦產(chǎn)的成因與地質(zhì)循環(huán)密切相關(guān)，并受構(gòu)造作用、地球化學(xué)循環(huán)以及水循環(huán)等作用的影響。 礦產(chǎn)的形成作用一般包括：巖漿作用、變質(zhì)作用、沉積作用、生物作用和風(fēng)化作用等。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,巖漿作用：指巖漿的形成、演化直至冷凝成巖石的全部地質(zhì)過程。分為侵入作用和噴出作用。 巖漿巖占地殼總體積的95%，說明巖漿作用是地殼中規(guī)模巨大的的一種地質(zhì)過程。元素發(fā)生大幅度遷移，重新分配，并且有些元素在巖漿結(jié)晶過程中富集成礦。 它形成的礦床是元素富集（汽化分異、重力分異和結(jié)晶分異）過程的結(jié)果。它可以形成具有經(jīng)濟價值的多種金屬礦產(chǎn)。如早期分離形成鎳、鈷、銅礦（硫化物礦）。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,巖漿作用,變質(zhì)作用是指已經(jīng)存在的巖石處在地下的地質(zhì)環(huán)境中，在固態(tài)下改變其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造或化學(xué)成分，從而形成新巖石的一種作用過程。 實質(zhì)是在巖石基本保持固態(tài)狀態(tài)下元素重新結(jié)合、再分配和遷移的過程。 如可在石灰?guī)r、白云巖同巖漿巖的接觸帶發(fā)生，形成鈣、鎂矽卡巖及其有關(guān)礦床。可以形成白鎢礦（CaWO4) 黃銅礦、黃鐵礦、毒砂石英和方解石脈等（作用強度的增大）,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,變質(zhì)作用,沉積作用：沉積作用以風(fēng)化作用為開端（風(fēng)化產(chǎn)物是沉積作用的最重要的物質(zhì)來源），然后包括搬運、沉積或聚積以及沉積后的變化過程-主要為成巖過程。通過沉積作用，可以形成許多有價值的可開采的礦床，其中最重要的有石油、煤、鐵、錳、鋁、磷、金、金剛石等。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,沉積作用,生物作用：許多礦床是在被生物強烈改造的生物圈環(huán)境中形成。有機物如貝殼和骨骼可形成含鈣礦物。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,風(fēng)化作用：發(fā)生在表生帶。實質(zhì)是巖石圈深部形成的巖石和礦物進入表生帶后，由于物理化學(xué)條件發(fā)生巨變，失去原有平衡，通過深刻改造建立新的平衡的過程。風(fēng)化作用可導(dǎo)致某些元素在風(fēng)化殼集中，形成風(fēng)化成因的礦床。如可形成Fe、Al、Mn、Ni、Co、Au、Pt、Sn、TR、Nb、Ta、U等金屬礦床，金剛石、剛玉、藍晶石、重晶石、水晶、高嶺石、粘土等非金屬礦產(chǎn)。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,風(fēng)化作用,二、礦山資源的供給與需求,（二）礦產(chǎn)資源的供應(yīng)情況 1.世界礦產(chǎn)的儲量與生產(chǎn)狀況 礦產(chǎn)分布極不均勻。截至1997年，全球已經(jīng)探明的主要金屬和非金屬礦產(chǎn)儲量為1450108t，其中美國、加拿大、澳大利亞、南非主要礦產(chǎn)儲量占世界80以上。 19611980年間，鐵礦石的開采量占20世紀(jì)以來80年中總產(chǎn)量的近55% ,鉀鹽占67%，粘土礦占近80%。 環(huán)境地質(zhì)學(xué)中國地質(zhì)大學(xué),環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,（二）礦產(chǎn)資源的供應(yīng)情況 2.中國礦產(chǎn)的儲量情況 中國是礦產(chǎn)資源比較豐富，礦種比較配套齊全的少數(shù)幾個國家之一。 截至2000年底，中國發(fā)現(xiàn)171中（200種），探明有一定數(shù)量的礦產(chǎn)153種，其中能源礦產(chǎn)8種，金屬礦產(chǎn)54種，非金屬礦產(chǎn)88種，水氣礦產(chǎn)3種。 人均擁有礦產(chǎn)資源量只相當(dāng)于世界人均擁有資源量的27，相當(dāng)于美國人均的1/10、前蘇聯(lián)人均的1/7。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,二、礦山資源的供給與需求,（三）礦產(chǎn)資源的需求 美國僅占世界人口的5%，每年卻消耗掉全世界一年所消耗的資源的30%左右；世界20的人口享受著整個世界收入的80。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.1 礦產(chǎn)資源及其特性,第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,礦產(chǎn)資源及其特性 礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響 礦山地質(zhì)環(huán)境治理,一、概述 二、露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響 三、地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響 四、工礦廢物對地質(zhì)環(huán)境的污染 五、礦產(chǎn)資源開發(fā)影響地質(zhì)環(huán)境的主要因素,5.2 礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,一、概述,采礦過程形成的能量和交換物質(zhì)轉(zhuǎn)移是影響礦山地質(zhì)環(huán)境的主要因素。 影響的方式： 影響方面：空氣、土壤和水體污染，引起土地退化、沙質(zhì)荒漠化和水環(huán)境變化；社會經(jīng)濟的。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,二、露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響,土地資源的占用和破壞 露天礦邊坡失穩(wěn)破壞 水土流失,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,二、露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響,特點： 礦山資源開發(fā)總量中5060%的煤、8590%的金屬礦藏、50%的化學(xué)礦山原料、100%非金屬和建筑材料都是露天開采。 對環(huán)境的影響： 泉水枯竭、河水改道、邊坡失穩(wěn)發(fā)生崩塌、滑坡； 礦山剝離堆土及礦渣堆積占用土地； 淤塞河道、導(dǎo)致水患和礦山泥石流； 礦山三廢造成的土壤、水體及大氣污染； 破壞地貌景觀，形成礦山荒漠化，加速水土流失等。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,二、露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響,（一）土地資源的占用和破壞 1.露天采礦破壞土地 目前，世界上年產(chǎn)15104t以上礦石的礦山大約有一半是露天開采，礦石產(chǎn)量的75%左右來自露天開采。如美國明尼蘇達州希賓鐵礦、新墨西哥州圣利塔銅礦、中國山西的平朔煤礦等。 中國重點金屬礦山，約有90%為露天開采，每年剝離巖土約為(2.22.6) 108t，露天礦坑及堆土場侵占大量農(nóng)田。 到1995年，全國1173家國有大中型礦山企業(yè)中，占用土地面積729971.6hm2，其中露天開采礦場、排土場、尾礦場和塌陷區(qū)占地212817.4hm2，占29.15，其他為工業(yè)用地、行政生活用地等，占70.85.。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,世界上首個被開采的露天 斑巖銅礦，美國猶他州 Bingham礦山，這就是 典型的露天斑巖銅礦， 位于美國猶他州鹽湖城 西南方20km處。二長斑 巖侵入到Pensylvanian組中。 石灰?guī)r和斑巖中的銅、鉛、 鋅和銀發(fā)生接觸交代。 礦石呈帶狀分布， 從侵入的斑巖中向外延伸。 這個礦山因首次開采斑巖 銅礦而聞名。圖片的左下角 是一個廢物處理池。 這個礦山以先驅(qū) Mormon Bingham 兄弟的名字命名。,山西朔州平朔安太堡露天煤礦礦坑,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,伊敏煤電露天開采現(xiàn)場,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,（一）土地資源的占用和破壞 2.廢石堆、尾礦堆放占用土地 廢石，即在開采礦石過程中剝離出的巖土物料，堆放廢地稱之為排土場。 尾礦，即在選礦加工過程中排放的固體廢物（有用目標(biāo)組分含量最低的部分），其儲存場地稱之為尾礦庫。 據(jù)有關(guān)資料，露采每采1t礦石通常要剝離510t覆蓋巖土，生產(chǎn)1t銅約形成400t廢石和尾礦。 在美國的礦山土地破壞面積中，露天采空區(qū)占59%，露天排土場、廢石堆占38%，剩下的3%具有地面下沉和他顯得危險。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,山西焦煤西山煤電集團公司東曲礦矸石山生態(tài)園,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,松江流域 板石溝鐵礦露天開采現(xiàn)場水土流失,二、露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響,（二）露天礦邊坡失穩(wěn)破壞 露天礦邊坡穩(wěn)定性問題是露天開采的主要環(huán)境地質(zhì)問題之一。合理的邊坡角,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,開采時，需要把被開采的礦石劃分成 一定厚度的水平分層，由上向下逐層 開采，并形成階梯狀，這些階梯的工 作面叫做臺階。 上部平臺1臺階的上部水平面； 下部平臺2臺階的下部水平面； 臺階坡面3朝向采空區(qū)的臺階斜面； 臺階坡面角（）臺階坡面與下部 平盤水平面的夾角； 坡頂線4臺階坡面與上部平盤的交線； 坡底線5臺階坡面與下部平盤的交線； 臺階高度（h）上部平盤與下部平盤 的垂直距離。,邊坡的穩(wěn)定性： 邊坡一般是指具有傾斜坡面的土體或巖體，由于坡表面傾斜，在坡體本身重力及其他外力作用下、整個坡體有從高處向低處滑動的趨勢，同時，由于坡體土(巖)自身具有一定的強度和人為的工程措施，它會產(chǎn)生阻止坡體下滑的抵抗力。一般來說，如果邊坡土(巖)體內(nèi)部其一個面上的滑動力超過了土(巖)體抵抗滑動的能力，邊坡將產(chǎn)生滑動，即失去穩(wěn)定；如果滑動力小于抵抗力則認(rèn)為邊坡是穩(wěn)定的。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,具有明顯滑動面的邊坡失穩(wěn)破壞,蠕變-坍塌變形破壞,邊坡巖土體中軟弱結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度及 其組合關(guān)系是控制露天礦邊坡穩(wěn)定性的 主要地質(zhì)因素。,(1)巖土性質(zhì)的影響，包括巖土的堅硬程度、抗風(fēng)化能力、抗軟化能力、強度、組成、透水性等； (2)巖層的構(gòu)造與結(jié)構(gòu)的影響，表現(xiàn)在節(jié)理裂眺的發(fā)育程度及其分布規(guī)律、結(jié)構(gòu)面的膠結(jié)情況、軟弱面和破碎帶的分布與邊坡的關(guān)系、下伏巖土界面的形態(tài)以及坡向坡角等； (3)水文地質(zhì)條件的影響，包括地下水的埋藏條件、地下水的流動及動態(tài)變化等； (4)地貌因數(shù)，如邊坡的高度、坡度和形態(tài)等； (5)風(fēng)化作用的影響，主要體現(xiàn)為風(fēng)化作用將減弱巖土的強度，改變地下水的動態(tài)； (6)氣候作用的影響，氣候引起巖土風(fēng)化速度、風(fēng)化厚度以及巖石風(fēng)化后的機械、化學(xué)變化，同時引起地下水(降水)作用的變化； (7)地層作用除了使巖土體增加下滑力外，還常常引起孔隙水壓力的增加和巖土體的強度的降低；,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,露天礦邊坡失穩(wěn)破壞的影響因素主要有：,邊坡失穩(wěn)防治原則：,以預(yù)防為主，綜合整治。在邊坡開挖和采礦過程中，應(yīng)及時排除地表水、深降強排地下水，減少爆破次數(shù)、降低爆破強度，合理確定不同深度巖體的邊坡角，適時修正邊坡輪廓，提高邊坡穩(wěn)定性等。對大型采礦邊坡，還需構(gòu)筑抗滑擋土墻、抗滑樁、灌注水泥砂漿及減載、排水等工程措施。,二、露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響,（三）水土流失 水土流失(water and soil loss)是指“在水力、重力、風(fēng)力等外營力作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失，包括土地表層侵蝕和水土損失，亦稱水土損失。”(中國水利百科全書第一卷 廢石堆、尾礦壩如果設(shè)置不當(dāng)或管理不嚴(yán)，會造成嚴(yán)重的泥石流、滑坡等事故，導(dǎo)致更大范圍的土地破壞以及生命財產(chǎn)的損失。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,2008年9月8日上午8時許,山西臨汾市襄汾縣的陶寺鄉(xiāng)塔山礦區(qū)因暴雨發(fā)生泥石流,寬約600米,長約3公里的泥石流將下游的一個農(nóng)貿(mào)集市和兩個村子的部分房子沖垮,造成下游塔兒山鐵礦尾礦庫發(fā)生潰壩，造成300多人傷亡 。,三、地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響,主要表現(xiàn)為： 地下采掘開挖引起地面開裂與沉陷； 礦坑疏干排水造成地面沉陷、泉水枯竭、河水 斷流 及區(qū)域地下水位下降； 深井排水或注水誘發(fā)地震。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,三、地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響,（一）采空區(qū)地面塌陷及地裂縫 礦區(qū)地面變形：采用井下開采的礦山，由于采空區(qū)上覆巖土體冒落而在地表發(fā)生大面積變形破壞并伴隨地表水和淺層地下水漏失的現(xiàn)象和過程。分為地面塌陷和地裂縫。 據(jù)初步統(tǒng)計，中國因采礦引起的地面塌陷已超過180處，累計塌陷面積達1150km2。中國發(fā)生采礦塌陷災(zāi)害的城市近40個，造成嚴(yán)重破壞的25個。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,晉陜蒙接壤地區(qū)位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯高原與陜北、晉西北黃土高原的接壤地帶,山體塌陷,三、地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響,（二）破壞水文地質(zhì)環(huán)境 井巷開掘，使地下水的賦存狀態(tài)發(fā)生變化；礦床疏干排水改變了地下水的天然徑流和排泄條件，同時導(dǎo)致地下水資源的巨大浪費，使區(qū)域地下水水位大幅度下降，造成礦區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境的惡化。 礦床開采對巖體原始應(yīng)力場的影響的深度，露天開采時可達500-700m,地下開采時可達1500-2500m。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,1.礦井突水 許多礦床上覆和下伏地層為含水層，特別是石炭二迭紀(jì)煤系地層，不僅煤系內(nèi)部有含水性強的地層，下伏巨厚奧陶紀(jì)灰?guī)r，含水豐富，使煤層受到來自下部灰?guī)r地下水高水壓的威脅，在構(gòu)造破碎帶和隔水層薄的地方發(fā)生突水，嚴(yán)重威脅著礦井和礦工的生命安全。 據(jù)統(tǒng)計，中國主要煤礦區(qū)，因突水全淹礦井已達58次之多，造成經(jīng)濟損失27億元。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,礦井突水（透水）是指煤礦在正常生產(chǎn)中突然發(fā)生的具有一定數(shù)量來勢兇猛的涌水現(xiàn)象。突水可來自底板、頂板、老采區(qū)、老窯、地表等。由于來勢猛、水量大，一旦防范不力或排水能力不足時，往往造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失甚至人身傷亡事故。 根據(jù)我國礦井突水情況，原煤炭工業(yè)部對突水點突水量做了等級劃分（1984年5月礦井水文地質(zhì)規(guī)程），其等級標(biāo)準(zhǔn)是： 特大突水點的涌水量大于或等于30m3/min， 大突水點的涌水量為30m3/min10m3/min， 中等突水點的涌水量為10m3/min1 m3/min， 小突水點的涌水量小于或等于1 m3/min。,中華安全信息港,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,平頂山含煤地層有晚石炭世的太原組，二疊紀(jì)的山西組，上石盒子組和下石盒子組的下段，現(xiàn)主采煤組為二疊紀(jì)的丁組、戊組、己組，待采煤組為上石炭統(tǒng)的庚組，煤田保有儲量74.1億t。是中南最大的煙煤基地?，F(xiàn)有生產(chǎn)礦井11對，在建礦井1對，礦區(qū)原煤產(chǎn)量超過2000萬t/a,礦井成東西向分布。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,2.海水入侵（沿海地區(qū)） 沿海地區(qū)，因疏干排水，海水入侵，破壞當(dāng)?shù)氐牡Y源，影響生活供水和生態(tài)環(huán)境。 3.區(qū)域地下水位下降 對進入井巷內(nèi)的地下水或威脅井巷安全的地下水進行疏干排水，從而使礦區(qū)附近的淺層地下水被疏干，造成區(qū)域地下水水位下降，生態(tài)環(huán)境惡化，造成礦區(qū)附近水源短缺，影響人民群眾日生活和經(jīng)濟發(fā)展。 山西省因采煤造成18個縣缺水，20多萬人吃水困難，2萬公頃水澆地變成旱地。開灤范各莊礦突水后，以突水點為中心的10余公里范圍內(nèi)，水位下降了2030m。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,三、地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響,（三）礦區(qū)山體開裂破壞 高陡臨空地形地貌部位，由于山崖或山腳的采礦活動，常造成上覆山體開裂變形，甚至發(fā)生崩塌災(zāi)害。 破壞機制為：原有裂隙規(guī)模擴大并由閉合發(fā)展為張開狀態(tài)，或產(chǎn)生新的裂隙，繼而產(chǎn)生傾斜變形、膨脹，局部出現(xiàn)滑移，最后出現(xiàn)崩塌。 中國湖北鹽池河磷礦山體崩塌、四川雞冠嶺山崩，以及長江西陵峽鏈子崖山體開裂等均與山腳采礦活動有關(guān)。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,2009年6月5日15時許， 重慶市武隆縣鐵礦鄉(xiāng)雞 尾山一采礦區(qū)發(fā)生山體 垮塌，上百萬方山石涌 進山谷，導(dǎo)致一個采石 場及6個居民戶被掩埋。,三、地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響,（四）采礦誘發(fā)地震與巖暴 采礦誘發(fā)地震是指開采地下固體、液體礦產(chǎn)過程中出現(xiàn)的地震。按成因分為誘發(fā)構(gòu)造型礦震、誘發(fā)塌陷型礦震及掌子面巖爆、煤爆誘發(fā)礦震等三類。 1.誘發(fā)構(gòu)造型礦震 是因采礦導(dǎo)致斷層的復(fù)活和彈性能量的提前釋放造成的地震。進一步分為采礦直接引起礦震和抽水采礦誘發(fā)礦震兩類。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,采礦直接引發(fā)礦震是由于采礦使地下應(yīng)力失去平衡而誘發(fā)的地震。 是把沖擊地壓、突出、大面積頂板垮落等巖體失穩(wěn)過程引起的礦區(qū)范圍的震動破壞現(xiàn)象統(tǒng)稱之礦震。 如遼寧省北票煤田臺吉井區(qū) 2005年2月14日，阜新礦業(yè)集團公司孫家灣煤礦海州立井發(fā)生特大瓦斯爆炸事故，爆炸前發(fā)生礦震 采礦抽水也可誘發(fā)地震。抽水后，斷裂面失去水壓而發(fā)生卸荷作用，形成偏差應(yīng)力。當(dāng)偏差應(yīng)力大于斷面的抗剪強度時，即誘發(fā)地震。 如湖南省恩斗橋礦區(qū),環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,2.誘發(fā)塌陷型地震 多起因于采空區(qū)和頂板陷落。地震波由頂板塊體脫落敲擊底板而產(chǎn)生，礦震分布范圍較小，震源極淺，大多處于開采平面上。震級小但震中烈度高，在巖溶發(fā)育地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,3.巖爆 巖爆又稱沖擊地壓，是指承受強大地壓的脆性煤，礦體或巖體，在其極限平衡狀態(tài)受到破壞時向自由空間突然釋放能量的動力現(xiàn)象，是一種采礦或隧道開挖活動誘發(fā)的地震。在煤礦、金屬礦和各種人工隧道中均有發(fā)生。 巖爆屬于小規(guī)模的地應(yīng)力釋放現(xiàn)象，表現(xiàn)為坑壁巖石碎塊或煤塊等突然從圍巖中彈出，并伴隨巨響、氣浪和震動；拋出的巖塊大小不等。四川綿竹天池煤礦最大的一次將約20t的煤拋出20m以外。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,巖爆發(fā)生的條件是： 巖體經(jīng)受過較強的地應(yīng)力作用； 圍巖內(nèi)儲存較大的彈性應(yīng)變能； 埋藏位置具有較緊密的圍限條件； 機械開挖造成應(yīng)力的突然釋放。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,四、工礦廢物對地質(zhì)環(huán)境的污染,1.選礦廢水污染 中國每年排放36108t選礦廢水，含有許多有害金屬離子和物質(zhì)，懸浮物超標(biāo)。 江西某含硫多金屬礦床，排放pH為3的廢水，造成礦區(qū)附近河水污染，魚蝦絕跡，金屬離子超標(biāo)，礦山下游25km長河段河水不能飲用，同時造成礦區(qū)地下水和土壤污染。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,2.煤矸石污染 煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數(shù)量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。,煤矸石中含有大量的有機成分，同時富含金屬、堿土金屬和硫化物等，通過大氣降水淋濾而污染環(huán)境。 大量可溶性無機鹽溶于水中直接進入地下水，造成矸石山周圍地下水污染，主要表現(xiàn)為高礦化度、高硬度、硫酸鹽、鈉離子含量普遍高于背景值。 如遼寧撫順煤田的煤矸石造成地下水污染p96,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,五、礦產(chǎn)資源開發(fā)影響地質(zhì)環(huán)境的主要因素,（一）礦產(chǎn)資源開發(fā)利用階段,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,（二）采礦方法 露天開采：嚴(yán)重破壞地表景觀，并占用大量土地，造成環(huán)境污染； 地下采礦：地面沉降或地面塌陷等。 （三）礦物特性 （四）其它因素 地理位置、地形、氣候條件及開采規(guī)模,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,礦產(chǎn)資源及其特性 礦產(chǎn)資源開發(fā)對地質(zhì)環(huán)境的影響 礦山地質(zhì)環(huán)境治理,5.3 礦山地質(zhì)環(huán)境治理,礦山開發(fā)共分為四個階段：勘查、設(shè)計、開采和閉坑等。 礦產(chǎn)勘探和設(shè)計階段，在查明環(huán)境地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，開展地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價和影響評價，預(yù)測礦床開采后可能產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題；合理規(guī)劃工業(yè)場地、交通運輸線路、生活區(qū)以及礦渣等固體廢棄物的堆放場地，優(yōu)選采礦方式和選冶工藝措施，防治或減少地質(zhì)環(huán)境問題的發(fā)生。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,礦山建設(shè)開采階段，應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范礦業(yè)生產(chǎn)活動，防止、減少環(huán)境地質(zhì)問題的發(fā)生、發(fā)展，治理已經(jīng)產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題。 礦山閉坑階段，需要做好以造地復(fù)田為主的綜合治理，恢復(fù)耕種或種草綠化、營造樹木、人工造湖，使礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境向良性轉(zhuǎn)化。,環(huán)境地質(zhì)學(xué)第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境,5.3 礦山地質(zhì)環(huán)境治理,一、礦山地質(zhì)環(huán)境治理的基本原則 1.立法原則（法律確定責(zé)任、法規(guī)明確環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)） 2.生態(tài)風(fēng)