第三章 矿产资源开发及地质环境

1、矿体矿体围岩围岩露天开采露天开采对地质环境的主要影响对地质环境的主要影响原面aba地采空区baabb图9 采空影响示意图上 覆 岩 层煤 层采 空 区地 裂 缝 矿山采掘矿山采掘 矿山排水矿山排水矿山排渣矿山排渣矿山闭坑矿山闭坑地面形变地面形变 冒顶冒顶 重力灾害力灾害 矿坑矿坑突水水地下水疏干地下水疏干 老空积水老空积水 水环境污染环境污染 大气污染大气污染地质地貌景观地质地貌景观地面及井下环境地面及井下环境大气环境大气环境水环境环境（水化学水化学场）水资源水资源（水动力场）（水动力场）矿山活动矿山活动矿山放射性次生地质灾害污染空气污染水体污染土壤矸石堆失稳地方病泥石流土地挖损煤矸石灾害崩塌

2、滑坡露 天 开 采泥石流地 裂 缝地面塌陷崩塌土 地 盐 渍 化水 土 流 失滑坡瓦斯爆炸矿井突水矿井热害污染环境土 地 荒 漠 化冲击地压煤层自燃 煤尘爆炸煤与瓦斯突出煤 矿 开 采井 工 开 采顶板冒落原生地质灾害1 1）矸石排放）矸石排放重庆南川市南城办事处磺岩村山体到处冒火，村民们在燃烧的火焰上架起铁锅煮起了猪蹄，有的村民却吓得晚上不敢进屋睡觉。当地村民将稻草放在喷火的岩隙，稻草马上就被点燃。白天地火不明显，晚上能冒1米多高，人很难靠近。 表 6 2000 年全国燃煤排放污染物情况 燃煤排放物 排放量 占全国总排放量（%） SO2 1995 万吨 90 烟尘 1165 万吨 70 CO

3、2 30.52 亿吨 80 NOx 1015 万吨 65 7791617117101020304050607080老空积水含水层水地面降水溶洞泥水图1 重特大水害事故涌水来源分析事故起数死亡人数 由图可见，防范老空积水（本矿采空区、老窑积水和邻近矿井老空积水）对安全生产的危害，是矿井水灾防治工作的重点。 必须在弄清矿井水文地质条件的基础上，坚持“有疑必探、先探后掘、先探后采”的原则，开展生产。表 5 2000 年我国煤矿开采对大气环境的污染情况 2000 年煤矿瓦斯排放总量 矸石山自燃 排放量达 96.25 亿 m3（CH4纯量） ，约占全球排放总量的 60%，相当于 1.38 亿吨 CO2

4、中国现有矸石山 1500 余座，其中长期自燃的有 389 座 冲击地压是指井下围岩在高应力作用下，突然破坏，引起剧烈地震，伴有大量煤岩块抛出的一种矿压现象。 它是自然地质作用与开采工程共同作用的结果，是煤矿和金属矿山日常生产、涵洞建设工程中常见的一种地质灾害，也是伤亡人数最多的灾害。冲击地压的能量释放是瞬时的，因此常伴有强烈的诱发地震诱发地震，可导致顶顶板冒落板冒落、巷道弯曲巷道弯曲、工作面堵塞工作面堵塞、直接危及矿山的生产安全危及矿山的生产安全。 矿震具震源浅，又处于矿山这种特殊条件下，地面上的建筑物会遭到损失，井下设施也会受到严重破坏，还会引起人员伤亡和惊恐。如19771991年间，山东陶

5、庄煤矿发生破坏性矿震180余次，摧毁巷道3000余米，死亡90人。 据统计，我国煤矿平均每十年加深100m，而随着采深的增加，冲击地压发生的频率和强度增大。我国的大同，开滦，抚顺，北京，徐州等大矿区都已受到冲击地压的威胁。1285123912451264129513921447137718252370232823462090185719951948100012501500175020002250250019941995199619971998199920002001年煤炭消费量/百万吨SO2排放量/万吨图4 19942001年煤炭消费量与SO2排放量趋势图世界三大酸雨区分布图 酸雨是一个全球性

6、的重大区域性问题。SO2、NOx 等污染物通过大气传输，在一定条件下形成大面积酸雨，改变酸雨覆盖的土壤性质，危害农作物和森林生态系统，改变湖泊水库的酸度，破坏了水生生态系统，腐蚀材料，造成重大经济损失。酸雨还导致地区气候改变，造成难以估量的后果。2007年年1月全国酸雨强度等级分布月全国酸雨强度等级分布12851245139214471377289030063153312730521000125015001750200022502500275030003250350019941995199619972000年煤炭消费量/百万吨CO2排放量/百万吨图5 19942000年煤炭消费量与CO2排放量

7、趋势图表 7 温室效应造成的危害和经济损失 温室效应造成的危害 经济损失 由于气候变暖，近 100 年来北极冰盖减少了42%， 海洋面上升了 50 厘米， 造成森林迁移、土地盐碱化，危及沿海地区 20 世纪 90 年代造成的实际经济损失高达 6252 亿美元，是 50 年代的 10倍 调节池提升泵站井下水仓澄清池过滤池清水池水塔浓缩池压滤机矿井水加药消毒外运图1 含悬浮物矿井水处理基本工艺流程沉淀池滤床沟综合利用氧化塘矿井水出水图2 氧化塘净化矿井水工艺流程调节池滚筒石灰石储存槽曝气池混凝剂投配槽沉淀池污泥浓缩脱水酸性矿井水排放沉渣处图3 石灰石滚筒中和曝气混凝沉淀联合处理工艺流程图4 石灰石升流过滤中和曝气混凝沉淀联合处理工艺流程地面蓄水池升流式石灰石滤池平流式沉淀池曝气池斜板沉淀池石灰石颗粒酸性水外排压缩空气图5 石灰中和法处理工艺流程沉淀池中和池石灰乳配置池过滤池酸性水石灰粉机械搅拌废渣出水图6 石灰石石灰联合中和法处理工艺流程 该工艺流程是将废水先流经石灰石滚筒，以中和水中绝大部分的游离酸，然后再用石灰或者石灰乳中和，使水的pH值进一步提高，一般控制在8.0左右。在此条件下Fe 2水解并产生沉淀，所形成的絮状物可以起到混凝作用，有利于悬浮固体的去除。中和池沉淀池过滤池达标排放石灰石灰石酸性矿井