【学习课件】第九章-煤矿环境地质

1、第九章 煤矿环境地质编辑ppt 环境地质学是人类活动及各种地质作用对环境的综合影响的学科，它是地质学的一个分支，也是环境地学的组成部分。 主要内容有: 原生地质环境：是由各种内、外动力作用所造成的，是通过构造运动、岩浆活动、地震作用、风化、剥蚀、搬运、沉积、成岩等各种作用的影响而形成的地质环境； 次生地质环境：是由人为地质作用所造成的环境。即现代人类在对矿产资源进行开发和利用过程中所造成的地质环境乃是人为地质作用引起的次生环境。编辑ppt 煤矿地质环境研究的内容广泛且综合性强；是以地质学和环境学的理论和方法为基础，以地质因素引起的环境问题为研究对象，以煤矿开采过程引起的环境地质问题为重点，分析

2、地质环境、生态环境和煤炭开发利用活动之间的相互作用和影响；研究矿区环境地质特征和各种地质灾害（如滑坡、泥石流、地震、矿山岩移等）引起的环境问题及其灾害预防和防治方法；探讨采矿活动产生的地质作用对地质环境的影响以及诱发得环境地质问题；揭示矿区地质环境中的化学元素与人体健康的关系；提出改善和控制矿区环境质量的地质原理和方法。编辑ppt第一节 煤矿环境污染因素及危害一、煤矿环境污染因素 （一）固体废物（矸石、露天矿剥离物、 煤泥、粉煤灰、和生活垃圾等）1、矸石 矸石是煤炭生产过程中产生的岩石的统称，包括煤矿采掘过程中排出的岩石、混入煤中的岩石、采空区垮落的岩石、工作面冒落的岩石及选煤过程中分离出来的

3、碳质岩等。编辑ppt 煤矸石是矸石的一种，是成煤过程中与煤层伴生、灰分通常大于50%，发热量一般在3.38.3 MJ/kg的一种碳质岩石。 矸石排放量取决于煤层条件、开采方法、选煤工艺等。一般每采1t原煤排矸0.2t，若包括掘进矸石平均可达1t。矸石常有炭质泥岩、泥岩、砂岩、灰岩等组成；矿物成分主要有高岭石、蒙脱石、石英、伊利石、方解石、黄铁矿、白云石、水铝石等，也含有少量稀有金属矿物；化学成分以siO2(含量50%70%）AI2O3(含量20%30%）为主，并有含量不等的Te2O3、CaO、MgO、TiO2、 k2O、NaO2、p2O5和V2O5等。 编辑ppt2、露天矿剥离物 露天剥离物的

4、岩石组成和排放量取决于煤层上覆岩层的性质、煤层的埋藏深度和赋存条件、地形条件和剥离厚度等。 剥离层一般有泥岩、砂岩、灰岩及松散沉积物，其中泥质岩石主要的。3、煤泥 煤泥是煤炭在开采、运输、洗选等过程中产生的泥状物质。 其形成与煤及矸石的物理性质、煤炭开采和运输方法、洗选工艺、煤泥的处理系统有关。 煤泥一般呈塑性体或松散体或泥固体，灰分含量高、粘土矿物多，热值低，持水性强。 编辑ppt（二）废水主要有： 采矿废水； 选煤废水； 生活废水； 其他附属工业废水。1、采矿废水是指外排得矿井水，是伴随矿井开采而产生的地表渗透水、地下含水层渗流水和疏放水以及采掘生产和防尘用水等组成，是煤矿排放量最大的一种

5、废水。 编辑ppt 据有关资料显示，我国国有重点煤矿每年外排矿井水超过20亿m3，平均吨煤排水4m3左右，焦作矿务局王封矿吨煤排水量高达80m3。 煤矿矿井水质区域水文地质条件、 煤质状况等差异而有所不同。根据矿井水质可将矿井水分为五种类型。洁净矿井水：未被污染的干净矿井外排水。水质呈中性，低矿化度，低浊度，不含有毒有害离子，基本符合生活饮用水标准。有的含有多种微量元素，可开发为矿泉水。编辑ppt含悬浮物矿井水：水质呈中性，矿化度小于1000mg/L，不含有有毒有害元素，且金属离子很少，含有大量的悬浮物、少量可溶性有机物和细菌等。高矿化度矿井水；水质多呈中性或弱碱性，含SO2-4、CI-、Ca

6、2+、K+、Na+、HCO-等离子，矿化度（无机盐总含量）大于1000mg/L，带有苦涩味。编辑ppt酸性矿井水：指pH值小于5.5的矿井水。其形成主要原因是煤层及围岩含硫量偏高，并与矿井密闭程度、大气流通状况、矿井水来源与流径、开采深度因素有关。含特殊污染物矿井水：根据含污染物种类可分为含氟矿井水、含重金属元素矿井水、含放射性元素矿井水、含油类矿井水等。编辑ppt2、选煤废水 选煤废水是煤炭湿洗法洗选过程中产生的废水，其中含有大量悬浮煤粒，故称其为煤泥水。 此外，废水中还有一定量的石油类、酚类、醇类、聚丙烯酰胺等有毒有机药剂和煤中渗出的各种离子和放射性元素等。 因此，选煤废水是一种有毒废水。

7、 我国目前煤洗1t原煤约外排0.81m3废水，年外排煤泥水总量达千万m3,随着我国原煤入洗率的提高，选煤废水不断增加。 编辑ppt3、其他工业废水 指机修厂、火药厂、矿灯厂、焦化厂等煤矿附属企业在生产过程中产生的废水。 目前，我国此类废水排放量在20003000万m3之间。（请看书182页我国部分煤矿各种废水情况）编辑ppt（三）废气煤矿废气主要包括：采矿废气； 燃煤废气； 煤和矸石自然废气。1、采矿废气、 主要是指由矿井中排出的废气。它是井下人员呼吸、爆破、充电、坑木腐烂、没岩层氧化等所产生的气态物质和煤层及围岩、地下水等释放的天然气污染井下空气而形成的。 其中含有多种有害成分，包括以甲烷为

8、主的烷烃、芳香烃、氢等可燃性气体和二氧化碳、氮等窒息性气体，以硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等有毒气体。编辑ppt 2、燃煤废气 是指煤矿区锅（窑）炉和民用灶燃煤产生的废气。 其中含有烟尘、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、氢氧化合物等有害成分。 这些有害物质的产生量随煤、燃烧方式、燃烧条件的不同而又很大的差异。 燃烧1t煤科产生一氧化碳0.545kg，碳氢化合物0.1545kg、氮氧化物1.52.7kg、醛类0.0025kg、硫氧化物19s（s为煤中硫含量）kg、烟尘（18）A（A为煤的灰分产率）kg。 燃煤废气是大气污染的主要来源，约占大气污染总量的70%。编辑ppt3、自然废

9、气 是指煤矸石发生自然过程中产生的废气，其成分与燃煤废气相同或类似。 煤主要是由可燃物质构成的，煤矸石中含有一定量的可燃物，他们在一定条件下会因缓慢氧化热的大量聚集而自然发火。 其表现形式有煤层露头着火、开采地表沉陷露风区着火、地面煤堆和矸石着火、井下煤壁着火等。 煤和煤矸石自然现象在我国较为严重。编辑ppt（四）粉层 煤矿的采掘、运输、选煤等生产过程以及燃煤、煤层和矸石山自然等都会产生粉层，其中采掘过程是煤矿产尘的主要因素。 如在地下开采中，采掘工作面产生的粉尘可占矿井产尘总量的70%85%。煤矿作业场所空气中粉尘（总粉尘、呼吸性粉尘）浓度应符合下表要求。粉尘中游离SiO2最高允许浓度/mg

10、.m-3总粉尘呼吸性粉尘10103.510 502150 8020.58020.3编辑ppt 煤矿粉尘以煤尘为主，也有岩粉和其他物质粉尘。 其中含有砷、铬、隔、硒、铍、锌等微量有害元素和铀、钍、钴等放射性元素，并具有湿润性、粘附性、电荷性、爆炸性、气溶性等一下特殊性质，可悬浮与矿井水之中或沉浮与各种物体表面。 产尘量一般与煤及夹矸的性质、采煤方法、地质构造的破坏程度以及煤层的赋存状况和水文地质条件等因素有关。编辑ppt（五）岩体移动 岩体移动简称岩移，它是指在外界因素影响下，地壳岩体失去原有的平衡状态而发生移动的现象。 矿山岩体移动主要由采矿活动引起的，煤层自燃、矸石堆积等也可引起岩体移动。

11、由采矿活动引起并直接破坏环境的岩体移动主要包括地下开采造成的地表移动和露天开采引起的滑坡。由于煤矿多为地下开采，因此，煤矿区分布广泛且对环境破坏最强的是采矿地表移动。 编辑ppt 当煤层被采出以后，煤层顶板及上覆岩层在重力作用下发生坍塌，这种坍塌波及到地表时，便形成了地表移动。因此，采矿塌陷均分布于矿井采空区上方，其变形形式有地表塌陷、凹陷和断裂。 漏斗状陷坑和阶梯状断裂：这类地表移动发生突然、快速、强烈、危害严重但破坏范围小；主要在浅部急倾斜煤层采空区和开采深度与煤层开采厚度之比小于20的缓倾斜煤层采空区以及较大地质构造分布区。编辑ppt缓波状沉陷盆地：这类地表移动过程比较缓慢，且在时空上是连续的，一般范围较大；主要分布于深部急倾斜煤层采空区和开采深度与煤层开采厚度之比大于20 的缓倾斜煤层采空区。 一般来说，地表移动的最大深度约为煤层开采厚度的70%80