《环境地质分析与评价》课件-第五章 矿产资源开发与地质环境

第五章矿产资源开发与地质环境01矿产资源的重要性矿产资源对现代文明的重要性01随着人口增加，人类对矿产资源的消费量不断增长，没有矿产资源，现代文明将无法维系。矿产资源的可用性成为衡量人类财富的指标之一。矿产资源对人类社会的推动作用02科技进步和经济发展使得人类对矿产资源的开发利用更为成熟，促进了人类社会的不断进步和发展。矿产资源开发的环境影响03矿产资源的开发利用对环境造成破坏性影响，这成为矿产资源开发面临的一个严峻挑战。降低环境代价是实现矿产资源开发可持续发展的关键。对人类生存和建设的影响维持现代工业社会不断运转的必要条件，包括煤、泥炭、石油、天然气、铀矿等。能源矿产使用历史最长、应用领域最广、开发前景最广阔，是现代工业的基础原料。金属矿产在工业生产中有重要应用，如陶土、玻璃原料、建筑材料等，还可以制作成各种装饰材料和化工原料。非金属矿产对现代工业的基础作用02矿产资源的种类与成因

金属矿产金属矿产的定义金属矿产是指能够作为工业上提取金属原料的有用矿物资料，包括黑色金属矿产、有色金属矿产、贵金属矿产、稀有金属矿产等。金属矿产的成因金属矿产的成因与整个地质循环密切相关，主要形成作用包括岩浆作用、沉积作用、变质作用等。沉积作用形成金属矿产沉积作用可以形成具有经济价值的多种金属矿产，如金和金刚石砂矿。非金属矿产可用做冶金辅助原料、化工原料、工业制造业、陶瓷及玻璃原料、建筑材料等。非金属矿产的成因包括风化作用、火山喷发作用、沉积作用等。非金属矿产是指除能源矿产、金属矿产外，能够提取有用非金属元素、化合物或能直接利用的岩石和矿物集合体。非金属矿产能源矿产包括煤、泥炭、石油、天然气、铀矿等，是维持现代工业社会不断运转的必要条件。例如，石油是工业生产的主要能源之一，应用广泛。能源矿产利用与环境地质问题密切相关，例如石油泄漏会对环境造成严重危害。能源矿产的开采和利用也会对地质生态环境产生影响，严重的可诱发不良现象而成为灾害。能源矿产03矿产资源的供应状况开采和提炼矿物的技术尚未达到能从任何岩石或土壤中有效提取所有元素的水平。技术限制经济效益考虑环境保护要求尽管资源无穷，但开采成本过高或市场价格、供需关系变化可能导致矿物利用不可行。随着环保意识的提高，矿物的开采和利用需更注重环境保护和可持续发展。030201地球矿物无穷无尽，但技术和经济效益有限03全球矿产资源储量分布不均大部分矿产资源储量集中在少数国家，导致资源短缺和过度消耗问题。01地理位置影响靠近矿产资源产地可能导致高运输成本和竞争，远离则可能导致低开采率和高成本。02地质构造和成矿规律地质构造和成矿规律影响矿产资源分布，某些地区资源开发更容易，其他地区可能因地质变化和矿藏迁移而更困难。全球矿产储量分布不规律04矿产资源的需求状况人口增长导致对矿产资源的消费量增加随着世界人口的不断增加，人们对矿产资源的需求量越来越大。如果世界人口在今后几十年内增长一倍，那么很简单，要保持目前的生活水平，矿产资源的用量也要增加一倍。生活水平提高推动对矿产资源的需求随着人们生活水平的提高，人们对矿产资源的需求量也会增加。例如，随着汽车销量的增加，对石油的需求量也会增加。随着手机和计算机数量的增加，对各种金属的需求量也会增加。城市化进程加快对矿产资源的需求城市化进程加快需要大量的基础设施建设和住房建设，这些都需要消耗大量的矿产资源，例如水泥、石灰和砖块等建筑材料。人口增加和生活水平提高导致需求量增加全球矿产资源的生产量需要提高城市化进程加快需要大量的基础设施建设和住房建设，这些都需要消耗大量的矿产资源。为了满足城市化进程加快的需求，需要加大矿产资源的生产和供应力度。满足城市化进程加快的需求如果世界人口在今后几十年内增长一倍，那么要满足世界人口对矿产资源的需求，全球矿产资源的生产量就必须提高好几倍。满足世界人口对矿产资源的需求随着人们生活水平的提高，需要对更多的矿产资源进行开采和生产，以满足不断提高的生活水平需求。满足不断提高的生活水平需求05矿产资源的有限性和人类依赖性123地球上的矿产资源总量大，但蕴藏量有限，大规模开发利用导致资源减少甚至短缺、枯竭。矿产资源蕴藏量有限部分矿产资源通过地质作用可更新、再生，但更新速度缓慢，需数百万至数千万年。矿产资源可更新性矿产资源价值随人类历史阶段和勘探、冶炼技术变化而变化，低品位矿石在技术进步后具有资源价值。矿产资源相对性矿产资源的有限性人类对矿产资源的依赖性由于人口增加和人类活动扩大，矿产资源需求量增加，但有限性和可更新性限制导致资源供应逐渐减少，加剧了资源紧张和短缺程度。人类对矿产资源的依赖性导致资源紧张和短缺人类社会的发展需要各种矿产资源，如金属、非金属、能源等，来维持生产、生活和建设。人类社会的发展需要矿产资源的支持矿产资源的开发利用催生了新技术和新工艺，促进了工业革命和现代科技的飞速发展，同时提供了大量物质财富和经济效益。矿产资源的开发利用对人类社会的进步和发展具有重要作用06矿产开发对地质环境的影响能量和物质转移01采矿过程中的能量和物质转移是指各种元素、水和气的运动和交换，包括风化、侵蚀、搬运和堆积等过程。这些过程会影响地质环境的自然平衡，导致地貌景观的变化。地质构造活动02在采矿过程中，地质构造活动可能会加剧地质环境的脆弱性和不稳定性，增加地质灾害的风险，如山体滑坡、地面塌陷等。人类活动其他因素03除了地质构造活动外，其他人类活动也会对地质环境产生影响，如工农业发展、城市扩张等。这些活动可能会改变地貌景观、影响水资源和土壤环境。采矿过程的主要影响因素

影响方式的多样性地貌景观的变化矿产开发会改变地貌景观，如形成新的露天矿坑、堆砌物和废渣等，同时原有的自然景观也会受到破坏。水资源的影响矿产开发会直接或间接地影响水资源，如地下水的疏干、地表水的污染等，会导致水资源的枯竭和水质恶化。土壤环境的变化矿产开发会改变土壤环境，如土壤的物理性质、化学成分和生物种类等，从而影响农作物的生长和土地的质量。07矿山开采对地质环境的影响采矿过程可能改变地貌景观，如挖深填平导致土地变形和位移，以及地形地貌的变化如山体崩塌或滑坡。矿山开采也可能会导致新的地形地貌形成，如挖深填平或山体崩塌滑坡等。矿山开采对土地资源的占用和破坏会导致植被破坏和生态平衡的失衡，引发水土流失等问题。改变地貌景观矿山开采排出的废水、废泥中含有重金属等有害物质，会对水资源造成污染。采矿过程中产生的泥石流和泥沙进入水源，导致水资源污染。长期采矿导致地下水富营养化，对水生生物和人类生活产生负面影响。污染水资源破坏植被，影响动植物的栖息地和生态系统，减少生物多样性，影响生态平衡。凿岩、爆破等过程造成土壤和地下水污染，影响植物生长。长期采矿导致生态环境恶化，影响动植物的生存环境和生态系统。影响动植物生长08矿山建设对土地资源和生态平衡的影响土地资源破坏在矿山开采过程中，需要大量的土方工程来挖掘和运输土石方，这会导致土地资源的破坏和植被的破坏，影响土地的生态平衡。土地资源占用矿山建设需要大量的土地资源，包括堆放废石堆、尾矿、开拓用地、生产生活区等，这些土地资源的占用会导致周边地区可用土地资源的减少。土地资源复垦困难矿山开采后的土地往往呈现出不均匀的沉降和变形，导致植物和动物的迁移和繁衍受到限制，同时土壤的质量也会受到一定的影响，复垦困难。占用破坏土地资源矿山建设会导致地下水的过度开采，导致地下水位下降，水质恶化，对生态环境造成破坏。水资源破坏矿山建设会产生大量的废气、废水等污染物，对气候环境造成一定的影响，加剧全球变暖趋势。气候变化矿山建设会导致周边地区的植被和土壤环境的变化，从而影响生物的多样性，甚至导致一些物种的灭绝。生物多样性减少破坏生态平衡水土流失的产生矿山建设会破坏植被和土壤结构，导致土壤侵蚀和流失。水土流失的危害水土流失会导致土壤贫瘠化，阻碍植物的生长和繁殖，同时也会导致水资源短缺和污染。水土流失的治理水土流失的治理需要采取多种措施，包括加强水土保持教育、实行水土流失监测、加强水土流失治理等。导致水土流失09地下采矿对地质环境的影响地表变形地下采矿通常会引起地表的变形和开裂，这主要是由于地下洞穴或空隙的形成，以及土壤和地层的位移和松弛。这种变形可能会影响到周边的建筑物、道路和农作物等设施，严重时甚至可能导致灾难性事件。泉水枯竭地下采矿通常会涉及到对地下水的抽取和使用，这可能会导致泉水的枯竭。如果泉眼附近有矿产资源开发，那么过度抽取地下水可能会导致泉水断流，从而对生态环境造成严重的影响。河水断流地下采矿可能会对河流水源产生影响，导致河水的断流。这主要是因为地下采矿会使得周围的地下水位降低，而地下水位的变化又会对河流的水位和流量产生影响。地面开裂、沉陷、泉水枯竭、河水断流等地下水资源破坏地下采矿会使得周围的地下水资源受到破坏，导致地下水位下降、水质恶化等问题。这些问题不仅会影响到周围的生态环境，还可能会导致农作物缺水、土地干涸等问题。水文地质结构改变地下采矿可能会对水文地质结构产生影响，导致地层结构的变形和位移。这些变化可能会影响到地下水的流向和流量，从而对周边环境造成不利影响。水资源利用不合理地下采矿可能会导致当地水资源利用的不合理，如过度开采地下水、建设水坝等行为，这都可能会对地质环境造成不利影响。破坏水文地质环境010203矿床开采导致岩体应力场改变地下采矿会使得周围的岩体应力场发生变化，从而导致地层的变形和位移。这种变化可能会引发一系列灾害，如山体滑坡、地面塌陷等。采矿直接引发矿震由于地下矿产资源的位置和分布特点不同，采矿直接引发矿震的可能性也会有所不同。在矿震发生时，强烈的震动可能会对周围的建筑物和基础设施造成损坏，甚至引发一些次生灾害。工矿废水污染地质环境工矿废水是指矿山开采过程中排出的各种废水，包括生产废水、生活废水等。这些废水如果没有得到有效的处理就直接排放，可能会对周边环境造成严重污染，影响土地、农作物和空气的质量。不合理设计导致的灾害10采矿对人民生活和经济发展的影响

生态环境恶化矿山开采占用和破坏土地资源，导致水土流失和土地荒漠化。采矿过程中会排放大量的废水和废渣，严重污染水资源，影响动植物生长。采矿导致植被破坏，土壤侵蚀，导致土地贫瘠，影响生态平衡。123矿山开采会引发地质灾害，如山体滑坡、地面塌陷等，对人民生命财产安全造成威胁。采矿导致水资源枯竭，土地荒漠化，影响农作物生长，导致粮食减产，从而影响人民生活。工矿废水污染地质环境，排放大量未经处理废污水，污染地表水、地下水、土地、农作物和空气，危害人类健康。影响人民生活矿山开采会占用大量土地资源，导致土地资源短缺，影响经济发展。采矿导致水资源枯竭，土地荒漠化，影响农作物生长和产出，从而阻碍经济发展。工矿废水污染地质环境，排放大量未经处理废污水，导致水资源短缺和环境污染，阻碍经济发展。影响经济发展11矿山环境治理的重要性防止土地资源的破坏和环境破坏01矿山开采会导致土地资源的破坏和环境破坏，如土壤侵蚀、土地荒漠化、植被破坏等。而这些破坏又会导致水土流失、土地塌陷等环境问题，对人类生存和发展造成威胁。保障人类健康和安全02矿山环境破坏会导致各种有毒有害物质的积累，对人类健康和安全造成严重威胁。同时，矿山环境问题还可能导致一些安全事故，造成人员伤亡和财产损失。促进可持续发展03矿山环境治理是促进可持续发展的重要方面。通过对矿山的综合治理，可以改善环境质量，提高土地资源利用效率，为人类创造更加宜居的环境，同时也可以促进经济和社会的可持续发展。综合治理的必要性

治理阶段调查与评价阶段对矿山环境进行调查和评价，了解环境状况和存在问题。对问题进行深入分析和研究，为后续治理提供科学依据。规划与设计阶段根据调查结果和前期规划设计，制定治理方案和计划。考虑治理目标、内容、时间、资金及对环境的影响。实施与监督阶段根据规划设计进行实施和监督。采取有效措施治理和保护环境，监测和评估治理效果。及时纠正和改进治理不到位或新出现的问题。12矿山勘探与设计阶段的环境保护和综合治理评价方法可以采用地质勘察、地质测量、地质雷达等手段，对当地的地质环境进行全面、系统的研究。在进行影响评价时，需要考虑矿产开发对当地地质环境的影响，如土地占用、土壤侵蚀、地下水位变化等。在矿产勘探与设计阶段，必须开展地质环境质量现状评价和影响评价。地质环境质量现状评价和影响评价矿床开采过程中可能产生的环境地质问题如地面塌陷、地裂缝发育、水土流失等，可能对当地自然环境和人类生活产生不利影响。预测方法进行地质模拟实验和计算机模拟实验，了解开采过程对地质环境的影响，预测可能产生的环境地质问题，为制定防范措施提供依据。预测时的考虑因素当地社会经济状况和自然环境条件，如气候、土地状况等，在制定防范措施时需要综合考虑这些因素。预测矿床开采后可能产生的环境地质问题减轻或避免环境地质问题的影响进行土地整治和植被恢复，调节地下水位，制定合理的采矿方案和施工工艺。考虑当地自然环境和社会经济状况在制定防范措施时，需考虑到当地的气候、地貌、水文等因素以及社会经济状况，以制定更具针对性的措施。采取相应的防范措施13矿山建设开采阶段的环境保护和综合治理制定矿业法规，明确矿业生产活动中的环保要求和责任。加强矿业活动的环境影响评价，预防新的环境地质问题的产生。优化矿业生产工艺和技术，减少对环境的影响，如采用绿色开采等环保技术。规范矿业生产活动控制已有环境地质问题的发展01在矿业活动中，采取措施防止地质灾害、地下水污染等环境地质问题的发生。02对已产生的环境地质问题，采取有效的治理措施，如地下水治理、土地复垦等。加强对已有环境地质问题的监测和管理，及时发现并采取措施应对可能的风险。03在矿业活动结束后，采取有效的生态修复和环境保护措施，使矿区恢复到良好的环境质量状态。加强矿区土地的复垦和利用，提高土地资源的利用效率，减少土地荒漠化和水土流失。推行清洁生产和循环经济，减少矿区的污染和公害，提高矿区的整体环境质量水平。矿区恢复成环境质量良好的地区14矿山闭坑阶段的环境保护和综合治理运用科学的土地整理技术，改善土壤质量，提高土地的抗逆性和保水保肥能力。合理规划种植结构，选择适应性强、市场前景好的农作物进行种植，提高土地利用效率和经济效益。营造绿色屏障，在矿区周边种植树木和植被，减少水土流失和风蚀作用，改善生态环境。做好以“造地复田”为主的综合治理选择合适的农作物和植物品种进行种植，采取合理的耕作方式和施肥方法，提高土地利用率和产出率。利用植物的抗逆性和适应性，在恶劣环境下进行植被恢复，改善矿区环境质量。采取种草绿化措施，在矿区种植适量的草本植物，提高绿化水平，改善环境质量。恢复耕种或种草绿化等

使矿区地质环境向良性转化对矿区进行地质地貌恢复，恢复地质时期的地貌形态，改善自然环境。加强地质监测和预警预报工作，及时掌握地质变化情况，采取有效措施进行应对，保障人民生命财产安全。进行地质灾害防治工程设计并采取相应的工程措施和技术手段，防止和减少地质灾害的发生，保护人民生命财产安全。15矿山治理原则和生态风险评价立法原则以法律的形式确定矿山开采者对矿区环境破坏及其治理所应承担的责任，并以法规的形式确定治理工作必须达到的环境质量标准。生态风险评价原则在实施矿山开采活动前，应当根据有关法律、矿区各类资源赋存情况、开采活动可能引起的生态破坏类型和程度，以及开采者从事开采和生态重建的技术经济能力等，进行生态风险评价。最少量化原则尽可能使开采所占用的土地最少，使开采过程造成的景观破坏、环境质量破坏和生物群落破坏最少，使矿山废弃物的生成量最少。治理原则资源化原则它有两层意思：其一是使受到破坏的土地、水域等，经过治理，能作为合格的自然资源再度具有生态经济价值；其二是使开采活动产生的矿山废弃物在其他的工业活动中得以利用。无害化原则它是指对矿山废弃物进行的无害化处置。在多数情况下，矿山废弃物的利用率远小于它的生成率；即使经过再利用，仍会有相当数量的废弃物产生。对矿山废弃物的无害化处置，通常有两种方法：一种是去毒法，以化学方法或生物方法去除废弃物中的有害成分；另一种是隔离法，以物理方法阻止废弃物中的有害成分向周围环境渗漏。对于一些具有潜在资源价值，但在技术经济上一时难于开发的废弃物，隔离法是一种比较恰当而又经济的选择。治理原则010203生态风险评价的基本程序确定潜在生态危害的类型和程度；识别和评估潜在生态危害的主要来源和途径；评估潜在生态危害对人类和环境的影响；确定潜在生态危害的风险等级；提出相应的风险管理措施和建议。生态风险评价的内容描述潜在生态危害的性质、来源、途径、影响和等级；评估人类和环境对潜在生态危害的暴露程度和敏感性；评估潜在生态危害对人类健康和环境的影响；确定潜在生态危害的风险等级；提出相应的风险管理措施和建议。生态风险评价的结果生态风险评价的结果包括潜在生态危害的类型、程度、来源、途径、影响和风险管理措施，这些信息对制定环境保护措施和管理决策有重要意义。生态风险评价受损土地、水域经过治理后可再利用，开采活动产生的废弃物在其他工业活动中得以利用。资源化原则对矿山废弃物进行无害化处置，主要有去毒法和隔离法两种方法。隔离法是比较恰当而又经济的选择。无害化原则最少量化、资源化和无害化原则16露天矿复垦方法内排土方式内排土方式是最常用的露天矿复垦方法之一。在剥离物回填到采空区后，土地可以得到恢复和利用。这种方式的优点在于实现了边采边填，能够快速恢复土地资源。外排土方式与内排土方式相比，外排土方式需要大面积的土地堆放剥离物，同时需要额外的土地资源。这种方式需要严格控制剥离物的堆放位置和方式，否则可能会对周围环境造成污染。内排土或外排土方式这种方式可以在剥离过程中进行回填，使土地资源得到快速恢复。但是需要选择合适的回填位置和方式，避免对周围环境造成影响。这种方式需要大面积的土地资源来堆放剥离物，同时需要严格控制剥离物的堆放位置和方式，避免对周围环境造成污染。内排土可边剥边回填，外排土可临时堆放外排土可临时堆放内排土可边剥边回填充填法复垦充填法是复垦采空区的一种常用方法。通过使用合适的充填物（如碎石、沙子等），将采空区填充满，使土地得到恢复和利用。种植法是复垦采空区的另一种常用方法。通过在采空区上种植植物，可以促进植物生长和土壤肥力的增加，同时可以减少水土流失和环境污染。复合法是同时采用充填法和种植法进行复垦的一种方式。这种方式可以在短时间内实现土地的恢复和利用，但是需要选择合适的充填物和植物种类，避免对土地造成二次破坏。种植法复垦复合法复垦露天采空区复垦方法17矿山废石堆、尾矿池复垦方法准备合适的土壤层在堆放废石之前，需要将土壤和表层物质从矿区或附近地区挖掘出来，并储存备用。土壤层的质量和厚度会影响到复垦后的植物生长和土地质量。堆放废石并覆盖土壤将准备好的废石堆放整齐，然后覆盖上准备好的土壤层。土壤层的覆盖厚度应该根据废石堆的形状、大小和位置等因素来决定，通常为10-20厘米。再次覆盖土壤层为了使土壤层更加紧实稳定，可以在上面再次覆盖一层土壤层，厚度约为5-10厘米。土壤层覆盖法要点三铺设隔离层在土壤层