-开采损害与环境保护

开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection12010国家级精品课程开采损害与环境保护山东科技大学资源与环境工程学院开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection2第二章开采水动力损害第一节水下开采损害第二节水上开采损害第三节矿井水污染及水资源损害开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection3开采水动力损害，即开采引起地表水或地下水迁移运动所造成的各种损害，以及地表水渗漏、流失、雨水冲刷、溃陷、污染等直接损害及导致的生态环境等间接损害。第一节水下开采损害一、对矿井本身的损害在各种水体下采矿都要预防顶板水害，顶板水害轻者，增大了井下排水量、顶板淋水恶化劳动条件、预防水和泥砂冲溃而留设各种矿柱将会丢失资源、长期水动力作用而导致矿井工程失稳等，重者，一旦顶板冲溃，会导致淹井伤人等严重灾害。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection4二、对生态环境的损害矿井抽、排水导致水位下降，浅层水流失、井水干涸、工农业及生活缺水、房屋及各种建构筑物损害（需具体分析，并不全是开采水动力损害所造成）、井筒沉降等。如：西北等矿区，开采导致黄土层裂缝纵横沟通，在地表水动力冲刷、侵蚀作用下，引起严重水土流失，地表毁坏面积可达50%以上，农田大幅度减产、部分绝产。由于裂缝“底漏”，植被森林枯竭死亡，森林植被破坏，水土流失加剧，大面积山体滑坡灾害发生，生态环境恶化。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection5第二节水上开采损害一、矿井突水灾害对承压水开采水动力损害最典型的表现形式就是底板突水。因为煤层之下有各种承压含水层，如砂岩裂隙承压水，灰岩岩溶承压水等，特别是华北煤系地层基底的奥陶系灰岩含水层，岩溶发育，厚度大，含水丰富，埋深大时，水压高。当煤层开挖，其底板隔水层薄，或强度不够，其下部含水层中的承压水就可突破底板进入矿井形成底板突水损害，轻者增大了矿井排水量，重者来势凶猛，排水不及而造成淹井伤人灾害。所谓“水火无情”，矿井突水是矿井生产的重大灾害之一。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection6透水事故案例开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection7二、对社会的影响煤层底板承压水以灰岩岩溶水为主，而灰岩岩溶水一般是优质地下水资源，长期疏排水或一旦突水会破坏水源，名泉（济南趵突泉）消失，河水断流，影响风景旅游点。长期雨水补给不足、地下水超采等也是原因之一。另外，由于采矿排水导致地质塌陷、道路斑裂、房屋受损，工农关系紧张，成为社会不安定的重要因素之一。如某小区有争议的地面塌陷坑（图2-1）、道路损害等（图2-2、2-3）。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection8图2-1某小区地面塌陷坑图2-3某村路基损害图2-2某村镇路面裂缝开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection9第三节矿井水污染及水资源损害一、污染环境矿井排水管理不善，则矿井污水遍地流淌，红、黄、褐等杂色富含金属离子的矿井水以及煤矿污水的排放，严重损害矿区自身和周边生产、生活环境。矿山开采改变水资源的循环，破坏了自然界中水的循环状态，如地下水与地表水的转化关系失衡，地表径流、渗流与蒸发的自然比例失调，污染与自净的自然功能退化等，造成水资源的损害。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection10二、污染土壤、水源开采可能导致地表裂缝，雨水冲刷、侵蚀，水土流失、良田损害，山体滑坡、河流淤塞。特别矿井污水含酸、碱、盐各种成份，向河沟排放，污染地表水源，长期浇灌土地，土壤酸、碱增大，形成不毛之地。渗透到地下，则污染地下水源。所以，开采对土壤环境水源污染损害亦非常严重。不仅如此，由于开采引起矿区水文地质径流条件的变化，极易形成以煤矿为中心的地下水降落漏斗，破坏了浅、中、深层地下水原来的补给、径流、排泄运动规律和储存条件。使煤层以上的地下水、地表水通过漏斗渗到井下。而煤矿排泄矿井水，又将疏干煤系地层以上的地下水，造成矿区井、泉水位下降，干枯，地表径流减少、断流，进而导致水利设施报废，有些河道甚至因塌陷河水下渗。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection11三、矿区水污染及分类开采造成的水动力损害直接表现就是造成矿区水污染，由排放水中的污染物随水流运动从高浓度向低浓度扩散而造成。根据矿区水污染物质及其形成污染的性质，可以将水污染分成化学性污染、物理性污染和生物性污染三类。1.化学性污染常见的化学性污染有：酸碱污染、重金属和有毒物质污染、需氧性有机物污染和营养物质污染。2.物理性污染常见的物理性污染有悬浮物污染、热污染、放射性污染。3.生物性污染主要指致病菌及病毒的污染。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection12第三章开采大气损害第一节大气烟尘污染第二节有害气体污染开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection13第一节大气烟尘污染一、烟尘的来源矿区大气烟尘的主要来源有三个方面：露天开采覆盖层剥离移动，露天矿大爆破形成周期性的污染源；其次矿山建设土方移动，矿山物料运输等产生的浮尘；再次矿山冶炼、火力发电燃料燃烧过程中所排放的煤烟、粉尘及无机或有机化合物、爆破炸药及矿井火灾、矿井通风排出的废气等。二、烟尘的组成烟尘污染主要包括煤烟尘、黑烟、粉尘、飞灰、烟、雾等对大气的污染。矿区大气烟尘污染物主要是煤烟尘、黑烟、粉尘（矽尘及金属粉尘）、飞灰的污染。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection14第一节大气烟尘污染三、烟尘污染危害烟尘大气污染主要表现为：1.烟尘笼罩削弱了日光和紫外线的照射，能见度降低，杀菌作用减弱，易使传染病流行，儿童佝偻病发生，污染严重时影响交通运输、航空安全等。烟尘中的“碳黑”悬浮在大气中，大小和灰尘差不多，只有0.6m左右，悬浮在大气中的“碳黑”能大量聚集在一起，吸收太阳的热能，加热周围空气，形成降雨，从而改变区域大气环流和水循环。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection15表3-1部分粉尘可能引起的疾病2.烟尘的悬浮物污染，增加了大气中的粉尘（岩粉、炭粉、金属粉尘）浓度。这些粉尘通过人的呼吸进入体内，危害人的健康，引起诸多疾病，如矽肺病。常见粉尘引发的疾病见表3-1。粉尘的种类可引起的疾病燃烧排放的烟尘佝偻病铁、铝、锌粉金属热症有机物和无机物粉尘慢性支气管炎悬浮硅石粉、炭粉、铁粉、铝粉矽肺、炭肺、铁肺、铝肺放射性矿物粉尘、石英石粉、铬化合物尘、氧化铁粉尘肺癌无机和有机物粉尘流行性病，白喉，结核病氟及氟化物尘氟黑皮肤病及皮肤癌镍尘镍湿疹开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection16第二节有害气体污染矿山有害气体污染物主要有：以SO2为主的含硫氧化物；NO、NO2为主的含氮氧化物；以CO2为主的含碳氧化物；碳氢化合物以及少数卤素化合物。此外含铀钍矿山还存在放射性气体。一、含硫氧化物矿区地面空气中含硫氧化物主要为SO2和SO3，此外还有少数硫化氢。含硫氧化物主要来源于煤的燃烧和冶炼厂排出的烟气，全国每年进入大气的总硫量约为50万吨，可燃性硫在燃烧时，大部分与氧化合生成SO2。大气中硫氧化物、氮氧化物都是形成酸雨或酸沉降的主要前提物。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection17第二节有害气体污染二、含氮氧化物NOx种类很多，它是NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等的总称。造成大气污染的NOx主要是指NO和NO2。大气中的NOx几乎1/2以上是由人为污染源产生的。全球人为污染源一年向大气排放NOx约为5千万吨。矿区大气中NOx的人为排放污染主要来源于燃煤发电厂、锅炉烟气、露天开采的炸药爆炸以及矿区运输、装载、铲运等使用汽油、柴油为燃料的设备所排放的尾气、冶炼厂的某些生产过程。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection18三、含碳氧化物COx包括CO和CO2。CO主要来源于燃料燃烧时供氧不足而不完全燃烧产生。通过对燃烧装置及燃烧技术的改进，可以有效地减小CO的排放量。矿区COx主要来自冶金生产以及矿山爆破作业、汽油、柴油等内燃设备排放的尾气，还有一部分来自煤和矿石自燃、矿岩中涌出的气体。CO1对人体是有害的。四、烟尘的硫酸烟雾污染硫酸烟雾是大气中SO2在湿度相对较高，气温比较低，并有气溶胶存在时而发生的。硫酸雾是强氧化剂，对人和动植物危害极大。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection19五、光化学污染美国加利福尼亚大学哈根·斯密特博士提出的光化学理论认为：光化学烟雾是大气中Nx、HC及CO等污染物，在强太阳光作用下，发生光化学反应而形成的，光化学反应的最终产物有臭氧、醛、酮、过氧乙酰硝酸脂（PAN）和过氧苯酰硝酸脂（PBN）等。其表现是城市上空笼罩着白色的烟雾（有时带有紫色或黄色），大气的能见度降低，具有特殊气味，刺激眼睛和喉粘膜，造成呼吸困难。生成的强氧化剂臭氧（O3）可使橡胶制品开裂，植物叶片受害、变黄至枯萎。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection20第四章开采废弃物（尾矿）损害第一节固体废弃物损害第二节大气损害第三节地下水资源损害开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection21矿山开采固体废弃物包括：煤矿地下开采及洗选的废弃物—煤矸石，露天开采的剥离物—废矿石；金属矿山开采及冶炼的废弃物—尾矿、矿渣；发电、锅炉等燃煤产生的固体废弃物—粉煤灰等。第一节固体废弃物损害世界每年采矿排放的废石约350亿吨，选矿排放尾矿约50亿吨。目前我国矿山固体废弃物总积存量约230亿吨，占地面积约十几万公顷，其中农田约占12%。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection22我国矿山固体废弃物总积存量中，矿山采矿（采掘和剥离）废石总量约140亿吨，尾矿堆存量约50亿吨，煤矿开采积存矸石约30亿吨，粉煤灰积存约12亿吨。我国矿山固体废弃物中采矿废石（采掘和剥离）、尾矿、煤矸石、粉煤灰的年排放量分别为4亿吨、5亿吨、3亿吨、1.5亿吨。减小矿山固体废弃物对环境的污染和土地的占用方法就是处理和利用。近年来取得了显著的成绩，煤矸石及粉煤灰的利用率分别达到年排出量的47%和60%，而尾矿的利用率仅为7.4%。因此，如果不进行矿山废矸石、尾矿的处理，其对土地资源的占用将以惊人的速度增加。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection23我国黑色、有色、黄金、化工、核工业、建材等行业的矿山每年产出尾矿约3亿吨，基本上堆存在大约1500座尾矿库中，其中80%属于黑色、有色冶金矿山，其它行业只占20%。据有关专家估计，在这些尾矿库中，正常运行的库不足70%，有的行业大约44%的库处于险、病、超期服务状态。我国的尾矿安全处置与管理尤为重要。据资料统计，2008年底全国共有尾矿库12655座，其中危库613座、险库1265座、病库3032座、正常库7745座。开采损害与环境保护MiningDamagesandEnvironmentProtection24第二节大气损害矿山固体废弃物不但压占大