矿山地质环境问题包括哪些
❶ 矿山地质环境问题分类
❷ 矿山环境地质问题类型划分
西南地区有矿山企业21073个,矿业开发已成为地区经济发展的支柱产业,同时亦形成了复杂而严重的矿山环境地质问题。根据矿产类型、开采方式、区域环境条件、矿山企业规模、矿山经济类型等因素,西南地区矿山环境地质问题归纳起来可划分为三大基本类型:①矿山环境污染;②矿山地质灾害;③矿山资源破坏。在此基础上又可细分为21个亚类(图3-1)。西南地区矿山环境地质问题具有多样性和复杂性。
据不完全统计,西南地区矿山占压、破坏土地面积达188639.47hm2;年产废水量1261254.91×104m3,年排放量1057748.06×104m3;年产废渣量57674.32×104t,年排放量49156.15×104t,累计堆放量332165.50×104t;发生各类地质灾害2061次(处),矿山地质灾害死亡人数1982人,直接经济损失25.62亿元(表3-1)。矿山地质灾害发生的次数和死亡人数以云南省最多,分别为694次和1203人。矿山破坏的土地资源面积以四川省最大,为91720.73hm2。
表3-1 西南地区矿山环境地质问题基本类型
(据李云贵,2004;武军,2003;徐文,2006;李震,2005;任幼蓉,2006)
图3-1 矿山环境地质问题类型与矿产开发关系图
❸ 矿山环境地质问题一般区(Ⅲ)
Ⅲ-01:西藏尼玛—申扎地区矿山以占用破坏土地为主的一般区
该区面积27000km2,区内采砂金、铜矿为主,矿山环境地质问题主要是占用破坏土地与环境污染。
Ⅲ-02:西藏日喀则—山南地区以地面塌陷、占用破坏土地为主的一般区
该区面积9062km2,区内分布有14个矿山企业,以小型为主,主要开采砂金、铜、铬铁、锑、地热水、石材等。砂金矿目前经整顿停产,小型铬铁矿、铜矿、锑矿开采易诱发地面塌陷、地裂缝等矿山环境地质问题,矿业活动占用破坏土地面积大,羊八井地热开采易引起地面沉降,但沉降量较小,据监测羊八井地热开采几十年来引起的地面累计沉降量仅有几毫米。
Ⅲ-03:川西高原宝兴—汶川地区以草原破坏为主的一般区
该区面积8016km2,区内开采矿产有石灰岩、磷矿、铅锌矿。矿山环境地质问题主要是占用破坏土地。
Ⅲ-04:川西甘洛—乐山地区以滑坡、占用破坏土地为主的一般区
该区面积4500km2,区内以采铅锌矿、石灰石、煤矿为主,主要矿山环境地质问题是滑坡、占用破坏土地和环境污染。
Ⅲ-05:川西木里—石棉地区以滑坡、地面塌陷、占用破坏土地为主的一般区
该区面积7312km2,主要开采铜矿、金矿、石棉、铅锌矿、花岗石,矿山环境地质问题主要是滑坡、地面塌陷、占用破坏土地。
Ⅲ-06:川西宁南—雷波地区以滑坡、占用破坏土地为主的一般区
该区面积3000km2,主要开采铅、锌、石灰石,矿山环境地质问题主要是滑坡、占用破坏土地、环境污染。
Ⅲ-07:四川广安—邻水地区以滑坡、煤矸石自燃、环境污染和占用破坏地为主的一般区
该区面积797km2,区内主要开采煤、页岩、石灰岩,矿山环境地质问题主要是滑坡、煤矸石自燃、占用破坏土地、环境污染。
Ⅲ-08:重庆开县—巫溪地区以占用破坏土地、环境污染为主的一般区
该区面积937km2,主要开采煤、石灰岩,矿山环境地质问题主要是占用破坏土地、环境污染。
Ⅲ-09:重庆梁平—垫江地区以占用破坏土地、环境污染为主的一般区
该区面积1041km2,主要开采煤矿、石灰岩、砖瓦页岩,矿山环境地质问题主要是占用破坏土地、粉尘造成的大气污染。
Ⅲ-10:贵州普定—黔西地区以地面塌陷、占用破坏土地、环境污染为主的一般区
该区面积2750km2,主要开采煤、硫铁矿、金矿、石灰岩,矿山环境地质问题主要为地面塌陷、占用破坏土地、环境污染。
Ⅲ-11:贵州麻江—雷山地区矿山以滑坡、占用破坏土地为主的一般区
该区面积3825km2,主要开采煤矿、铝土矿、锌矿、石灰岩,矿山环境地质主要是滑坡、占用破坏土地。
Ⅲ-12:贵州益县—兴义地区以崩塌、地面塌陷、占用破坏土地、环境污染为主的一般区
该区面积1125km2,主要开采煤矿、金矿,矿山环境地质问题主要是崩塌、地面塌陷、占用破坏土地、污染环境等。
Ⅲ-13:云南武定—东川地区以占用破坏土地、泥石流、环境污染为主的一般区
该区面积2500km2,主要开采铜矿、铅锌矿、钛砂矿、石英砂矿,矿山环境地质问题主要是占用破坏土地、泥石流、环境污染等。
Ⅲ-14:云南文山—开远以占用破坏土地、环境污染为主的一般区
该区面积2868km2,主要开采锰矿、锌矿、粘土和石灰石,矿山环境地质问题主要是占用破坏土地、污染水系等。
Ⅲ-15:云南维西地区以占用破坏土地为主的一般区
该区面积1406km2,主要开采铜矿、煤矿、建筑用砂,矿山环境地质问题主要是占用破坏土地、沙化和滑坡等。
❹ 什么是矿山地质环境
矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿床及其邻近地区,其专岩石属圈上部与大气、水、生物圈组分之间,不断地进行着联系(物质交换)和能量流动,这一部分组成一个相对独立的环境系统。这一系统是以岩石圈为依托,矿产资源开发为主导,不断改变着地球表面和岩石圈自然平衡状态的地质环境,也是一个环境地质问题较多、地质灾害较突出的环境。
矿山地质环境存在的问题主要有:采、选矿过程中产生的有素、有害气体、矿渣,废水,粉尘等,不仅直接影响作业环境和工作条件,而且给矿区周围的大气、水质、土壤造成危害;废石堆、尾矿库挤占大量土地、农田;污水和烟尘的排放,污染水源、江河和大气,也破环了景观和植被;露天矿边坡崩落,井下采空区造成地面塌陷;矿井突水、矿山疏干排水引起邻近地区地表水和浅层地下水疏干涸干或形成海水入侵;采矿剥土等造成水土资源平衡失调,易诱发和引起土壤侵蚀、水土流失、土地沙化以及滑坡、泥石流等地质灾害。
❺ 矿山地质环境问题概述
矿山地质环境问题是指受矿业活动影响而对岩石圈、水圈、生物圈产生地质环境破坏的现象,主要包括矿山地质灾害、土地占用及毁损破坏、地下水系统破坏、三废排放及水土污染、地形地貌景观破坏等。
湖南省矿产资源开发引发的矿山地质环境问题十分突出,且具有地方特色。截至2013年年底,湖南省有826个矿山发生了矿山地质灾害1620处,造成直接经济损失达7亿元以上;矿业活动占用及破坏土地面积约21380hm2;采矿废水年产出量约78550万m3,年排放量约72720万m3;采矿废渣年产出量约5700万t,年排放量约4730万t,累计积存量约61070万t。
湖南省矿山地质环境问题分布有明显的地域性与集中性,与全省矿产资源禀赋特征及开发现状关系密切。区域上,湖南省矿山地质环境问题最突出的地区主要为湘南耒阳—鲁塘—瑶岗仙煤炭、有色金属资源集中开采区,湘中冷水江—恩口—洪山殿煤炭、石膏、锑矿资源集中开采区,湘北广福桥—合口石膏、煤炭、石煤集中开采区;次为花垣铅锌矿区、辰溪煤矿区、邵阳黄亭煤矿区、武冈文坪煤矿区、零陵东湘桥锰矿区、观音滩煤矿区、宁乡煤炭坝煤矿区、浏阳澄潭江煤矿区、攸县黄丰桥—兰村煤矿区、衡山白果—界牌石膏及高岭土等集中开采区。从开采矿种分析,煤炭资源开采引发的矿山地质环境问题最突出,次为有色金属矿及石膏矿。从矿山地质环境问题类型分析,地面变形灾害以地下开采的煤矿、石膏矿最突出,崩塌、滑坡灾害以露天开采的建筑材料矿山为主,泥石流灾害主要分布在湘南有色金属矿区;占用破坏土地以煤矿、建筑材料矿山、有色金属矿山最严重;地下水系统破坏以岩溶充水的煤及有色金属大水矿区最突出;矿山水土环境污染以煤炭、有色金属、硫铁矿、砷矿、铀矿、盐类矿山等较突出。
新中国成立以来至20世纪末,湖南省矿山地质环境问题的发展总体呈逐步上升趋势,与新中国成立以来湖南省矿山数量逐步增多、矿业开发和利用程度逐步增强基本同步;21世纪初至今,进入缓和平缓阶段,与国家、地方及矿山企业对矿山地质环境问题的投入和治理力度基本同步。20世纪50~60年代,矿山地质灾害发生频次较少,70~80年代,随着矿业经济的发展,引发的矿山地质环境问题逐渐增多。进入80年代中后期,特别是80年代末至90年代末,受“大矿大开,小矿放开,有水快流,大力鼓励民营经济发展”思想的影响,矿业无序发展,开采高峰时期,湖南省各类矿山近两万处,部分采矿权人法制观念淡薄,缺乏应有的地质环境保护意识,乱采滥挖,引发了大量矿山地质环境问题。这一时期,湖南省矿山地质环境问题无论从数量、类型或危害程度看,都进入一个跳跃式的高峰发展阶段。
❻ 主要矿山地质环境问题
山东省矿山地质环境问题较多,重要类型为地质环境污染和地质灾害。
一、水土污染
(一)地下水串层污染
1.串层污染现状与危害
淄博市煤炭资源经过长期的开采,特别是20世纪的大规模开采,淄博煤田已进入衰老期,境内矿山相继闭坑,目前已闭坑的矿山有6处共18个井口。根据设计服务年限,在今后5~10年内,淄博市境内的所有统配煤矿都将闭坑停产。煤矿闭坑、停排矿坑水,改变了地下水系统的原有状态,对地下水水动力场和水化学场产生重大影响,并引起地下水水质恶化,给当地居民生活和工农业生产带来不利影响。
淄博市矿区的地下水“串层”污染早在20世纪90年代初便已形成。据1990年12月提交的《淄博市矿区水资源污染调研及防治措施研究》,龙泉428号井奥灰水受上部煤系地层地下水“串层”污染,各组分的含量较其他地段的奥灰水发生了明显变化。进入90年代末,随着煤炭资源的日渐枯竭,闭坑停采的国营矿井亦随之增多,其中以淄川境内闭坑的矿井最多,该区共有国营煤矿7个,独立生产井13眼,截止到1996年已有7眼报废,其他各井亦都属衰老矿井,也将先后停采报废。目前已停采的7个独立井口其开采范围从北部罗村镇的聂村和双沟镇的双沟一线,南到龙泉镇的麓村和南旺一带,西部以王母山断层为界,东部沿10层煤风化带为界,面积约57km2。部分矿井停止排水后,地下水位急剧上升。如原寨里煤矿北斜井1996年2月初停止抽水时,矿井水位由-24m急剧回升,至今已上升至+24m左右。矿坑水位的大幅度上升已对矿区煤系下伏奥灰水及上部砂岩裂隙水形成了不同程度的污染。其中以洪山煤矿大吊桥至小吊桥一带的奥灰水受污染最为严重,地下水中SO2-4平均含量1265.4mg/L,超出生活饮用水标准5.06倍,总硬度平均含量1517mg/L,超标3.37倍。其含量不但远远高出外围地段的奥灰水,而且较矿区部分井孔终孔时奥灰水质发生了明显变化。大吊桥133号孔,1993年7月份的水质分析结果表明,奥灰水中SO2-4含量已达1320.82mg/L,总硬度1664.0mg/L。很显然,矿井水(包括煤系劣质裂隙水)位的上升,已对矿区部分地带的奥灰水形成了“串层”污染。
2.污染通道
矿坑水污染岩溶水属串层污染,其中必有污染通道,在洪山煤矿区矿坑水与岩溶水可能沟通途径有3种:一是断层构造;二是坑道钻孔;三是供水井。据初步调查,洪山矿区周边虽为断裂构造包围,但矿区内断裂不发育,存在少量小规模断层,有的未能沟通两者水力联系,对采矿有威胁的断裂在开采过程中已实施了有效的注浆封堵,因而在开采期间未发生大的突水事故。洪山煤矿确实存在坑道供水钻孔,但随地面供水井的施工,为保证矿山安全生产,该矿从1979年到1982年先后5次对井下钻孔实施了有效封堵,共减少坑道涌水量17308.8m3/d。封堵各类充水水源是矿山的一贯做法,其目的就是为了减少排水成本,保证安全生产。因此,沟通矿坑水与岩溶水的主要途径就是供水井。如前所述,本区开采岩溶水的供水井多数要穿越煤系地层,但早期施工的供水井和部分农灌井根本没有止水措施。有些供水井成井质量低劣,止水效果不好。另有部分供水井止水套管被矿坑水腐蚀或因煤矿采空区地层变形井孔扭曲,导致止水工艺失效。所有这些,都沟通了优质岩溶水与劣质煤矿矿坑水的水力联系。
尽管早已存在奥陶系含水层与矿坑水沟通的事实,但在煤矿正常生产期间,由于疏干排水,矿坑水位被降得很低,远低于同期奥陶系岩溶水水位(两者水位差多在40~50m),岩溶水补给矿坑水,因而不存在矿坑水串层污染岩溶水问题。但一旦煤矿闭坑,停止疏排矿坑水,导致矿坑水水位的急剧抬升,当矿坑水水位高于岩溶水时,首先在沟通水井部位产生串层污染,之后污染不断扩散,污染范围也逐渐增大,直接危及生活和工农业生产供水(图9-5)。
淄博煤田洪山煤矿正常开采期间,矿坑水位被降至-24m以下,同期奥陶系岩溶水位在30~50m。1994年4月洪山矿批准报废,1996年7月矿坑水位已升到+45m,1997年8月矿坑水位上升到+73m水平,矿坑水沿斜井自流地表,而此时岩溶水位却因过量开采降至5m左右,矿坑水位高于岩溶水位近70m,从而导致大量矿坑水反向补给岩溶水,造成供水井串层污染,水质急剧恶化,洪山煤矿所在的罗村一带居民吃水困难,工农业供水发生危机,社会影响极大。
3.串层污染成因
石炭、二叠系煤系地层一般由砂岩、页岩、灰岩、煤层等互层组成,煤层是相对隔水层,在天然条件下,煤系地层中各含水层因煤层的阻隔,使彼此之间的水力联系较弱。煤层采出后,矿层顶板(含老顶板)产生断裂并错动,层位发生位移(塌陷),且在采动影响带内出现大量裂隙,甚至使上下含水层与河水发生水力联系,破坏了地下水赋存条件。矿井停止排水或排水量减少后,随着含水层地下水位的不断上升,一方面使浅埋区优质地下水通过各种导水裂隙充入采空区转化为矿坑水形成污染,或矿区深部承压含水层的劣质水通过采空区与上部含水层发生水力联系,造成对地下水(煤系砂岩裂隙水)的“串层”污染;另一方面,当劣质矿坑水水位高于下伏优质奥陶系灰岩岩溶水水位时,将渗漏补给并对其形成“串层”污染。
淄川区位于孝妇河流域的中上游地带,是淄博煤田的主要集中分布区,矿井的大面积闭坑与停止排水,不仅对矿区及下游的工农业生产和人们生活造成严重影响,同时对流域生态环境将造成严重破坏,因此,如何妥善处理矿井排水与污染之间的矛盾,有效地遏制矿坑水对地下水环境的污染,已是目前的当务之急。
(二)油气开采区散落油污染
山东省油气资源丰富,主要分布在东营市及滨州市。多年来,油气开采活动对区内地表水、地下水和土壤环境已造成不同程度的污染。
1.东营市采油污染现状
石油开采业为东营市首要污染行业,其污染负荷占全市跨行业污染负荷的49.5%。据东营市地质环境监测报告(1996~2000年),在该市常年监测的11条河流中,除黄河污染较轻外,织女河、阳河、淄河、小清河、广利河等10条河流污染较重,其中石油类检出率和超标率均高达100%,平均含量1.314mg/L,最大超标倍数(地表水环境质量标准Ⅲ类)70余倍。近岸海域石油类检出率亦较普遍,且多有超标现象,如盐业养殖区和自然保护区内石油类超标倍数皆为2倍多。
东营市地下水污染尤其是石油污染非常普遍,由于广泛分布不能饮用的咸水,故危害并不突出,但在浅层淡水分布区此种危害较明显。1999年对淄河沿岸地下水污染现状调查表明,淄河沿岸浅、深层地下水均受到不同程度污染,污染因子以油类为主,其次为CODCr、矿物质等。浅层地下水受污染面积45.8~52.5km2,深层地下水中油类检出最大值为1.32mg/L。
图9-5 闭坑矿山串层污染示意图
2.滨州市采油污染现状
据滨州市地质环境监测报告(1996~2000年),对区内小清河、朱龙河、孝妇河、支脉沟、德惠新河等10条河流水质监测表明,河水中石油类检出率及超标率(按地下水Ⅲ类标准)高达100%,平均含量1.667mg/L,最大超标倍数100余倍。下河、单寺、杜店、小营、纯化5个集中采油区地下水已遭受石油类污染。
二、矿山地质灾害
目前山东省矿区地质灾害问题较为突出的矿种为煤、铁、金、建材、石膏、滑石矿等。主要灾害有采空塌陷、岩溶塌陷、矿坑突水等。
(一)采空塌陷
采空塌陷是山东省矿区最主要的地质灾害,涉及煤矿、金矿、铁矿、石膏、滑石等矿种,其中以煤矿采空塌陷造成的危害最为突出。伴随采空塌陷出现的往往还有地裂缝、山体开裂等。采空塌陷主要分布于煤矿采空区,其次是金、铁矿及石膏、滑石矿等采空区,但从突发性和对人民的生命财产安全上来讲,又以金、铁、石膏、滑石矿更为严重。全省17个城市中有10个存在规模不同的采空塌陷。塌陷面积规模较大的依次为泰安(主要分布于煤炭资源丰富的新泰、宁阳、肥城三地)、济宁(主要分布于兖州及济宁煤田)、枣庄(主要分布于滕州及陶枣煤田、峄城及底阁石膏矿区)、莱芜(四大国有煤矿区、张家洼及小官庄铁矿区、莱芜铁矿马庄矿区)、烟台(主要分布于金矿资源开采强烈的招远、莱州、牟平及龙口煤矿区)。
采空塌陷是由于矿层(体)采出后,采空区上方岩层在重力作用下发生弯曲、离层以致冒落形成的。按岩石的破坏程度,自采空区地表可划分3个不同的变形影响带,即冒落带、裂隙扩展带和弯曲变形带。有关资料表明,冒落带与裂隙带影响高度是矿层开采厚度的十倍甚至数十倍,当采空区冒落带影响到地表时,地表出现塌陷坑;若只有裂隙带发育到地表,则地表以地裂缝为主;当三带均发育时,弯曲变形带上方地表往往形成塌陷盆地,盆地中心下沉深度最大,边缘最小。由于塌陷体的四周断面与水平面的夹角较大,故塌陷盆地面积一般略大于采空区面积。
采空塌陷的影响因素错综复杂,其发生发展过程及地表形态特征主要取决于矿层条件、顶板岩性特征、地质构造和采高、开采条件等。
采空塌陷是危害极大的矿区地质灾害之一,它使地表植被、土壤及地层结构遭到破坏,严重恶化了自然生态环境,其所造成的经济损失是巨大的,直接影响着人们的生活、生产环境,严重威胁着人们的生命财产安全,制约着国民经济可持续发展健康发展。对人们生产、生活产生重大影响,山东省煤炭资源大多集中分布于山前平原及山间平原内,这些地段土地肥沃,地势平坦,又常是村镇集中、人口稠密的地段。因此,采矿引发的地面塌陷不但使其影响范围内的大量村庄被迫迁移、建筑物遭受破坏,而且使大面积良田因受地形起伏过大、地面积水、地裂缝等影响而荒废或绝产,浪费巨大的人力物力财力,甚至发生死亡事故。除去因煤炭开采而搬迁居民地的费用不计,按每亩年创收2000元计算,每年新增塌陷地约20km2,每年损失就达6000万元;荒废5年就会损失3亿元。根据经验,塌陷地若要实现复垦,每亩需投入资金平均在10000元以上,因而每年因采煤引起的地面塌陷所造成的经济损失,在不包括道路维修、建筑物拆迁费用前提下,仍在1亿元以上,这是一个非常可观的数字。采空塌陷还严重破坏公共设施、道路交通,对深部采矿构成威胁,对地表水及地下水资源产生破坏。
据近几年调查资料,山东省各类矿山采空塌陷面积为403.01km2,其中煤矿采空塌陷最大,占采空塌陷面积的97%。各主要矿种的采空塌陷现状分述如下:
1.煤矿区采空塌陷
山东省采煤历史悠久,开采方式从以往的小规模开采转入现今的机械化深部大规模开采,随着采空面积和采空范围的不断扩大,各采煤区相应的发生了一系列规模不等、形状各异的采空塌陷。据不完全统计,全省因采煤造成的采空塌陷已达800余处,累计塌陷面积392.625km2,其中农作物绝产面积大于50km2,平均万吨煤地面塌陷率达0.0037km2。山东省煤矿区采空塌陷情况见表9-3。
表9-3 山东省煤矿区采空塌陷情况统计表
塌陷的平面形态多为圆形、椭圆形的塌陷盆地,盆地中心下沉深度各地不一,最大下沉深度12.5m(肥城王瓜店),最小下沉深度0.1m(枣庄黄庄煤矿)。其中塌陷区最大下沉深度小于1.5m,地表形态相对变化较轻的塌陷面积累计124.6km2,占全省总塌陷面积的31.74%;塌陷区下沉深度大于1.5m,地表形态相对变化较大的塌陷面积累计268.03km2,占全省总塌陷面积的68.26%。后一类塌陷分布区,地表地形起伏较大,在第四系沉积厚度较大或地下水位埋深较浅的地段,常形成季节性乃至常年性积水洼地,导致土地复垦困难或不能复垦。据不完全统计,目前,全省部分老塌陷区的常年积水面积已达48.2km2以上,造成了耕地的大面积绝产。
由于各地区成煤条件(厚度、埋深、顶底板岩性等)的差异,以及各采煤区开采方式的不同,使得各采区采空塌陷的发育规模差异较大。省内济宁、枣庄、泰安、龙口、临沂、淄博和坊子七大采煤区,除淄博采煤区的采空塌陷的发育规模较小外,其他地区的采空塌陷均较严重。尤其以济宁、枣庄、泰安三地市所辖煤田区的采空塌陷最为严重,累计塌陷面积达312.81km2,占全省采空塌陷总面积的79.67%,不但塌陷分布面积大,下沉深度深,而且积水面积广,造成的损失和社会影响亦极大。
(1)济宁煤矿区
主要包括兖州煤田、济宁煤田,可采煤层2~3层,煤层倾角8°~12°,厚度8~12m,最大18.77m,煤层埋深200~1000m不等。现有煤矿矿山企业40个。自1968年以来,各矿井陆续建成投产,现年生产能力达4838万t,开采深度100~600m。近年来,因长期大规模开采地下煤层,导致了采空区地面塌陷的相继发生。据不完全统计,区内采空塌陷面积已达127.96km2,占矿区总面积的9.91%,其中已复垦面积36km2。下沉深度一般2.5~7.5m,最大达9.2m。由于塌陷区下沉深度普遍较深,地形起伏较大,而且塌陷区第四系沉积厚度大,因此,各塌陷多为常年或季节性积水盆地。据不完全统计,塌陷区累计积水面积达20km2,平均积水深度4m。
(2)枣庄煤矿区
枣庄矿区采空塌陷主要分布于区内的西北部、中部、东南部的山前平原区,区内煤田有:陶枣煤田、官桥煤田、滕州煤田和韩台煤田,矿区面积1546km2。可采煤层6层,其中以石炭系太原组第十四层煤(煤层厚度1.4m左右)和二叠系山西组第三层煤(煤层厚度3~8m)为主要开采层,煤层埋深20~500m不等。矿区内现有采煤矿山企业18个,自1965年至今相继发生采空塌陷,累计塌陷面积达79.01km2,占矿区总面积的5.1%。目前,采空塌陷主要集中于陶枣煤田,塌陷面积45km2,其次是滕州煤田和官桥煤田,塌陷面积分别为27.51km2、6.5km2,塌陷区下沉深度一般为1~2.3m,最深9m(柴里煤矿)。
(3)泰安煤矿区
泰安市是山东重要的煤炭生产基地,煤矿主要分布于肥城、新泰、宁阳等地,含煤面积840km2,占全市总面积的10.8%,可开采面积240km2。可采煤层5~8层,煤层平均总厚度2.5~8m。全市现有煤矿矿山企业81个。采空沉陷主要分布于肥城市、新泰市及宁阳县煤田开采区,以肥城煤田沉陷面积最大,对地质环境、工农业生产及城乡建设破坏最为严重。目前,全市累计沉陷面积已达105.84km2。
2.铁矿区采空塌陷
省内铁矿采空塌陷相对较轻,尽管目前济南、莱芜、淄博等铁矿主要产地的矿山开采已具规模,但由于矿石采出后对采空区大都进行了尾矿充填,因此,铁矿采空塌陷的发生得到了有效地控制。据调查,至2002年底,全省仅发生3处采空塌陷,莱芜2处、淄博1处,累计塌陷面积2.673km2。
(1)淄博黑旺铁矿朱崖矿区庙子区采空塌陷
发生于1987年10月7日,塌陷的形成具有突发性特点,塌陷的平面形态呈长条状,长310m,宽8~12m,深6~8m。坑内陷入8户人家,死、伤各12人,百余间民房遭受不同程度破坏。
(2)莱芜张家洼小官庄铁矿区采空区塌陷
小官庄铁矿采空区塌陷发生于小官庄东、西采区,累计塌陷面积2.3km2,塌陷的平面形态呈圆形盆地状,其形成过程具渐变特征。塌陷盆地形成之初,首先在采空区上方产生小范围的地表沉降变形,之后,地表变形范围及沉降量由边缘向中心逐年增大,年沉降率0.69m(西采区),至沉降中心出现圆桶状塌坑。塌坑直径10~30m,深20m,塌后坑中有积水,塌坑发生后地面沉降仍呈继续发展趋势。
(3)马庄铁矿采空区塌陷
马庄铁矿采空区塌陷发生于马庄铁矿区内,累计塌陷面积0.37km2,塌陷区沿采空区呈条带状延展1000m分布,最大塌陷坑深达10m,现塌陷已呈稳定状态。目前,马庄采空区采用了尾矿充填新技术,采空塌陷得到了有效控制,今后一般不会发生采空塌陷。
3.金矿采空区塌陷
金矿采空塌陷主要分布于胶东金矿区的招远、莱州、牟平、威海等地。据不完全统计,到目前为止,金矿开采区发生采空塌陷160多处,累计塌陷面积约0.851km2。塌陷的形态多为条形塌坑,走向与矿脉走向一致。塌坑两侧边坡陡立,地表岩体内沿矿脉走向的张性裂隙发育,裂隙宽度可达20cm,受矿脉地质特征和开采规模的控制,塌坑的发育规模(长、宽、深)差异悬殊。塌坑长度一般十余米至数十米不等,最长达800m。
4.石膏、滑石等矿区采空塌陷
山东省石膏矿储量十分丰富,石膏生产量呈逐年上升,产量供大于求,因此矿区采空塌陷也越发突出。目前采空塌陷主要分布于临沂市平邑县、苍山县石膏矿区和枣庄底阁石膏矿区,累计塌陷面积1.774km2。2001~2002年度临沂市、枣庄市国土资源局成功预报了两起石膏矿采空塌陷,避免了重大的人员伤亡和财产损失。
(1)平邑石膏矿区采空塌陷
面积0.038km2,2001年8月26日,平邑县卞桥镇石膏矿采空区发生地面塌陷,面积1万多平方米,中心区塌坑深5m多,塌陷上方正对着小东庄30多户村民住宅。由于预报成功,避免了小东庄116户村民的人员伤亡和财产损失。
(2)枣庄底阁石膏矿区
现有石膏矿山21个,多数矿山已有近20年的开采历史,开采规模已基本趋于稳定。采空沉陷始于1990年,现有塌坑16处,沉陷坑多呈东西向长条状,采空塌陷面积1.72km2,塌陷区下沉深度一般0.5~2.5m,最深处达7m。2002年5月20日21时,峄城区底阁镇市联营石膏矿区发生一次大规模地面塌陷,一次连片塌陷面积达214亩,后又续塌40余亩。由于监测准确,预报成功,避免了正在作业的6个矿井的400余名矿工的伤亡,避免经济损失460余万元。
(3)滑石矿采空区塌陷
主要分布于栖霞、莱州等地,现已发生采空塌陷3处。最大的一处发生在莱州市滑石矿采空区,塌陷形态为椭圆形盆地状,面积约0.45km2,塌陷中心下沉深度3m左右,该塌陷的发生对位于其西部的莱州市滑石矿构成了很大威胁,目前矿院围墙已有多处倾斜开裂,墙体裂缝最宽可达10cm。
(4)重晶石矿采空区塌陷
临沂、潍坊等地在开采重晶石矿的过程中,曾先后发生较大规模的采空塌陷,并造成了严重的人员伤亡事故。1981年10月,临沂市临沭县曹庄镇大哨村南500m的重晶石矿区发生采空塌陷,致使井下正在采矿的工人6人伤亡;潍坊高密市王吴乡东南西化山村附近的重晶石矿区,1982年至1986年间,亦发生两次采空塌陷,塌陷的平面形态为条带状,塌陷中心最大塌陷深度5m,累计塌陷面积4.5km2。其中1982年发生地面塌陷时致使4人死亡,直接经济损失20余万元;1986年矿区又形成一宽5m,长50~60m,深4~5m的塌坑。塌陷发生后,对部分地段进行了回填,到目前为止,矿区未再发生地面塌陷。
(二)岩溶地面塌陷
岩溶地面塌陷是一种发生在隐伏碳酸盐岩地区的突发性地质灾害。全省因开采固体矿产而引发的岩溶塌陷面积约30.6544hm2。相对于采空塌陷,岩溶塌陷面积较小,目前只局限于莱芜铁矿区、蒙阴洪沟煤矿区、沂南金矿区3个矿区。
1.莱芜铁矿区
矿区内分布着十余处不同规模的热液交代式铁矿,自20世纪50年代末相继建矿开采。塌陷最早发生于谷家台矿区,1973年谷家台矿区大抽水,当水位降深22.4m,涌水量21385m3/d,赵庄“天窗”及其附近,沿张公清断裂东侧发生走向北北东向的突发地面塌陷群,较明显的塌陷有12处。目前,矿区地面塌陷已发展到117处,累计塌陷面积6320m2。塌陷的形态多为井筒状或坛状,直径0.4~35m,可见深度0.4~13m。塌陷造成了部分农田被毁,房屋开裂,给人们生命财产安全造成很大威胁。据调查,受岩溶塌陷影响,矿区范围内至今已有10个自然村328户被迫搬迁,不需搬迁但要维修的危房户有996户。
2.蒙阴洪沟煤矿区
1991年5月28日,洪沟煤矿地下150m处巷道发生突水事故,巷道内地下水位以2.4m/h的速度上升,次日凌晨矿井全部被淹。与此同时,距突水点0.4km的洪沟村西南、洪沟河东岸出现塌陷坑69个,形成塌陷高峰。随后,5月30日~6月3日又相继发生地面塌陷,使矿区塌陷达到78处,最后1处发生于1992年3月18日。塌陷坑群沿洪沟古河床东侧分布,在长2000m、宽400m的范围内出现塌坑148个。形态多为圆形井筒状,直径2~10m,可见深度3~5m,最深15m,最浅0.5m,累计塌陷面积约0.3km2。
3.沂南金矿区
1992年3月21日晚,沂南金矿发生突水,之后突水点上部地面即发生地面塌陷。塌陷分布于铜井镇东南1000m的铜井河床内,共有塌陷坑13个,直径1.5~7m不等,可见深度4~10m,累计塌陷面积约224m2,塌陷区内的塌陷坑现已填平。
(三)崩、滑、流等重力地质灾害
采矿引发的岩体开裂、崩塌、滑坡等重力地质灾害主要分布于胶西北中低山金矿开发区,金矿脉沿山体被采出后,如果不及时进行回填处理等,即可引发上覆岩体开裂、崩塌等。目前,在烟台市的招远、龙口、莱州、牟平等金矿区,此类重力地质灾害非常普遍,金矿毛石、尾矿不合理堆放引发的渣石流在区内也时常发生。另外,石材开发易造成边坡失稳,产生崩塌、滑坡等,此类地质灾害主要分布于鲁中南、鲁东石材开发区。
1.矸石堆引发的重力地质灾害
矸石堆自然安息角38°~40°,在人为开挖和降雨等外力作用下,易失稳引发重力灾害,如渣石流、坍塌等。自20世纪80年代以来,省内已发生较严重的矸石堆重力灾害10多起,造成20多人死亡,多人受伤。山东省枣庄煤矿北煤井一矸石堆于1994年发生坍塌,导致17人死亡、7人受伤。2002年,枣庄蒋庄煤矿一座高50余米的自燃矸石山发生塌落事故,主要原因是矿主经营煤矸石山却无任何保护措施,山体下部被挖成垂直状,上部因震动向下滑动,造成一辆汽车被埋烧焦,1人被烧焦,4人严重烧伤的严重事故。目前,全省多处矿山存在矸石堆重力地质灾害,如淄博矿业集团有7处矸石堆存在坍塌隐患。夏庄矿矸石堆坍塌,已危及附近居民的安全,应引起有关部门的重视。
2.尾矿坝引发的重力地质灾害
尾矿坝失稳造成的灾害在全省矿山中时有发生,主要分布于胶东金矿区。尾矿稳定性危害表现形式有两种:
1)水和风力的常规搬运作用造成的水土流失;
2)尾矿渣石流及尾矿库坝等重力稳定性问题。
其中以后者危害更为严重。1997年8月,招远金矿玲珑选矿厂尾矿库排水斜槽盖板发生断裂损坏,山洪挟尾矿砂顺流而下,冲毁台上村果园10余亩,农田25亩,淤塞小型水库一座,17户村民无家可归。1989年,招远金矿九曲蒋家矿区太坑巷道大量涌水,涌水把蒋家村尾矿库坝冲毁造成渣石流,造成直接经济损失50多万元。九曲蒋家村另一座尾矿库坝由于设计及施工质量差,也曾在汛期发生塌滑事故,造成较大经济损失。玲珑镇罗山河两岸堆放着几十座尾矿库,每年汛期都有大量尾矿砂淤积到界河床中,需花费大量的人力、物力清淤,给当地的经济发展造成很大影响。
三、资源毁损
(一)矿业开发占用及破坏土地资源
目前,全省矿山企业矿区总面积约8049.76km2,占全省国土总面积的5.1%。矿山开发建设占用及破坏土地的类型主要为耕地。矿山开发占用及破坏土地的方式主要有露天采矿场、固体废料场、尾矿场、地面塌陷区等。山东省土地利用率较高,2007年全省耕地面积707万hm2,人均耕地1.066亩,低于全国人均水平。近几年耕地面积逐年下降,由1990年的103013万亩降至2007年的9480万亩。
(二)地貌景观的破坏
近年来,山东工程建设高速发展(全国水泥生产第一大省及高速公路通车里程最多省份),对水泥、砂石料等各种建筑材料需求量大增,特别是建材矿山数量迅速增多,其点多、面广,影响范围几乎涉及城乡各地,其开发引发的植被破坏、水土流失、景观损失等生态环境问题十分突出,矿山生态环境恢复工作难度非常大。长期的露天采石、采砂、采土和工程施工建设,留下或正形成许多采石(砂、土)坑、挖掘面、滚石带和众多废石(土)堆,严重破坏了地质地貌形态,使原本美丽天然的地质地貌景观变得满目疮痍,恶化了自然生态环境。
❼ 什么是矿山地质环境问题
矿业活动作来用于地质环境所自产生的环境污染和环境破坏。主要有大气和水土污染、植被破坏、采空区的地面塌陷、山体开裂、崩塌、滑坡、泥石流、侵占和破坏土地、水土流失、土地沙化、矿震、尾矿库溃坝、水均衡遭受破坏和海水入侵等。
❽ 矿山地质环境问题分类有哪些
高清在线电影FDL。矿山地质环境现状评估图H.2.1图面主要反映评价区的地质环境条件、存在的矿山地质环境问题等。内容包括:a)地理要素:包括主要地形等高线、控制点;地表水系、水库、湖泊的分布;重要城镇、村庄、工矿企业;干线公路、铁路、重要管线;人文景观、地质遗迹、供水水源地、岩溶泉域等各类保护区。b)地质环境条件要素:包括矿区地貌分区、地层岩性(产状)、主要地质构造、水文地质要素(如井、泉分布)等。c)矿区范围与工程布局:露采境界、矿区范围、采区布置、地下开采主要巷道的布置等。d)主要矿山地质环境问题:采空区、地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡、含水层破坏、地形地貌景观破坏、土地资源破坏等的分布、规模;采矿固体废弃物堆放位置与规模;已治理的矿山地质环境问题类型及范围等。f)现状评估结果:用普染色表示矿山地质环境影响程度分级,参见附录K3。当单要素评估结果有重叠时,采取就高不就低原则编图。若图面信息量大,可另附单要素评估图。H.2.2平面图上应附综合地层柱状图、综合地质剖面图等镶图;可根据需要附专门性镶图,如矿体底板等值线图、降水等值线图、全新世活动断裂与地震震中分布图、评估区周围矿山分布图、地下水等水位线图等。H.2.3可用镶表说明矿山地质环境问题类型、编号、地理位置、分布范围与规模、影响程度、形成时间、防治情况等。H.2.4常用图例参照附录K,其他图例参照GB958。H.3矿山地质环境影响预测评估图H.3.1图面主要反映采矿活动对评估区地质环境可能造成的影响。内容包括:a)地理要素:包括主要地形等高线、控制点;地表水系、水库、湖泊的分布;重要城镇、村庄、工矿企业;干线公路、铁路、重要管线;人文景观、地质遗迹、供水水源地、岩溶泉域等各类保护区。b)预测评估:用普染色表示矿山地质环境影响程度分级,参见附录K3。当单要素评估结果有重叠时,采取就高不就低原则编图。若图面信息量大,可另附单要素评估图。H.3.2对重点区域(由采矿引发地质环境问题突出的区域)可以在图面上插入镶图进一步说明,如完整的泥石流沟、重要地质灾害隐患点、地下水疏干范围等。镶图比例尺视具体情况而定。H.3.3可用镶表对矿山地质环境影响预测评估结果加以说明,如潜在矿山地质环境问题类型、编号、地理位置、分布范围与规模、影响程度、防治难度分级等。H.3.4常用图例参附录K,其他图例参照GB958。H.4矿山地质环境保护与治理恢复部署图H.4.1图面主要反映矿山地质环境保护与治理恢复责任范围分区、工作部署等。内容包括:a)地理要素:包括主要地形等高线、控制点;地表水系、水库、湖泊的分布;重要城镇、村庄、工矿企业;干线公路、铁路、重要管线;人文景观、地质遗迹、供水水源地、岩溶泉域等各类保护区。b)矿山地质环境保护与治理恢复分区:用普染色表示不同的防治区域。c)工程部署:主要防治、监测工作的布置、措施与手段等。H.4.2镶图:可根据需要对防治区内的主要工程部署、防治工程措施与手段等插入放大比例尺的专门性镶图。H.4.3镶表:用镶表对矿山地质环境保护与治理恢复分区加以说明,包括分区名称、编号、分布、面积;主要矿山地质环境问题类型和影响程度、防治措施、手段、进度安排。H.4.4常用图例参照附录K,其他图例参照GB958。以上是规范里面原文,但是现实编写过程中可以根据不同的矿山情况有所调整
❾ 矿山地质环境问题的产生
地质环境的出现早于人类,与地球演化历史相比较,地质环境的形成史要短得多。对人类有意义的是那些在人类出现时已形成的地质背景以及人类出现后发生的地质作用和地质过程。这些地质作用和地质过程往往具有中小时间尺度的特征,尽管它们的规模与强度不足以使全球地质背景发生结构性变化,但对于局域地质环境系统而言意义重大,有可能促使其整体结构性的改变而导致失稳。
然而地质作用是地球上的自然力驱动地球物质运动的行为,根据自然力的来源可进一步划分为内动力地质作用和外动力地质作用。
内动力地质作用的驱动力是地球形成时继承下来的,包括地内热能、地球旋转能、化学能和结晶能等。其中地内热能大部分源自放射性元素的衰变。它们使地球深部的岩石接近熔点或形成岩浆,由于加热不均匀,岩石(浆)密度具有差异,引起部分地壳上升、另一部分下降。在一些地点,高温高压的岩浆上升到地表,形成火山。地壳的运动又会引发地震,并使地壳的结构发生变化,出现褶皱、断裂。
外动力地质作用又称为外营力地质作用、表生地质作用,是地球外部圈层的运动而产生改变地表形态、物质迁移和堆积的各种作用。其驱动力主要来自于太阳的辐射热,日、月对地球的引力以及重力能。这些能量维系着地球浅表的热量和水分的运动,形成永不停息的水文循环,同时也是岩土物质再分配和生命延续的原动力。在外动力地质作用下,岩石会风化剥蚀形成松散的物质,并不断被搬运、沉积到低洼处,在此过程中地形得到改造,高山夷为平地,土壤的形成和流失又决定着生物的演替、进化,植物群落的繁盛与消亡。
地质环境是伴随人类历史的延续同时得到发展的,这种发展是通过自然的和人为的地质作用共同推进的。正如俄罗斯学者B.И.维尔纳茨基明确指出的:“地球上除传统地质学所论及的内动力地质作用和外动力地质作用外,目前已出现了新的地质营力,即人为地质作用。人类活动所造成的地质变化已与自然并驾齐驱。在某些方面和某些地域,人类的作用已超过自然地质作用的速度和强度,使之成为影响人类环境的重要力量。”这里所讲的人为地质作用可以定义为:人类通过工程活动,对地面以下地球四大要素自然分布格局的干扰,主要是对岩、土、地下水天然时空结构的改造。
人类的出现,特别是人类从自身利益出发,开发利用各种自然资源,并通过科学技术进步,扩大干预自然的能力,使人类终于成为地球表层物能交换、传递链条中的一个重要环节,在此过程中人类自身也得到改造。作为消费者,人类走过了从原始的被动顺应、选择地质环境的阶段,逐渐成为主动干预和改造地质环境的角色。为了进一步获取利益,人们上天入地、移山填海、采伐森林、开垦土地,改变了大自然长期形成的稳定性和原有的演化轨迹。随着社会形态的变革,生产方式的不断调整,人的行为的群体性和社会性特征愈来愈鲜明、突出。人为地质作用的目的性、功利性与政治、经济乃至法律、法规等意识形态的联系越加紧密,人为地质作用所产生的后果,即地质环境状况及变化必然受“社会之手”的操纵。尤其是在人为活动强度较大的地域,地质环境呈现出明显的社会属性。
地质环境系统按其组成可以划分为地质背景(或地质体)子系统和人工子系统。地质环境系统由地质背景子系统与人工子系统耦合而成,两者有着紧密的时-空关联。出现在地质背景子系统的各种地质现象及过程,在许多情况下是难以严格区分哪些是人为地质作用所为,哪些是纯自然地质作用所致。换句话说,这些现象和过程是两种地质作用的综合结果。所以,在研究地质环境系统演化时,重要的是收集地质背景结构性改变的证据,分析软结构和硬结构的变化特点和规律,再根据分析的结果,反推这些变化产生的自然原因和人为原因,从而对系统未来的时-空结构做出推断。
❿ 矿产开采引发的矿山地质环境问题
2002年,中国地质调查局启动了以省为单元的全国矿产地质环境调查项目,对全国矿山地质环境问题进行了摸底调查[41]。调查结果表明:截至2005年底,全国矿山共引发地质灾害12379处,其中因地下开采引发地面塌陷4489处、地裂缝3019处;采空、开挖、不合理堆渣诱发滑坡1257处;废渣堆放不当引发泥石流682处;开山炸石、矿山修路、建房形成了大量峭壁悬崖,诱发崩塌1077处。矿山地质灾害发生数量较多的省份包括河南、湖南、内蒙古、山西、陕西、四川、新疆、云南等,以湖南和山西最为严重。全国113149个矿山总占地面积为581.9万hm2,破坏土地面积约143.90万hm2,其中耕地29.56万hm2、林地13.65万hm2、草地16.38万hm2。采矿场破坏土地严重,约占矿山土地总量的1/2,达83.51万hm2。全国矿山固体废弃物多年累计积存量达219.6亿t,以废石、尾矿为主,其中废石154.12亿t、尾矿33.57亿t、煤矸石31.46亿t、粉煤灰0.22亿t。全国矿山废水2004年产出量约60.89亿m3,其中矿坑水42.94亿m3、选矿废水16.49亿m3、堆浸废水0.24亿m3、洗煤水1.21亿m3。