地质环境与地质灾害防治 第六章 矿山地质灾害与矿山地质环境治理.doc

第六章 矿山地质环境问题及其治理 6.1 固体矿产资源开发中的环境地质问题 1、固体矿产资源 固体矿产资源泛指以固态产出的矿产资源，同样包括固态的金属矿产、固态的非金属矿产和固态的能源矿产。 从地质学角度，矿产资源的成因可分为内生矿床型矿产资源、外生矿床和变质矿床型矿产资源。 内生矿床是由内生成矿作用形成的矿床。内生矿床既可由岩浆作用形成，也可由气化热液作用形成。除了与火山、热泉等有关的内生矿床产于地壳表层外，其他的都产在地下一定深度，是在较高温度和较大压力条件下形成的。内生矿床的控制成矿因素包括区域地质构造背景、成矿物质来源、岩浆岩类型、气化热液的性质与成因、控矿构造类型、温度、压力、深度和围岩性质等。内生矿床的种类多，分布广，经济价值大。 在地球表层由外生成矿作用形成的矿床。是在岩石圈表层与水圈、大气圈及生物圈的相互作用下，成矿物质经过迁移和富集形成的。外生矿床的成矿物质主要来自地壳表层，有一部分是地内物质通过火山、喷气或热泉等带到地表的外生矿床具有重要的经济价值，它包括全部的煤、石油和天然气，绝大部分的铝矿和锰矿，大部分钴矿和铁矿以及一部分有色和稀有金属矿产，还有重要的农肥和化工原料及其他非金属矿产。上述外生成矿作用的各种因素基本上决定于自然地理条件，主要是地貌、气候及其影响下的水文、植被等，而这些因素又与地壳内部的构造运动有联系。在不同的地理条件下，地壳表层发生的地质作用可分为风化作用和沉积作用。前者破坏了地表岩石，改变其矿物组成，基本上在原地或附近形成新的物质堆积；后者将风化产物由水、风等运移到适当地点主要是湖、河、海中而分别堆积。通过这两种地质作用而使某些物质富集成矿，因此外生矿床又进一步分为风化矿床和沉积矿床。岩、铀、钍、地热等8种，目前已建成能源矿山、油田共10613处。煤、石油、天然气在世界和中国的一次能源消费构成中分别为93%和95%左右。中国能源矿产资源种类齐全、资源丰富、分布广泛，但结构不理想，煤炭资源比重偏大，石油、天然气资源相对较少。 源储量约占全国的87%，以昆仑山—秦岭—大别山为界，以北地区的查明资源储量约占全国的90.5%。按行政区域来说主要分布在山西、内蒙古、陕西、新疆等省区，其次是贵州、宁夏、安徽、云南、河南、山东、黑龙江等省区（图-1）。 图-1 中国煤炭资源分布图 3大地区，铝土矿主要集中于山西、河南、贵州、广西等省区；中小型矿床所占比例大，大型、超大型矿床所占比例小（图6-2）。 图6-2 中国金属矿产资源图 （3）非金属矿产资源分布规律：中国是世界上非金属矿产品种比较齐全的少数国家之一，全国现有探明储量的非金属矿产产地5000多处。大多数非金属矿产资源探明储量丰富，其中菱镁矿、石墨、萤石、滑石、石棉、石膏、重晶石、硅灰石、明矾石、膨润土、岩盐等矿产的探明储量居世界前列；磷、高岭土、硫铁矿、芒硝、硅藻土、沸石、珍珠岩、水泥灰岩等矿产的探明储量在世界上占有重要地位；大理石、花岗石等天然石材，品质优良，蕴藏量丰富；钾盐、硼矿资源短缺。 4、固体矿产资源开发产生的环境地质问题 我国是固体矿产资源大国，矿业充分发挥了基础产业的作用，已成为我国国民经济重要的支柱产业之一。固体矿产资源利用是我国一批矿业城市如“煤都”(抚顺、大同市)、“锡都个旧-3 煤矿区环境地质问题分类（据张希腾目前，煤炭产量的97%，煤矿开采深度普遍在1000m以内。 图6-4 地表移动盆地的形成过程（据何国清，1992） 不管是连续性的地表移动盆地还是非连续性的地表下陷，都会对地表环境产生重大影响，主要表现在以下几个方面。 1)破坏地表环境。塌陷造成地表积水，耕地减少，粮食减产绝产，地表田地成为洼地，生态环境恶化。如江苏200多座煤矿所造成的塌陷灾害面积达127km2，平均每采10000t煤塌陷面积2670m2；山西省统配煤矿发生塌陷、地裂缝的面积达246.2km2；淮河沿岸的塌陷区近26.61km2 积水，最大水深15m，严重影响了当地的工农业生产和生态环境。 2)损坏地表或地下建筑物。下沉本身使楼房地基产生不均匀沉陷，导致建筑物开裂，甚至倾倒，下沉伴生的裂缝也可直接破坏建筑物。如辽宁本溪市在已采空的18.7km2区域中有6.5km2的地面建筑遭到破坏，采空区地表平均下沉2m，最大3.7m，塌陷造成建筑物墙体开裂、房屋倾斜、甚至倒塌，地上和地下的供水、排水、供热、通讯、人防等管网和设施遭受不同程度的破坏。黑龙江七台河市是一座新兴的煤炭工业城市，原市中心建在煤田之上，截至1991年，市区范围内采空面积达4199×104m2 ,塌陷平均深度2m，塌陷造成倒塌房屋476间，因墙体开裂无法居住的民房12.9×104m2，市区道路、通讯设施、管道等遭受不同程度的破坏。 3)岩溶地面塌陷的严重危害，主要表现在：①破坏地表