矿山地质学第八章 矿山环境地质调查.doc

第八章 矿山环境地质调查 随着世界人口的增长，随着生产力的提高，生产规模的扩大和人类活动的范围的扩张，环境问题，即由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类的生产，生活和健康的影响问题，已成为全球的突出问题，受到世界各国的重视，环境科学也得到了较快的发展。环境科学是以“人类环境”系统为其特定的研究对象，它是研究“人类环境”系统的发生和发展，调节和控制，以及改造和利用的科学。“人类环境”系统，即人类与环境所构成的独立统一体，是一个以人类为中心的生态系统。人类与环境的关系主要是通过人类的生产和消费而表现出来的，人类的生产和消费活动也就是人类与环境之间的物质，能量和信息的交换活动，人类通过消费活动再以“三废”的形式排向环境。因此，无论是人类的生产活动还是消费活动（生产消费和生活消费）无不受环境的影响，也无不影响环境，其影响的性质，深度和规模是是随着环境条件的不同而不同的，随着人类社会的发展而发展的。环境科学的地学分支是环境地质学，它是近20年来，地质学中发展起来的一门新的分支学科，目前还处在发展的初期阶段。环境地质学科主要运用地质学理论和方法，研究地质环境的基本特征、功能和演变规律，研究人类活动与地质环境之间的相互作用、相互制约关系，解决人类开发利用自然环境遇到的和可能引发的地质问题，探索在发展社会经济的过程中合理利用和保护地质环境的途径。矿山地质是环境地质学重要组成部分。同时，它又是矿山地质学的分支，正在发展和兴起，它是矿山地质学向深度和广度发展地一个重要标志。环境地质以成为矿业开发中不可缺少的一项重要研究内容。第一节 矿山环境地质的概念、研究意义及主要内容一、矿山环境地质概念：矿山环境地质是介于矿山地质学和环境地质学之间的边缘科学。它主要研究在矿山开采工程中，自然地质作用、人为地质作用与地质环境之间的相互影响与作用，及因此城市的环境污染与破坏问题，从而达到合理开发利用矿产资源和变化地质环境的目的。传统地质学认为地质作用是地质内动力引起的，两种基本类型的作用内动力地质作用和外动力地质作用：外动力地质作用包括分化，剥蚀，搬运，沉积，和成岩作用等，有这两种地质作用，控制和改变地球表面的结构和形态。但是，人类的出现，特别是人口剧增、社会生产力和科学技术大大发展的情况下，地球表面受到了人类活动的强大冲击，人类活动除了上述天然的内、外地质动力之外，是地球表面发生变化和发展的不可忽视的又一动力，产生了其规模和速率都可以同天然地质作用相比拟的人为的地质作用。人为的地质作用是环境地质学的重要研究内容。人类地质作用包括：人为的剥蚀地质作用（如露才矿山剥离盖层 工程挖掘土石）|人为搬运（如填筑工程基础、采掘矿产|、工程场地开挖等）、人为堆积作用（如由建筑施工和工业生产产生的废弃物的堆积，固体生活垃圾堆积等）和人为塑造地形作用（如采矿堆积的尾矿、废石堆、挖掘的采矿场陡壁斜坡、矿坑，陷落漏斗、修建的人工湖、假山，工程与道路建设削平高地，填平低地，建筑路堤、路堑等）和人类活动的其它地质作用，如人类活动可以使地壳表层内的地球化学场、压力场、水动力场、热力场等发生改变，产生其它新的地质作用和地质现象。例如，在长期大规模强力开采地下水的地区，由于开采区含水层中水压力的降低，导致含水层和隔水层发生新的压密作用，引起地面沉降，在熔岩发育地区发生地面坍塌；有如在露天开采矿山，由于开采引起的边坡岩体滑动和地下开采矿山地井下岩体的坍塌和移动等。上述人为地质作用，必然破坏地质作用的平衡条件，形成新的平衡关系，随着人口的增长，社会生产力的发展和科技的基本，人为地质作用力将越加越大，它们对地质环境的冲击仪将更加强烈。深入研究人为地质作用和地质现象的发生、发展，有助于评价地质环境的变化趋势。二、矿山环境地质研究的意义矿业开发的过程，实际上利用、改造和破坏自然环境的过程。所以，环境问题是矿山生产过程中必然出现而有必须解决的问题。有人预计，到下个世纪，环境问题将成为地质工作的重点之一。在某些情况下，合理利用、变化和改善地质环境，包括合理开发利用矿产自由的调查和研究，可能比勘察矿产的意义更大。而在环境地质研究中，矿山环境地质作用占有重要地位。因为矿山存在着特殊的地质环境，特别是矿产开发后，这种特殊的地质环境对人类的影响就更为严重。在生产过程当中，人们与地质体直接接触，而且在矿产资源开发的同时有排出大量废弃物（废石、矿坑水、尾矿）更增加了对生产与生活环境的污染与恶化，造成的危害就更大，甚至成为一种恶性循环，要使恶性循环向良性循环转化，就需要加强对矿山环境的保护与治理。环境保护的内容，根据我国环境保护法的规定，包括“保护自然环境”与“防治污染和其它公害”两个方面，这就是说要运用现代地质学和环境科学的理论与方法。在更好的利用自然资源的同时，深入认识和掌握污染和破坏环境的根源和危害，有计划的变化环境，预防环境的质量的恶化，控制环境污染促进人类与环境协调发展。开展矿山环境地质调查研究，做好地质环境的保护不仅对地质灾害的防治，为经济建设和社会发展创造有利条件，而且对人类生产和生存发展提供良好的环境空间也具有重要的现实意义和战略意义。三、矿山环境地质研究的主要内容矿山环境地质作用涉及的问题比较广泛，总的来说它既涉及自然地质灾害方面的问题有涉及到人类对自然的影响而产生的环境破坏方面的问题。但由于矿山环境地质，目前尚处于初始发展形成的阶段，其中有许多内容的研究尚处于探索、开拓研究阶段，很不成熟。加之，我们现在掌握的资料及水平所限，本章只能就当前比较常见和研究广泛而又比较深入的几个环境地质问题做一些概括介绍。这些地质问题主要有以下几个方面：1. 矿山工程地质调查与研究主要任务是紧密结合矿山生产，解决与矿产开采有关的岩（矿）体稳定性和预防地质灾害问题其主要工作内容有：开展露头矿边坡工程地质调查，进行边坡稳定性评价；进行岩矿石物理力学参数测定，地应力测量，岩体变形和位移的检测；对采区岩矿体的稳定性，回采工艺等技术问题进行研究和论证开展地质自然灾害（矿区岩体的崩塌、滑坡和泥石流灾害，露天矿边坡的划移，井下矿山的地压活动）的预报，以及灾害调查和处理中的工程地质工作 2、矿山水文地质调查与研究主要任务是根据设计确定的开采范围深度、采矿方法和技术要求，进一步查明影响矿产充水各种因素，研究地下水处理前后补给、径流和排泄条件的变化情况，核校矿坑涌水量与各项计算参数，制度防治和综合利用地下水的方案保障矿山安全的进行其主要工作内容是在充分利用已有矿产水文地质资料的基础上开采一些补充性或专门性的水文地质勘探与试验工作，必要时还要进行防排水工作的研究。以便进一步查清下列诸多问题：矿区含水层的水文地质特征，地下水的补给径流排泄条件；主要构造破碎带、分化破碎带、岩溶发育带的分布和富水性及其与其它各含水层和地表水体的水利联系密切程度；主要充分含水层的富水性，地下水径流特征、水头高度、水文地质边界线；地表水体的水文特征及其对矿床开采的影响程度；老窿分布、给水情况。确定矿床主要充水因素、充水方式及途径；对矿床蔬干排水方案进行综合研究与综合评价；研究地下水对岩土体稳定的影响。3矿山水土污染的地质调查与研究主要任务在于查明影响矿山环境的地质因素和矿床开发后有害物质的含量、迁移、转化和分步规律。配合矿山环保部门开展对矿山开发产生的废弃物污染环境监测和质量评价。研究的主要内容有造成矿山水土污染的元素；矿山水土污染对人体健康及矿山开发污染源地质调查人。4矿山空气污染的地质调查其中包括有害粉尘的地质调