环境地质学课件

地下采矿对地质环境的影响,一、采空区地面塌陷与地裂缝二、破坏水文地质环境三、矿区山体开裂破坏四、采矿诱发地震与岩爆,一、采空区地面塌陷与地裂缝采用井下开采的矿山，由于采空区上覆岩土体冒落而在地表发生大面积变形破坏并伴随地表水和浅层地下水漏失的现象和过程，称为矿区地面变形。如果地面变形成现面状分布，则为地面塌陷；如为现状分布，则为地裂缝。矿区地面塌陷造成大量农田损毁，地表建筑物严重破坏。,地下开采导致的房屋开裂,开采引起地表沉陷,使地表出现下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等移动和变形,不同程度的引起地表建(构)筑物的破坏。,二、破坏水文地质环境井巷开掘，使地下水的赋存状态发生变化；矿床疏干排水改变了地下水的天然径流和排泄条件，同时导致地下水资源的巨大浪费，使区域地下水水位大幅度下降，造成矿区水文地质环境的恶化。,煤矿开采需要疏干排水，导致地下水原有的补、径、排条件发生改变。地下水向矿坑汇流，形成以矿井为中心的降落漏斗，造成诸如河水断流、地下水位下降、泉水流量锐减甚至干涸、水污染加重等环境问题。影响半径之内，地下水流加快，水位下降，储存量减少，局部由承压转为无压;煤系地层以上裂隙水受到明显的破坏，原有的含水层变为透水层。,1、矿井突水许多矿床的上覆和下伏地层为含水丰富的石灰岩，特别是石炭二叠纪煤系地层，不仅煤系内部有含水性强的地层，还有下伏的巨厚奥陶纪灰岩，随着开采的延伸，地下水深降强排，产生了巨大的水头差，使煤层受到来自下部灰岩地下水高水压的威胁，在一些构造破碎带和隔水带薄的地段发生突水。矿井突水的特点是：水量大，来势猛，不易预防。,2、海水入侵沿海地区，因疏干排水常使地下水位低于海平面，结果导致海水入侵，破坏了当地淡水资源，影响了生活供水和生态环境。,3、地下水位下降为了保证矿山的开采，必须对进入井巷内的地下水或威胁井巷安全的含水层的地下水进行疏干排水，从而使矿区附近的浅层地下水被疏干，附近的地表水也因排水或河流的人工改造而被疏干。结果造成区域地下水位下降，生态环境恶化，植物难以生长，有的矿区甚至出现土地石化和沙化,三、矿区山体开裂破坏高陡临空地形地貌部位，由于山崖或山脚的采矿活动，常造成上覆山体开裂变形，甚至发生崩塌灾害，此类崩塌特点是，崩塌前，岩体内的开裂和崩塌后形成的后缘边界多沿岩体内原有的构造裂隙面或卸荷裂隙发生和发展。表现为蠕变倾倒坍塌模式。其破坏机制是，原有裂隙规模扩大并有闭合发展为张开状态，或产生新的裂隙，继而产生倾倒变形、膨胀，局部出现滑移，最后出现坍塌。,山体变形体地质构造剖面图,四、采矿诱发地震与岩爆采矿诱发地震是指开采地下固体、液体矿产过程中出现的地震。据其成因不同，矿震可分为诱发构造型矿震、诱发塌陷型矿震及掌子面岩爆、煤爆诱发矿震等三类。,1、诱发构造型矿震因采矿导致断层的复活和弹性能量的提前释放造成的地震。分为：采矿直接引发矿震和抽水采矿诱发矿震两类。（1）采矿直接引发矿震是由于采矿使地下应力失去平衡而诱发的地震。采矿形成的自由空间使采空区周围的岩体由原来的三向受压变成两向或单向受压，引起应力的重分布，在采空区范围沿原有断裂形成应力集中地段，促使地壳岩体应变能提前分散释放，从而诱发地震。（2）采矿抽水也可诱发地震，抽水后，断裂面失去水压而发生卸荷作用，形成偏差应力。当偏差应力大于断面的抗剪强度时，即诱发地震。,2、诱发塌陷型地震矿区诱发塌陷地震多起因于采空区和顶板陷落。地震波由顶板块体脱落敲击底板而产生，矿震分布范围较小，震源极钱，大多处于开采平面上，震级小但是震中烈度高。,3、岩爆岩爆又称冲击地压，是