《煤矿环境地质》PPT课件

1、第九章煤矿环境地质学是地质学的一个分支，是环境地质学的一个组成部分，是人类活动和各种地质过程对环境产生综合影响的学科。主要内容为：原生地质环境：它是由构造运动、岩浆活动、地震活动、风化、剥蚀、搬运、沉积和成岩作用的影响所形成的各种内外动力作用所引起的；次级地质环境：人为地质作用造成的环境。也就是说，现代人类在开发利用矿产资源过程中造成的地质环境是人为地质作用造成的次生环境。煤矿地质环境研究广泛而全面；基于地质学和环境保护主义的理论和方法，以地质因素引起的环境问题为研究对象，以煤炭开采过程引起的环境地质问题为重点，分析了地质环境、生态环境与煤炭开发利用活动之间的相互作用和影响；研究矿区的环境地质

2、特征和各种地质灾害(如滑坡、泥石流、地震、矿岩运动等)引起的环境问题。)及其灾害预防和控制方法；讨论采矿活动产生的地质作用对地质环境的影响以及采矿活动引发的环境地质问题；揭示矿区地质环境中化学元素与人体健康的关系；提出了改善和控制矿区环境质量的地质原则和方法。第一节煤矿环境污染因素及危害一、煤矿环境污染因素(一)固体废弃物(煤矸石、露天矿剥离物、煤泥、粉煤灰、生活垃圾等)。)1。煤矸石是煤炭生产过程中产生的岩石的总称，包括采煤过程中排出的岩石、与煤混合的岩石、落在采空区的岩石、落在工作面的岩石以及选煤过程中分离的碳。煤矸石是一种脉石，是煤形成过程中与煤层伴生的一种含碳岩石，其灰分通常在50%以

3、上，热值一般为3.38.3 MJ/kg。矸石排放取决于煤层条件、开采方法、选煤技术等。一般情况下，每1t原煤开采0.2t，平均开挖矸石量可达1t。煤矸石通常由碳质泥岩、泥岩、砂岩和石灰岩组成。矿物成分主要包括高岭石、蒙脱石、应时、伊利石、方解石、黄铁矿、白云石、一水硬铝石等。并且还含有少量稀有金属矿物，化学成分主要是二氧化硅(含量50p%)和三氧化二铝(含量200%)，还有不同含量的三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、二氧化钛、k2O、氢氧化钠、五氧化二磷和五氧化二钒。露天矿条带的岩石组成和流量取决于煤层上覆岩层的性质、煤层的埋深和赋存条件、地形条件和条带厚度。剥离层一般包括泥岩、砂岩、灰岩和松散沉积

4、物，其中以泥质岩为主。3.煤泥是煤炭开采、运输和洗选过程中产生的泥状物质。它的形成与煤和煤矸石的物理性质、采煤和运输方式、洗选技术和煤泥处理系统有关。煤泥一般为可塑或松散或泥状固体，含灰量高，粘土矿物多，热值低，持水能力强。(2)废水主要包括：采矿废水；选煤废水；生活废水；其他附属工业废水。1.矿山废水是指排放的矿井水，由地表渗水、地下含水层渗水、排水、采矿生产和防尘水等组成。是煤矿排放的最大废水之一。据有关资料显示，我国国有重点煤矿每年排放的矿井水超过20亿m3，平均每吨煤排水量约为4m3，焦作矿务局王峰煤矿每吨煤排水量高达80m3。煤矿水质区的水文地质条件和煤质存在差异。根据矿井水质，矿井

5、水可分为五种类型。清洁矿井水：无污染的清洁矿井排水。水质是中性的，含悬浮物的矿井水：水质为中性，盐度小于1000毫克/升，不含有毒有害元素，金属离子少，含有大量悬浮物、少量可溶性有机物和细菌。高盐度矿井水；水质大多为中性或弱碱性，含SO2-4、CI-、Ca2、K、Na和HCO等离子体，盐度(无机盐总含量)大于1000毫克/升，有苦味。酸性矿井水：指酸碱度小于5.5的矿井水。其形成的主要原因是煤层和围岩中硫含量高，这与矿井密闭性、大气循环、矿井水源和水流路径以及开采深度有关。含特殊污染物的矿井水可分为含氟矿井水、含重金属元素的矿井水、含放射性元素的矿井水、含油矿井水等。选煤废水选煤废水是煤炭湿洗

6、过程中产生的废水，含有大量的悬浮煤粒，故称煤泥水。此外，还有一定量的有毒有机物质，如石油、酚类、醇类、聚丙烯酰胺以及从煤中渗出的各种离子和放射性元素。因此，选煤废水是一种有毒废水。目前，我国每吨煤洗原煤排放废水约0.81m3，年外排放煤泥水总量达1000万m3。随着我国原煤洗选率的提高，选煤废水日益增多。其他工业废水是指机修厂、石化厂、矿灯厂、焦化厂等煤矿附属企业在生产过程中产生的废水。目前，我国此类废水的排放量在200，030，000 m3之间。(请阅读中国部分煤矿各种废水情况第182页)，(3)废气煤矿废气主要包括：采矿废气；燃煤废气；煤和废石的天然气废气。1、矿山废气，主要指从矿山排出的

7、废气。它是由地下人员呼吸、爆破、装药、坑木腐烂、岩层氧化以及煤层、围岩和地下水释放的天然气所产生的气态物质污染的地下空气形成的。它含有多种有害成分，包括烷烃、芳香烃和氢气等可燃气体，二氧化碳和氮气等窒息性气体，以及硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和二氧化氮等有毒气体。燃煤废气是指煤矿区锅炉(窑)和民用炉灶燃煤产生的废气。它含有有害成分，如烟尘、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物和氢氧化物。这些有害物质的量因不同的煤、燃烧方法和燃烧条件而有很大差异。燃烧1吨煤将产生0.545千克一氧化碳、0.1545千克碳氢化合物、1.52.7千克氮氧化物、0.0025千克醛类、19s(s为硫氧化物(S为煤中的硫

8、含量)和18 a烟灰(A为煤的灰分)。燃煤废气是空气污染的主要来源，约占空气污染总量的70%。天然气废气是指煤矸石在自然过程中产生的废气，其成分与燃煤废气相同或相近。煤主要由可燃物质组成，煤矸石中含有一定量的可燃物质。在某些条件下，它们会由于缓慢氧化热的积累而自燃。其表现形式有煤炭露头火灾、采煤地表沉陷裸露风区火灾、地面煤堆和矸石火灾、地下煤壁火灾等。我国煤炭和煤矸石的自然现象十分严重。(4)开采、运输、选煤等生产过程以及燃煤、煤层和矸石山都会自然产生泥沙，开采过程是煤矿粉尘产生的主要因素。例如，在地下开采中，采煤工作面产生的粉尘占矿井总粉尘的70%。煤矿作业场所空气中的粉尘(总粉尘和可吸入粉

9、尘)浓度应符合下表的要求。煤矿粉尘以煤尘为主，也有石粉等物质的粉尘。它含有微量有害元素，如砷、铬、锰、硒、铍和锌，以及放射性元素，如ura岩体运动简称岩体运动，是指地壳岩体失去原有平衡状态，在外界因素影响下发生运动的现象。矿山岩体的运动主要是由采矿活动引起的，煤层自燃和矸石堆积也会引起岩体的运动。采矿活动引起的直接破坏环境的岩体移动主要包括地下采矿引起的地表移动和露天采矿引起的滑坡。由于大多数煤矿都是地下开采，开采地表移动广泛分布在煤矿区，对环境的破坏最强。煤层开采时，煤层的顶板和上覆岩层在重力的作用下会坍塌。当塌陷扩展到表面时，形成了表面运动。因此，采煤塌陷均分布在采空区上方，其变形形式为地表塌陷、塌陷和断裂。漏斗坑和台阶断裂：这种地表移动突然、迅速、强烈，危害严重，但破坏范围小；主要分布在浅部急倾斜煤层采空区、开采深度与煤层开采厚度之比小于20的缓倾斜煤层采空区以及地质构造分布较大的区域。慢波沉降盆地：这种地表移动过程缓慢，在时间和空间上连续，一般范围大；主要分布在开采深度与煤层开采厚度之比大于20的深急倾斜煤层采空区和缓倾斜煤层采空区。一般来说，地表移动的最大深度约为煤层开采厚度的70%，但这只有在