第六章矿山生态环境治理ppt
- 1. 第六章 矿山生态环境治理 矿业活动诱发的环境问题与矿产种类，开发方式，环境地质背景以及企业的规模、性质有关。不同的矿山由于开采的矿种不同，会产生不同的矿山环境问题。 60-1
- 2. 煤矿开采是一项最艰苦的工作,当前国家政府职能部门已在花较大的力量来改善工作条件。根据煤炭资源的埋藏深度不同，开采方式分为矿井开采(埋藏较深)和露天开采(埋藏较浅)之分。其中。能作为露天开采的资源量在总资源中的比重大小，是衡量开采条件优劣的重要指标。中国露天开采的储量仅占7.5%，美国为32%，澳大利亚为35%。同时，矿井开采条件好坏与煤矿中含瓦斯多少成反比，中国煤矿中含瓦斯比例高，高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占40%以上（资料）。难怪国内一些地方煤矿经常发生瓦斯爆炸。这个不得不引起我们的关注。 中国采煤以矿井开采为主,如山西、山东、徐州及东北地区大多数采用矿井开采,也有露天开采,如朔州平朔露天煤矿，辽宁阜新海州露天煤矿。
- 3. 井工开采： 利用井筒和地下巷道系统开采煤炭或其矿产品的开采方法。 井工煤矿开采必须从地面向地下开掘一系列井巷，其生产过程是地下作业，自然条件比较复杂，开采的主要特点是需要进行矿井通风，存在瓦斯、煤尘、顶板、火、水五大灾害。 煤矿大致分为井工煤矿和露天煤矿。 露天煤矿煤层的地表覆盖层较浅，挖开地表层即可进行采煤，危险系数较低。井工煤矿煤层埋藏很深，必须掘进到地层中进行采煤，地下作业，危险系数高。
- 4. 60-4第一节 矿山开发对生态环境的影响我国矿山生态环境破坏的特点： 按其矿产资源特点及其开采方式，大致可分为三种类型： 1.露天开采矿山（？） 2.地下开采矿山（？） 3.矿产资源采、选造成的化学污染和尾矿污染
- 5. 60-5一、环境问题 环境问题是指由于人类活动作用于人周围的环境所引起的环境质量变化,以及这种变化反过来影响人类生产、生活的问题。 目前环境问题的特征 ⑴全球性、广域性：如全球气候变暖、酸雨、沙漠化等 ⑵生态质量的破坏：如生物多样性的锐减 ⑶突发性环境污染事件的发生：如光化学烟雾
- 6. 60-6二、生态学基础 生态学是研究生物与其环境之间相互关系及作用机理的科学。 生态系统是一定时间、空间内的生物和非生物成分通过物质循环、能量流动和信息传递而相互作用、相互依存所构成的生态学结构和功能的单位。其研究的是生物群落与其环境间的相互关系及其作用规律。 生态系统的组成：生产者、分解者、消费者以及非生物因素。 生态系统的结构：构成生态系统的各种成分以及它们的空间配置。 生态系统的功能：能量流动、物质循环、信息联系。 生态平衡是指在一定时期内，生态系统内部的生产、消费和分解之间保持一种相对的平衡状态，即能量流动和物质循环较长时间保持稳定。
- 7. 生态系统失衡生态系统失衡的标志：结构上缺失，功能上物质循环受阻、能量流动停滞 生态系统失衡的原因 自然因素：由于自然灾害造成的生态失衡，如地震，集中降雨，泥石流，火山爆发等 人为因素：对非生物环境造成破坏，如人类活动对环境造成的污染破坏了生物赖以生存的环境等；对生物的破坏：乱砍乱伐对植物造成缺乏，数量减少，导致生物多样性的破坏。生态入侵即由于在某种生态条件下，之前不存在某物，后来引入某种特别适宜该地区的生物，其加速增长影响和人们的正常生活及加剧对环境的压力。对信息传递的破坏：动植物，动物与动物，植物与植物间存在信息传递，人为地放射一些物质，对其传递进行干扰，导致生态失衡
- 8. 60-8矿区生态系统特性以人为中心的生态系统，系统的产生、存在、发展和消亡都是按人的意愿进行的。 是一个开放型系统，与自然—经济—社会复合系统息息有关。既受自然生态规律的支配，又受社会经济规律的支配。 系统中的生物群落改变，主要表现在：生产者数量减少，生物性生产下降；有相当数量的家养动物和一定数量的野生走兽及飞禽，但主要的消费者是人。 特殊的能量流动和物质循环，主要表现在：能流与物流是开放式的；需要大量的辅助能源和辅助物质。
- 9. 60-9三、采矿工业对环境影响采矿工业对环境的影响包括开采沉陷影响、露天开采影响和固体废弃物影响三个方面。 露天开采影响 从景观生态角度
- 10. 60-10三、采矿工业对环境影响露 天 开 采 影 响从圈层角度
- 11. 60-11三、采矿工业对环境影响井工开采影响 重点:开采沉陷的影响 开采沉陷对景观的破坏 开采沉陷对生物的影响 开采沉陷对地质的影响
- 12. （一）开采沉陷对景观的破坏1．地表下沉盆地 地下开采后，受采动影响的地表从原有标高向下沉降，最终在采空区上方形成一个比采空区大得多的地表下沉盆地。 在山区和丘陵地区，由于开采沉陷引起的地表起伏与原有的地表自然起伏相比很小，一般说来，对地形、地貌的影响不大。但在地势较平坦的地区，开采沉陷通常对地形、地貌产生明显的影响，特别是当采出的矿层厚度较大时，将使原有的平原地貌变为一种特殊的丘陵地貌。 矿区地形、地貌的变化，影响植被的生长发育，破坏自然景观。
- 13. 60-132．矸石山随着煤矿地下开采范围的扩大，排到地面堆积起来的矸石越来越多而形成矸石山。 矸石山是矿区主要的污染源之一。 据不完全统计，每年仍在以2亿吨的速度递增，约占全国工业废渣排放量的1/4,居全国所有工业部门之首。目前全国煤矸石的总积存量已达40亿t以上，形成矸石山1500多座，其中有200多座自燃，矸石山几乎成为我国煤矿的“标志”。
- 14. 60-14 3．破坏建(构)筑物、道路及其它管线地表大面积、平缓、均匀的下沉和水平移动，一般对建筑物影响不大。 地表倾斜使采动影响范围内的建(构)筑物产生歪斜，特别是水塔、烟囱、高压线铁塔等底面积小而高度很大的构筑物，受倾斜变形的危害更大。 地表下凹使建筑物基础的中央部分悬空，如果建筑物的跨度大，则在自重力作用下，建筑物从其底部开始断裂而导致破坏；地表上凸使建筑物基础两端悬空，建筑物愈大，面积愈大，则由于基础弯曲而产生的破坏愈严重。 地表的水平变形通常对建筑物危害最大。 开采沉陷也会影响电力通讯系统。
- 15. （二）开采沉陷对生物的影响 1．对植物的影响 矿区地下开采引起土地的大面积塌陷，影响植物的生长发育，甚至造成绿色植物的大幅度减少。 (1)高潜水位的平原矿区。 (2)低潜水位的平原矿区。 (3)丘陵矿区。 (4)山区矿区。凤阳县某矿区
- 16. 2．对野生动物和微生物的影响由于开采沉陷使矿区的自然景观发生剧变，影响绿色植物的生长发育，改变了动物的栖息环境。 水体和土壤中微生物的正常生长繁殖，要求pH值不超过一定范围，有毒物质的浓度不能超过细菌所能忍受的极限。 除土地塌陷对生物产生影响外，排到地面的矿井水也会对其产生影响。(南桐镇石桥村刘家坝采空区形成地表塌陷)
- 17. (三)开采沉陷对地质的影响1．使岩层和地表移动、变形 2．引起滑坡和泥石流 3．加剧岩石的风化和剥蚀峨眉山市毁林采矿 泥石流冲上103省道 云南富宁大面积地表塌陷
- 18. 60-18矿区固体废弃物是指矿物开采及其加工利用过程中产生的固态及泥态物质。 按矿区固体废弃物的产生的原因：采矿废弃物(采矿矸石)、选矿废弃物(洗选矸石)和煤矿坑口电石废弃物(粉煤灰)。 矿区固体废弃物对环境的影响
- 19. 60-19矸石露天堆积，易于风化破碎，产生的粉尘随风飘扬，对空气造成污染。 矸石山燃烧时排放大量有害、有毒气体，燃烧产生的灰渣引起空气中颗粒物含量增加 。 矸石山经雨水、雪水等的浸淋产生的淋溶水中含有酸性物质、有害的重金属离子、溶解的盐类以及悬浮未溶解的颗粒状污染物。 野生动物和牲畜摄入被矸石中的有害、有毒物质污染了的食物后，会影响其正常的生长和繁殖机能，以致产生疾病而死亡。 （一）采、选矸石对环境的影响
- 20. (二)粉煤灰对环境的影响粉煤灰是煤燃烧排放出的一种粘土类火山灰质材料。狭义地讲，它是指锅炉燃烧时，烟气中带出的粉状残留物。广义地讲，它还包括锅炉底部排出的炉渣。绝大部分(约90%)粉煤灰由发电厂的燃煤锅炉产生。 电厂粉煤灰品种有三类：干灰、湿灰和炉底渣。这些粉煤灰的化学成份相似，主要是SiO2、Al2O3、 Fe2O3等，但物理性状差异较大，致使利用价值也有差异。粉煤灰特性
- 21. 粉煤灰的环境危害 1、侵占土地 据统计，每万吨粉煤灰渣需堆场4～5亩，至2000年底，我国粉煤灰渣堆存量高达12. 5亿吨，需要堆场50～62. 5万亩（3. 33～4. 17万平方公里）。 2、污染水体 排灰方式多为湿排。湿排使飞灰中的有害成分溶入冲灰的水中，这将污染地表水和地下水。 3、污染大气 粉煤灰的水含量低颗粒细，风吹容易飞扬，处理不好易产生扬尘。 4、放射性危害 在粉煤灰中的这些放射性元素的含量要比原煤中高出2～5倍 粉煤灰是电厂产生的工业废物，具有呆滞性、不可稀释性和长期潜在的危害性，从其产生运输、到贮存及处置的各个环节，都会给环境带来很多有害影响。
- 22. （三）矿山开采对环境影响特征
- 23. 四、矿山生态环境治理的意义P199 矿区生态环境的治理不仅关系到区域环境的可持续发展，而且对改善全国、全球的生态环境有着十分重大的意义。 通过法律法规的完善与制约，限制不合理的矿产开采活动，减轻矿山生态环境的破坏；通过土地复垦、生态修复等措施，尽力恢复矿区土地原有功能和矿山生态环境，重新建立健康的矿山生态系统。 通过综合治理，减少水土流失、土地沙漠化等灾害发生，使可持续发展能力进一步加强，人与自然更和谐
- 24. 五、矿山生态环境理论基础（一）矿山生态环境保护的阶段 矿山生态环境保护工作贯穿矿山“从摇篮到死亡”的全过程，即从矿山开发设计时就应有矿山生态环境保护规划，“规划”应包括建设期、营运期和闭矿期三个阶段。 1.建设期矿山生态环境保护 “三场”：工业广场、废石堆放场和矿石堆放场。
- 25. （一）矿山生态环境保护的阶段2.营运期矿山环境保护 （1）确保矿井水的处理效果和综合利用率符合国家要求； （2）积极妥善的处置生产过程中所产生的固体废物； （3）合理利用有价值的废石和尾矿；对于无价值的固体废物，可以考虑覆土造田或恢复植被； （4）减小固体废物的堆放量。
- 26. （一）矿山生态环境保护的阶段3.闭矿期矿山生态环境保护 （1）做好具体的实施步骤和时间安排 （2）有序拆除无用的地面建筑并妥善处理建筑垃圾 （3）清理固体废物堆放场（优先采用回填采空区或地表塌陷区）
- 27. （二）矿山生态环境保护的理论基础 矿山生态环境保护是一个系统工程 ，它是在研究采矿活动生态环境影响的基础上，研究通过调控人类行为使矿山生态系统发生正向演替的原理和工程方法。其理论基础主要有生态学原理、地域分异原理、系统界面控制原理等。
- 28. 生态学原理矿山生态系统（人类生态系统） 矿山生态系统是人类生态系统的组成部分之一。 人类生态系统是指人类为自身的经济利益，对自然生态系统进行改造和调控而形成的生态系统。例如：人工草场、防护林区、鱼塘、农田、矿山、城市等。 矿山生态系统：是矿区空间范围内的人类与相应的自然环境系统和人类社会环境系统通过各种相互联系而形成的，以矿产资源开发为主导的自然、经济与社会复合生态系统。
- 29. 矿山生态系统的三个阶段原始型矿山生态系统——人类社会发展早期工业化大生产开始前的矿山生态系统。 特征： 1.社会生产力水平低，生态系统结构简单，生态与经济的矛盾没有显现； 2.是一种与低水平的生态经济生产力相联系的落后的人类生态系统类型。
- 30. 矿山生态系统的三个阶段掠夺性矿山生态系统——工业化大生产阶段 特点： 1.复合生态系统的结构呈现畸形； 2.生态系统严重破坏，矿区灾害频繁发生； 3.矛盾越来越尖锐。（矿山经济活动与自然生态系统）
- 31. 矿山生态系统的三个阶段协调型矿山生态系统——人类社会进入新的发展时代后。 特点： 1.矿产资源的综合利用率提高； 2.矿区灾害很少发生； 3.不会导致生态环境危机的产生
- 32. 生态演替与干扰原理生态演替：是指随着时间的推移，一种生态系统类型（或阶段）被另一种生态系统类型（或阶段）替代的顺序过程。P209(图） 干扰——生态系统结构、动态和景观布局形成、发展的基本动力——不仅会影响到生态系统本身——而且还会改变生态系统所处的环境条件。 根据干扰的来源可分为：人为干扰和自然干扰（？） 矿区的生态恢复：通过人类的改造和自然演替的共同作用，使矿山生态系统朝着人类预期的方向演化的过程，包括土地要素、水文要素、植被要素、景观要素等恢复与重建。
- 33. 景观生态学原理景观：是由相互作用的生态系统镶嵌构成，并以类似的形式重复出现，具有高度空间异质性的区域。 景观生态学原理在矿区生态环境恢复与重建过程中的意义： 在评价矿山开采、生态恢复等人类行为对景观结构、功能的影响及在景观变化中的作用。 在矿区生态环境恢复与重建目标设计中的作用 在矿区生态环境恢复与重建过程中的作用。
- 34. 地域分异原理地域分异原理是进行矿区生态环境恢复的基础。 地域分异：是指不同地区之间恢复条件存在明显差异，而在一定的区域内又有普遍的相似性 矿区生态环境恢复的地域差异表现在以下几个方面 自然环境条件的差异： 资源条件的差异： 生产布局的差异： 社会经济条件的差异
- 35. 地域分异原理一定区域的相似性 资源赋存条件和开拓开采方法相似； 土地利用方式相似； 开采后破坏形式相似； 生态环境类型相似； 社会经济条件相似。 因此，各矿区在生态恢复初期，应依据地域分异原理，结合当地的自然地理条件和地质采矿条件，在土地适宜性评价的基础上，对恢复和重建后土地的利用价值和生态系统类型进行预设计，提出合理的矿区土地恢复与重建计划。
- 36. 系统界面控制原理界面：是相互作用、相互联系的事物或系统之间的共同部分或联系渠道. 从环境管理的角度看，生态环境问题主要源自于人类在界面上的活动。 界面极易出现不均衡的现象或复杂的矛盾；是系统间最活跃、最易发生变化的部分。 界面是各系统的边缘，界面上的人类活动通常表现为对利益的相互争夺，对责任的互相推诿。 矿山生态系统恢复的对象是受采矿影响生产力下降的土地。将影响矿区土地生产力和生态系统的特征的各因素构成一个系统F.
- 37. 系统界面控制原理生态恢复的目的：利用生物与工程措施改善系统各因素的取值范围，达到恢复甚至提高土地生产力的目的，促进生态系统达到平衡状态。 生态恢复界面：矿区生态恢复前、后系统F所构成的交集。（土地生产力、土地生态系统特征、采矿影响区）
- 38. 土地生产力界面整合影响恢复土地生产力水平的要素： 环境要素：地下水水位状态、地形地貌特征（平整度、坡度、地块形状和大小）及排灌条件。 农用地恢复的关键：消除矿山开采对地下水位产生的消极影响。 开采沉陷：使潜水位埋深相对变浅 露天开采：使潜水位埋深降至作物正常生长所要求的合理埋深。 排灌条件：排水能力、灌溉保证率表示。
- 39. 土地生产力界面整合土壤要素的整合：改善土壤养分吸收、增加养分输入、减少养分流失，提高作物生长，保证土壤养分有增无减，达到恢复后的土地可持续利用的目的。 投入要素的整合：物质、资金和人力
- 40. 土地生产系统特征界面整合矿区生态恢复界面生态系统研究的目标：实现恢复区域生态系统平衡（水土资源的持续利用、人地关系的协调、生物多样性的保护及生态系统内物质、能量的循环效率等)。
- 41. 采矿影响区界面整合采矿影响区界面：土地减产减收边界，是矿山企业征地和赔偿的边界。
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