礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境(編輯修改稿)
2025-06-20 12:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 世界上首個(gè)被開采的露天 斑巖銅礦，美國猶他州 Bingham礦山，這就是 典型的露天斑巖銅礦， 位于美國猶他州鹽湖城 西南方 20km處。二長斑 巖侵入到 Pensylvanian組中。 石灰?guī)r和斑巖中的銅、鉛、 鋅和銀發(fā)生接觸交代。 礦石呈帶狀分布， 從侵入的斑巖中向外延伸。 這個(gè)礦山因首次開采斑巖 銅礦而聞名。圖片的左下角 是一個(gè)廢物處理池。 這個(gè)礦山以先驅(qū) Mormon Bingham 兄弟的名字命名。 山西朔州平朔安太堡露天煤礦礦坑 《 環(huán)境地質(zhì)學(xué) 》 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 伊敏煤電露天開采現(xiàn)場 《 環(huán)境地質(zhì)學(xué) 》 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 （一）土地資源的占用和破壞 、尾礦堆放占用土地 廢石 ，即在開采礦石過程中剝離出的巖土物料，堆放廢地稱之為排土場。 尾礦 ，即在選礦加工過程中排放的固體廢物（有用目標(biāo) 組分 含量最低的部分），其儲存場地稱之為尾礦庫。 據(jù)有關(guān)資料 ， 露采每采 1t礦石通常要剝離 5～ 10t覆蓋巖土 ，生產(chǎn) 1t銅 約形成 400t廢石和尾礦 。 在美國的礦山土地破壞面積中 ， 露天采空區(qū)占 59%， 露天排土場 、 廢石堆占 38%， 剩下的 3%具有地面下沉和他顯得危險(xiǎn) 。 《 環(huán)境地質(zhì)學(xué) 》 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司東曲礦矸石山生態(tài)園 《 環(huán)境地質(zhì)學(xué) 》 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 松江流域 板石溝鐵礦露天開采現(xiàn)場水土流失 二、露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響 （二）露天礦邊坡失穩(wěn)破壞 露天礦邊坡穩(wěn)定性問題是露天開采的主要環(huán)境地質(zhì)問題之一 。 合理的邊坡角 《 環(huán)境地質(zhì)學(xué) 》 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 開采時(shí)，需要把被開采的礦石劃分成 一定厚度的水平分層，由上向下逐層 開采，并形成階梯狀，這些階梯的工 作面叫做臺階。 上部平臺 1—— 臺階的上部水平面； 下部平臺 2—— 臺階的下部水平面； 臺階坡面 3—— 朝向采空區(qū)的臺階斜面； 臺階坡面角（ α） —— 臺階坡面與下部 平盤水平面的夾角； 坡頂線 4—— 臺階坡面與上部平盤的交線； 坡底線 5—— 臺階坡面與下部平盤的交線； 臺階高度（ h） —— 上部平盤與下部平盤 的垂直距離。 邊坡的穩(wěn)定性： 邊坡一般是指具有傾斜坡面的土體或巖體，由于坡表面傾斜，在坡體本身重力及其他外力作用下、整個(gè)坡體有從高處向低處滑動的趨勢，同時(shí)，由于坡體土(巖 )自身具有一定的強(qiáng)度和人為的工程措施，它會產(chǎn)生阻止坡體下滑的抵抗力。一般來說，如果邊坡土 (巖 )體內(nèi)部其一個(gè)面上的滑動力超過了土 (巖 )體抵抗滑動的能力，邊坡將產(chǎn)生滑動，即失去穩(wěn)定；如果滑動力小于抵抗力．則認(rèn)為邊坡是穩(wěn)定的。 《 環(huán)境地質(zhì)學(xué) 》 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 具有明顯滑動面的邊坡失穩(wěn)破壞 蠕變 坍塌變形破壞 邊坡巖土體中軟弱結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度及 其組合關(guān)系是控制露天礦邊坡穩(wěn)定性的 主要地質(zhì)因素。 (1)巖土性質(zhì)的影響 ， 包括巖土的堅(jiān)硬程度 、 抗風(fēng)化能力 、 抗軟化能力 、 強(qiáng)度 、 組成 、 透水性等； (2)巖層的構(gòu)造與結(jié)構(gòu)的影響，表現(xiàn)在節(jié)理裂眺的發(fā)育程度及其分布規(guī)律、結(jié)構(gòu)面的膠結(jié)情況、軟弱面和破碎帶的分布與邊坡的關(guān)系、下伏巖土界面的形態(tài)以及坡向坡角等； (3)水文地質(zhì)條件的影響，包括地下水的埋藏條件、地下水的流動及動態(tài)變化等； (4)地貌因數(shù)，如邊坡的高度、坡度和形態(tài)等； (5)風(fēng)化作用的影響，主要體現(xiàn)為風(fēng)化作用將減弱巖土的強(qiáng)度，改變地下水的動態(tài)； (6)氣候作用的影響，氣候引起巖土風(fēng)化速度、風(fēng)化厚度以及巖石風(fēng)化后的機(jī)械、化學(xué)變化，同時(shí)引起地下水 (降水 )作用的變化； (7)地層作用除了使巖土體增加下滑力外，還常常引起孔隙水壓力的增加和巖土體的強(qiáng)度的降低； 《 環(huán)境地質(zhì)學(xué) 》 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 露天礦邊坡失穩(wěn)破壞的影響因素 主要有： 邊坡失穩(wěn)防治原則： 以預(yù)防為主，綜合整治。在邊坡開挖和采礦過程中，應(yīng) 及時(shí)排除地表水、深降強(qiáng)排地下水 ， 減少爆破次數(shù)、降低爆破強(qiáng)度 ， 合理確定不同深度巖體的邊坡角 ，適時(shí)修正邊坡輪廓，提高邊坡穩(wěn)定性等。對大型采礦邊坡，還需構(gòu)筑抗滑擋土墻、抗滑樁、灌注水泥砂漿及減載、排水等工程措施。 二、露天開采對地質(zhì)環(huán)境的影響 （三）水土流失 水土流失 (water and soil loss)是指 “ 在水力、重力、風(fēng)力等外營力作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失，包括土地表層侵蝕和水土損失，亦稱水土損失。 ” －－ (《 中國水利百科全書－第一卷 》 廢石堆 、 尾礦壩如果設(shè)置不當(dāng)或 管理不嚴(yán)，會造成嚴(yán)重的 泥石流 、 滑坡 等事故，導(dǎo)致更大范圍的土地破壞以及生命財(cái)產(chǎn)的損失。 《 環(huán)境地質(zhì)學(xué) 》 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 2021年 9月 8日上午 8時(shí)許 ,山西臨汾市襄汾縣的陶寺鄉(xiāng)塔山礦區(qū)因暴雨發(fā)生泥石流 ,寬約 600米 ,長約 3公里的泥石流將下游的一個(gè)農(nóng)貿(mào)集市和兩個(gè)村子的部分房子沖垮 ,造成下游塔兒山鐵礦尾礦庫發(fā)生潰壩，造成 300多人傷亡 。 三、地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響 主要表現(xiàn)為： 地下采掘開挖引起 地面開裂與沉陷 ； 礦坑疏干排水造成 地面沉陷 、 泉水枯竭 、 河水 斷流 及區(qū)域地下水位下降 ； 深井排水或注水誘發(fā) 地震 。 《 環(huán)境地質(zhì)學(xué) 》 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 三、地下采礦對地質(zhì)環(huán)境的影響 （一）采空區(qū)地面塌陷及地裂縫 礦區(qū)地面變形 ：采用井下開采的礦山，由于采空區(qū)上覆巖土體冒落 而在 地表發(fā)生大面積變形破壞 并伴隨地表水 和 淺層地下水漏失 的現(xiàn)象和過程。分為 地面塌陷 和 地裂縫 。 據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，中國因采礦引起的地面塌陷已超過 180處，累計(jì)塌陷面積達(dá) 1150km2。中國發(fā)生采礦塌陷災(zāi)害的城市近 40個(gè)，造成嚴(yán)重破壞的 25個(gè)。 《 環(huán)境地質(zhì)學(xué) 》 第五章 礦產(chǎn)資源開發(fā)與地質(zhì)環(huán)境 城市 塌陷情
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