酸性矿坑废水对流域酸化的影响——以贵州兴仁县典型废弃煤矿区小流域为例

人们在开采使用矿产资源的同时,堆弃大量含有硫化物的废弃矿石和废渣于周围环境中。矿山环境中因硫化矿物氧化,导致采矿产生大量的酸性矿坑排水。这种水体具有低pH值,高电导率,高硫酸根和高重金属含量的特征。酸性矿坑排水对下游水生生物及植物等具有很强的毒性,大量排放引起的环境问题受到广泛关注。为了了解酸性矿山排水对流域水体和土壤的影响,本文选择位于贵州省西南部兴仁的一个典型废弃煤矿区进行研究,通过测定矿坑排水、水库水、河水的pH值和EC,以及土壤的pH值,分析矿坑排水、地表水以及土壤pH值的空间变化情况,在此基础上对矿坑排水对流域酸化的影响进行了综合评价。调查结果表明,酸性矿坑排水和受其影响的水库水体的电导率很高,且pH值均小于3。研究区域地表水（水库水、河水）本底水化学类型为Ca2+-HCO3-型,其pH值在7左右,反映了流域内有碳酸盐岩广泛分布的自然环境特征。当受到酸性矿坑排水影响后,水化学类型转变为Ca2+-SO42-型,pH值则低于4.0。通常,酸性矿坑排水在流动过程中与河床的碳酸盐岩发生中和反应,促使水体的pH升高。野外考察发现,研究区河道中碳酸盐岩中空易碎,其CaCO3成分因长期与酸性矿山排水发生反应而被耗尽。同时,在氧化条件下,酸性矿坑排水中的铁在流动过程中生成大量的氢氧化物覆盖了沿程的河床。这种覆盖作用抑制了酸性矿山排水进一步与碳酸盐岩发生中和反应。因此,在研究区分布有广泛的碳酸盐岩情况下,受酸性矿坑排水影响的河水到下游5 km处仍保持较低的pH值。研究区的主要农作物是水稻,其灌溉水源主要是水库水。为了了解酸性矿坑排水对土壤的影响,对水库下游流域土壤pH值的空间分布进行普查,统计其出现的频率。结果表明,以受酸性矿坑排水影响的水库水作为灌溉水源的土壤,其表土的pH值较低,平均值在5.0左右。反之,土壤表土的pH值平均值在6.5左右。此外,通过对受到酸性矿坑排水影响显著的土壤进行剖面调查,发现从地表到深度90 cm的土壤的pH值均小于4.0。结合受酸性矿坑排水影响的河水pH值普遍偏低的情况可以推测流域酸化与酸性矿坑排水有密切关系。      

山底河流域煤矿酸性矿井水野外监测

酸性矿井水在我国鲁西南、山西、内蒙、云南和贵州等煤矿区普遍存在,酸性矿井水其pH往往在2~5之间,高SO₄2?、HB、TDS、Fe、Mn。这些物质进入地下水、地表水或土壤后,会对其造成严重危害。文章选择山西阳泉市典型废弃煤矿区山底河流域为研究区,通过水文地质调查,水文地质钻探,水文地质剖面等方法阐述山底流域地层岩性,水文地质条件概况,得出受煤矿开采影响,与天然条件下相比山底河流域的地表水和地下水的补给、径流、排泄条件均发生了根本变化。补给通过破坏产生的导水裂隙带运移,以垂向运动为主;径流通过坑道,导水裂隙带运移,以横向运动为主;排泄以矿坑排水和泉水溢出方式为主。并简述山底河流域煤矿酸性矿井水试验站观测站分布情况与水化学特征。      

山西西铭煤矿煤中稀土元素地球化学特征及指示意义

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及X射线荧光光谱(XRF)等方法,分析山西西铭煤矿2号、3号、8 号和9号煤中稀土元素的含量特征和赋存状态,并根据稀土元素Ce、Eu、Gd、Y和常量元素Al₂O₃/TiO₂的异常揭示其成煤环境及物质来源。研究结果显示:(1)西铭煤矿煤中稀土元素含量与世界煤值和美国煤值基本相等,但低于中国煤中稀土元素含量的平均值;稀土元素以中-重稀土富集型为主,其次是轻稀土富集型和轻-中稀土富集型。(2)西铭煤矿成煤环境总体上以弱还原性为主,且受酸性沼泽水环境影响。(3)煤中稀土元素的物质来源主要为陆源碎屑物质,判断其沉积源岩为酸性或中-酸性岩浆岩。     

煤矿矿坑排水对水环境影响信息系统——以山东淄博煤矿为例

在简要介绍煤矿矿坑排水对水环境影响信息系统基础上, 着重阐述了系统中各模块的功能。该系统具有 Windows风格, 功能较强, 操作灵活, 方便实用。并以山东淄博煤矿矿坑排水为例, 显示了淄博煤矿矿坑排水及受其影响的地表水和地下水的特征。      

巨野煤田矿坑热水特征及其开发利用

根据矿坑热水水质、水量、水温,立足矿山实际,因地制宜提出了综合开发利用方式：赵楼煤矿矿坑水可向巨野县城提供洗浴用水;彭庄煤矿矿坑水宜作为种植冬暖式大棚蔬菜的热源;经热能梯级利用后,郭屯煤矿矿坑水可与低氟水混合后作为水产养殖用水;龙堌煤矿矿坑排水量大,距巨野县城较近,经降酸处理后可作为城镇工业供水水源。矿坑水经全部梯级利用后,可节省地下水资源及煤炭资源费2 493.84万元/a。     

山东淄博煤矿区环境中多环芳烃的初步研究

对山东淄博煤矿区的煤、煤矸石、矿坑排水、煤矸石淋滤水以及煤矿地下水中多环芳烃的含量进行了测试研究。结果表明,该煤矿区的煤及煤矸石中含有多环芳烃;矿坑排水、煤矸石淋滤水及地下水中的多环芳烃与煤层及煤矸石的淋滤有关,煤矿开采引起的多环芳烃污染应引起重视。      

As(Ⅴ)对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌混合培养物氧化性能的影响

通过对pH、Eh、溶液中Fe2+浓度的定期监测以及对实验结束时生成沉淀的XRD、SEM和元素能谱扫描等手段,对比研究了不同初始浓度的As(Ⅴ)对Fe2+的化学氧化和嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)氧化的影响, 同时就As(Ⅴ)在实验体系中固液相之间的分配行为进行了分析.结果表明,Fe2+的化学氧化速率极低,最终氧化率低于8%,As(Ⅴ)的浓度对Fe2+的化学氧化没有影响.有A. ferrooxidans的实验体系,100 mg/L As(Ⅴ)对Fe2+的氧化具有一定的促进作用.当As(Ⅴ)浓度为500 mg～1 g/L时,Fe2+的氧化率在约60 h左右即可达到100%;但4g/L的As(Ⅴ)则会明显抑制Fe2+的氧化,Fe2+的完全氧化大约需要106 h.体系中初始的100 As/(As+S)(摩尔比)会对沉淀物的物相及结晶程度造成一定影响.As(Ⅴ)浓度为0 g/L时,微生物体系中生成的固体沉淀物黄钾铁矾的特征峰明显,随着As(Ⅴ)浓度的提高,沉淀物的结晶程度逐步下降,至4 g/L时沉淀物全部为无定形.元素能谱扫描检测到有大量的As(Ⅴ)存在于固体沉淀物中,表明在Fe2+的氧化过程中,As(Ⅴ)可能会以吸附或共沉淀的形式被固定在固相沉淀物中,这为酸性矿坑水(AMD)地区As(Ⅴ)污染的治理提供了重要的参考.     

淄博煤矿矿坑排水对地表水体的污染及对地下水水质影响的研究

以山东淄博煤田富硫煤（w（St＞2％）煤矿作为典型研究区,阐述了由于直接排放酸性、高SO4离子、高硬度和较高矿化度（TDS）的矿坑水导致的地表水体及地下水的污染。研究区内地表水体的水质主要受控于矿坑排水的质量,区内主要河流、水库已被污染。引用这种受污染的地表水进行灌溉,会引起浅层地下水的严重污染,并影响到饮用此类地下水的人们的身体健康。为揭示污水灌溉过程中水-岩相互作用及地下水污染的机理,进行了现场土柱模拟实验,分别模拟了污水灌溉和降水入渗过程。实验结果表明,污水灌溉过程中SO4-不会被吸附,也不会产生沉淀,因此,污水灌溉是污灌区地下水受污染的主要原因。降水入渗实验表明,污灌区土壤中的SO4-,Ca2+和Mg2+,也可以通过降水淋滤进入地下水,这是污灌区地下水受污染的另一条途径。就对水环境的影响而言,酸性煤矿矿坑排水的环境效应是负面的,应予以高度重视。     

陆良石槽河煤矿充水因素及漏水量估算

石槽河煤矿位于断陷盆地中,可采煤层M3位于最低排泄基准面之下,无法自流排水,矿坑水主要来自煤层顶板、河水渗流及降水渗入。计算获得矿井漏水量为4472m3／d（正常）和6411m3／d雨季。     

淄博煤矿矿坑排水的水化学特征及其形成机理的初步研究

本文讨论了淄博煤矿矿坑排水的水化学特征,指出了淄博南部和北部煤矿水化学成分的差异。通过矿坑水形成３个反应过程中水化学成分的计算,初步分析了矿坑水形成的机理：产酸作用与中和作用强度的不同是造成南、北煤矿水化学成分差别的主控机理,产酸作用的差异与煤层含硫量的高低密切相关;北部煤矿第二阶段的反应－铁氧化沉成矿 淀已进行完全或接近完全,而南部煤矿矿坑水仍富铁;参与中和作用的矿物有方解石、白云石及高岭石、绿     

废弃矿井充水问题及其研究和治理方法——以美国匹兹堡煤田为例

以美国匹兹堡煤田为例,介绍了废弃矿井地下水回充、相邻矿井水连通和自流排泄出地表,以致造成河水污染,生产矿井涌水量增加,甚至导致生产矿井水害事故等问题。强调应基于GIS和GPS等技术对这类矿区进行水文地质填图,设立长期水位水质观测站,并有针对性的设置矿井水处理厂。针对我国废弃矿井充水问题提出了建议。      

四川省矿山遥感监测主要成果与进展

针对四川省矿产资源分布特征,开展了矿山遥感监测工作,构建了“遥感数据源选取—遥感数字图像处理—遥感信息提取—野外验证—图件制作”相对完整且较为成熟的矿山开发遥感监测技术方法体系。以卫星光学遥感数据为主、航空光学遥感数据和雷达数据为辅,并采用无人机遥感图像; 在正射纠正、几何配准、数据融合等图像预处理基础上,结合有关资料建立矿山开采面、矿山建筑、排土场、尾矿库、选矿厂、滑坡和泥石流的遥感解译标志; 采取以目视解译为主、计算机自动提取与目视解译相结合、辅以野外验证的方法进行遥感解译; 建立以遥感调查数据为主要数据源的矿山地质环境评价指标体系与GIS定量评价方法,实现矿山地质环境评价; 采用矿山遥感监测与传统地质环境调查技术相结合方法,开展矿山环境综合治理区划研究。取得的成果与进展包括: ①首次建立了省域矿产资源开发环境本底数据库,为实现矿山开发环境动态监测和国土资源空间数字化管理提供了基础数据; ②监测成果已在矿产卫片执法、矿山环境治理和矿产资源规划等国土资源管理工作中发挥了重要作用,成为了四川省矿政管理的重要参考依据; ③开展了矿山遥感监测技术方法研究与探索,形成了适应川西南山区的矿山遥感监测技术方法体系。     

矿井电磁技术在煤矿安全领域的应用现状及进展

针对矿井电磁技术在煤矿安全保障领域的应用现状,例举了矿井直流电法、矿井瞬变电磁法、矿井无线电波坑道透视法等技术在井下所使用的仪器、装置形式、工作参数、工作环境及能够解决的地质问题与探测精度,指出矿井电磁勘探技术在探明巷道前方与及工作面两侧与顶底板内的含导水构造、断层、破碎带、岩溶、积水采空区等方面具有独特优势,特别是对呈低阻异常的富水范围的圈定,其准确率较高。     

Nitrogen and carbon dioxide occurrence in UK coal seams

Conclusions Some bituminous coals, mostly of high volatile rank, sampled from various coalfields contained on average 0.5 m³ t^–1 nitrogen and 0.13 m³ t^–1.Nitrogen is released more readily than methane during coal winning but the volumes of nitrogen released are small compared with ventilation quantities and are only likely to be of significance for detailed oxygen deficiency studies.     

矿山环境地质与地质环境

介绍了矿山环境地质与矿山地质环境及其关系。论述了矿山环境地质问题分类及其特点，以及矿山环境地质学沿革及发展现状，最后提出了需要加强矿山环境地质研究的主要方面。     

Environmental impact assessment of open pit mining in Iran

Mining is widely regarded as having adverse effects on environment of both magnitude and diversity. Some of these effects include erosion, formation of sinkhole, biodiversity loss and contamination of groundwater by chemical from the mining process in general and open-pit mining in particular. As such, a repeatable process to evaluate these effects primarily aims to diminish them. This paper applies Folchi method to evaluate the impact of open-pit mining in four Iranian mines that lacked previous geo-environmental assessment. Having key geologic resources, these mines are: Mouteh gold mine, Gol-e-Gohar and Chogart iron mines, and Sarcheshmeh copper mine. The environmental components can be defined as public health and safety, social relationships, air and water quality, flora and fauna hence, various impacting factors from the mining activities were estimated for each environmental component. For this purpose, each impacting factor was first given a magnitude, based solely on the range of possible scenarios. Thereafter, a matrix of weighted factors was derived to systematically quantify and normalize the effects of each impacting factor. The overall impact upon each individual environmental component was then calculated by summing the weighted rates. Here, Folchi method was applied to evaluate those environmental conditions. Based on the acquired results, the present paper finally concludes that amongst four case histories in Iran, Sarcheshmeh copper mine significantly affects the environment, with critical level of air pollution there.     

基于遥感的木里煤矿区矿山地质环境监测及评价

为揭示木里煤矿开采对生态环境的破坏程度,通过2010年和2013年2期高分辨遥感影像监测,野外调查和水土样品采集,开展了矿山地质环境问题和承载力的调查,查明了问题并对其破坏程度和承载能力进行了评价。结果表明,矿区地形地貌景观和土地资源占压与破坏严重,河水受到Cu、Pb、Cr和Zn的污染,土壤受到Cd、As污染,高山草甸和沼泽地破坏及退化现象严重,冻土含水层结构遭到破坏,地质环境承载力适中。评价结果可为政府和矿山企业开展矿山地质环境恢复治理提供基础资料。     

陕北煤炭基地的矿井水资源及利用

简要论述了陕北地区煤矿开发的水文地质条件,对矿井水资源量、水质及利用途径进行了阐述.该区大型煤矿每天排水1 500～3 000 m3,中型煤矿也有500 m3左右,小煤矿每天排水30～100 m3,利用好矿井疏干水,不仅可以解决能源化工基地建设的用水需求,而且符合国家产业政策和环境保护的要求,是陕北能源化工基地建设的必然选择.     

数字矿山软件(QuantyMine)若干关键技术的研发和应用

数字矿山软件系统的研发是实现数字矿山建设的关键.新近自主开发的国产数字矿山软件QuantyMine系统由7个子系统构成,能基本满足数字矿山建设的要求.该系统在开发中重点研究解决了3个方面的关键技术,包括矿山三维可视化建模技术、快速市场响应机制下的动态资源储量估算技术和支持矿山信息化全程计算机辅助的系统集成化技术.解决上述关键技术问题后,该系统全面实现了矿区综合信息管理、矿山地质图件编绘、矿山三维可视化、多方法的储量估算、矿山开采方案辅助编制、矿山信息网络应用、冶炼厂生产管理等功能.系统开发完成后,在紫金集团下属矿山得到了成功应用.      

Mine ventilation planning in the 1980s

Conclusions In this paper, the author has attempted to trace the development of mine ventilation planning from the traditional, manual and largely empirical methods of the past to the numerate computer-based techniques of the 1980s.The computer revolution has changed the face of many engineering disciplines, not least mine environmental engineering. Nevertheless, the mining industries of the world have not all been equally progressive in adapting to the flexibility, power and practical utilization of the new methodologies. It is, for example, incongruous that current textbooks on mine ventilation separate completely the topics of network analysis and ventilation planning with very little cross-referencing. Many of the current generation of mine ventilation engineers recognize the need to know about computers but find difficulty in translating this into their daily work. The growing availability of self-teaching, friendly software for personal microcomputers, coupled with interactive graphics, will assist greatly in promoting uncomplicated but powerful usage of computers.Young engineers now graduating from universities and colleges have been brought up in a computer-oriented environment and are competent in interacting with these machines. Indeed, they wonder how the job was ever done without magnetic data bases and high-speed computation aid.