煤礦環(huán)境保護(hù)課件

礦山環(huán)境保護(hù)張傳祥副教授二零零四年三月

加強環(huán)保意識改善礦山環(huán)境重在行動從我做起從小事做起

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)河南理工大學(xué)公共選修課課程內(nèi)容：一、當(dāng)今世界面臨的主要環(huán)境問題二、環(huán)境問題的發(fā)展階段三、環(huán)境污染帶來的社會問題四、解決環(huán)境與發(fā)展問題的對策五、煤礦環(huán)境問題六、河南煤炭行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論生物多樣性減少

生物圈、生態(tài)系統(tǒng)

目前每年有4000～6000種生物從地球上消失，更多的物種正受到威脅農(nóng)業(yè)（基因庫）醫(yī)療（豆杉醇、白內(nèi)障）酸雨蔓延

全世界有三大著名的酸雨區(qū)：北美的五大湖地區(qū)，北歐，中國西南地區(qū)

森林銳減

森林是一種寶貴的自然資源，具有維護(hù)生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)氣候、防止水土流失等多種功能，也是生物多樣性的寶庫。由于人類的過度采伐和不恰當(dāng)?shù)拈_墾，加上氣候變化引起的森林火災(zāi)，世界森林面積不斷銳減。森林的減少導(dǎo)致了水土流失、洪災(zāi)頻繁、物種減少、氣候變化等多種嚴(yán)重惡果

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論土地荒漠化

過度放牧及重用輕養(yǎng)使草地逐漸退化，開荒、采礦、修路等建設(shè)活動對土地的破壞作用甚大，加上水土流失，世界上每天都有大片土地淪為荒漠。土地荒漠化的直接后果就是農(nóng)民的貧困化

資源短缺

人類是依賴自然資源而生存的，但近數(shù)十年來，自然資源的消耗量與日俱增，已有很多資源顯現(xiàn)出短缺的現(xiàn)象，最嚴(yán)重的有水資源、耕地資源和礦產(chǎn)資源的短缺，如再不認(rèn)真對待資源短缺的嚴(yán)重問題，人類總有一天會面臨無米作炊的絕境

水環(huán)境污染嚴(yán)重

水體變黑發(fā)臭、細(xì)菌滋生、魚類死亡、藻類瘋長，本來足以滋養(yǎng)人體的水，常因含有有毒物質(zhì)而使人染病，甚至致人于死地

大氣污染肆虐固體廢物成災(zāi)

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)2.環(huán)境問題的發(fā)展史原始社會階段

原因：采集、狩獵、取暖特點：局部的、可恢復(fù)的農(nóng)牧社會階段

原因：不當(dāng)?shù)募夹g(shù)利用、戰(zhàn)爭、大興土木特點：區(qū)域性的、不可恢復(fù)的現(xiàn)代化工業(yè)社會階段

原因：大規(guī)模的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、戰(zhàn)爭、技術(shù)的濫用特點：全球性的、不可恢復(fù)的，向宇宙空間發(fā)展一、緒論

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論3.環(huán)境污染帶來的社會問題疾病及根源：人體血液和地殼中元素含量的相關(guān)性

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論人體對致病因素的反應(yīng)疾病是肌體在致病因素作用下，功能、代謝及形態(tài)斤發(fā)生病理變化的—個過程，這些變化達(dá)到一定程度會表現(xiàn)出疾病的特殊臨床癥狀和體征。人體對致病因素引起的功能損害有”定的代償能力。在疾病發(fā)展過程沖，有些變化是屬于代償性的，有些變化則屬于損傷性，兩者同時存在。當(dāng)代償過程相對較強時，肌體還可以保持相對的穩(wěn)定，暫不出現(xiàn)疾病的臨床療狀，這時如果致病因素停止作用，肌體便向恢復(fù)核康的方向發(fā)展。由于代償能力是有限度的，如果致病因素繼續(xù)作用，代償功能逐漸發(fā)生障礙，肌體就會以病理變化的形式表現(xiàn)出各種疾病所特有的臨床癥狀和體征。人體對環(huán)境致病因素的反應(yīng)過程可用右圖來說明。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論環(huán)境污染物在人體內(nèi)的轉(zhuǎn)歸

影響人體健康的化學(xué)性因素、物理件因素和生物性因素中，以化學(xué)性出素影響最大，環(huán)境化學(xué)污染物在人體內(nèi)的轉(zhuǎn)歸見右圖

毒物的侵入和吸收

呼吸道、消化道、皮膚等

再物的分布和蓄積

污染物進(jìn)人人體經(jīng)吸收后由血液帶到人體各器官和組織。由于各種毒物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化持性不同，它們與人體內(nèi)某些器官表現(xiàn)出不同的親和力，使毒物相對聚集在某些器官和組織內(nèi)。毒物長期隱藏在組織內(nèi)．其星逐漸積累，這種現(xiàn)象是蓄積。湖水浮游生物小魚食肉魚

DDT含量12655008.5萬倍

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論

環(huán)境污染物作用于人群時，并不是所有的人都出現(xiàn)同樣的毒性反應(yīng)。由于個體的身體素質(zhì)不同，抵抗能力水同，肌體反應(yīng)在客觀上呈“金字塔”式分布(見右圖)，其中大多數(shù)人可能僅使體內(nèi)有污染物負(fù)荷比現(xiàn)意義不明的生理件變化，只有少部分人會出現(xiàn)亞臨床變化，極少數(shù)人發(fā)病甚至死亡、環(huán)境醫(yī)學(xué)的一頂重要仟務(wù)就是從早發(fā)現(xiàn)證臨床變化和保護(hù)敏感人群。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論4.可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略美國科學(xué)家蕾切爾·卡遜(RachelCarson)

60年代初，寫了一本當(dāng)時就震動世界而且也必將載入史冊的書，名為《寂靜的春天》。她向世人發(fā)出警告:“從那時起，一個奇怪的陰影遮蓋了這個地區(qū)，一切都開始變化。……神秘莫測的疾病襲擊了成群的小雞，牛羊病倒和死亡，……不僅在成人中，而且在孩子們中間也出現(xiàn)了一些突然的、不可解釋的死亡現(xiàn)象……一種奇怪的寂靜籠罩了這個地方，這兒的清晨曾經(jīng)蕩漾著鳥鳴的聲浪，而現(xiàn)在一切聲音都沒有了，只有一片寂靜覆蓋著田野、樹林和沼澤?！薄都澎o的春天》像是黑暗中的一聲吶喊，喚醒了廣大民眾。

“羅馬俱樂部”

70年代初，發(fā)表了《增長的極限》，提出如果人口和資本快速增長的模式繼續(xù)下去，世界將會面臨一場災(zāi)難性的崩潰。他們主張限制增長，以避免這種可怕前景的出現(xiàn)?！对鲩L的極限》無疑對環(huán)境保護(hù)運動起到了很大的促進(jìn)作用，但其用詞激烈，關(guān)于實現(xiàn)“零增長”的觀點更難被人接受。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論“人類環(huán)境會議”

1972年，聯(lián)合國在瑞典斯德哥爾摩召開了，響亮地提出了:“人類只有一個地球賴以生存，這個地球不是我們從上一代人手里繼承下來的，而是我們從下一代人手里借來的?！蓖ㄟ^了《人類環(huán)境宣言》，其中闡明了七個共同觀點:1.人是環(huán)境的產(chǎn)物，也是環(huán)境的塑造者。2.保護(hù)和改善環(huán)境，關(guān)系到人民的福利和經(jīng)濟發(fā)展，是人民的迫切愿望，是各國政府的責(zé)任。3.人類改變環(huán)境的能力，如妥善地加以利用，可為人類帶來福利，如運用不當(dāng)，則會對人類和環(huán)境造成不可估量的損失。4.發(fā)展中國家的環(huán)境問題多數(shù)由于發(fā)展遲緩而引起，因此應(yīng)致力于發(fā)展，同時注意保護(hù)和改善環(huán)境;發(fā)達(dá)國家的環(huán)境問題則多由于工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展而引起。5.人口增長不斷引起環(huán)境問題。6.人類必須運用知識，與自然取得協(xié)調(diào)，為當(dāng)代和子孫保護(hù)和改善環(huán)境，這與和平、發(fā)展的目標(biāo)完全一致。7.為達(dá)到上述目標(biāo)，每個公民、機關(guān)、團體和企業(yè)都負(fù)有責(zé)任，各國中央和地方政府負(fù)有特別重大的責(zé)任，對于區(qū)域性和全球性的環(huán)境問題，各國應(yīng)努力改善與防護(hù)，并由國際組織采取協(xié)調(diào)行動。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論可持續(xù)發(fā)展

在《環(huán)境與發(fā)展宣言》這個歷史性的文件中，世界各國首次提出，人類應(yīng)遵循可持續(xù)發(fā)展的方針。對于可持續(xù)發(fā)展的含義，曾有過很多不同的解釋，最簡單最明了也為最多人接受的可持續(xù)發(fā)展的定義是:

既符合當(dāng)代人的需求，又不致?lián)p害后代人滿足其需求能力的發(fā)展。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論三項基本原則

可持續(xù)發(fā)展追求公平性。應(yīng)該承認(rèn)，在滿足人類需求方面存在著很多不公平的因素，如種族、地域、經(jīng)濟、文化、貧富……。可持續(xù)發(fā)展則強調(diào)各類人都應(yīng)有滿足其爭取美好生活愿望的公平權(quán)利。不僅在同代人中應(yīng)堅持公平性，還要實現(xiàn)代際公平，要給世世代代公平享用自然資源的權(quán)利，不能“吃祖宗飯，造子孫孽”。

可持續(xù)發(fā)展強調(diào)持續(xù)性。因為自然界的很多資源都是有限的，而人類卻要持續(xù)不斷地在地球上生存繁衍?？沙掷m(xù)發(fā)展的核心，就是人類經(jīng)濟和社會的發(fā)展不能超越環(huán)境與資源的承載力，只有不損害支持地球生命的自然系統(tǒng)——大氣、水、土壤、生物，發(fā)展才有可能持續(xù)永久。

可持續(xù)發(fā)展堅持共同性。地球是全人類的共同家園，可持續(xù)發(fā)展必須是全人類的共同行動。盡管世界各國還存在著發(fā)展水平、文化、歷史的差異，各國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的步驟和政策不可能完全一樣，但必須堅持共同的認(rèn)識、共同的目標(biāo)和共同的責(zé)任感，在此基礎(chǔ)上加強合作，緩解矛盾，減少沖突，促進(jìn)和平。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論5.煤礦環(huán)境問題我國礦區(qū)環(huán)境污染的成因及分類

我國礦區(qū)的主要污染為大氣污染、水污染及土壤污染。大氣污染

(1)燃燒過程排放的煙塵及有害氣體。發(fā)達(dá)國家的煤炭消費主要是發(fā)電，電煤占煤炭總量：美國87%，加拿大966%，英國76.3%，德國63.5%。我國煤炭消費呈多元化格局，其中電煤為煤炭總量的31.16%，工業(yè)和取暖用煤>40%，民用煤10.15%，80%以上的煤炭用于直接燃燒。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論

(2)煤炭開采中的甲烷氣。夾藏在煤層和頂板巖層之中的煤層甲烷，是在成煤作用過程中生成的一部分烴類氣體，它在開采時被釋放出來。我國大中型煤礦噸煤甲烷氣涌出量平均為1ｍ3，每年排入大氣的甲烷氣在10億ｍ3以上，其所造成的大氣污染和溫室效應(yīng)不僅危害礦區(qū)環(huán)境，也對全國乃至全球環(huán)境都產(chǎn)生嚴(yán)重影響。(3)煤矸石山的自燃。煤矸石是煤炭生產(chǎn)過程中排棄的主要廢渣，我國每年的煤矸石排放量在15～2億ｔ、約占煤炭產(chǎn)量的10%～20%，歷年積存已達(dá)約30億ｔ，目前全國有矸石山約1500座，其中自燃的有300座，經(jīng)治理，仍有百余座在自燃，燃燒的矸石山放出大量的煙塵及ＳＯ2、Ｈ2Ｓ、ＣＯ等有毒氣體，嚴(yán)重污染了礦區(qū)及周邊地區(qū)的大氣環(huán)境。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論水污染(1)煤炭開采破壞地下蓄水層，減少了地下水、土壤水和地表水，使水文地質(zhì)和水文條件發(fā)生改變。(2)煤礦排放的各種廢水中，礦井水占很大比例，每年外排礦井水17.5億ｔ，礦井水的主要污染物以ＳＳ為主，其次為ＣＯＤ，硫化物，ＢＯＤ5等。(3)洗煤廢水是煤礦濕法洗煤加工工藝的工業(yè)尾水，其中含有大量的煤泥和泥砂，煤泥水中主要是懸浮物含量高，其他有害物質(zhì)成分是受選煤加工過程中各種添加物的影響。選煤廠每年排放煤泥水2800萬ｔ，給礦區(qū)附近的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，已成為煤炭工業(yè)的主要污染源之一。(4)堆放的煤矸石經(jīng)大氣降水和匯水的淋溶和沖刷將煤矸石中的一些有害有毒可溶部分帶入水系循環(huán)系統(tǒng)中，從而污染水體，造成水污染。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論煤炭采出造成地表塌陷

我國煤炭開采以井工開采為主，按1998年煤炭產(chǎn)量構(gòu)成，井工礦開采煤炭產(chǎn)量占93%。國有重點煤礦采用的采煤方法基本都是長壁式開采，全部用跨落法管理頂板。由于采動造成上覆巖層移動、變形、跨落，直至地表塌陷。據(jù)測定，緩傾斜、傾斜煤層開采，地表塌陷最大深度一般為煤層開采總厚度的0.7倍，塌陷面積是煤層開采面積的1.2倍左右。到1996年全國約有40萬公頃土地因煤礦開采而造成不同程度的塌陷，且以每年2萬公頃的速度遞增。煤炭開采引起地表塌陷，損壞了地面構(gòu)筑物、民用建筑物，使農(nóng)田塌陷，灌溉設(shè)施損壞，塌陷區(qū)積水以及橋梁、鐵路、輸電線路等受到不同程度影響。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論解決煤炭生產(chǎn)、加工利用過程中產(chǎn)生污染問題的途徑

(1)發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)

提高煤炭利用率隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，能源供需矛盾將不斷加深。為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略，潔凈煤技術(shù)已成為解決矛盾的首選途徑。因為潔凈煤技術(shù)的宗旨是提高煤炭利用效率和減少環(huán)境污染。提高效率即意味著節(jié)能和降耗，同時兼獲減少溫室氣體二氧化碳，有害氣體二氧化硫等的刺激。潔凈煤技術(shù)、包括煤炭的洗選加工、型煤、配煤、煤炭的液化、氣化、水煤漿技術(shù)等，采用這些先進(jìn)技術(shù)可降低煤的灰分、硫分，或在煤燃燒前固硫、燃燒中固硫，降低ＳＯ2的排放量，提高煤炭的燃燒效率，減少大氣污染。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論中國煤以低硫煤和超低硫煤為主，高硫煤和特高硫煤所占比例很小，煤炭中形態(tài)硫組成以黃鐵礦硫為主，而通過洗選可以清除煤中50%～70%的黃鐵礦硫。初步測算，通過大力發(fā)展洗選，2000年二氧化硫減排量27Ｍｔ，2010年54Ｍｔ，2050年86Ｍｔ。潔凈煤技術(shù)中一個重要內(nèi)容是煤的高效潔凈燃燒技術(shù)，如循環(huán)硫化床(ＣＦＢＣ)是目前國外潔凈煤技術(shù)中一項成熟的技術(shù)，ＣＦＢＣ鍋爐具有煤種適應(yīng)性廣、燃燒效率高、負(fù)荷調(diào)節(jié)能力強、脫硫成本低、氮氧化物排放低、灰渣利用好等優(yōu)點，采用ＣＦＢ鍋爐實現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，脫硫率可達(dá)80%～90%;增壓流化床(ＰＦＢＣ)發(fā)電技術(shù)，具有燃煤適應(yīng)性廣、脫硫效率高、結(jié)構(gòu)合理、占地少等特點。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論(4)開發(fā)利用煤層甲烷氣

將煤層甲烷氣預(yù)先抽放出來井加以利用，可消除礦井瓦斯的威脅，減緩地球溫室效應(yīng)，同時可得到廉價、潔凈、高效的能源。經(jīng)專家測評250ｍ3甲烷氣，即可頂替1ｔ標(biāo)準(zhǔn)煤。同時甲烷燃燒產(chǎn)生的ＣＯ2僅為煤燃燒的1/2且不產(chǎn)生ＳＯ2和煙塵，十分有利于改善環(huán)境條件。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論(5)綜合利用煤矸石

煤矸石與煤一樣是一種礦產(chǎn)資源，具有燃燒、提煉和制建材等多種功能，應(yīng)因地制宜、因質(zhì)制宜，加工利用，變廢為寶、變害為利。如利用煤矸石制磚、水泥，作土壤改良劑和磁化復(fù)合肥，作采空區(qū)填充料，煤矸石熱電廠的燃料，以高硫煤矸石為原料提取硫磺或制取硫酸的技術(shù)等。(6)積極開展土地復(fù)墾

由于煤礦開采過程造成的地表剝離、土地塌陷、煤矸石堆積，破壞了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境。通過對塌陷區(qū)進(jìn)行充填復(fù)墾和非充填復(fù)墾來恢復(fù)和改善原有土地的使用功能。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論6.煤礦企業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)我國煤礦企業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)

隨著工業(yè)的高速發(fā)展，能源需求量越來越大，而我國能源構(gòu)成中，煤炭占有很大的比重。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，1995年煤炭消費比重75%，1998年為71.6%，1999年煤炭消費比重67.1%，2050年預(yù)計煤炭消費比重將降為50%以下。盡管如此，煤炭仍然是主要的能源，并且在將來很長一段時期內(nèi)，煤炭的主要能源地位不會改變。然而，在煤炭的開發(fā)加工、利用過程中，對空氣、水、土地資源造成了嚴(yán)重污染，破壞了礦區(qū)的生態(tài)平衡，嚴(yán)重威脅到礦區(qū)居民的生存。因此，研究我國礦區(qū)環(huán)境污染的成因與對策，探索礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展之路，具有極其重要的意義。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論當(dāng)前我省煤礦企業(yè)面臨的機遇和挑戰(zhàn)

煤是河南省的優(yōu)勢礦產(chǎn)，儲量比較豐富，煤種齊全，煤質(zhì)優(yōu)良，是我國重要的產(chǎn)煤基地。河南煤炭資源的開發(fā)歷史悠久，特別是改革開放以來，煤炭工業(yè)得到飛速發(fā)展，目前已形成以平煤集團、義馬煤業(yè)集團、焦作煤業(yè)集團、鶴壁局和永城煤電集團等六大國有重點煤礦為主體，地方國有煤礦為骨干，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、集體和個體煤礦星羅棋布的的生產(chǎn)格局。煤產(chǎn)量多年穩(wěn)居全國第二位，長期以來屬煤炭凈調(diào)出省份。在計劃經(jīng)濟體制下，長期以來煤炭工業(yè)的發(fā)展主要依靠生產(chǎn)要素的數(shù)量擴張，走的是粗放型經(jīng)營道路，勞動生產(chǎn)率低下，礦區(qū)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，經(jīng)濟效益低。煤價放開，產(chǎn)品走向市場后，全行業(yè)的經(jīng)濟狀況仍未得到明顯好轉(zhuǎn)，隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及環(huán)境政策的紛紛出臺，煤炭市場又受到嚴(yán)重沖擊，煤炭企業(yè)遇到了前所未有的困難局面。因此，調(diào)整煤炭企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，進(jìn)行煤炭的深加工已勢在必行。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論現(xiàn)存問題分析開發(fā)利用強度過大，不利于持續(xù)發(fā)展

由于河南煤炭資源比較豐富和地理位置優(yōu)越，煤炭資源的開發(fā)強度大，特別是“八五”以來煤炭產(chǎn)量連續(xù)3年突破億噸。但是我們應(yīng)該清楚看到：（1）我省保有儲量雖在全國排居第10位，但與煤炭資源豐富的山西、內(nèi)蒙、陜西相比，保有儲量不足山西的1/10，只相當(dāng)內(nèi)蒙的1/8和陜西的1/7；從人均煤炭儲量占有量上看，全國人均約800t，而我省人均僅為264t，不足全國人均的1/3；（2）我省保有儲量僅居全國第十位，而開采量卻長期居全國第2位，使探明儲量增長幅度明顯低于煤炭開采增長幅度，致使儲采比由1992年的263：1到1996年降到220：1，大大低于全國的910：1的水平，儲量利用率已高達(dá)47%，遠(yuǎn)高于全國平均利用率的16%水平；（3）六大國有重點局（公司），大多數(shù)的后備儲量嚴(yán)重不足。義馬、焦作、鶴壁3個局（公司），基本上已沒有可供建井的儲量；平煤集團的遠(yuǎn)景儲量又將受到開采深度和礦井熱害的制約；（4）鄉(xiāng)鎮(zhèn)和個體煤礦的回采率太低，資源浪費嚴(yán)重。

河南理工大學(xué)煤礦安全培訓(xùn)一、緒論經(jīng)營粗放，煤炭加工程度低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，經(jīng)濟效益低下

長期以來，煤炭工業(yè)的發(fā)展是依靠生產(chǎn)要素的數(shù)量擴張，即增加礦井，擴大產(chǎn)量，而忽略了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。對與煤炭有關(guān)的下游產(chǎn)品，很少涉及?！懊菏枪I(yè)的糧食”，煤炭企業(yè)就是生產(chǎn)隊，煤礦職工就是工業(yè)中的農(nóng)民。我省煤炭企業(yè)，除平煤集團在煤的焦化領(lǐng)域有下游產(chǎn)品外，全省工業(yè)化生產(chǎn)的煤的加工僅限于煤炭的洗選這樣的粗加工。即使如此，全省原煤的入洗量也僅占原煤產(chǎn)量的20%，絕大多數(shù)煤炭均以原煤的形式銷售或利用。就像農(nóng)民只知道賣稻谷、麥子一樣，既不能滿足市場不同用戶的需求，又把高附加值產(chǎn)品的利潤