석탄개발의 지질환경조건과 에너지개발에 미치는 영향에 관한 연구

1. 석탄 발생의 지질 환경 조건

1. 지질 개요

지질학에서 오르도스 분지는 한반도 서부에 인접한 분포 지역을 말한다. 한중판 광범위한 생물권(특히 페름기와 쥐라기). 오랫동안 지질학자들은 이곳을 독립적이고 독립적인 중생대 퇴적분지로 간주해 왔습니다. 이 책에서 연구한 오르도스 에너지 기반의 범위는 기본적으로 지질학상의 오르도스 분지의 범위(대략 북위 34°~41°20', 동경 105°30'~111°30')와 일치합니다. 구체적인 지리적 경계는 동쪽의 여량산(葉梁山)에서 서쪽의 주지산(朱izhi Mountain), 하란산(河蘭山), 류판산(劉象山)까지이다. 남쪽은 친링산맥(秦靈山) 북경사면, 북쪽은 은산(銀山) 남기슭에 이르며, 산시성(陝西省), 간쑤성(甘肃省), 닝샤(寧夏), 내몽골(내몽고), 산시(山西) 5개 성(지역)에 걸쳐 있다. 면적은 약 400,000km2이다.

오르도스 분지는 불안정한 내부 분화구 분지로서 분지 기저부가 형성된 후 암암이 발달하고 진화하는 과정에서 연속적으로 Aola Trough-Cratonic Depression(내부 및 주변)을 경험했습니다. 판내 다중 주기 대륙 분지와 심부 및 주변 단층 함몰과 같은 분지 원형의 진화. 현재의 오르도스 분지는 위의 분지 원형 중 여러 개가 중첩된 것입니다(Sun Zhaocai et al., 1990). 중생대 이후 암암에 대한 기저층의 영향은 매우 미미했으며, 분지 내부의 표면 주름이 극도로 덜 발달되어 있었습니다. 따라서 분지의 중생대 위의 지층은 대부분 완만하며 상대적으로 균열과 균열이 거의 없습니다.

오르도스 분지의 기저암 계열은 두 가지 범주로 나누어진다. 하나는 변성 과립암 암석(과립암, 얕은 과립암, 미그마타이트 및 편마암 등)으로 구성된 시생암이다. 주로 녹암암(녹편암, 천매암, 대리석 및 변성 유사화산암)으로 구성된 중기 고생대. 기저 암석 계열 위의 퇴적층 덮개는 중원생대에서 제3기(고대 및 신생대)까지의 연령 범위를 가지며, 최대 누적 두께는 10,000m 이상입니다. 그 중 장성계 석영 사암과 계현계 규산 석회암은 두께가 최대 1500m에 달하는 스트로마톨라이트를 가지고 있으며 중기 고생대 유역 전체에 걸쳐 퇴적되었다. 고생대 전기에는 유역 중앙부에 400~700m의 탄산염 해양퇴적물이 퇴적되었고, 남쪽과 서쪽 가장자리에는 4,500m가 동시에 퇴적되었다. 석탄기 후기부터 페름기 초기까지 석탄층으로 특징지어지는 통일된 해안 퇴적층이 이 지역에 형성되었으며, 퇴적층 두께는 150~530m이다. 5개의 명백한 대륙성 쇄설암 퇴적 주기, 즉 트라이아스기 후기 염창층(Late Triassic Yanchang Formation), 쥐라기 초기 및 중기 옌안층(Yan'an Formation), 쥐라기 중기 Zhiluo-Anding 층(Zhiluo-Anding Formation)을 포함하여 트라이아스기 후기 분지 내에서 내륙 차등 침하 분지가 형성되었다. 백악기 전기 지단군(Zhidan Group)의 상부(Sun Zhaocai, 1990). 백악기 전기 말의 옌산 중기 운동으로 인해 이 지역은 중국 동부의 태평양 연안 지역과 함께 백악기 후기부터 제3기까지 열린 습곡을 기반으로 통일된 힘을 지닌 단위체 역할을 하게 되었습니다. (Paleo-Neogene) 수직 융기 영역이 넓습니다. 이러한 융기 배경에서 오르도스 중생대 분지를 둘러싸는 펀(Fen), 웨이(Wei), 인촨(Yinchuan), 허타오(Hetao) 분지로 대표되는 신생대 그라벤계(Graben system)가 형성되었으며, 그 안에 신제3기(Neogene)계가 수천~만 미터 두께로 퇴적되었다. - 그래벤형 퇴적물이 지배적이다. 그러나 분지 중앙의 백악기 후기부터 제3기까지의 지층(고시대 및 신생대) 지층은 대부분 누락되어 있습니다.

제4기 이후 오르도스 분지 중부와 남부 대부분의 지역에 두꺼운 황토가 퇴적되었지만, 융기와 침식으로 인해 북부 지역에는 황토가 퇴적되지 않았다.

오르도스분지 남쪽 대부분은 황토고원이다. 황토고원의 지형은 주로 고대 지형에 의해 좌우됩니다. 유수에 의해 깎이지 않은 평평한 바닥이 있는 부분은 황토고원이고, 심하게 침식된 부분은 부서진 고원이 된다. 산시성 북부 남부의 고원과 간쑤성 용동 지역은 유명한 Luochuan 고원과 Dongzhiyuan 등 비교적 잘 보존되어 있습니다. 흐르는 물과 중력의 작용으로 황토층과 기저부가 황토 들보와 구릉으로 심하게 절단되었습니다. 또한 물침식으로 인해 좁은 황토협곡과 넓고 얕은 황토협곡이 형성되어 기복이 심한 구릉과 십자형 계곡, 파편화된 지형이 형성되며, 인간활동이 빈번하고 식생파괴가 가장 심한 지역이다. 그리고 물 손실.

건조한 기후와 장기간의 풍식으로 인해 오르도스 북부의 고산지대에는 수많은 초승달 모양의 이동형 사구와 반고정형 및 고정형 모래지대가 형성됐다. 북쪽에는 쿠부치 사막, 남쪽에는 무우스사막, 동쪽에는 황토 구릉이 있다. 쿠부치 사막은 황허 남쪽 기슭에 뻗어 있는 동서의 띠 모양의 사막으로 대부분의 이동성 및 반 이동성 사구 가장자리가 습기가 좋습니다. Mu Us Sandy Land는 대부분 고정식 및 반고정식 사구로 수질이 양호하며 사구 사이에 관목과 초원을 형성합니다.

2. 석탄 발생을 위한 지질 환경

오르도스 분지는 석탄 자원이 풍부하며 확인 매장량은 거의 4,000억 톤에 달해 국가 전체 매장량의 39%를 차지한다. 석탄 함유 지층에는 석탄기, 페름기, 트라이아스기, 쥐라기 중기와 하기의 옌안층이 포함됩니다.

(1) 쥐라기 탄전

석탄을 함유한 암석 계열은 쥐라기 중하층의 옌안층으로 모래, 이암, 석탄층으로 구성되어 있다. 이암과 미사암이 약 70%를 차지하며, 위에 있는 직라층과 아래에 있는 복현층은 모두 투과성이 약한 암석층입니다. 쥐라기 지층의 지하수 공급 및 유출 조건은 풍화균열이 주요하고 구조적 균열이 잘 발달되지 않았으며, 풍화지대의 깊이는 약 40~60m이고, 풍화작용 아래 암석층의 수분 함량은 매우 낮다. 영역이 빠르게 감소합니다. 특정 깊이 이후에는 광산 깊이가 증가함에 따라 광산에서 유입되는 물이 더 이상 증가하지 않을 뿐만 아니라 풍화대 아래의 지하수 유출이 느리고 수질이 매우 열악하며 염분도가 높습니다. 광물 퇴적물의 수문지질학적 유형은 일반적으로 단순한 수문지질학적 조건을 갖는 균열수로 채워진 유형에 속합니다. 그러나 제4기 느슨한 모래층(사라우스층)이 널리 분포하고 연소된 암석이 분포하는 지역에서는 수문지질학적 조건이 더욱 복잡해지는 경우가 많습니다. 특히 얕은 석탄층을 채굴할 경우 심각한 지질학적, 환경적 문제가 발생할 수 있습니다. 광산수 충전 강도와 수문지질학적 조건의 차이에 따라 쥐라기 탄전은 수문지질학적으로 4개 구역으로 나눌 수 있다. ① 황토고원의 량마오구. 주로 유역 북부에 분포한다. 이 지역은 지형이 강하게 절단되어 있고, 상부에 느슨한 암석층이 없으며, 강수량이 적고 집중되어 있어 지하수 공급 및 수집에 적합하지 않습니다. 광상의 물 충진은 주로 대기 강수량이며, 광산으로부터 유입되는 물의 양은 매우 적고, 광상의 수문지질학적 조건은 단순하다. ② 태석유통지역. 이는 주요 석탄층 방향을 따라 띠 모양으로 분포하며 일반적으로 깊이는 60m 미만입니다. 너비는 석탄층 수, 간격, 경사각, 지형 및 기타 요인에 따라 결정됩니다. 암석층에는 공극이 발달하고 투수성이 양호합니다. 수분 풍부도는 재충전 면적과 계곡에 의한 대수층의 절단 정도에 따라 달라집니다. 분포 면적이 크거나 더 넓은 제4기 모래층이 덮일 때 수분 풍부도가 더 강해집니다. , 얕은 부분에 더 적합합니다. 탄층 채굴은 영향을 미치며 종종 중요한 지역 수자원 공급원입니다. ③ 제4기 모래층 피복지역. 모래층은 지면에 노출되어 석탄계를 넓게 덮고 있으며 그 두께는 수 미터에서 수십 미터, 심지어는 그보다 더 두껍습니다. 해당 지역의 대기 강수량은 적지만 모래층의 침투 조건은 매우 양호하며, 넓은 범위에 걸쳐 인근의 침투 공급을 얻을 수 있으며 모래층이 두꺼운 저지대에서 수집할 수 있습니다. 광산의 얕은 석탄층이 배출의 형태로 주요 ​​수원이 되는 경우가 많으며 물과 모래 유입 문제가 발생할 수 있습니다. 이 지역의 천층 탄층 광산 매장지의 수문지질학적 조건은 대부분 중간에서 복잡한 수준입니다. 모래수와 탄암수는 수력학적으로 밀접하게 연결되어 귀중한 수자원을 포함하는 경우가 많습니다. 그러나 부적절한 석탄 채굴 및 물 추출은 대규모 함양지 파괴, 수질 오염 및 생태 환경 악화로 이어질 수 있습니다. 따라서 탄전 개발에 있어서 석탄 채굴, 수자원 보호, 생태환경 보호 등이 체계적인 사업으로 계획되어야 한다. ④일반지역. 위의 세 가지 수문지질 구분을 사용하지 않는 기타 지역. 이 지역의 석탄 함유 지층의 지하수 공급 조건은 좋지 않고 수분 함량이 약합니다. 광물 매장지의 수문지질학적 조건은 단순하며 광산으로 유입되는 물의 양은 대부분 1m3~10m 정도입니다. 시간당 수십 입방미터.

(2) 산시성 북부 트라이아스기 탄전

이 탄전은 분지 중앙부의 황토량마오 지역에 위치하고 있다. 지하수는 황토량 지역의 대기 강수량을 소량 흡수하여 계곡으로 배출됩니다. 유출량이 얕고, 수량도 적으며, 암석층의 수분 함량도 약합니다. 풍화대 아래의 지층은 염도가 높으며 훨씬 더 약합니다. 수문지질학적 조건은 대부분 균열로 채워진 광물 퇴적물입니다.

(3) 석탄기 및 페름기 석탄전

석탄기 및 페름기 석탄전은 석탄 기저부인 동쪽, 남쪽, 서쪽의 유역 가장자리 지역에 분포합니다. 석탄계열의 석회암은 오르도비스기 및 캄브리아기의 강력한 대수층이며, 석탄계열 자체는 수분 함량이 상대적으로 약하고 균열-카르스트의 물로 채워진 퇴적물이다. 퇴적물의 수문지질학적 조건의 복잡성은 석탄 측정 지하 석회석수가 광산을 채우는 수원이 되는지 여부와 물을 채우는 방식 및 방법에 따라 달라집니다. 현재 구분은 다음과 같습니다. ①동부지역. Jungar 탄전과 Hedong 탄전을 포함합니다. 석탄 측정을 뒷받침하는 강한 석회암 대수층의 지하 지하수위는 매우 깊게 묻혀 있으며, 종종 많은 광산 지역의 채굴 가능한 석탄층 아래에 ​​묻혀 있습니다. 석탄 측정 지층의 수분 함량은 약하고 매장지의 수문지질학적 조건은 단순합니다. 오르도비스기 석회암수는 광산 지역의 주요 물 공급원입니다. 장기적으로 탄층 채굴이 오르도비스기 석회암 수위 아래로 확장되면 석회암 물은 하부 탄층의 채굴을 위협할 것입니다. ② 남쪽 웨이베이 탄전. 아오치슈이의 지하수위 표고는 약 380m이며, 탄층 표고는 동쪽에서 서쪽으로 점차 높아집니다. 예를 들어, 동쪽의 타이위안 층(Taiyuan Formation)의 탄층 채굴은 일반적으로 석회수로 인해 위협받고 있는 반면, 서쪽 퉁촨(Tongchuan) 광산 지역의 탄층은 대부분 석회암 지하수 수위 위에 존재합니다. 웨이베이 탄전에서는 화산재와 석탄 측정치 사이의 접촉 관계의 완만한 각도 부정합으로 인해 서로 다른 지역에 있는 석회석의 암석학 및 수분 함량이 다르며 서로 다른 수문지질학적 조건을 형성합니다. 수위 380m 이상의 석탄층의 수문지질학적 조건은 대부분 단순 내지 중간 정도인 반면, 수위 380m 미만의 석탄층의 수문지질학적 조건은 중간 내지 복잡합니다. 오르도비스기 및 캄브리아기 석회암은 석탄전의 남쪽 가장자리를 따라 제4기 시스템 아래에 부분적으로 노출되거나 숨겨져 있으며, 석회암과 강한 유출 지역도 석탄전의 남쪽 가장자리를 따라 얕은 부분에 분포되어 있습니다. . 따라서 얕은 탄층을 채굴하는 경우 광산으로 유입되는 물의 양이 많습니다. 깊은 석탄층을 채굴하는 경우 물 유입 가능성은 높아지지만 물의 양은 감소할 수 있습니다. 한청 광산 지역 북부에는 황하수와 석회수 사이에 일정한 수력학적 연결이 있습니다. 석회수는 지역 산업과 농업의 주요 수원이므로 광산수의 포괄적인 활용과 배수 및 공급의 결합이 고려되어야 합니다. ③서부지역. 석탄 측정지와 오르도비스기 석회암 사이에는 상대적으로 두껍고 약한 대수층이 있으며, 오르도비스기 회색수는 광산에 들어갈 수 없으며, 석탄 측정지의 수분 함량이 상대적으로 약합니다. 균열수 충전. 단순 내지 중간 유형(Wang Shuangming, 1996).

II. 석탄 개발 중 지질 환경 조건의 변화

석탄 개발로 인한 지질 환경 문제는 자연 지리 환경, 지형, 층위 구조, 수문학 및 기상학, 식생 등에 의해 영향을 받습니다. , 광업 유형, 개발 방법 및 기타 경제 활동 특성과 같은 요소의 영향. 현재 오르도스 분지 탄광의 지질학적, 환경적 문제는 매우 심각하다. 지하 채굴과 노천 채굴은 채굴 지역의 지질 환경에 다양한 방식과 정도에 따라 서로 다른 영향을 미칩니다. 이 지역의 탄광은 주로 지하 광산이며, 그 생산량은 석탄 생산량의 약 96%를 차지합니다. 특히, 지하 석탄 채굴로 인한 지질 환경 문제는 가장 심각하며, 주요 지질 환경 문제는 석탄 채굴로 인한 지질 환경 문제의 결과에 따라 분류되며, 자원 피해, 지질 재해 및 환경 오염 양식(표 3-2)(Xu Youning, 2006).

대류타 광산구와 퉁촨 광산구의 핵심 지역의 실제 상황과 요약 데이터 및 현장 조사를 바탕으로 다음과 같은 5가지 주요 지질 환경 문제에 중점을 둡니다. ① 지반침하 및 지반 균열, ② 석탄 맥석 압력 토지 및 오염된 수질 및 토양 환경, ③ 지하수 시스템 손상 및 오염, ④ 토양 침식 및 토지 사막화, ⑤ 자원이 고갈된 광산 도시의 환경 악화.

1. 지반침하 및 지반균열

지하 채굴로 인한 지반침하 및 지반균열은 경작지의 훼손, 도로의 붕괴, 선로의 뒤틀림, 건물의 균열, 균열을 따라 움푹 들어간 곳에 물이 축적되면 광산의 물 누출과 같은 사고가 발생합니다. 건조한 지역에서는 지표수 시스템이 손상되어 광산 지역의 생산, 생활, 농업용수 이용에 어려움을 초래합니다. 동시에 산이 갈라져 산사태가 발생할 수도 있습니다.

표 3-2 석탄 채굴의 주요 지질 및 환경 문제

대형 및 중형 지하 탄광 지역에서는 지반 침하 및 지반 균열이 가장 흔하며 재해도 가장 심각한. Gansu의 Huating 탄광, Ningxia의 Shizuishan 및 Shitanjing 탄광, Shaanxi의 Weibei Hancheng-Tongchuan 탄광 및 Shenfu-Dongsheng 탄광 지역 등이 있습니다.

황토고원은 인구밀도가 높아 지반침하로 인한 토지피해는 주로 농지피해이다. 산시성 웨이베이 지역의 퉁촨(Tongchuan), 한청(Hancheng), 푸바이(Pubai), 청허(Chenghe) 및 기타 광산국의 광산 지역은 황토 고원에 위치하고 있습니다. 이 지역은 산시성 웨이베이(Weibei)의 고품질 농업 생산지이자 고품질 사과 생산 기지입니다. 우리 나라에서는 이러한 국영 대형 및 중형 오래된 석탄 광산 지역이 수십 년간의 지하 광산으로 인해 지반 침하, 지반 균열 및 산 균열이 발생하여 석탄 광산 개발로 인해 중국 북서부의 지역 중 하나가 되었습니다. 농업 생산에 가장 심각한 피해를 입힙니다. 산시성 고프 지역의 지반 침하 총 면적은 약 110km2이며 주로 웨이베이와 산시성 북부 탄광 지역에 분포합니다. 불완전 축적에 따르면 1999년 말까지 퉁촨 광산 지역의 지반 침하량은 63.82km2로 전성 지반 침하 면적의 55.38%를 차지했으며 그 중 80%가 경작지였다. 석탄 채굴 지역의 지반 침하가 가장 심각한 이유는 석탄층의 두께가 금속 광석보다 크고, 과잉 채굴 지역의 공간이 금속 및 기타 비금속 광산보다 훨씬 크기 때문입니다. 그 위에 있는 암석층은 대부분 연암과 미사암, 진흙 암석으로 구성되어 있습니다. 탄광의 표면 침하 및 지반 균열의 범위와 깊이는 석탄 채굴 방법, 작업면의 채굴 면적, 채굴 면적 복구율, 탄층 발생 등 다양한 요인과 관련이 있습니다. 일반적으로 매몰 깊이가 얕을수록 채굴 면적이 넓어지고, 지반 침하 및 균열의 범위와 깊이가 커집니다. Yulin Shenfu Mining Area의 Dayuanyao 탄광은 5# 탄층을 채굴했는데 탄층은 4~6m, 매몰 깊이는 90~100m였습니다. 1992년 5월 5일 광산 위 12,000m2의 지반 붕괴가 발생했습니다. 수심 0.7m. 닝샤시 스즈이산시 스즈이산 탄광의 광산 면적은 5.15km2이며 붕괴 면적은 6.97km2에 달해 광산 면적의 135배에 달해 깊이 8~20m의 지표 침하 함몰을 형성하고 균열이 발생한다. 일부 지역에서는 너비가 1m에 이릅니다. 광산 지역의 철도 운송 기지가 침하 지역보다 10~20미터 높아 광산 회사가 매년 철도 통행료로 최대 100만 위안을 지출하게 되었고, 광산 지역을 통과하는 109번 국도는 강제로 변경되었습니다. 노선.

산시성 탄광산 지반침하 총 면적은 약 110km2(표 3-3)로 웨이베이와 산시성 북부 탄광지역에 주로 분포한다. 그 중 퉁촨시의 오래된 광산 지역은 더 일찍 채굴되어 지반 침하가 더욱 심각해졌습니다. 1999년 말까지 불완전한 통계에 따르면 지반 침하 면적은 63.82km2로 전성 지반 침하 면적의 55.38%를 차지했습니다. 80%가 경작지였습니다. 최근 몇 년 동안 선무현의 탄광 개발이 계속해서 증가하고 있으며, 또한 탄층이 얕게 묻혀 있으며 2001년 현재 현의 향 탄광이 지반을 형성하고 있습니다. 5.32km2의 침하.

표 3-3 산시성 오르도스 에너지기지 탄광지역 지반침하

(서북지질자원연구소 기준)

퉁촨 산시성 웨이베이 탄전의 황산 링(Ling), 허양(Heyang), 바이수이(Baishui), 한청(Hancheng)의 광산 지역과 달리우타(Daliuta), 다윤 가마(Dayun Kiln), 양타오위(Yangtaoyu), 사추앙거우(Shachuangou), 류장거우(Liuzhangou), 신민 광산(Xinmin Mine) 및 산시성 북부 선푸(Shenfu) 탄전의 기타 광산 지역 , 모두 지반 침하 정도가 다양합니다. 지반 균열과 산사태로 인해 넓은 농지가 파괴되고, 집이 갈라지고, 철로가 뒤틀리고, 도로가 무너지고, 광산에서 물이 분출되었습니다. 2001년 7월 폭우로 인해 황링뎬(Huanglingdian) 산시석탄젠우광산구 창촌3군 경작지 1.2hm2에 지반침하 및 지반균열이 발생했으며, 지반균열의 최대폭은 15m에 이르고 붕괴높이도 도달하였다. 745만 헥타르의 경작지가 매립이 불가능하고 농지가 방치되어 270만 위안의 경제적 손실이 예상됩니다. Tongchuan 탄광 지역에는 5,400개가 넘는 균열이 있습니다. Wangshi'ao 탄광을 예로 들면 1:5000 지형도에 표시된 균열이 70개 이상이며 총 길이는 거의 7,000m입니다. Shenfu 광산 지역의 Daliuta 광산 201 작업면의 석탄층은 1995년 7월 10일에 채굴이 시작되었습니다. 굴착 후 표면에 균열이 형성되었습니다. 측정된 균열 면적은 5742.5m2입니다. 1단계 채굴 계획이 완료되면 향후 달리우타 광산의 귀리 면적 전체 면적은 5.8hm2가 될 것으로 예상되며, 지반 균열 면적 전체 면적은 5.8hm2가 될 것으로 예상된다. 발생할 수 있는 값은 약 5.45hm2입니다. 골면적에 대한 골절면적의 비율은 0.94이다. 현재 침하 면적은 7.7km2에 달한다. 1990년대 간쑤 야오지에 광산 지역의 광산 면적은 598.1km2이다. 지반침하 면적은 20건으로 총 443.54hm2로 1980년대 대비 48.4% 증가하였으며, 지난 10년간 대규모 산사태 등 대형 지질사고가 잇달아 발생하고 있다. 침하로 인한.

1980년대에는 물과 토양이 침식되는 면적이 449~550hm2였으며, 1990년대에는 663~720hm2에 이르렀다.

2. 석탄 맥석은 토지를 점유하고 수질과 토양 환경을 오염시킨다

석탄 맥석은 석탄 채굴 및 석탄 준비 과정에서 발생하는 폐기물로 보통 12~20%를 차지한다. 석탄 광산 생산량은 석탄 광산의 주요 구성 요소이며, 가장 큰 형태의 고형 폐기물 중 하나이며, 그 축적은 육상 식생을 압도할 수 있습니다. 섬서성 황령전두(陝西黃陵廣)는 황토고원에 위치하여 소유역의 산림 식생은 양호하나, 일부 탄광에서 배출되는 석탄 맥석이 산비탈에 쌓여 잘 자라는 혼합림을 차지하고 있다. 산시성 한청시의 황하 범람원 습지는 갈대가 울창하고 생태환경이 양호합니다. 그러나 샤유커우 탄광에서 배출한 석탄 맥석이 해변을 메우면서 황하습지의 생태자원과 환경을 점유하고 파괴했습니다. 이는 관련 부서의 관심을 끌 것입니다. 석탄 자원의 대규모 지속적인 채굴로 인해 복구가 어려운 지하수 피해가 발생하고 있으며, 이는 또한 지표 하천 유량의 급격한 감소와 생태 환경 파괴로 이어졌습니다. 1997년부터 산시성 선푸 탄전 개발구의 쿠예 강을 포함한 많은 하천에서 건류가 발생했습니다.

석탄 맥석 축적은 오랫동안 토지를 점유해 왔습니다. 2000년 현재 퉁촨 광업국 산하 12개 광산의 석탄 맥석 누적 비축량은 1264만9900톤이고, 크고 작은 맥석 언덕이 150개 이상 있으며 그중 100만 톤이 넘는 맥석 언덕이 35개 있으며, 맥석압이 점유하고 있다. 2.37km2.

축적된 폐석은 자연발화되기 쉽고, 황화수소 등 유해가스를 다량 발생시켜 주변 마을 주민들의 건강에 매우 해롭다. 관련 정보에 따르면, 폐석산의 자연 연소는 평방미터당 하루 밤낮으로 CO 10.8kg, SO2 6.5kg, H2S 22kg, NO22kg을 배출할 수 있습니다. 국가 보건 기준에 따르면 주거 지역의 대기 환경 중 유해 물질의 최대 허용 농도는 SO2의 경우 0.15mg/m3, H2S의 경우 0.01mg/m3입니다. 분명히 석탄 맥석 자연 발화 지역의 대기 오염은 국가 수준을 초과합니다. 기준에 부합하며 주민의 건강을 위협하는 것은 불가피합니다.

산시성 동천 광업국 산하 광산은 13개이며, 그 중 6개는 맥석산 주변의 석탄 맥석더미의 자연발화(그림 3-2)로 모두 심각하다. 관련 정보에 따르면 5년 이상 자연 발화하는 폐석산 주변에서 근무한 직원들은 다양한 정도의 폐기종을 앓고 있다고 합니다. 산시성 한청시 상수핑 광산의 맥석산 자연발화로 인해 대기 중 이산화황(SO2)과 이산화탄소(CO2)가 기준치를 평균 16배 초과했고, 이산화탄소(CO2) 농도도 기준치를 100% 초과했다. 평균 20회. 이런 대기환경 속에서 노동자들은 폐기물 처리장에서 기절하기도 했다.

그림 3-2 퉁촨 광업국 왕시아오 탄광의 연기나는 맥석산

석탄 맥석은 대기오염을 유발할 뿐만 아니라 맥석산에서 침출된 물도 대기오염을 유발한다. 인근 지표수원 오염, 지하수 오염, 폐암산 지하 토양 오염. 이번 조사 과정에서 퉁촨 광업국 금화산 탄광에서 채취한 폐석 침출수 샘플은 검은색을 띠었으며, 테스트 결과 pH 값이 2.82, COD가 812.5 mg/L인 산성수로 밝혀졌습니다. 부유물 함량이 128.0mg/L이고 수은, 카드뮴, 구리, 니켈, 아연, 망간 등 중금속 함량이 모두 삼리통 탄광에서 채취한 맥석산 침출수의 pH 값을 초과했습니다. 1.77, COD는 621.6mg/L, TDS 함량은 160.658g/L에 도달했습니다. 수질 화학 유형은 Mg·SO4입니다. 어느 정도 오염을 일으키게 됩니다.

3. 지하수 시스템 손상 및 오염

오르도스 에너지 기지의 탄광 지역 대부분은 심각한 물 부족 지역입니다. 광산 탈수로 인해 지하수 균형 시스템이 손상되고 지하수위가 떨어지며 수량도 감소합니다. 탄광에서 나오는 산성, 염분 함량이 높은 우물물은 지하수를 오염시켜 물 위기를 더욱 악화시킵니다. 석탄 자원의 대규모 지속적인 채굴로 인해 복구가 어려운 지하수 피해가 발생하고 있으며, 이는 또한 지표 하천 유량의 급격한 감소와 생태 환경 파괴로 이어졌습니다. 1997년부터 산시성 선푸 탄전 개발구의 많은 강이 끊어졌습니다. 예를 들어, 쿠예 강은 2000년에 75일, 2001년에는 106일 동안 끊어졌습니다. 최대 폭이 2m가 넘는 탄광 덩어리의 광범위한 균열로 인해 일부 지역의 지반이 2~3m 떨어졌고 그 결과 원래 유량이 7344m3/일인 쌍구강이 완전히 건조되었습니다. 400에이커가 넘는 논이 마른 땅이 되었고 포플러와 기타 식물이 많이 말라버렸습니다.

산시성 웨이베이(Weibei)에 있는 퉁촨(Tongchuan), 푸바이(Pubai), 청허(Chenghe), 한청(Hancheng) 탄광은 광산물 유입이 발생하는 주요 장소로 웨이베이의 '검은 띠'로 알려져 있다. 1975년 5월 11일 퉁촨 광업국 자오핑 탄광 첸웨이 광산에서 대규모 가스 및 분진 폭발이 발생해 101명이 사망하고 15명이 부상을 입었다. 샤프트 전체에 심각한 손상을 초래합니다. 2001년 4월, 퉁촨(Tongchuan)과 한청(Hancheng)에서 발생한 두 차례의 대규모 가스 폭발로 인해 86명이 사망하고 사회적으로 극도로 부정적인 영향을 미쳤습니다.

산시성의 광산수 유입은 웨이베이의 퉁촨(Tongchuan), 푸바이(Pubai), 청허(Chenghe), 한청(Hancheng) 등 탄광 지역에서 주로 발생한다. 1989년에는 위에서 언급한 4개 광산국의 27개 탄광에 31개의 천연광산이 있었고, 그 중 32.3%가 지하수로 인해 위협을 받고 있었다. 불완전한 통계에 따르면 1975년부터 1982년까지 해당 지역에서 발생한 석회암 토석사고 29건을 포함해 36건의 광산물 유입사고가 발생했는데 이는 광산수 유입사고 현장의 80.56%를 차지한다. 이 지역의 지하 광산수 재해는 주로 오스트리아 석회암의 카르스트 수와 고대 가마 지역에 축적된 물에서 발생합니다. 1960년 1월 19일 퉁촨 광업국 리자타 탄광의 노후 가마에 53,476m3의 물 유입이 발생해 총 길이 1,880m의 터널 18개가 물에 잠겼고, 직접적인 경제적 손실은 7,142위안, 14명이 사망했다. 1960년대 이전에는 이 지역의 주요 광산 터널은 여전히 ​​380m 수평 수준에 있었습니다. 1970년대 이후 Pubai, Hancheng 및 Chenghe와 같은 새로 건설된 광산 지역의 일부 개발된 터널은 380m 수평 수준 아래에 있었습니다. 1974년 이후 Xiangshan, Magouqu, Sangshuping, Dongjiahe, Quanjiahe, 2호 광산, Macun 광산에서 29건의 석회암 유입 사고가 발생하여 10,000m 이상의 터널이 침수되어 생산을 중단하고 터널을 재굴착해야 했습니다. 손실, 거의 2천만 위안의 직접적인 경제적 손실.

닝샤 시즈이산 탄광 지역의 지반 침하, 지반 균열 및 물 축적으로 인해 표층수가 균열을 따라 지하 터널로 유입되어 광산 지역에서 여러 차례 물 유입 사고가 발생했으며 이로 인해 인명 피해와 막대한 경제적 손실을 입혔다(표 3-4).

표 3-4 닝샤 스즈이산 탄광의 물 유입 목록

황링(Huangling) 디아안터우(Diantou)시 쥐수이(Jushui) 강 양쪽에 12개 이상의 개별 소규모 탄광이 산재해 있다. 현, 산시성, 석탄 채굴은 결과에 관계없이 강 아래에서 이루어지며, 쥐수이강 바닥 전체에 걸쳐 8km2의 면적 내에 4개의 대규모 침하 지역이 형성되었으며, 지반 균열은 최대 20cm에 이릅니다. 1000m2가 넘는 침하 면적 중 가장 큰 면적이 무너지고, 가옥에 균열이 생기고, 식수 우물의 수량과 수질이 변했습니다. 1998년 9월 13일, 개별 소형 탄광인 뉴우 광산(Niuwu Mine)은 거허강(Juhe River) 바닥에 있는 바오안 석탄기둥(Baoan Coal Pillar)을 불법적으로 채굴하여 쥐수이강(Jushui River)을 건너 여러 곳에서 동일한 개별 도랑과 작은 가마가 서로 연결되어 물을 발생시켰습니다. 지난 3월 산시황릉(陝西黃陵) 광산회사 제1탄광 주광장에서 대규모 물 유입 사고가 발생한 경사갱 서쪽 광산 지역이 침수됐다. 1999년 2월 24일. 유입량이 즉시 800m3/h로 증가하여 3개 구역이 빠르게 침수되었습니다. 소규모 탄광의 무질서한 탄광 채굴로 인해 자체 우물이 침수되어 생산이 중단되었을 뿐만 아니라 황릉광업회사에 직접 경제적 손실 3,401만 위안, 간접 경제적 손실 3,100만 위안을 초래했습니다. 동시에 쥐수이강의 물은 상류의 탄광 덩어리로 들어간 후 하류의 버려진 작은 석탄 가마의 수원에서 흘러나와 쥐수이강으로 방류되므로 생산에 큰 어려움을 초래합니다. 그리고 주민들의 삶. 황릉 개별 탄광의 무질서한 채굴로 인해 발생한 광산 돌입 사고는 광산업의 발전이 지속 가능한 발전, 합리적인 배치의 원칙을 따르고 광업 질서에 대한 일상적인 감독 및 관리를 강화하여 전체 광업이 반드시 이루어야 함을 다시 한번 증명합니다. 산업은 건전한 방향으로 발전할 수 있습니다.

오랫동안 제한된 기술 수준과 부족한 이해로 인해 광산수는 예방과 관리를 위해 수질오염물질로 취급되어 왔으며, 종합적인 활용과 보호 없이 광산수를 헛되이 배수해 왔습니다. 2000년 서북지역 국유광산의 석탄 생산량은 3,785만 톤, 평균 석탄 배출량은 1.3톤이었고, 기타 광산의 석탄 생산량은 5,209만 톤, 평균 석탄 배출량은 0.324톤이었다. 북서부의 탄광은 주로 건조지역과 반건조 지역에 위치하고 있으며, 광산 지역의 수자원이 부족하여 통제되지 않은 배수로 인해 지하수 자원이 크게 손상될 뿐만 아니라 석탄 톤의 비용도 증가할 뿐만 아니라 지반 침하, 손실을 초래합니다. 지하수자원의 악화, 수질악화 등 갑자기 지하수가 유입되어 우물이 범람할 가능성이 있습니다.

탄광수는 대부분 산성을 띠고 아무런 처리 없이 바로 방류되어 건조한 지역 광산의 물 위기를 더욱 악화시키고 있다.

산시성(陝西省), 닝샤(寧夏), 내몽고(내몽골) 일부 광산수의 pH 값은 6 미만이고, 산시성 퉁촨(陝泉) 리자타(Lijiata) 광산수의 pH 값은 3에 불과하다. 산성 광산수의 직접 방류는 하천 수생 생물의 생활 환경을 파괴하고 광산 지역의 식생 성장을 억제합니다. 간쑤(甘肃)성, 닝샤(寧夏), 서부 내몽골, 산시(陝西)성 중부 및 동부의 대부분 광산의 물은 염도가 높은 물이며 염도는 일반적으로 1000mg/L 이상이다.

2002년 7월 산시성 웨이베이 탄광구 일부 광산국을 조사한 결과 산시성 백수이의 일부 광산에서 터널 폐수를 지하 카르스트 균열로 직접 배출해 카르스트수가 생성된 것으로 드러났다. 오염이 발생해야 합니다. 관련 부서에서는 이를 매우 중시하고 카르스트 수자원을 보호하고 지하수 자원이 오염되는 것을 방지하기 위해 가능한 한 빨리 조치를 취해야 합니다.

4. 토양 침식과 토지 사막화

토양 침식으로 인한 토양 침식은 생태 악화의 중요한 원인입니다. 황토 지역의 광산 지역과 황토와 바람 모래 사이의 전이 지역은 토양과 물 손실량이 가장 많습니다. 산시성의 Tongchuan, Hancheng, Shenfu 탄광 지역, Ningxia의 Shizuishan 및 Shitanjing 탄광 지역, 내몽골의 Shenfu-Dongsheng 지역은 모두 심각한 토양 침식을 겪고 있습니다. 관련 환경 보고서 데이터에 따르면 산시성 선푸-내몽고 동성 광산 지역의 평균 침식 계수는 12,100t/km2·a로 계산되고, 면적은 3,024km2로 계산되며, 연간 토양 침식량은 36,5904만t입니다. 여러 광산 지역 개발 전후의 다양한 기간의 원격탐사 데이터와 하천, 댐, 퇴적물 데이터를 종합적으로 분석 및 계산한 결과, 석탄 채굴 후 물과 토양 손실량이 일반적으로 채굴 전보다 약 2배가 되는 것으로 나타났습니다. . 내몽고 오다 등 광산지역에서는 침식탄성률이 10,000~30,000t/km2·a에 이르는데, 이는 채굴 전 물과 토양 손실량의 3.0~4.5배에 해당한다. 광산이 건설되기 전 산시성 황릉광구의 토양침식계수는 500t/km2·a였으며, 광산이 건설된 지 5년 후 토양침식계수는 1000t/km2·a에 이르렀다. 광산 지역의 개발과 함께 물과 토양의 침식 문제는 점점 더 심각해지고 있으며 이는 생태 환경을 파괴할 뿐만 아니라 광산 지역의 안전을 직접적으로 위협하고 있습니다. 예를 들어, 산시(陝西)성 신무종지(Shenmu Zhongji) 탄광에서는 슬래그가 강으로 쏟아져 강바닥의 2/3를 차지했다. 1984년 8월 장마철에 강물이 막혀 역류해 거대한 우물이 생겼다. 홍수사고.

석탄 채굴로 인한 지반 침하는 얕은 지하수계를 손상시키고 침하 지역의 식생을 고사시켜 토지 사막화가 활성화되는 조건을 제공한다. 둘째, 노천 탄광, 운송 및 천연가스 파이프라인 프로젝트의 건설은 많은 양의 경작지를 점유하고 식생을 파괴하며 표토를 느슨하게 하고 이전에 고정된 일부 사구와 반고정된 사구를 활성화시킵니다. 고비사막에는 탄광 폐기물 잔재물이 쌓여 있고, 풍화작용으로 인해 토지 사막화가 심화되고 있습니다.

산시성 선푸(Shenfu) 탄전 광산 지역의 대규모 개발은 물론 강과 도랑 양쪽을 따라 지역 및 개인이 무차별적인 굴착 및 채광을 실시하고 식생이 파괴되고 모래와 토양이 노출되고 악화된 토양이 발생했습니다. 침식과 토지 사막화. 1980년대 중반 개발 이후 666.7hm2의 경작지가 파괴되었고, 6000만톤 이상의 폐기물 잔재물이 쌓였으며, 4946.7hm2의 식생이 파괴되었으며, 2019만톤의 황색 퇴적물이 추가되었다. "Shenfu Dongsheng 광산 지역의 환경 영향 보고서"에서 제공한 예측 결과에 따르면, 필요한 모래 방지 조치를 취하지 않을 경우 광산 지역의 생산 능력이 3천만 톤에 도달하면 129.64km2의 추가 사막화 면적이 발생합니다. 탄광개발로 인한 사막화 면적은 자연개발로 인한 사막화 면적의 1.53배이며, 새로 추가된 진흙과 모래의 유입량은 480만톤으로, 이는 자연개발로 인한 사막화 면적의 13.7배에 달한다. 현재 상황에서 강으로 유입되는 진흙과 모래의 양.

5. 석탄 자원 고갈과 도시 환경 악화

오르도스의 기존 석탄전 중 일부는 1950년대와 1960년대에 더 일찍 개발되었습니다. 처음에는 기술이 낙후되어 자원이 낭비되었습니다. 게다가 많은 광산 지역이 수명이 다해 채굴할 자원이 없습니다. 예를 들어 퉁촨 광업국은 1955년 옛 퉁관 탄광을 기반으로 발전한 대규모 석탄 기업이다. 재직직원은 30,041명, 퇴직자는 32,691명, 직원가족은 약 216,000명이다. 대부분의 생산광산은 1950년대 후반과 1960년대 초반에 건설되어 가동에 들어갔기 때문에 당시의 지질조건과 광산조건의 제약으로 건설된 광산은 석탄매장량, 지뢰밭 규모, 생산능력이 적고 사용수명이 짧았다. . 1980년대 이후 9개 광산이 폐기·폐쇄돼 설계능력이 396만톤 감소했다. 현재 전 세계 8개 쌍의 생산능력은 965만 t/a이고 연결 광산은 하나도 없다.

동부지구의 일부 광산은 자원고갈로 인해 인력부담이 크고 생산단가도 높아 국가 자원고갈광산 폐쇄 및 파산사업 시행을 신청하고 있다. 생산과 발전의 지속 문제가 날로 두드러지고 있으며 기업의 생존과 발전은 심각한 도전에 직면해 있습니다. 광산도시의 지속가능한 발전은 지방자치단체와 관련 학자들의 관심을 끌고 있다. 석탄 자원 고갈로 인한 직접적인 결과는 광산 도시가 변화에 직면해 있다는 것이며, 인력 재정착, 환경 개선, 새로운 주력 산업 발굴 등 해결해야 할 문제가 많다는 것입니다.

3. 석탄 개발로 인한 지질학적, 환경적 문제가 석탄 채굴에 미치는 영향

대규모 석탄 개발 활동은 지역의 지질 환경과 생태 환경에 큰 피해를 줄 뿐만 아니라, 이는 주로 다음과 같은 측면에서 지역 지질 환경과 생태 환경을 크게 손상시켜 석탄 채굴 활동의 정상적인 진행을 제한했습니다.

(1) 석탄 채굴 침하 및 지반 균열이 발생했습니다. 수자원 및 지하수 오염 감소, 광산 지역의 석탄 채굴 활동에 영향을 미침

석탄 채굴 붕괴로 인해 대수층에 구조적 손상이 발생하여 원래 수평 유출이 지배적이었던 지하수가 발생했습니다. , 물 전도 균열을 따라 수직으로 누출되어 물을 배출하는 채굴 과정에서 구덩이 물로 변하여 표면으로 배출되어 지하수 자원 전체에 영향을 미칩니다. 석탄 채굴이 붕괴되면 붕괴 구덩이와 하향식 관통 구멍 균열이 형성되어 이미 부족한 지역 지표수와 지하수가 광산 구덩이로 유입되어 오염되어 지하수의 수질에 영향을 미치고 따라서 이용 가능한 지하수 자원의 양에 영향을 미칩니다. 예를 들어, Shenfu Dongsheng 광산 지역에서는 석탄 채굴 붕괴로 인해 Salawusu 층 대수층의 다량의 지하수와 고운 모래가 광산으로 유입되어 지하수 유입 및 모래 붕괴 사고가 발생했으며 광산 배수가 필요했습니다. 다량의 지하수 배출로 인해 귀중한 수자원이 낭비되고 광산 지역의 수질 환경이 손상됩니다(Zhang Fawang, 2007).

또한, 탄광붕괴로 인한 수질환경에 영향을 미치는 가장 중요한 요인은 붕괴균열이다. 그 존재는 유면층의 물 증발을 증가시켜 지표 도랑, 샘, 하천 등을 건조하게 할 뿐만 아니라 오염물질의 침투 경로를 증가시켜 토양수 및 지하수를 오염시킨다.

북서부 석탄 채굴 지역은 원래 수자원이 부족하고, 침하 및 지반 균열, 광산의 물 사용, 석탄 세척 공장 및 광산 지역의 생활수로 인한 가용 수자원의 감소와 결합됩니다. 모두 심각한 어려움에 직면해 있습니다.

(2) 석탄층과 석탄 맥석의 자연 연소는 많은 양의 석탄 자원을 낭비할 뿐만 아니라 석탄 채굴에도 영향을 미칩니다.

북부 쥐라기 탄전 분포 지역에서. 오르도스 분지(Ordos Basin)는 탄층 매몰 깊이가 0~60m에 불과하고, 기후가 건조하고 식생이 드물어 탄전에서 대규모 자연 발화에 유리한 기후 조건을 형성하고 있다. 따라서 탄층과 석탄 맥석의 자연 연소는 우하이 탄전, 신동 탄전 등 넓은 지역에 분포되어 있습니다. 탄층과 석탄 맥석의 자연 연소는 귀중한 석탄 자원을 태울 뿐만 아니라 석탄 채굴에 영향을 미치고 대기를 오염시키며 막대한 경제적 손실을 초래합니다.

(3) 광산 돌입 사고는 지표수와 지하수 자원을 파괴할 뿐만 아니라, 광산 터널이 범람하는 경우가 많아 석탄 채굴에 심각한 영향을 미쳐 막대한 인명 피해와 경제적 손실을 초래한다

우리 나라에서는 대부분의 석탄기-페름기 석탄이 채굴 중에 물이 풍부한 오르도비스기 석회암수에 의해 위협을 받습니다. 엄청난 양의 물, 빠른 유속, 높은 수압으로 인해 오르도비스기 석회수로 인한 물 유입 사고는 종종 매우 큽니다. 예를 들어, 카일루안(Kailuan)의 Fangezhuang 탄광에서는 세계에서 드물고 매우 큰 규모의 오르도비스기 석회수 유입이 발생했습니다. 1984년 6월 수재사고로 물이 터져 4일 만에 방장탄광에 물이 넘쳤고, 이어 인근 루자퉈탄광에 침입해 모두 물에 잠겼고, 인근 다른 탄광인 린시광산에도 물이 스며들어 완공하는데 4개월이 걸렸다. 봉인 작업으로 인해 5억 위안 이상의 경제적 손실이 발생했습니다. 오르도스 분지의 석탄기-페름기 석탄층은 주로 Tongchuan, Pubai, Chenghe 및 Hancheng 라인에 분포되어 있으며 역사상 40건 이상의 광산 돌입 사고가 발생했습니다. 예를 들어, 1960년 1월 19일 퉁촨 광업국 리자타 탄광에서 53,476m3의 물 유입이 발생해 18개 도로가 침수되고 14명이 사망했습니다.

산시성 황릉현 전두시 쥐수이강 양측의 개별 소규모 탄광의 무질서한 생산으로 인해 1998년 9월부터 1999년 3월까지 일련의 물 유입 사고가 발생해 황링에 직접적인 경제적 손실을 입혔다. 광산회사 총액은 3401만 위안, 간접경제적 손실은 3100만 위안이다.