礦業(yè)土地利用二、礦山地質(zhì)環(huán)境

礦業(yè)土地利用(一) 礦山地質(zhì)環(huán)境

礦業(yè)土地利用1、基本概念

礦山地質(zhì)環(huán)境是指曾經(jīng)開采、正在開采或準(zhǔn)備開采的礦床及其鄰近地區(qū)，礦業(yè)活動(dòng)影響到的巖石、土壤、地下水、地質(zhì)作用和現(xiàn)象及其大氣圈、水圈、生物圈之間相互作用所組成的相對(duì)獨(dú)立的環(huán)境系統(tǒng)。這一系統(tǒng)是以巖石圈為依托，礦產(chǎn)資源開發(fā)為主導(dǎo)，不斷改變著的地球表面和巖石圈自然平衡狀態(tài)的地質(zhì)環(huán)境。

礦業(yè)土地利用2、我國礦山地質(zhì)環(huán)境問題

我國是世界上第三大礦業(yè)大國，采礦歷史悠久，礦業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著重要基礎(chǔ)作用，95%左右的一次性能源和80%以上的工業(yè)原料，大部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料取自礦產(chǎn)資源。長期大規(guī)模、超強(qiáng)度的礦產(chǎn)資源開發(fā)和利用，為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，同時(shí)造成的負(fù)面環(huán)境影響也在與日俱增，礦山環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，生態(tài)環(huán)境問題突出，礦山環(huán)境現(xiàn)狀堪憂。

我國因采礦引起的礦山地質(zhì)環(huán)境問題較多，類型較為復(fù)雜，依據(jù)問題性質(zhì)可將礦山地質(zhì)環(huán)境問題分為：地面變形、“三廢”問題、礦山生態(tài)失衡問題、沙漠化和水土流失等問題。

1. 占用大量土地

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)分析，我國采礦業(yè)破壞的土地面積約有1.4~2.0萬km，占全國各項(xiàng)建設(shè)用地及其他破壞占用耕地的49.1%。造成礦山占地的原因主要是露天采場(chǎng)及各類礦渣、尾礦垃圾堆置所致。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，一座大型礦山平均占地達(dá)18~20萬m2，小礦山也達(dá)到幾萬平方米。據(jù)對(duì)1 173家國有大中型礦山企業(yè)的統(tǒng)計(jì)資料分析表明，共占用土地面積729 971.6ha，其中露天采礦場(chǎng)、排土場(chǎng)、尾礦場(chǎng)和塌陷區(qū)占地面積為212 817.4ha，占礦山用地面積的1/3。由此比例可以推算出，全國礦山開發(fā)占用林地月105.9萬ha，占用草地面積約26.3萬ha。

2）地面變形

地面變形問題包括開采沉陷、地面巖溶塌陷、地面沉降、地裂縫、崩塌、滑坡和泥石流等。礦產(chǎn)資源開采造成地面（沉）塌陷，邊坡失穩(wěn)等地面變形問題嚴(yán)重。

我國大部分地區(qū)礦產(chǎn)采用井下開采，據(jù)統(tǒng)計(jì)井下開采的礦山約占全部開采礦山的70%以上。采空區(qū)地面塌陷是礦山地質(zhì)環(huán)境主要問題之一。在我國，煤炭開采量在各類固體礦產(chǎn)開采中居首要地位，因此采空區(qū)地面塌陷以煤炭礦山最為嚴(yán)重。山西省社會(huì)科學(xué)院李連濟(jì)研究員完成的國際哲學(xué)社會(huì)科學(xué)基金重點(diǎn)課題“我國煤炭城市采空塌陷災(zāi)害及防治對(duì)策研究”得到：“截至2004年12月3日，全國煤礦累計(jì)采空塌陷面積超過70萬ha，造成的損失已經(jīng)超過500億元?！?

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國因采礦引起的較大規(guī)模地面沉陷在180處以上，塌陷坑約2 000個(gè)，塌陷面積達(dá)1 150km2,。全國發(fā)生采空區(qū)沉陷災(zāi)害的礦業(yè)城市近40個(gè)，其中嚴(yán)重者有25個(gè)；全國每年因采空區(qū)地面塌陷災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)4億元以上。采礦引發(fā)的地面塌陷，不僅破壞自然頸環(huán)，毀壞農(nóng)田，還毀壞地表各類建筑物、道路、河床等，對(duì)礦區(qū)及其周圍地區(qū)城鄉(xiāng)居民的安全構(gòu)成威脅，對(duì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)也產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。

3）“三廢”問題

A. 氣相廢棄物

氣相廢棄物對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量的影響主要包括總懸浮顆粒，硫氧化物、碳氧化物、氮氧化物和碳?xì)浠衔锏取?

礦產(chǎn)資源開發(fā)產(chǎn)生大量廢氣和粉塵，嚴(yán)重影響了礦區(qū)周圍的大氣環(huán)境，引發(fā)了大氣污染和酸雨等問題，其中以煤炭和硫化礦礦山最為嚴(yán)重。

B. 液相廢棄物

礦山液相廢棄物一般是指礦山勘探、開采、采后和洗選過程中說產(chǎn)生的廢水。

我國每年因采礦產(chǎn)生的廢水約占全國工業(yè)廢水排放總量的5%，大量未經(jīng)處理的廢水排入江河湖海，污染嚴(yán)重。礦山“三廢”排放導(dǎo)致地表水、地下水污染嚴(yán)重，加劇了礦區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水和人居飲水的緊張矛盾。

C. 固相廢棄物

固相廢棄物堆積是礦山地質(zhì)環(huán)境面臨的一個(gè)主要問題。在我國，采礦業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物排放量占固廢排放量的40%左右。據(jù)1999—2002年統(tǒng)計(jì)，全國大中型礦山尾礦庫約1 500座，累計(jì)積存尾礦50.26億t。尾礦、固體廢棄物的堆放，不僅占用了大量土地，損壞地表，還會(huì)造成水土環(huán)境的嚴(yán)重污染，而且尾礦庫潰壩將會(huì)造成更為嚴(yán)重污染和災(zāi)害事件。

4）礦山生態(tài)失衡問題

由于礦井疏干排水，導(dǎo)致區(qū)域性地下水位下降，破壞礦區(qū)水系統(tǒng)均衡。在某些地方地下水下降數(shù)十米甚至上百米。產(chǎn)生大面積疏干漏斗，致使地下水資源枯竭、地表河水?dāng)嗔?、地表水入滲或經(jīng)塌陷灌入地下，影響礦石地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

山西省因采煤造成18個(gè)縣26萬人吃水困難，30多萬畝水田變旱地，全省井泉斷流達(dá)3 000多處。

沿海地區(qū)的一些礦山因疏干漏斗不斷發(fā)展，當(dāng)其邊界到達(dá)海水面時(shí)，將引起海水入侵現(xiàn)象。

5）水土流失和土地沙化

由于地表物質(zhì)的剝離、擾動(dòng)、搬運(yùn)和堆積，破壞了大量的植被和山坡土體，產(chǎn)生的廢石、廢渣等松散物質(zhì)極易加劇礦山地區(qū)的水土流失。作為煤炭大省的山西省，每年廢渣棄土量1.3億t，增加河道泥沙量0.6億t，占水土流失總量的46%。

此外，由于采礦工程與礦坑排水，使地下水頭壓力與圍巖之間失去平衡，從而引起一系列工程問題。如地下采空區(qū)頂板冒落及塌陷、巷道底板鼓脹、露天采礦邊坡的滑動(dòng)，礦坑涌水等，均會(huì)造成嚴(yán)重的危害。

礦地是指蘊(yùn)藏有一定礦物資源的土地。

礦地利用的特性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1. 礦地開發(fā)的實(shí)質(zhì)在于把礦物從與土地的原始聯(lián)系中分離出來，轉(zhuǎn)化為能夠用于生產(chǎn)或消費(fèi)的物質(zhì)財(cái)富

2. 礦地開發(fā)完全以礦藏的自然地理位置為轉(zhuǎn)移，礦地開發(fā)的地址沒有選擇余地。

3. 礦地開發(fā)具有純攫取性，同時(shí)對(duì)土地又有一定破壞作用（地面塌陷、污染、礦渣堆積等）

4. 交通的發(fā)展，往往是礦地利用先決條件。不過從另一方面看，礦業(yè)發(fā)展也會(huì)促進(jìn)交通事業(yè)發(fā)展。新發(fā)現(xiàn)的大型礦藏的開發(fā)，往往伴隨著新鐵路、新公路的興建和航線的開辟，以至于新市鎮(zhèn)的形成。

礦地利用的上述特性決定了在礦地開發(fā)中，必須認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查和勘探，對(duì)全國和各經(jīng)濟(jì)區(qū)不同位置的各種礦產(chǎn)資源的開發(fā)可行性作出科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)，確定礦地的開發(fā)方式及開發(fā)途徑

中國礦地利用的主要問題是開發(fā)利用不盡合理，浪費(fèi)較為嚴(yán)重。不僅有礦產(chǎn)資源本省的浪費(fèi)，還有礦產(chǎn)資源開發(fā)中造成的浪費(fèi)。另外礦山地質(zhì)環(huán)境面臨著諸多問題。

為了解決這些問題，必須加強(qiáng)礦產(chǎn)資源開發(fā)的前期工作。首先對(duì)礦產(chǎn)資源作全面的調(diào)查勘探，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行及時(shí)評(píng)價(jià)，為合理開發(fā)礦產(chǎn)資源、保護(hù)礦山地質(zhì)環(huán)境、整治礦山環(huán)境、恢復(fù)與重建礦山生態(tài)等提供基礎(chǔ)資料和依據(jù)。結(jié)合周圍土地利用及交通運(yùn)輸情況，制定合理的卡發(fā)規(guī)劃，確定礦業(yè)用地面積指標(biāo)，包括礦井工人場(chǎng)地、礦區(qū)廠房裝置用地、尾礦堆積用地以及礦區(qū)工人生活區(qū)用地等。加強(qiáng)對(duì)礦產(chǎn)開發(fā)過程中的地質(zhì)環(huán)境監(jiān)督管理，礦產(chǎn)資源開發(fā)以后，還要及時(shí)做好礦地復(fù)墾再利用和礦產(chǎn)采掘后的轉(zhuǎn)產(chǎn)預(yù)案。

關(guān)于礦業(yè)城市土地利用優(yōu)化配置，其內(nèi)涵主要有以下幾個(gè)方面：

1、礦產(chǎn)開發(fā)要有前瞻性，做好規(guī)劃性開采

要認(rèn)真研究礦產(chǎn)開發(fā)破壞土地的規(guī)律以及依據(jù)塌陷規(guī)律建立起來的預(yù)測(cè)模式，運(yùn)用這些模式，科學(xué)地預(yù)測(cè)規(guī)劃期內(nèi)煤礦生產(chǎn)可能造成的土地破壞數(shù)量和破壞程度。同時(shí)研究采煤對(duì)土地破壞以及對(duì)水資源的破壞，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響。通過破壞土地評(píng)價(jià)，研究已破壞土地和規(guī)劃期內(nèi)可能破壞土地適宜性復(fù)墾，明確破壞土地復(fù)墾的潛力與方向，提出土地復(fù)墾整治的分階段目標(biāo)，并切實(shí)執(zhí)行。提高土地復(fù)墾工藝，并保證資金渠道和補(bǔ)償機(jī)制，提高復(fù)墾土地的質(zhì)量狀況。

2、加強(qiáng)耕地特別是基本農(nóng)田的保護(hù)，實(shí)行多種經(jīng)營

一定要穩(wěn)定礦業(yè)城市的耕地特別是基本農(nóng)田數(shù)量，在數(shù)量穩(wěn)定的前提下想方設(shè)法提高土地質(zhì)量，保障當(dāng)?shù)丶Z食安全。礦業(yè)城市的地形地貌一般都比較惡劣復(fù)雜，耕地和基本農(nóng)田的質(zhì)量都不高，必須要實(shí)行多種經(jīng)營。要加強(qiáng)耕地的基本建設(shè)，發(fā)揮耕地的生產(chǎn)潛力，提高糧食單產(chǎn)；要大力增加“現(xiàn)有”林木的撫育管理，努力增加林地面積，提高森林覆蓋率；要管好現(xiàn)有草地資源，制止過度放牧，防止草地的繼續(xù)退化，抓好人工改良草地，提高草地的產(chǎn)草量和質(zhì)量，提高載畜量。通過加強(qiáng)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、改善作物品種，合理調(diào)整農(nóng)、林、牧結(jié)構(gòu)，不斷改善生態(tài)環(huán)境，減少水土流失，提高農(nóng)業(yè)整體水平，增加農(nóng)民收入。

3、建設(shè)項(xiàng)目要做好環(huán)境影響評(píng)價(jià)，嚴(yán)格控制農(nóng)轉(zhuǎn)非

嚴(yán)格實(shí)施低占用指標(biāo)控制與用途分區(qū)管制措施，嚴(yán)格把握建設(shè)項(xiàng)目審批關(guān)，建立“論區(qū)位、評(píng)效應(yīng)、核指標(biāo)”的建設(shè)用地審批與管理制度，嚴(yán)格控制耗能高、占地多的建設(shè)項(xiàng)目。合理配置土地資源，鼓勵(lì)土地資源的集約節(jié)約利用。按照土地利用現(xiàn)狀水平與潛力，盤活存量土地，在建設(shè)用地呈現(xiàn)閑置浪費(fèi)時(shí)，應(yīng)因地制宜，樹立挖潛存量土地為先的理念，限制征用非農(nóng)用地。供給引導(dǎo)需求，按照城市建設(shè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，保證重點(diǎn)，優(yōu)地優(yōu)用，對(duì)存量土地潛力大的地區(qū)和污染嚴(yán)重或效益低下的企業(yè)實(shí)行限制供地。充分發(fā)揮土地政策在正確引導(dǎo)生態(tài)建設(shè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與布局中的調(diào)控作用。 2100433B

《礦業(yè)城市土地利用與生態(tài)演化》以礦業(yè)城市土地利用為核心，對(duì)礦業(yè)城市土地利用變化主要特征及其變化的作用機(jī)制進(jìn)行理論研究，構(gòu)建了礦業(yè)城市土地利用變化機(jī)制的一般理論框架，并以江蘇省典型礦業(yè)城市——徐州市為分析樣本，充分利用RS與GIS技術(shù)，圍繞土地利用變化“過程、格局、機(jī)制、效應(yīng)”這一科學(xué)命題，系統(tǒng)分析礦業(yè)城市土地利用時(shí)空變化過程與格局特征，綜合研究資源、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、交通、社會(huì)等因素對(duì)礦業(yè)城市土地利用變化的影響，并從生態(tài)系統(tǒng)視角分析礦業(yè)城市土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。

《礦業(yè)城市土地利用與生態(tài)演化》可以作為地理學(xué)、地理信息系統(tǒng)專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)的研究生的教學(xué)參考書和相關(guān)專業(yè)研究人員的參考資料。

1　緒論

1．1　研究背景和意義

1．1．1　研究背景

1．1．2　研究意義

1．2　國內(nèi)外研究進(jìn)展

1．2．1　國內(nèi)外LUCC研究進(jìn)展

1．2．2　國內(nèi)外礦業(yè)城市研究進(jìn)展

1．2．3　礦業(yè)城市徐州市LUCC研究進(jìn)展

1．3　目前研究中存在的主要問題

1．4　研究目標(biāo)、內(nèi)容與技術(shù)路線

l．4．1　研究目標(biāo)

l．4．2　研究內(nèi)容

1．4．3　技術(shù)路線

1．5　內(nèi)容結(jié)構(gòu)

2　研究區(qū)概況及遙感數(shù)據(jù)處理

2．1　研究區(qū)概況

2．1．1　研究區(qū)基本概況

2．1．2　礦業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展概況

2．2　數(shù)據(jù)基礎(chǔ)及遙感數(shù)據(jù)處理

2．2．1　研究區(qū)范圍

2．2．2　數(shù)據(jù)源

2．2．3　遙感數(shù)據(jù)處理工作平臺(tái)及技術(shù)路線

2．2．4　遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理

2．2．5　遙感影像解譯

2．2．6　矢量圖的生成及建庫

3　礦業(yè)城市土地利用變化理論研究

3．1　礦業(yè)城市基本內(nèi)涵

3．2　中國礦業(yè)城市發(fā)展及理論研究意義

3．3　礦業(yè)城市土地利用變化特征

3．4　礦業(yè)城市土地利用變化機(jī)制的理論研究

3．4．1　分析方法成因分析法

3．4．2　礦業(yè)城市土地利用變化驅(qū)動(dòng)因子系統(tǒng)層次關(guān)系辨識(shí)

3．4．3　礦業(yè)城市土地利用變化驅(qū)動(dòng)力作用機(jī)制理論框架

3．5　本章小結(jié)

4　徐州城市土地利用變化過程與格局研究

4．1　技術(shù)流程及研究方法

4．1．1　技術(shù)流程

4．1．2　研究方法

4．2　結(jié)果分析

4．2．1　土地利用變化速度與變化強(qiáng)度

4．2．2　土地利用類型增減轉(zhuǎn)移

4．2．3　土地利用變化的空間格局

4．3　本章小結(jié)

5　徐州城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)與空間格局研究

5．1　徐州城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)演變分析

5．1．1　研究方法土地利用結(jié)構(gòu)信息熵及均衡度

5．1．2　城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)變化

5．1．3　土地利用結(jié)構(gòu)信息熵和均衡度計(jì)算及分析

5．1．4　用地變化與土地利用結(jié)構(gòu)信息熵變化的關(guān)系分析

5．2　徐州城市建設(shè)用地空間格局演化研究

5．2．1　城市建設(shè)用地分類及研究數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

5．2．2　研究方法

5．2．3　工業(yè)用地空間分析

5．2．4　居住用地空間分析

5．2．5　商服用地空間分析

5．2．6　工業(yè)、居住及商服用地空間格局對(duì)比分析

5．2．7　工業(yè)、居住及商服用地空間格局關(guān)系分析

5．3　本章小結(jié)

6　徐州城市土地利用變化驅(qū)動(dòng)力機(jī)制研究

6．1　驅(qū)動(dòng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建、定量研究方法及研究主要內(nèi)容

6．1．1　評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

6.1．2　主要定量評(píng)價(jià)方法

6．1．3　驅(qū)動(dòng)力機(jī)制研究的主要內(nèi)容

6．2　徐州城市土地利用變化驅(qū)動(dòng)力實(shí)證研究

6．2．1　自然因素影響

6．2．2　礦產(chǎn)資源影響

6．2．3　經(jīng)濟(jì)人文因素影響

6．2．4　驅(qū)動(dòng)力因素系統(tǒng)綜合影響的定量研究

6．3　本章小結(jié)

7　州城市土地利用變化的生態(tài)效應(yīng)

7．1　基于生態(tài)服務(wù)價(jià)值理論的徐州城市土地利用變化生態(tài)效應(yīng)研究

7．1．1　生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值理論及應(yīng)用

7．1．2　生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估方法

7．1．3　計(jì)算結(jié)果與分析

7．2　基于生態(tài)足跡理論的徐州城市土地利用變化的生態(tài)效應(yīng)研究

7．2．1　生態(tài)足跡理論及應(yīng)用

7．2．2　生態(tài)足跡計(jì)算及分析

7．2．3　生態(tài)承載力計(jì)算及分析

7．2．4　生態(tài)盈余（或赤字）計(jì)算與分析

7．3　基于景觀生態(tài)理論的徐州城市土地利用變化的生態(tài)效應(yīng)研究

7．3．1　景觀生態(tài)理論及應(yīng)用

7．3．2　結(jié)果與分析

7．4　本章小結(jié)

8　總結(jié)與研究展望

8．1　總結(jié)

8．2　主要?jiǎng)?chuàng)新

8．3　不足與展望

參考文獻(xiàn)

附表

后記

礦業(yè)工程一級(jí)學(xué)科包含采礦工程、礦物加工工程、安全技術(shù)及工程等二級(jí)學(xué)科。礦業(yè)工程學(xué)科既要按照礦井的地質(zhì)、生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)特性來完善和發(fā)展傳統(tǒng)的礦業(yè)工程科技，又要吸收和融匯現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新成就使礦業(yè)工程科技不斷提高和更新。礦業(yè)工程學(xué)科和地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、能源工程、冶金工程、材料科學(xué)與工程、力學(xué)、土木工程、機(jī)械工程、化學(xué)等相鄰學(xué)科有密切聯(lián)系。

礦業(yè)工程一級(jí)學(xué)科設(shè)置的采礦工程、礦物加工工程、安全技術(shù)及工程二級(jí)學(xué)科之間存在相互依賴、共同發(fā)展的內(nèi)在聯(lián)系。采礦工程場(chǎng)所大多處在錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境中，采礦工程依賴安全技術(shù)及工程提供安全保障。安全技術(shù)及工程學(xué)科的對(duì)象是工礦企業(yè)的安全技術(shù)問題，但其突出研究對(duì)象是礦業(yè)領(lǐng)域的重大災(zāi)害事故和安全問題。采礦工程開采出的礦產(chǎn)資源，通常需要經(jīng)過礦物加工才能成為冶金、能源、化工、建材等行業(yè)的原料。礦業(yè)工程學(xué)科的發(fā)展對(duì)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展極為重要，并將不斷推動(dòng)和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。