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东川因民铜矿区矿坑水水化学特征及资源化利用

作　者: 杜玉龙
导　师: 方维萱
学　校: 昆明理工大学
专　业: 地质工程
关键词: 东川因民铜矿区矿坑水水化学特征重金属污染侵蚀性消耗型利用水能利用
分类号: P641.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国是一个水资源缺乏的国家,人均水资源占有量为世界平均水平的四分之一,且在空间与时间上分布极不均衡,水资源的短缺已成为制约我国经济发展的重要因素之一。而我国有70%的矿区面临缺水,其中40%严重缺水,不少矿区生活用水也十分紧张,为保证矿区的可持续发展各矿区纷纷寻求矿坑水资源化利用。因民矿区矿坑涌水量大、稳定,随着矿床开采不断向外围及深部发展,矿坑水形成直接或间接的危害越来越大,其排放也会带来一系列环境问题,加剧矿区脆弱生态环境的恶化,为此矿坑水资源化利用成为矿区首要和急需研究的问题。本次研究范围为东川因民铜矿区一个独立的开拓系统,从上至下包括5个中段。本文通过调查、测试分析全面评价矿区矿坑水资源的质与量,进行资源化利用研究。1.分析矿坑水常规水化学特征,并从重金属污染情况、对铁与钢结构的侵蚀性、对混凝土的侵蚀性及对锅炉的腐蚀破坏四个重要方面评价其可利用性。研究认为：矿区矿坑水水化学特征的变化受控于采矿活动的影响和矿区地球化学背景；作为矿区饮用水源的泉水饮用是安全的；由于采矿活动影响造成矿坑水中SO42-离子浓度增高,对铁、钢结构具有微弱的腐蚀性,同时SO42-与Cu2+形成重金属硫酸盐,构成微电池,加速侵蚀；矿坑水对混凝土无侵蚀性；矿坑水作为锅炉用水为不起泡、沉淀物很少、具有半腐蚀性的水,锅垢以硬垢为主。2.以堰测法对已开拓坑道实际涌水量进行观测,同时以水文地质比拟法预测未开拓中段水资源量。调查研究得出：矿坑水资源丰富,但消耗型利用率仅为25.76%,主要集中在选厂供水,选厂供水利用率为60%；引用伯努利方程对矿坑理论水能蕴藏量、可利用水能蕴藏量、已利用水能资源量进行计算,得出矿坑水能资源可开发利用率为27.42%,已开发利用率仅为13.70%；同时对矿坑水能资源可开发潜力进行分析,在新区设计中段开拓后及2230m、2110m中段开拓至地质设计位置后,可增加水能蕴藏量11514.943kW,而经济可开发水能资源量2639.743kW；现有状况下可开发水能资源量2421.863 kW。3.在对矿坑水可利用性评价的同时对选厂排放水可利用性也进行了评价,为矿坑水二次资源化利用提供参考。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章前言  10-19
  1.1 选题依据及研究目的、意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-16
    1.2.1 关于水文地质学与水文地球化学  11-14
    1.2.2 关于矿坑水资源化利用  14-15
    1.2.3 矿区水文地质工作现状  15-16
  1.3 研究内容与技术路线  16-17
    1.3.1 研究范围  16
    1.3.2 研究内容  16-17
    1.3.3 技术路线  17
  1.4 本论文完成的实物工作量  17-18
  1.5 小结  18-19
第二章矿区自然地理概况与水文地质特征  19-45
  2.1 自然地理概况  19-24
    2.1.1 地理位置及社会经济  19-20
    2.1.2 地形地貌  20
    2.1.3 气象水文  20-22
    2.1.4 土壤与植被  22-23
    2.1.5 区域稳定性与地震  23
    2.1.6 环境地质灾害  23-24
  2.2 区域地质及水文地质概况  24-32
    2.2.1 地层  24-27
    2.2.2 构造  27-29
    2.2.3 区域水文地质概况  29-32
  2.3 矿区地质概况  32-37
    2.3.1 地层  32-34
    2.3.2 构造  34-36
    2.3.3 矿体与矿石特征  36-37
  2.4 矿区水文地质特征  37-43
    2.4.1 含、隔水层组  37
    2.4.2 断裂构造带的水文地质特征  37-39
    2.4.3 地下水补给、径流和排泄条件  39-41
    2.4.4 矿床充水条件  41-42
    2.4.5 矿床水文地质类型  42-43
  2.5 小结  43-45
第三章矿坑水水化学特征与可利用性评价  45-77
  3.1 采样与测试  45-49
    3.1.1 采样点位置  45-46
    3.1.2 样品测试  46-49
  3.2 常规水化学特征  49-56
    3.2.1 pH值  49
    3.2.2 总硬度  49-52
    3.2.3 总矿化度  52
    3.2.4 电导率  52-53
    3.2.5 其他物理性质  53
    3.2.6 常规离子与总溶解固体的关系  53-56
  3.3 水化学类型  56-60
    3.3.1 泉水  57
    3.3.2 坑道水  57-59
    3.3.3 选厂水  59-60
  3.4 离子比例系数变化特征  60-61
  3.5 矿坑水可利用性评价  61-74
    3.5.1 重金属污染情况  61-63
    3.5.2 对铁、钢结构的侵蚀性  63-65
    3.5.3 对混凝土的侵蚀性  65-70
    3.5.4 对锅炉的腐蚀破坏  70-74
  3.6 小结  74-77
第四章矿坑水资源化利用  77-103
  4.1 矿坑水可利用方向分析  77
  4.2 矿坑水资源化利用现状  77-81
    4.2.1 选厂供水  78-79
    4.2.2 水力发电  79-81
  4.3 矿坑水资源量估算  81-92
    4.3.1 堰测法  81-87
    4.3.2 水文地质比拟法  87-89
    4.3.3 水能资源蕴藏量估算  89-92
  4.4 水力发电实证研究  92-94
    4.4.1 水电站建设概况  92
    4.4.2 水能资源开发方式  92-93
    4.4.3 水电站装机容量  93-94
  4.5 矿坑水资源化利用率及利用潜力分析  94-101
    4.5.1 选厂供水利用率  94
    4.5.2 矿坑水资源消耗型利用率  94-95
    4.5.3 矿坑水能资源开发利用率  95-96
    4.5.4 矿坑水能资源可开发潜力分析  96-101
  4.6 小结  101-103
第五章结论与讨论  103-106
  5.1 主要结论  103-104
  5.2 存在问题与进一步研究建议  104-106
致谢  106-107
参考文献  107-112
附录A 硕士期间发表论文及参与项目  112-113
附录B 图版  113-114

东川因民铜矿区矿坑水水化学特征及资源化利用

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