環境因素與工程施工對礦山開采區地質災害形成的影響研究

賈昊冉

（甘肅省地質環境監測院，甘肅 蘭州 730050）

在礦山開采區域中，含水結構改變、水土污染和土地資源損毀等環境因素，以及露天開采、地下開采等的開采施工因素，均對環境造成一定程度的不利影響，進而導致發生地質災害。因此，在具體的礦山開采區域治理過程中，相關單位需要明確其地質災害形成的主要影響因素，并通過合理的措施進行治理。

1 某地區礦山開采區域基本情況概述

本文研究的地區現有礦山5131座，其中有99座大型礦山、210座中型礦山、4003座小型礦山，設置探礦權819個。在查明礦產資源儲量的礦種中，該地區有10種礦產被列為全國第一位，有25種礦產被列為全國前五位；有49中礦產被列為全國前十位。在該地區，礦產起源是社會發展的重要物質基礎，自改革開放之后，礦產開發更是為該區域的經濟發展做出了巨大貢獻。但是隨著礦產資源的大規模開發與利用，很多礦山出現了比較嚴重的地質環境問題，如土地資源被破壞、地形地貌的改變以及景觀破壞情況越來越嚴重，各種的地質災害問題越來越明顯，該情況不僅制約了區域內的礦山開采工作，同時嚴重威脅人們的生命和財產安全。

2 礦山開采區域主要地質災害

2.1 滑坡

在部分采礦區域，更新系統土層下出現了一個不透水層，在地下水蘊集情況下，該不透水層發生軟化，進而降低了地質的抗剪強度，滑坡地層也由此形成[1]。另有一些采礦區域斜坡面上存在大量的堆積物和風化巖，由于堆積物具有較大的滲透系數，如果有雨水積聚并達到飽和，可能導致出現滑坡現象；同時，風化巖脆性較大，穩定性不足，也容易出現滑坡現象。

2.2 崩塌

在礦山開采區域內，崩塌也是一種非常常見的地質災害。因為采礦過程中有高而陡峭的邊坡形成，巖體懸空情況就很容易出現，踩空間塌陷區域也會出現山體開裂等情況。在這樣的情況下，如果遇到暴雨天氣，或者是排水不當等，均容易導致崩塌災害地發生，且片石和塊石組成的崩塌體將會對礦產開采以及附近人員的安全造成嚴重威脅。

2.3 泥石流

在礦山開采區域內，泥石流的基本形成條件有三個，第一是松散物源十分豐富；第二是高陡縱波降比；第三是水源或者是尾礦庫滑塊十分充足。在本文研究的某地區礦山開采區域中，泥石流大多集中在了降雨比較多的7～9月，其主要特征是爆發迅猛、主流擺動速度快以及沖擊力強，具有非常大的危害性。一旦發生了泥石流災害，不僅導致采礦工作中斷，也會對作業人員的安全造成威脅。

2.4 地面塌陷裂縫

地裂縫這種地質災害比較特殊，在本次所研究的地區，礦山開采區域內的地裂縫問題主要采礦造成，如不有效治理，區域內的房屋、道路、植被以及耕地等均會受到一定程度的破壞，進而對居民的生產、生活造成不利影響[2]。

3 環境因素對開采區域地質災害的影響

3.1 含水層結構改變

隨著礦山開采區域內礦產資源的不斷開采，其含水層結構遭到破壞。由于無論井下開采還是露天開采，其均對地下水徑流、補給以及排水條件造成改變，進而改變其含水層結構，導致地下水位不斷下降，并減弱其富水性，降低其水質。首先，在采礦過程中，疏干排水會破壞地下水系統的均衡性，打破原有的儲水構造，并且在采礦深度不斷增加的過程中，礦區內的用水量也在逐漸降低，地下水位不斷下降，富水性不斷減弱，地表徑流不斷減少，甚至出現斷流的情況。其次，因為降雨淋濾的影響，采礦區域中的重金屬、石油以及氫化物等的各種有害元素會深入到地下水中，并有少量的有害元素殘留在地表，這樣的情況對地下水以及地表水的水質造成不良影響。最后，因為井下開采以及露天開采工作將淺層水資源系統以及深層水資源系統的平衡打破，導致導水縫隙形成，嚴重的情況下，會使覆蓋在作業面上的巖層出現變形失穩現象，并以礦井為中心，形成一個巨大的降落漏斗，進而加大地質災害的發生風險。

3.2 水土污染

因礦山開采導致部分有害物質進入開采區域內的地下水、地表水以及地表土壤中，進而造成水土污染問題。如果此問題得不到有效治理，水土污染問題越來越嚴重。在該情況下，礦山開采區域內的自然生態環境將會遭到嚴重破壞。另外，隨著各種有害元素滲透到土壤中，植被的生長受到了阻礙；這些有害元素隨著徑流進入到河流、湖泊中，對水生植物、動物與微生物的生長繁殖造成損害。

3.3 土地資源損毀

在礦山的露天開采過程中，原有的土地資源和植被遭到直接破壞，加之礦渣堆積和開采場地的不斷擴大，原有的土地被大量侵占，改變原本的地形地勢。通過實地考察與分析發現，在本文研究的某地區內，很多礦山開采區域的土地資源損毀情況均比較嚴重，導致土地風化、水土流失、植被數量減少等的地質環境問題愈演愈烈。據統計，到目前為止，該地區的礦山開采區域地貌景觀破壞面積已經達到72602.31m2，破壞情況尤為嚴重。

4 工程施工對開采區域地質災害的影響

4.1 露天開采的影響

在露天開采中，很多的土地資源將會被占用，同時對環境造成十分嚴重的破壞，特別是在采裝、運輸和排卸等的作業過程中，其對水土和大氣造成嚴重污染。隨著地貌景觀的破壞和水土大氣環境污染的不斷加劇，滑坡、崩塌以及泥石流等的地質災害頻繁發生，進而導致采礦工作受阻和附近居民的生活受到影響。

4.2 地下開采的影響

相比較露天開采而言，地下開采并不對地貌景觀造成很大破壞，但是這種開采方式引發的地面塌陷以及裂縫問題十分嚴重，且這些問題會隨著開采時間的延長而加劇。同時，地下開采對深層的地下水系統均衡性造成嚴重破壞，且該種破壞很難修復，進而為地質災害埋下更多的隱患。

5 礦山開采區域地質災害的防治措施

5.1 做好滑坡防治

治理滑坡災害的方法有很多種，比如堆載反應、減重、巖土錨固、抗滑擋墻、微型樁、抗滑樁、沉井式抗滑擋墻、抗滑干砌片石垜、錨索框架、疊框式擋墻、樁拱墻、錨桿擋墻、抗滑明洞、豎向預應力錨桿擋墻、樁籠防護以及抗滑樁明洞等，同時可以通過截、排以及引導形式的排水工程建設來加以治理。在實際治理中，相關單位應根據實際情況，結合實際需求，采取合理的技術措施做好滑坡防治工作。

5.2 做好崩塌防治

在對礦山區域進行崩塌防治的過程中，其主要的措施包括支撐、清除、護墻、護坡、錨固、插別與串聯、遮蓋、攔截、灌漿、封堵、SNS柔性防護網以及排水等。具體治理中，相關單位應綜合各方面因素的全面分析，選擇科學合理的措施進行治理。在本文研究的區域中，礦山開采區崩塌防治主要采用的方法為SNS柔性主動防護網。

5.3 做好泥石流防治

對于礦山開采區域的泥石流地質災害，其主要防治措施包括工程治理、生物治理和社會防治這三種。工程治理中，主要措施包括調洪蓄水、穩溝固坡形式的防護工程、以溝道停淤為基礎的攔擋工程、指定方向停淤或游走形式的排導工程。生物治理中，主要措施包括封山、植樹造林、構建灌木和花草扥的植被小環境等。社會防治主要包括相關管理機構的建立、規章制度的完善、對社會各界人民群眾參與的倡導等。具體治理中，可將這三種方式相結合，以此達到最佳的治理效果。

5.4 做好地面塌陷裂縫防治

在對礦山開采區域中的地面塌陷問題進行治理時，可通過填土法來進行補救，采用大象的機械設備將塌陷區域中的土壤進行填實處理。如果破壞程度比較輕，則不需要進行特殊處理，僅需等待自然恢復。針對裂縫的情況，通過灌縫填充的方式進行處理，利用土料和砂漿等進行縫隙填補，防止繼續開裂。同時針對此類區域開展自然修復工作，通過草皮種植等的方式改善其土壤環境，增強土壤保水力，以此確保其生態環境質量。

5.5 加強環境治理與保護

在對礦山開采區域進行地質災害防治的過程中，良好的環境治理與保護也是修復水土環境、解決水土流失問題、避免地質災害的關鍵措施。相關單位一定加大采礦區域的環境治理與保護工作的力度。在此過程中，相關單位應通過樹木種植、草皮種植、礦山復墾、水污染治理和地表土換填等方式進行環境治理。同時加強環境保護工作，通過礦渣堆放場地的建設、采礦區域內環境監測設施的設置、相關規章制度的制定與落實等方式來進行環境保護。以此解決礦山開采區域中的環境問題，進而最大限度避免因環境問題而導致的地質災害。

6 結語

在礦山開采區域，因受到開采施工以及環境因素等影響，地質災害頻繁發生。如果該災害得不到有效治理，不僅對礦產企業的開采工作造成影響，同時對附近居民的正常生活乃至于生命財產安全造成威脅。基于此，相關單位應全面分析環境因素與開采施工對礦山開采區域內地質災害的影響，并以此為依據，采取合理的措施進行災害治理工作。