地下采矿对矿山地质环境影响探究

李宁宁 肖雪英

摘要：在近几年，我国社会经济发展迅猛，城镇化建设和工业化建设进程不断加快，这都大大增加了对各项能源资源的需求，因此相关部门就积极开展了地下采矿工程。但是就地下采矿工程来说，由于会对周边环境造成直接破坏，因此必定会改变周边环境原先的平衡状态，引发一系列问题。本文主要是从地下岩体应力、破坏岩层、地表移动三个方面详细的分析和研究了地下采矿对矿山地质环境所产生的影响，这为在地下采矿工程合理施工提供了参考。

关键词：地下采矿；矿山地质环境；影响

一、引言

地下采矿工程随着范围的扩大，会对矿山地区的地质环境造成连续性、长期、重复性、大范围的破坏，会直接形成、加剧或引发相应的地质灾害。造成地质灾害形成的条件主要包括岩土组成、地质构造、地层岩性、地形地貌等方面，其中的区域性地质构造会对该区域内岩土的侵蚀发育及发展趋势产生决定性作用，其中地层岩性是内在条件。在矿山出现踩空塌陷现象与开采方式、上覆岩层性质、倾角、采深、厚度等因素之间具有一定的关联性，在开采矿产资源的同时，会在地下形成一定的开挖空间，进而破坏了原有岩体的应力平衡，导致岩层出现自下而上的弯曲、裂隙、断裂等移动过程[1]。如果在矿山开采过程中对矿山地质造成严重破坏的话，一方面会引发泥石流、地面塌陷、崩塌、滑坡等突变型地质灾害，另一方面还会诱发土壤荒漠化、水环境恶化、地面沉降等灾害现象，进而严重威胁着开采人员以及周边居民的生命财产安全。

二、地下采矿对矿山地质环境产生的影响

（一）地下岩体应力

由于開采会导致地下出现一定的开挖空间，直接改变了原先地层岩体内的自然应力场，在开挖之后空间内的应力就会重新布置，并最终达到平衡状态。在开挖过程中，地下会形成相应的减压区域，如果压应力消失，就会直接释放聚集的岩层弹性，在直接压碎岩石的同时还会突出开挖空间内部，另外在开挖底部及顶部区域都会形成相应的减压区域，拉应力会取代压应力，进而对周边岩石造成破坏，引起一定空间出现变形或移动现象[2]。如果岩体内部拉应力超过了岩石最大强度的话，会直接造成顶板岩层破碎、垮落、断裂，同时地下空间底板也会出现隆升。在这一过程中，岩石层就会出现弯曲、滑移、离层、裂隙、隆升、断裂、突出、垮落等现象，如果这一变化直接发展至地层表面的话，就会破坏地表水平、曲率、倾斜、下沉等，发生非连续性变形现象。

（二）破坏岩层

由于破坏了岩体原先的应力平衡状态，就会造成其发生变形、移动，这一过程当中的岩层破坏形式包括以下几个方面：一是岩石下滑。如果采空区域倾角比较大的话，上方垮落的岩石就会直接滑落至采空区域，这就会直接扩大采空区域的上部空间，减小其下部空间，增加其上部岩层移动，降低下部岩层移动，最终的结果就是造成地表出现开裂、变形等现象。二是冒落。在岩层移动中，冒落是最强烈的一种形式，一般只会发生在采空区域直接顶板岩层位置。由于弯曲会在采空区域上层岩层周边形成拉伸变形，一旦拉伸变形力度超过岩层抗拉强化，就会对岩层造成破坏，在采空区与散落大量碎石[3]。如果破坏较为严重的话，还会破坏地层表面，造成低表面开裂、土体滑移、崩落等现象。三是弯曲。弯曲是岩层移动的主要形式，在地下开采后会从顶板位置开始，严格层面法线方向在整个岩层内出现弯曲现象，当延伸至低表面之后就会出现地表下沉、倾斜变形等现问题，引发地表裂缝、坍塌灾害。

（三）地表移动

当岩层移动到一定程度之后，就会逐渐趋于稳定，最终的采空区域位置由于塌陷而出现一个下沉型的盆地，一般来说盆地的规模会超过实际开采面积，其中如果开采的面积是矩形的话，那么最终形成的下沉型盆地就会近似椭圆形。虽然下沉盆地的各个位置移动都会存在一定差异，但移动方向都会直接指向盆地中央，全部改变了原先低表面的地形地貌、生态环境系统以及地质形态，改变了地面水平与标高位置，进而在影响着地面生活环境、水环境、设施以及建筑。如果塌陷现象较为严重的话，就会造成水土流失，破坏地表植被，引发裂缝、滑坡等地质灾害，严重威胁着人们的生命财产安全[4]。

结语：总的来说，地下采矿工程的开展会在一定程度上破坏矿山地质环境，这也会不可避免的，因此相关部门在进行开采工作的时候，应该加强应用各项先进开采技术手段，尽可能的将开采所造成的破坏控制在最小，避免对原先的地质环境造成严重破坏，甚至直接改变了原先的地形地貌。

参考文献：

[1]雒卫.地下采矿对矿山地质环境影响[J].科技传播，2012，07：19+29.

[2]陈建平，范立民，李成，宁建民.基于模糊综合评判和GIS技术的矿山地质环境影响评价[J].中国煤炭地质，2014，2602：43-48.

[3]钱卫明，唐艳.地下采煤对矿山地质环境的影响程度研究[J].世界有色金属，2016，05：114-115.

[4]王勇宏.采矿活动对矿山地质环境影响分析——以大同高家窑煤矿为例[J].华北国土资源，2017，03：110-111.

（作者单位：河南省三门峡黄金工业学校）