环境因素与工程施工对矿山开采区地质灾害形成的影响研究

贾昊冉

（甘肃省地质环境监测院，甘肃 兰州 730050）

在矿山开采区域中，含水结构改变、水土污染和土地资源损毁等环境因素，以及露天开采、地下开采等的开采施工因素，均对环境造成一定程度的不利影响，进而导致发生地质灾害。因此，在具体的矿山开采区域治理过程中，相关单位需要明确其地质灾害形成的主要影响因素，并通过合理的措施进行治理。

1 某地区矿山开采区域基本情况概述

本文研究的地区现有矿山5131座，其中有99座大型矿山、210座中型矿山、4003座小型矿山，设置探矿权819个。在查明矿产资源储量的矿种中，该地区有10种矿产被列为全国第一位，有25种矿产被列为全国前五位；有49中矿产被列为全国前十位。在该地区，矿产起源是社会发展的重要物质基础，自改革开放之后，矿产开发更是为该区域的经济发展做出了巨大贡献。但是随着矿产资源的大规模开发与利用，很多矿山出现了比较严重的地质环境问题，如土地资源被破坏、地形地貌的改变以及景观破坏情况越来越严重，各种的地质灾害问题越来越明显，该情况不仅制约了区域内的矿山开采工作，同时严重威胁人们的生命和财产安全。

2 矿山开采区域主要地质灾害

2.1 滑坡

在部分采矿区域，更新系统土层下出现了一个不透水层，在地下水蕴集情况下，该不透水层发生软化，进而降低了地质的抗剪强度，滑坡地层也由此形成[1]。另有一些采矿区域斜坡面上存在大量的堆积物和风化岩，由于堆积物具有较大的渗透系数，如果有雨水积聚并达到饱和，可能导致出现滑坡现象；同时，风化岩脆性较大，稳定性不足，也容易出现滑坡现象。

2.2 崩塌

在矿山开采区域内，崩塌也是一种非常常见的地质灾害。因为采矿过程中有高而陡峭的边坡形成，岩体悬空情况就很容易出现，踩空间塌陷区域也会出现山体开裂等情况。在这样的情况下，如果遇到暴雨天气，或者是排水不当等，均容易导致崩塌灾害地发生，且片石和块石组成的崩塌体将会对矿产开采以及附近人员的安全造成严重威胁。

2.3 泥石流

在矿山开采区域内，泥石流的基本形成条件有三个，第一是松散物源十分丰富；第二是高陡纵波降比；第三是水源或者是尾矿库滑块十分充足。在本文研究的某地区矿山开采区域中，泥石流大多集中在了降雨比较多的7～9月，其主要特征是爆发迅猛、主流摆动速度快以及冲击力强，具有非常大的危害性。一旦发生了泥石流灾害，不仅导致采矿工作中断，也会对作业人员的安全造成威胁。

2.4 地面塌陷裂缝

地裂缝这种地质灾害比较特殊，在本次所研究的地区，矿山开采区域内的地裂缝问题主要采矿造成，如不有效治理，区域内的房屋、道路、植被以及耕地等均会受到一定程度的破坏，进而对居民的生产、生活造成不利影响[2]。

3 环境因素对开采区域地质灾害的影响

3.1 含水层结构改变

随着矿山开采区域内矿产资源的不断开采，其含水层结构遭到破坏。由于无论井下开采还是露天开采，其均对地下水径流、补给以及排水条件造成改变，进而改变其含水层结构，导致地下水位不断下降，并减弱其富水性，降低其水质。首先，在采矿过程中，疏干排水会破坏地下水系统的均衡性，打破原有的储水构造，并且在采矿深度不断增加的过程中，矿区内的用水量也在逐渐降低，地下水位不断下降，富水性不断减弱，地表径流不断减少，甚至出现断流的情况。其次，因为降雨淋滤的影响，采矿区域中的重金属、石油以及氢化物等的各种有害元素会深入到地下水中，并有少量的有害元素残留在地表，这样的情况对地下水以及地表水的水质造成不良影响。最后，因为井下开采以及露天开采工作将浅层水资源系统以及深层水资源系统的平衡打破，导致导水缝隙形成，严重的情况下，会使覆盖在作业面上的岩层出现变形失稳现象，并以矿井为中心，形成一个巨大的降落漏斗，进而加大地质灾害的发生风险。

3.2 水土污染

因矿山开采导致部分有害物质进入开采区域内的地下水、地表水以及地表土壤中，进而造成水土污染问题。如果此问题得不到有效治理，水土污染问题越来越严重。在该情况下，矿山开采区域内的自然生态环境将会遭到严重破坏。另外，随着各种有害元素渗透到土壤中，植被的生长受到了阻碍；这些有害元素随着径流进入到河流、湖泊中，对水生植物、动物与微生物的生长繁殖造成损害。

3.3 土地资源损毁

在矿山的露天开采过程中，原有的土地资源和植被遭到直接破坏，加之矿渣堆积和开采场地的不断扩大，原有的土地被大量侵占，改变原本的地形地势。通过实地考察与分析发现，在本文研究的某地区内，很多矿山开采区域的土地资源损毁情况均比较严重，导致土地风化、水土流失、植被数量减少等的地质环境问题愈演愈烈。据统计，到目前为止，该地区的矿山开采区域地貌景观破坏面积已经达到72602.31m2，破坏情况尤为严重。

4 工程施工对开采区域地质灾害的影响

4.1 露天开采的影响

在露天开采中，很多的土地资源将会被占用，同时对环境造成十分严重的破坏，特别是在采装、运输和排卸等的作业过程中，其对水土和大气造成严重污染。随着地貌景观的破坏和水土大气环境污染的不断加剧，滑坡、崩塌以及泥石流等的地质灾害频繁发生，进而导致采矿工作受阻和附近居民的生活受到影响。

4.2 地下开采的影响

相比较露天开采而言，地下开采并不对地貌景观造成很大破坏，但是这种开采方式引发的地面塌陷以及裂缝问题十分严重，且这些问题会随着开采时间的延长而加剧。同时，地下开采对深层的地下水系统均衡性造成严重破坏，且该种破坏很难修复，进而为地质灾害埋下更多的隐患。

5 矿山开采区域地质灾害的防治措施

5.1 做好滑坡防治

治理滑坡灾害的方法有很多种，比如堆载反应、减重、岩土锚固、抗滑挡墙、微型桩、抗滑桩、沉井式抗滑挡墙、抗滑干砌片石垜、锚索框架、叠框式挡墙、桩拱墙、锚杆挡墙、抗滑明洞、竖向预应力锚杆挡墙、桩笼防护以及抗滑桩明洞等，同时可以通过截、排以及引导形式的排水工程建设来加以治理。在实际治理中，相关单位应根据实际情况，结合实际需求，采取合理的技术措施做好滑坡防治工作。

5.2 做好崩塌防治

在对矿山区域进行崩塌防治的过程中，其主要的措施包括支撑、清除、护墙、护坡、锚固、插别与串联、遮盖、拦截、灌浆、封堵、SNS柔性防护网以及排水等。具体治理中，相关单位应综合各方面因素的全面分析，选择科学合理的措施进行治理。在本文研究的区域中，矿山开采区崩塌防治主要采用的方法为SNS柔性主动防护网。

5.3 做好泥石流防治

对于矿山开采区域的泥石流地质灾害，其主要防治措施包括工程治理、生物治理和社会防治这三种。工程治理中，主要措施包括调洪蓄水、稳沟固坡形式的防护工程、以沟道停淤为基础的拦挡工程、指定方向停淤或游走形式的排导工程。生物治理中，主要措施包括封山、植树造林、构建灌木和花草扥的植被小环境等。社会防治主要包括相关管理机构的建立、规章制度的完善、对社会各界人民群众参与的倡导等。具体治理中，可将这三种方式相结合，以此达到最佳的治理效果。

5.4 做好地面塌陷裂缝防治

在对矿山开采区域中的地面塌陷问题进行治理时，可通过填土法来进行补救，采用大象的机械设备将塌陷区域中的土壤进行填实处理。如果破坏程度比较轻，则不需要进行特殊处理，仅需等待自然恢复。针对裂缝的情况，通过灌缝填充的方式进行处理，利用土料和砂浆等进行缝隙填补，防止继续开裂。同时针对此类区域开展自然修复工作，通过草皮种植等的方式改善其土壤环境，增强土壤保水力，以此确保其生态环境质量。

5.5 加强环境治理与保护

在对矿山开采区域进行地质灾害防治的过程中，良好的环境治理与保护也是修复水土环境、解决水土流失问题、避免地质灾害的关键措施。相关单位一定加大采矿区域的环境治理与保护工作的力度。在此过程中，相关单位应通过树木种植、草皮种植、矿山复垦、水污染治理和地表土换填等方式进行环境治理。同时加强环境保护工作，通过矿渣堆放场地的建设、采矿区域内环境监测设施的设置、相关规章制度的制定与落实等方式来进行环境保护。以此解决矿山开采区域中的环境问题，进而最大限度避免因环境问题而导致的地质灾害。

6 结语

在矿山开采区域，因受到开采施工以及环境因素等影响，地质灾害频繁发生。如果该灾害得不到有效治理，不仅对矿产企业的开采工作造成影响，同时对附近居民的正常生活乃至于生命财产安全造成威胁。基于此，相关单位应全面分析环境因素与开采施工对矿山开采区域内地质灾害的影响，并以此为依据，采取合理的措施进行灾害治理工作。