矿山地质环境恢复治理中岩土工程勘察的作用

叶 垚，陈瑞源

（江西省地质局有色地质大队，江西 赣州 341000）

改革开放已久，我们国家在全国人民的努力之下，已经从发展中国家向发达国家跨越，发展速度之快，世界有目共睹。在此背景下，采矿行业在国家的发展进程里也发挥了自己的作用且不可替代。我国矿山开采行业发展悠久，尤其是在20世纪90年代，面对工业﹑农业﹑制造业对矿物的需求量倍增的情况，全国各地掀起了一阵兴办矿业的发展热潮，矿企和地勘企业已经在能力范围内寻找矿产资源和开发矿产资源，各种大中小型的矿山如雨后春笋般层出不穷，大批量的矿山工程涌现[1]。但由于个别地区矿山规模较小，所处管辖力度不够严格，再加上在设计规划阶段不够科学合理，虽为我国社会经济发展作出了不小的贡献，但是也遗留下了一系列的地质环境问题，也就是治理部门常呼吁的要注意科学开采，避免过度开采。如，对土地资源随意占用和破坏，对当地的地质地貌景观带来了损害，出现严重的水土流失问题和山体滑坡现象，增加了地质灾害的发生概率，为当地矿业的发展以及周边居住人群的生命安全带来了极大的威胁。

1 矿山环境破坏成因

导致矿山环境被破坏的因素较多，主要包括以下几个方面：

一是自然环境因素。矿产资源开发过程中某些特殊矿种所在的矿区为露天开采，因此在对矿产资源进行开发利用时，可能会对当地的土层﹑水位﹑地质地貌和自然生态景观带来破坏。其中区域内的自然环境包括同一时间矿山所在位置的降水量和年日照时长等等。而且在不同的自然地理条件下也能产生不同类型的矿山形态，如盆地构造或者褶皱断裂带。自然环境正常生长，人类对于矿山的开采频率和施工设备对矿山地区的稳定性有很多影响，且在长时间的作用下很有可能因为人类不合理的生活方式会影响该区域的自然水文地理环境，使得山体的植被和土壤等自然因素遭到破坏，增加矿山的施工难度是小，破坏了人类赖以生存的环境长久影响是大[2]。同时矿山开采过程中，形成陡峭的临空面，对个别岩层稳定性﹑安全性﹑牢固性较差的地方，很容易在外界相关因素的影响之下，出现山体滑坡﹑土层崩塌，埋下地质安全隐患。

二是技术性因素。过去，我国矿山开采技术较为滞后，矿山开采多是“放大炮”和“崩塌法”，爆堆较为分散，对土地进行了大量占用，同时爆破面凹凸不平，容易出现松动，进一步增加了出现山体滑坡﹑土层崩塌的安全隐患。

三是恢复治理技术较为传统。矿山地质环境的恢复具备较强的专业性，恢复难度较大，尤其是对于过去矿山开采技术不够合理，形成大量高陡岩质边坡的地区来说，若是该地区植被无法覆盖，水土流失问题较为严重，使用传统的矿山环境恢复治理办法无法达成理想恢复目标。因此需要创新恢复工艺和恢复办法，弥补现有恢复治理办法的缺陷和不足，以获得更为可观的恢复治理成效[3]。

2 矿山地质环境保护与治理的目标和任务

2.1 治理目标

在对矿山环境进行恢复时，需要依照当前矿山的实际地质地貌，制定出针对性的治理方案，并将过去由于矿山开采不合理所带来的环境问题作为治理对象，选择最为科学合理的治理方式。其主要目标就在于，对过去矿山开采引发的环境问题达成百分之百的治理，始终秉承生态环境保护这一原则，做好针对性的防护，严格遵照“谁开采，谁治理”这一原则，展开矿山恢复作业[4]。

在矿山开采完成之后，需要针对顽固性﹑难以解决的关键问题，制定出科学合理的恢复技术，保障其生态功能得以恢复，进一步降低环境问题所带来的负面影响。主要包括以下内容：一是废弃物的综合利用目标，针对矿山开采过程中所衍生出来的各种固体废料，如煤矸石，可通过对煤矸石制砖技术的有效运用，实现固体废物的变废为宝；二是土地资源治理恢复目标，进一步强化对被破坏土地的综合性治理，形成更为完善的治理环境；三是地质灾害预防目标，需要加强对开采技术的关注和重视，对其中的安全隐患需要进行重点防控。

2.2 治理任务

在治理任务上，主要包括以下几个方面：一是需要对地面塌陷区进行治理，进一步强化塌坑的回填工作，为自然植物的生长打下有力的基础；二是工业场地的治理，强化临时建筑物的拆迁，对垃圾废料进行综合治理，关注自然植被的生态恢复，废弃的开采井口需要在第一时间展开封闭；三是监测任务，依照矿山开采的实际特征，针对地面塌陷展开地质灾害预测，并通过岩土勘察工作强化地下水位检测。

3 解读岩土工程与地质灾害防治工程

地质工程学分为岩土工程和地质灾害防治工程。地质工程学顾名思义工程项目里和地质有关的范畴都属于地质工程学。岩土工程是工程项目施工过程和岩土体相关的开挖和加固部分；地质灾害防治工程是开挖和加固后对地质环境造成的不同程度的影响，通过一些办法来完成复原以及防范工作。

4 矿山地质环境勘察要点

4.1 地面调查

在地面调查内容上，主要包括以下几方面的内容：一是需要掌握当前矿山的地质地貌，明确矿山构造的实际情况以及不同地质之间的作用关系，对当前矿山的地质单元展开科学合理的划分；二是需要基于地形图，了解当前矿山勘察范围之内的水文点没地貌，包括调查区域范围中的水坑﹑输电线路﹑地下管网和周边建筑物等；三是需要对当前矿山的典型地质环境问题展开深入调查，包括过去矿山开采过程中存在的采矿场灰渣堆和塌陷区，并通过岩土工程勘察的专业数码设备，将拍摄下来的数据信息进行精准记录，对当前矿山环境的稳定性进行初步判断和评估，明确危险性以及进行恢复治理的可执行性和难度；四是需要依照调查内容，对矿山有可能会出现的地质灾害点进行调查，如山体滑坡坍塌和泥石流等，若是有需要，也可以依照调查内容，制作剖面图和平面图；五是需要依照自然灾害的实际情况，填写矿山出现地质灾害的调查小卡片，并赋予一定的文字说明；六是依照矿山的地貌点﹑水文点，选择科学合理的GPS勘察技术，优化地面勘察综合质量。

4.2 专项调查

在专项调查上，主要包括以下几个方面的内容：

一是泥石流崩塌﹑山体滑坡为代表的自然灾害，通过专业化的岩土工程勘察手段，将其侧重点放置在稳定性较差以及对周边居民带来生存威胁的勘察点位；

二是地面塌陷，在地面塌陷上，其勘察对象主要集中在踩空地面，对踩空地面的灾害情况进行综合性的勘察，并进行测绘，在工作内容上如下：在调查时，可以通过实地测量，针对地面塌陷情况进行全方位的调查，同时填写对应的野外调查表，不可将其中的重点要素忽略，同时通过拍照和录像，将实际情况绘制成平面图，汇总为数据信息表格；对踩空塌陷有可能会出现的具体时间﹑范围进行全方位的调查，了解矿矿区建设的综合情况，包括过去开采过程中用到了哪些开采技术﹑建设总规模，针对地表变形情况进行综合性调查；绘制为1∶1000或1∶2000的踩空塌陷图纸，明确未来有可能会出现的地面塌陷以及出现塌陷的具体因素，对其危害程度进行客观评估，预测未来的发展趋势，制定出针对性的治理方案；

三是地裂缝，在地裂缝勘察上，主要是通过槽探勘察办法，具体勘察过程包括以下几方面：在勘察时，需要通过实地测量，针对地裂缝的实际情况进行全方位的综合调查，同时填写好对应的野外调查表，不可忽略主要因素，并运用录像和拍照，汇总数据信息，制作为素面图；对矿山开采区域范围内地裂缝单体特征进行全面分析，对群体特征进行全面调查，掌握裂缝的深度﹑长度和宽度，同时综合矿山开采实际情况和闭坑情况，针对地裂缝未来有可能会带来的危害进行全面预测分析，并通过与附近居民的谈话沟通，掌握矿山开采区域内的裂缝发展历史，同时针对地裂缝对周边建筑物所带来的负面影响以及危害程度进行全面调查，明确地裂缝和塌陷区之间的关联性，对地裂缝的危害和损失进行全面分析，并制定出针对性的优化方案；

四是含水层破坏，针对当前矿山环境的单元涌水量及水位进行全面调查，掌握含水层的渗透系数，以及单元范围内的用水量，针对地下水质变化情况进行全面调查，明确含水层对周边居民生产生活用水供给所带来的负面影响，并基于客观角度，评估矿山开采活动对含水层结构带来的负面影响；

五是土地资源破坏，在土地资源破坏的勘察工作上，需要依照矿山开采土地利用现状的数据资料，掌握现阶段的土地类型，明确在矿山开采过程中带来了哪些土地资源破坏问题，并制定出科学合理的恢复和治理方案，在土地资源破坏勘察上，其中的内容包括以下几个方面：须对由于矿山开采所出现的塌陷区进行深度调查，明确塌陷深度﹑占用土地资源情况，对开采过程中建设的建筑物以及道路临时占用进行全面调查，针对土壤资源情况展开全面调查，并客观评估未来植被在该区域种植上的适宜性。

5 岩土工程技术发展

岩土工程公司通过多年工程实践的积累，已经完全有能力承担各类大型复杂工程的勘察﹑设计和施工，包括复杂地基处理设计与施工﹑大型边坡治理工程设计与施工等。随着改革开放和现代化建设的蓬勃发展,采用传统的勘察方法和勘察手段已经很难满足工程勘察需要[5]。因此，岩土工程在今后必须不断了解和掌握国内外先进的岩土勘察技术，优选合理的工程设计方案，依靠科技创新，加强技术管理，以技术抢占市场逐渐向技术管理型转变。

（1）把新技术﹑新工艺﹑新方法融入到岩土工程勘察的创新和实践中。引进新技术﹑吸纳新人才，安排一定的实际给现有员工培训，技术和人员的思维不能故步自封，要跟随时代的脚步共同成长，提高专业技能，学习新的技能，这样才能适应企业和社会的需要。现场勘测结果要确保真实准确，不能忽略岩土工程勘察这一步骤，从不同的岩土体﹑地质体和地质构造几个方面，探索地下矿体﹑地下空洞﹑矿体分布规律﹑埋藏深度，掌握采矿区的一手信息，帮助矿山工程顺利进行，相当于提升了岩土工程的勘察质量。引进新技术，推广新方法，提高岩土工程设计参数的准确性。

（2）加强特殊岩土的岩土工程勘察技术与分析评价的研究。

特殊工程地质性质是指岩土具有特殊的物质成分﹑结构﹑构造和物理力学性质。岩土工程勘察的主要目的是为设计﹑施工提供地质勘察成果及各项工程参数，其成果质量将直接影响建设项目的工程安全和工程造价。一份高质量的岩土工程勘察报告，除了应真实地反映勘察场地的地形﹑地貌﹑构造﹑地层﹑地下水﹑岩土性质﹑不良地质现象及其他要求查明的问题，更重要的是应该进行正确合理的岩土工程分析评价，有明确的工程针对性，以满足工程建设对岩土工程勘察的要求。

6 矿山地质环境恢复治理中岩土工程勘察的作用

自我国改革开放之后，近些年来经过不断的探索和实践，我国已成为世界发展速度最快的国家之一，尤其是大规模的基建建设需求，也对我国矿产资源提出了全新的标准及要求，开发需求日渐增加。过去，矿山开采行业一直处于粗放式的发展模式，引发大量地质环境破坏问题，对矿产资源的过度开发，导致地区生态自然环境遭受严重破坏，产生大量固废垃圾堆，对当地环境带来严重污染，自然灾害的发生频率全面提升。综合世界各地在矿产资源的开发工作上的实际现状，大多数都是先开采后治理，在阶段时间内，对矿山展开高密度集中开采，过度关注短期效益，导致自然灾害频频出现，更是对相关工作人员安全带来了极大的威胁。因此在矿山开采活动上，需要改变传统的开采原则，积极地作出改变，并通过矿山环境的恢复治理工作，为我国矿山行业的健康稳定可持续发展打下坚实的基础。矿山环境的恢复和治理是一个持续性的探索过程，更加无法通过肉眼的观测，明确现阶段的治理策略，因此需要基于岩土工程勘察工作进行着手，明确当前地区的地质地貌实际数据信息，如地下水位﹑土层﹑地面﹑水文﹑地理位置﹑环境﹑植被分布和土地复垦情况，为后续矿山环境治理策略的制定打下坚实的基础，提供一手数据资料。并通过岩土工程勘察数据，预测未来矿山环境的发展趋势，提升对自然灾害的预测精准性，对于确保我国矿山行业实现稳定可持续发展，有着非常重要的现实意义。

7 展望

（1）会继续推进矿山环境修复治理工作的进程。借鉴前辈们治理经验，通过勘察到的不同类型的矿山环境问题，针对性的列举方案编制，增加编制内容从地质灾害调查到地貌景观的恢复再到矿山周围的土地复垦，二次利用，再到矿区地下水的预防污染和治理。希望能找到更多解决的办法，来把一些灾害度降低到最小化，有一天实现预防大于治理。

（2）继续推广保护环境的重视性。希望每个人从自身做起，从心里意识到只有具备良好的环境才能有更好的生活。如果有一天我们生存的环境都是污染的，那身体一定是非健康的，经济发展再快有什么用呢？所以从现在开始重视环境保护，环境岩土工程是一门新的学科：岩土工程与环境科学。它利用了岩土工程基本原理，岩土工程勘察技术，目的是预防人类工程引起的环境恶化问题。环境科学起到了分析和评价的作用，不能类型的岩土工程和环境之间就会有不一样的互相影响。科学的规划可以提高岩土工程勘察的质量，进一步改善了人类的生存环境，确保了社会整体的和谐稳定发展。环境科学与岩土工程协同作用，是想利用其勘察技术，科学的防治土地荒漠化﹑洪水﹑滑坡﹑地震﹑火山﹑海啸等自然灾害引起的环境问题；防治化学物品比如药﹑垃圾等引起的水资源和土地污染。矿山污染就是废弃物堆积﹑土地地下水﹑植被砍伐等。为了研究解决这一系列问题，环境岩土工程的推广能帮助处理一些人类工程活动的遗留问题，如密集建筑群打桩过程中的挤土﹑振动﹑噪声等对周围人居环境的影响；深基坑开挖过程中的降水和边坡位移，以及地下隧道开挖对地面的影响等。以上举例只是其中的一小部分，总之希望通过环境岩土工程让环境发展和经济发展平衡发展。

8 结论

综上所述，本文通过对矿山施工中地质勘察要点研究发现，岩土工程勘察在矿山地质环境的保护和治理中起到非常重要的作用。从自然地理环境变化，地面塌陷﹑泥石流等自然灾害﹑含水层破坏﹑土地资源破坏等几个方面对矿山地质环境恢复要点进行论述，，寻找出矿山过度开采的原因近些年来在我国矿产资源需求逐渐增高的社会背景下，矿山开发力度逐年增大，除了为矿山地质环境带来了严重的负面影响，更是对矿山附近的生态资源环境以及周边居民的日常生活带来了极大的威胁，也影响到了矿山的可持续开采战略的进行。因此需要通过对岩土工程勘察技术的有效运用，发挥出在矿山地质环境恢复治理中的作用及价值，为矿山地质环境恢复治理打下坚实的基础，以确保未来在矿山开采行业的发展过程中，实现其可持续发展目标。