地下采矿对矿山地质的影响与应对分析

＊李 鹏

（山西乡宁焦煤集团通合煤业有限公司 山西 042100）

引言

矿产资源作为我国重要能源之一，为社会发展起到了积极的促进作用。通常情况下，矿产资源的开采活动要根据矿山进行实际采掘，长期不间断的开采不仅会破坏矿山地质，还会破坏生态环境。随着国家经济的不断发展与进步，对矿山资源的需求逐渐增加，因此，采矿活动逐渐频繁，开采途径与开采范围也在逐渐扩大，致使地质灾害问题油然而生，给矿山地质环境和地质结构造成一定的损坏，加剧了塌陷、开裂等现象的出现，威胁着人们的生命安全。矿山资源属于不可再生资源，无节制的开发和利用会使资源数量急剧下降，如果发生地质灾害问题，大部分的矿山资源会受到破坏，无法再生，与我国的可持续发展战略相悖。因此，在地下进行采矿作业时，需合理保护矿山资源，在此基础上，提高地下采矿作业的工作效率与工作质量，促进矿山资源的可持续发展。

1.地下采矿影响地质环境的原理

地下采矿的本质就是对矿山的地质环境产生长期性与大面积破坏性的操作，因为会将原本稳定的矿山地质环境打破进行地下采矿活动，将诱发亦或是直接造成地质灾害的出现。地质灾害的出现条件复杂多样，其中包含矿山地质结构，地形地貌特征，矿山岩性，矿山地质构造和经营程度等各种地质背景条件。矿产地质的构造将直接决定岩土侵蚀的趋势与发展方向，坚硬程度，而地形地貌特点将直接影响到地质灾害发育速度和种类。

上述的地理条件作为地质灾害出现的限制性条件，伴随着地下采矿的不断深入，地下空洞问题越来越大造成山体原本结构所具有的平衡性被打破，会导致岩层从下到上进行移位。所以，地下采矿很有可能会诱发各种地质问题。例如：滑坡、崩塌、断层以及地面沉降等突发大面积，危害性比较大的地质灾害。

2.地下采矿对矿山地质的影响

(1)破坏地下岩体应力

在开展地下采矿活动时，会挖掘出较大的地下空间，使得地下岩石结构发生了一定的改变，导致岩石内部的应力产生变化，在其变化过程中，会不断的进行分散，当再一次达到平衡状态时才会停止分散。此时，因为岩体应力的变化，地下空间会形成一个减压环境地域，地域内的应力也会不断的分散，最终消失不见。这时，旁边的岩层会释放出一定量的弹性，致使岩层内部破裂。在此环境下，岩层还会挤压挖掘空间，使得挖掘空间的底端和顶端产生减压区域，最终导致两端岩层破裂。这一些列的连锁效应，会使挖掘的岩层发生变形或者移动。顶端岩石由于受到地表土层和自身重力的双重压力，会不断的坠落，当双重压力高于自身强度时，还会造成顶端岩体的破碎和断裂。与此同时，底端的岩层因为应力的改变，会出现隆起现象，导致岩石层滑移、离层、裂隙等。假如采矿的强度足够高，那么此种状况还会进一步延伸至地表中。当地表出现滑移、离层、裂隙等情况，就会变得倾斜、下沉。假如矿山地质的环境较为复杂，还会出现变形现象。

(2)破坏地表，土壤严重流失

岩层变动使得岩体应力发生改变，对地表产生了严重的影响。当岩层变动停止后，在地球表面会形成较大面积的坑地，此坑地面积通常会比开采面积大。假如挖掘空间的形状是规则的四边形，那么地球表面的塌陷形状呈椭圆形。上层土壤会朝着地底盆地方向移动，致使土壤严重流失，破坏了人们赖以生存的生态环境和生态系统。地貌地质的改变也影响着地面标高，地面标高一旦发生变化，那么地面设施与地面建筑也会受到一定程度的影响，给人们的生产、生活、学习带来较大的威胁。破坏地表会表现出弯曲，弯曲作为岩层位移关键性的方式之一，落实矿藏被开采出，岩层整体从顶板会顺着层面发现不断的弯曲，长此以往地表将会有地表清洁问题出现，以及地面沉降问题出现会导致地面出现裂缝、塌落等严重的地质灾害。而后则是冒落，冒落是严从位移中比较激烈的方式之一，其可能会出现在地下空间踩空区域，顶板岩层位置因为之前受到弯曲的影响，造成岩层拉伸变形。若是岩层的强度不能抵抗拉伸程度时，岩层会自然碎裂并散落在采空区，如果程度剧烈，反应在地表的情况是岩体的崩塌和位移。

(3)破坏岩体结构

岩体应力被破坏时，会使岩体结构发生巨大的转变。开展地下采矿作业会给挖掘区域的岩体造成一定的破坏。

首先，会出现岩石冒落现象。冒落现象属于空间环境变化较大的情况。当顶端岩体受到应力干扰时，岩体会不断的发生拉伸、扭曲现象，当拉伸、扭曲程度较大时，岩体结构就会崩塌，此时，大量碎小的岩石便会不断的向下坠落，给地下采矿作业带来了一定的危险，也为整体的地质环境、地表区域造成了严重的破坏。

其次，会出现岩体下滑现象。地下采矿工作的环境较为复杂，有可能会导致岩体下滑。当挖掘角度达到限值时，由于顶端岩层受到应力与自身重力的影响下，使其不断的向挖掘区域下滑，导致采矿区域变得下窄上宽，下面空间较小，上面空间相对来讲较大，彻底改变了地下采矿空间的整体结构。

最后，会出现岩体弯曲的现象。岩体弯曲属于岩体移动中的一种表现形式。在开展地下采矿工作时，岩体便会随着法线方向进行弯曲，当弯曲程度扩大至地球表面时，就会产生倾斜或者下沉现象，从而破坏了矿山地质。

(4)破坏生态环境

矿山资源的开采，会加剧生态环境恶化破坏生态平衡。一方面，开展地下采矿作业时需要对周边环境进行清理，这样不仅会破坏掉大量的绿色植被，还会造成严重的水土流失，引起山体滑坡，给人们造成了一定的威胁；另一方面，在进行采矿作业时，需要较多的工作人员进行现场操作，这时，一些采矿单位便会在矿山周围建立起居住基地。由于大多数的矿山所处位置较为偏远，并不具备处理垃圾的能力，所以，很多工作人员直接将垃圾丢在矿区附近，对周围的环境造成恶劣的影响与破坏。在对生态资源环境进行破坏的时候，其中对于水系环境的破坏是比较严重的。在开展采矿时，废弃物与设备废油等出现导致地下水受到污染，为了能够积极的应对各种问题，需要做好施工的防水工作，一般状况下来讲，会运用下述的两种防水技术，其中包含全包式防水技术与半包式防水技术，效果较为显著。两种技术各有优缺点，其中所涵盖范围较为广泛的为全包式防水技术。该种技术的运用能够提升对地下水保护的力度，在采矿工作推进中至关重要，而且科研技术对于矿井下水污染处理范围较大，还能够对生活污染进行处理。

3.矿山地质环境保护和治理的原则分析

(1)坚持以人为本

在国有矿山地质环境进行治理保护的时候，需要跟城镇以人为本原则对矿区四周居民人身安全和财产安全进行保护，进而提升矿区居民生存质量，保证有秩序地进行矿山地质环境的防护和治理。这就要求工作人员在对矿山地质环境进行治理时，也要兼顾对环境的治理，要减少与周围居民的纷争。

(2)坚持统筹规划

在对于矿山地质环境设计治理与规划的过程中，需要定成统筹规划原则，将各区域经济发展状况充分考虑其中，能够因地制宜的对区域经济发展水平进行考虑，而后因地制宜的开展治理规划。有关管理技术人员更需要对矿山开采区域中地质环境充分的考虑与地质环境、土地的结合，保障环境治理与保护的质量和效率。

(3)坚持重点治理

矿山地质环境的防护和治理是一个较为漫长的过程，不仅要投入大量资金，还需要先进的科学技术作为保障。因此在矿山地质环境的治理过程中，我们要坚持重点防治原则，对其进行分批治理，这样才能确保矿山地质环境治理的合理。

4.针对矿山地质问题提出的解决策略

(1)不断创新地下采矿技术，降低对矿山地质的影响

为了有效降低地下采矿对矿山地质的影响，需不断的创新地下采矿技术，应用先进的采矿设备，来实现保护矿山地质的目的。

首先，在实际开采过程中，需尽可能多的应用轻量化、自动化技术和设备，降低振动量，减少对矿山地质的干扰，避免山体滑坡和岩石崩落等危险情况的产生。

其次，在地下采矿过程中要将治理功能和保护功能相结合，不仅要创新、开发新型开采治理技术，还要全面落实开采保护工作。

最后，因为地下矿山的地形相对较为复杂，采矿作业的危险性极高，困难程度极大，只依靠企业自身的力量难以研发出高效的新型技术，所以需结合高校、业内专家、知名企业、行业协会等组织共同开发、专研，通过集合优秀的技术、人才来战胜困难，进而完成地下矿业技术的开发与创新。

(2)建立健全的法律法规，完善矿产资源保障治理体系

为了有效降低地下采矿对矿山地质的影响，需建立健全的法律法规，完善矿产资源保障治理体系，对地下矿山开采实施立法治理与立法保护，完成矿产资源的可持续发展战略。

首先，在一些偏远山区，私人采矿行为较为多见，采矿现象比较严重。国家政府部门针对这一现象需进行立法保护，明令禁止私人采矿行为，矿产资源属于国家特有资产，不允许私自开采和破坏。

其次，利用法治进行有效制约，有节制的实施开采工作，一些采矿单位在开采过程中，需结合矿山资源的实际储存量，制定科学的地下采矿计划，适度采掘，以减少对矿山资源的浪费和破坏。

最后，在地下采矿过程中对矿山地质进行破坏时，可以通过立法手段，监督管理采矿单位对破坏地质进行治理、修补，并且做好一定的安全防护措施。这样不仅可以保护采矿作业的稳定和安全，还可以对被破坏的采矿地质进行修复与治理，保障采矿资源的可持续发展。另外，针对乱扔垃圾的工作人员，采矿单位需制定相应的处罚机制进行有效管理。

(3)组建专业的治理组织，强化地质灾害与矿山地质的治理

为了有效降低地下采矿对矿山地质的影响，我国政府部门应加强对地质灾害与矿山地质的治理，组建一支专业的治理组织专门负责此项工作。

首先，在进行地下矿山开采活动之前，需由专门的治理组织和地质勘测队对所开采的矿山地质环境进行细致勘查，依据勘查结果制定出一套相对应的治理方案，并且对可能出现的采矿风险进行评估，做到防范于未然。

其次，对于采矿作业给生态环境、矿山地质所造成不同程度的破坏与影响，在治理过程中，需结合实际情况进行分别治理，保障所存在问题能够一一解决。

最后，为了有效预防在治理采矿过程中再次出现灾害现象，需提前做好防护管制工作，例如支撑防护、边坡稳固等操作，这样不仅可以保障采矿作业的支护安全，还可以减少采掘区域产生岩体崩落、坍塌等现象。

(4)从源头控制地质环境问题的出现

在对地下矿产资源进行开采时，将会对施工的地质环境造成一定的影响。这就需要在开采前做好有关的勘察工作，对地质环境全面的分析形成可行性报告，然后依照报告中的具体内容与开采的实际状况相结合，制定出针对性和科学性的开采方案。在对设备与技术运用的过程中，需要始终贯穿着环保节约理念，能够在源头上降低采矿对四周环境造成的负面影响。对资源开采时，需要保障因地制宜与矿产资源具体类型相结合，对内部存有的有害物质实施初步预测，而后做好针对性的应急方案。若是开采时出现问题需要与实际状况相结合，制定有关的对策能够有效的降低损失，对于四周环境造成的负面影响。需要企业单位能够选择事宜的控制措施，对传统环境控制不足问题进行适宜的调整，把环境破坏控制在最佳的范围之内，规避环境问题出现。

5.结束语

综上所述，地下采矿对矿山地质的影响较大，如果不能够妥善的处理，就会对生态环境、地质结构造成严重的破坏和污染，因此，无论是矿产单位还是政府部门都要做好相应的改善措施，需不断创新地下采矿技术，降低对矿山地质的影响，建立健全的法律法规，完善矿产资源保障治理体系，组建专业的治理组织，强化地质灾害与矿山地质的治理，只有这样，才能够促进我国矿产行业的快速发展。