地下采礦對礦山地質環境影響探究

李寧寧 肖雪英

摘要：在近幾年，我國社會經濟發展迅猛，城鎮化建設和工業化建設進程不斷加快，這都大大增加了對各項能源資源的需求，因此相關部門就積極開展了地下采礦工程。但是就地下采礦工程來說，由于會對周邊環境造成直接破壞，因此必定會改變周邊環境原先的平衡狀態，引發一系列問題。本文主要是從地下巖體應力、破壞巖層、地表移動三個方面詳細的分析和研究了地下采礦對礦山地質環境所產生的影響，這為在地下采礦工程合理施工提供了參考。

關鍵詞：地下采礦；礦山地質環境；影響

一、引言

地下采礦工程隨著范圍的擴大，會對礦山地區的地質環境造成連續性、長期、重復性、大范圍的破壞，會直接形成、加劇或引發相應的地質災害。造成地質災害形成的條件主要包括巖土組成、地質構造、地層巖性、地形地貌等方面，其中的區域性地質構造會對該區域內巖土的侵蝕發育及發展趨勢產生決定性作用，其中地層巖性是內在條件。在礦山出現踩空塌陷現象與開采方式、上覆巖層性質、傾角、采深、厚度等因素之間具有一定的關聯性，在開采礦產資源的同時，會在地下形成一定的開挖空間，進而破壞了原有巖體的應力平衡，導致巖層出現自下而上的彎曲、裂隙、斷裂等移動過程[1]。如果在礦山開采過程中對礦山地質造成嚴重破壞的話，一方面會引發泥石流、地面塌陷、崩塌、滑坡等突變型地質災害，另一方面還會誘發土壤荒漠化、水環境惡化、地面沉降等災害現象，進而嚴重威脅著開采人員以及周邊居民的生命財產安全。

二、地下采礦對礦山地質環境產生的影響

（一）地下巖體應力

由于開采會導致地下出現一定的開挖空間，直接改變了原先地層巖體內的自然應力場，在開挖之后空間內的應力就會重新布置，并最終達到平衡狀態。在開挖過程中，地下會形成相應的減壓區域，如果壓應力消失，就會直接釋放聚集的巖層彈性，在直接壓碎巖石的同時還會突出開挖空間內部，另外在開挖底部及頂部區域都會形成相應的減壓區域，拉應力會取代壓應力，進而對周邊巖石造成破壞，引起一定空間出現變形或移動現象[2]。如果巖體內部拉應力超過了巖石最大強度的話，會直接造成頂板巖層破碎、垮落、斷裂，同時地下空間底板也會出現隆升。在這一過程中，巖石層就會出現彎曲、滑移、離層、裂隙、隆升、斷裂、突出、垮落等現象，如果這一變化直接發展至地層表面的話，就會破壞地表水平、曲率、傾斜、下沉等，發生非連續性變形現象。

（二）破壞巖層

由于破壞了巖體原先的應力平衡狀態，就會造成其發生變形、移動，這一過程當中的巖層破壞形式包括以下幾個方面：一是巖石下滑。如果采空區域傾角比較大的話，上方垮落的巖石就會直接滑落至采空區域，這就會直接擴大采空區域的上部空間，減小其下部空間，增加其上部巖層移動，降低下部巖層移動，最終的結果就是造成地表出現開裂、變形等現象。二是冒落。在巖層移動中，冒落是最強烈的一種形式，一般只會發生在采空區域直接頂板巖層位置。由于彎曲會在采空區域上層巖層周邊形成拉伸變形，一旦拉伸變形力度超過巖層抗拉強化，就會對巖層造成破壞，在采空區與散落大量碎石[3]。如果破壞較為嚴重的話，還會破壞地層表面，造成低表面開裂、土體滑移、崩落等現象。三是彎曲。彎曲是巖層移動的主要形式，在地下開采后會從頂板位置開始，嚴格層面法線方向在整個巖層內出現彎曲現象，當延伸至低表面之后就會出現地表下沉、傾斜變形等現問題，引發地表裂縫、坍塌災害。

（三）地表移動

當巖層移動到一定程度之后，就會逐漸趨于穩定，最終的采空區域位置由于塌陷而出現一個下沉型的盆地，一般來說盆地的規模會超過實際開采面積，其中如果開采的面積是矩形的話，那么最終形成的下沉型盆地就會近似橢圓形。雖然下沉盆地的各個位置移動都會存在一定差異，但移動方向都會直接指向盆地中央，全部改變了原先低表面的地形地貌、生態環境系統以及地質形態，改變了地面水平與標高位置，進而在影響著地面生活環境、水環境、設施以及建筑。如果塌陷現象較為嚴重的話，就會造成水土流失，破壞地表植被，引發裂縫、滑坡等地質災害，嚴重威脅著人們的生命財產安全[4]。

結語：總的來說，地下采礦工程的開展會在一定程度上破壞礦山地質環境，這也會不可避免的，因此相關部門在進行開采工作的時候，應該加強應用各項先進開采技術手段，盡可能的將開采所造成的破壞控制在最小，避免對原先的地質環境造成嚴重破壞，甚至直接改變了原先的地形地貌。

參考文獻：

[1]雒衛.地下采礦對礦山地質環境影響[J].科技傳播，2012，07：19+29.

[2]陳建平，范立民，李成，寧建民.基于模糊綜合評判和GIS技術的礦山地質環境影響評價[J].中國煤炭地質，2014，2602：43-48.

[3]錢衛明，唐艷.地下采煤對礦山地質環境的影響程度研究[J].世界有色金屬，2016，05：114-115.

[4]王勇宏.采礦活動對礦山地質環境影響分析——以大同高家窯煤礦為例[J].華北國土資源，2017，03：110-111.

（作者單位：河南省三門峽黃金工業學校）