環(huán)境因素與工程施工對礦山開采區(qū)地質(zhì)災(zāi)害形成的影響研究

賈昊冉

（甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，甘肅 蘭州 730050）

在礦山開采區(qū)域中，含水結(jié)構(gòu)改變、水土污染和土地資源損毀等環(huán)境因素，以及露天開采、地下開采等的開采施工因素，均對環(huán)境造成一定程度的不利影響，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。因此，在具體的礦山開采區(qū)域治理過程中，相關(guān)單位需要明確其地質(zhì)災(zāi)害形成的主要影響因素，并通過合理的措施進(jìn)行治理。

1 某地區(qū)礦山開采區(qū)域基本情況概述

本文研究的地區(qū)現(xiàn)有礦山5131座，其中有99座大型礦山、210座中型礦山、4003座小型礦山，設(shè)置探礦權(quán)819個(gè)。在查明礦產(chǎn)資源儲量的礦種中，該地區(qū)有10種礦產(chǎn)被列為全國第一位，有25種礦產(chǎn)被列為全國前五位；有49中礦產(chǎn)被列為全國前十位。在該地區(qū)，礦產(chǎn)起源是社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，自改革開放之后，礦產(chǎn)開發(fā)更是為該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。但是隨著礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開發(fā)與利用，很多礦山出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的地質(zhì)環(huán)境問題，如土地資源被破壞、地形地貌的改變以及景觀破壞情況越來越嚴(yán)重，各種的地質(zhì)災(zāi)害問題越來越明顯，該情況不僅制約了區(qū)域內(nèi)的礦山開采工作，同時(shí)嚴(yán)重威脅人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

2 礦山開采區(qū)域主要地質(zhì)災(zāi)害

2.1 滑坡

在部分采礦區(qū)域，更新系統(tǒng)土層下出現(xiàn)了一個(gè)不透水層，在地下水蘊(yùn)集情況下，該不透水層發(fā)生軟化，進(jìn)而降低了地質(zhì)的抗剪強(qiáng)度，滑坡地層也由此形成[1]。另有一些采礦區(qū)域斜坡面上存在大量的堆積物和風(fēng)化巖，由于堆積物具有較大的滲透系數(shù)，如果有雨水積聚并達(dá)到飽和，可能導(dǎo)致出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象；同時(shí)，風(fēng)化巖脆性較大，穩(wěn)定性不足，也容易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。

2.2 崩塌

在礦山開采區(qū)域內(nèi)，崩塌也是一種非常常見的地質(zhì)災(zāi)害。因?yàn)椴傻V過程中有高而陡峭的邊坡形成，巖體懸空情況就很容易出現(xiàn)，踩空間塌陷區(qū)域也會出現(xiàn)山體開裂等情況。在這樣的情況下，如果遇到暴雨天氣，或者是排水不當(dāng)?shù)龋菀讓?dǎo)致崩塌災(zāi)害地發(fā)生，且片石和塊石組成的崩塌體將會對礦產(chǎn)開采以及附近人員的安全造成嚴(yán)重威脅。

2.3 泥石流

在礦山開采區(qū)域內(nèi)，泥石流的基本形成條件有三個(gè)，第一是松散物源十分豐富；第二是高陡縱波降比；第三是水源或者是尾礦庫滑塊十分充足。在本文研究的某地區(qū)礦山開采區(qū)域中，泥石流大多集中在了降雨比較多的7～9月，其主要特征是爆發(fā)迅猛、主流擺動速度快以及沖擊力強(qiáng)，具有非常大的危害性。一旦發(fā)生了泥石流災(zāi)害，不僅導(dǎo)致采礦工作中斷，也會對作業(yè)人員的安全造成威脅。

2.4 地面塌陷裂縫

地裂縫這種地質(zhì)災(zāi)害比較特殊，在本次所研究的地區(qū)，礦山開采區(qū)域內(nèi)的地裂縫問題主要采礦造成，如不有效治理，區(qū)域內(nèi)的房屋、道路、植被以及耕地等均會受到一定程度的破壞，進(jìn)而對居民的生產(chǎn)、生活造成不利影響[2]。

3 環(huán)境因素對開采區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的影響

3.1 含水層結(jié)構(gòu)改變

隨著礦山開采區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源的不斷開采，其含水層結(jié)構(gòu)遭到破壞。由于無論井下開采還是露天開采，其均對地下水徑流、補(bǔ)給以及排水條件造成改變，進(jìn)而改變其含水層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致地下水位不斷下降，并減弱其富水性，降低其水質(zhì)。首先，在采礦過程中，疏干排水會破壞地下水系統(tǒng)的均衡性，打破原有的儲水構(gòu)造，并且在采礦深度不斷增加的過程中，礦區(qū)內(nèi)的用水量也在逐漸降低，地下水位不斷下降，富水性不斷減弱，地表徑流不斷減少，甚至出現(xiàn)斷流的情況。其次，因?yàn)榻涤炅転V的影響，采礦區(qū)域中的重金屬、石油以及氫化物等的各種有害元素會深入到地下水中，并有少量的有害元素殘留在地表，這樣的情況對地下水以及地表水的水質(zhì)造成不良影響。最后，因?yàn)榫麻_采以及露天開采工作將淺層水資源系統(tǒng)以及深層水資源系統(tǒng)的平衡打破，導(dǎo)致導(dǎo)水縫隙形成，嚴(yán)重的情況下，會使覆蓋在作業(yè)面上的巖層出現(xiàn)變形失穩(wěn)現(xiàn)象，并以礦井為中心，形成一個(gè)巨大的降落漏斗，進(jìn)而加大地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 水土污染

因礦山開采導(dǎo)致部分有害物質(zhì)進(jìn)入開采區(qū)域內(nèi)的地下水、地表水以及地表土壤中，進(jìn)而造成水土污染問題。如果此問題得不到有效治理，水土污染問題越來越嚴(yán)重。在該情況下，礦山開采區(qū)域內(nèi)的自然生態(tài)環(huán)境將會遭到嚴(yán)重破壞。另外，隨著各種有害元素滲透到土壤中，植被的生長受到了阻礙；這些有害元素隨著徑流進(jìn)入到河流、湖泊中，對水生植物、動物與微生物的生長繁殖造成損害。

3.3 土地資源損毀

在礦山的露天開采過程中，原有的土地資源和植被遭到直接破壞，加之礦渣堆積和開采場地的不斷擴(kuò)大，原有的土地被大量侵占，改變原本的地形地勢。通過實(shí)地考察與分析發(fā)現(xiàn)，在本文研究的某地區(qū)內(nèi)，很多礦山開采區(qū)域的土地資源損毀情況均比較嚴(yán)重，導(dǎo)致土地風(fēng)化、水土流失、植被數(shù)量減少等的地質(zhì)環(huán)境問題愈演愈烈。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到目前為止，該地區(qū)的礦山開采區(qū)域地貌景觀破壞面積已經(jīng)達(dá)到72602.31m2，破壞情況尤為嚴(yán)重。

4 工程施工對開采區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的影響

4.1 露天開采的影響

在露天開采中，很多的土地資源將會被占用，同時(shí)對環(huán)境造成十分嚴(yán)重的破壞，特別是在采裝、運(yùn)輸和排卸等的作業(yè)過程中，其對水土和大氣造成嚴(yán)重污染。隨著地貌景觀的破壞和水土大氣環(huán)境污染的不斷加劇，滑坡、崩塌以及泥石流等的地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致采礦工作受阻和附近居民的生活受到影響。

4.2 地下開采的影響

相比較露天開采而言，地下開采并不對地貌景觀造成很大破壞，但是這種開采方式引發(fā)的地面塌陷以及裂縫問題十分嚴(yán)重，且這些問題會隨著開采時(shí)間的延長而加劇。同時(shí)，地下開采對深層的地下水系統(tǒng)均衡性造成嚴(yán)重破壞，且該種破壞很難修復(fù)，進(jìn)而為地質(zhì)災(zāi)害埋下更多的隱患。

5 礦山開采區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

5.1 做好滑坡防治

治理滑坡災(zāi)害的方法有很多種，比如堆載反應(yīng)、減重、巖土錨固、抗滑擋墻、微型樁、抗滑樁、沉井式抗滑擋墻、抗滑干砌片石垜、錨索框架、疊框式擋墻、樁拱墻、錨桿擋墻、抗滑明洞、豎向預(yù)應(yīng)力錨桿擋墻、樁籠防護(hù)以及抗滑樁明洞等，同時(shí)可以通過截、排以及引導(dǎo)形式的排水工程建設(shè)來加以治理。在實(shí)際治理中，相關(guān)單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合實(shí)際需求，采取合理的技術(shù)措施做好滑坡防治工作。

5.2 做好崩塌防治

在對礦山區(qū)域進(jìn)行崩塌防治的過程中，其主要的措施包括支撐、清除、護(hù)墻、護(hù)坡、錨固、插別與串聯(lián)、遮蓋、攔截、灌漿、封堵、SNS柔性防護(hù)網(wǎng)以及排水等。具體治理中，相關(guān)單位應(yīng)綜合各方面因素的全面分析，選擇科學(xué)合理的措施進(jìn)行治理。在本文研究的區(qū)域中，礦山開采區(qū)崩塌防治主要采用的方法為SNS柔性主動防護(hù)網(wǎng)。

5.3 做好泥石流防治

對于礦山開采區(qū)域的泥石流地質(zhì)災(zāi)害，其主要防治措施包括工程治理、生物治理和社會防治這三種。工程治理中，主要措施包括調(diào)洪蓄水、穩(wěn)溝固坡形式的防護(hù)工程、以溝道停淤為基礎(chǔ)的攔擋工程、指定方向停淤或游走形式的排導(dǎo)工程。生物治理中，主要措施包括封山、植樹造林、構(gòu)建灌木和花草扥的植被小環(huán)境等。社會防治主要包括相關(guān)管理機(jī)構(gòu)的建立、規(guī)章制度的完善、對社會各界人民群眾參與的倡導(dǎo)等。具體治理中，可將這三種方式相結(jié)合，以此達(dá)到最佳的治理效果。

5.4 做好地面塌陷裂縫防治

在對礦山開采區(qū)域中的地面塌陷問題進(jìn)行治理時(shí)，可通過填土法來進(jìn)行補(bǔ)救，采用大象的機(jī)械設(shè)備將塌陷區(qū)域中的土壤進(jìn)行填實(shí)處理。如果破壞程度比較輕，則不需要進(jìn)行特殊處理，僅需等待自然恢復(fù)。針對裂縫的情況，通過灌縫填充的方式進(jìn)行處理，利用土料和砂漿等進(jìn)行縫隙填補(bǔ)，防止繼續(xù)開裂。同時(shí)針對此類區(qū)域開展自然修復(fù)工作，通過草皮種植等的方式改善其土壤環(huán)境，增強(qiáng)土壤保水力，以此確保其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

5.5 加強(qiáng)環(huán)境治理與保護(hù)

在對礦山開采區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治的過程中，良好的環(huán)境治理與保護(hù)也是修復(fù)水土環(huán)境、解決水土流失問題、避免地質(zhì)災(zāi)害的關(guān)鍵措施。相關(guān)單位一定加大采礦區(qū)域的環(huán)境治理與保護(hù)工作的力度。在此過程中，相關(guān)單位應(yīng)通過樹木種植、草皮種植、礦山復(fù)墾、水污染治理和地表土換填等方式進(jìn)行環(huán)境治理。同時(shí)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)工作，通過礦渣堆放場地的建設(shè)、采礦區(qū)域內(nèi)環(huán)境監(jiān)測設(shè)施的設(shè)置、相關(guān)規(guī)章制度的制定與落實(shí)等方式來進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。以此解決礦山開采區(qū)域中的環(huán)境問題，進(jìn)而最大限度避免因環(huán)境問題而導(dǎo)致的地質(zhì)災(zāi)害。

6 結(jié)語

在礦山開采區(qū)域，因受到開采施工以及環(huán)境因素等影響，地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。如果該災(zāi)害得不到有效治理，不僅對礦產(chǎn)企業(yè)的開采工作造成影響，同時(shí)對附近居民的正常生活乃至于生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。基于此，相關(guān)單位應(yīng)全面分析環(huán)境因素與開采施工對礦山開采區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的影響，并以此為依據(jù)，采取合理的措施進(jìn)行災(zāi)害治理工作。