張曉明，張建華

（錫林郭勒盟山金阿爾哈達礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026000）

金屬礦山開采中常常會有一些地質(zhì)環(huán)境的災害，一方面是由于地質(zhì)礦山所在的區(qū)域地形比較復雜，本身就是地質(zhì)災害的多發(fā)地區(qū)，另一方面還因為采礦行為本身是一種人工改變自然環(huán)境和地質(zhì)地貌的活動，人工開采很有可能誘發(fā)地質(zhì)災害，雖然這些不同的地質(zhì)災害有不同的類型，但是卻都會對周圍的環(huán)境造成很大的影響。金屬礦山開采活動迎合了經(jīng)濟發(fā)展的需求，但是卻不能影響周圍的自然環(huán)境，也不能影響周圍居民的生活，因此，金屬礦產(chǎn)開采同時要考慮環(huán)境地質(zhì)的相關(guān)問題，分析礦山開采時環(huán)境地質(zhì)問題的原因、類型，并探討其治理技術(shù)[1]。

1 金屬礦山開采中的環(huán)境地質(zhì)問題及原因

1.1 地下采礦引起地面沉陷與山體裂開

金屬礦山礦區(qū)開采的同時會對礦區(qū)地下水進行大量地挖掘，這種地下采礦作業(yè)是大體量的，也就是礦區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了多個采空區(qū)，大量的采空區(qū)可能會使礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境發(fā)生變化，使原本比較穩(wěn)固的礦區(qū)地質(zhì)條件發(fā)生了板塊運動。此時可能因為大量的采空區(qū)圍巖巖體發(fā)生了形變運動，出現(xiàn)了大面積坍塌和礦洞巖體的崩落現(xiàn)象，這種地質(zhì)變化是由人工采掘造成的，危害性較大，而且不會恢復。如果在采礦的同時沒有做好地下支護就會出現(xiàn)周圍大面積的坍塌，將會波及地表，使地表建筑或其他自然景觀出現(xiàn)不同程度的坍塌，塌陷，下沉等。這種情況比較常見，有時部分金屬礦區(qū)的山體還會出現(xiàn)斷裂帶發(fā)育不良的情況，山體周圍的地層較為活躍，平時的板塊運動更為頻繁，在人工挖掘的誘發(fā)下，將會出現(xiàn)山體開裂或滑坡等嚴重影響，對礦區(qū)的地形造成威脅。

1.2 采礦活動誘發(fā)地震

采礦活動是一種危害性較大的大型地下挖掘活動，這種活動是人工誘發(fā)地質(zhì)災害的原因之一，采礦時會抽水，將地下水抽取之后形成一系列沖擊，這種情況非常容易誘發(fā)礦區(qū)周圍的沖擊地震，也有可能因為已經(jīng)挖空的采空區(qū)域出現(xiàn)陷落而導致陷落地震等。一般這種情況的地形活動本身比較活躍，周圍可能會引發(fā)連鎖性反應，比如巖爆、煤爆等自然災害。開采過程中，有些地方很難挖掘，需要采用爆破方式進行挖掘或開掘，此時會誘發(fā)沖擊地震，當?shù)V區(qū)周圍的巖體受到突發(fā)性沖擊時，土石崩落層滑下大量土石，造成塌陷，有時礦坑也會出現(xiàn)塌陷，有時礦坑周圍還存在洞穴，如果礦洞發(fā)育較復雜，還可能發(fā)生塌陷。這些坍塌所造成的沖擊波和動能是一種斷裂，地面應力的突然釋放，將會造成大范圍的地質(zhì)災害。

1.3 露天采礦造成邊坡失穩(wěn)

邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象也是一種比較常見的地質(zhì)災害，在露天開采時需要邊坡幫助開采，隨著開采深度的加大，邊坡的規(guī)模也在逐漸擴大。這種情況會破壞地表地應力，在一些特殊的地面環(huán)境下，地應力的自然均衡被破壞后，會導致人工邊坡變形嚴重時，還會有邊坡的脫落和滑落現(xiàn)象。有的金屬礦區(qū)邊坡失穩(wěn)非常明顯，邊坡出現(xiàn)被破壞的情況。另外一些金屬礦區(qū)，蠕變坍塌變形的情況時有發(fā)生，隨著開采進程的不斷加快，使得邊坡最終被破壞。邊坡?lián)p壞或失穩(wěn)主要是由于礦區(qū)周圍巖體結(jié)構(gòu)條件和所處地質(zhì)環(huán)境所造成的，另外，由于人工活動的誘發(fā)影響，使得露天礦邊坡失穩(wěn)的問題一直困擾著采礦企業(yè)和人員，到目前為止也沒有一個特別良好的改變辦法[2-4]。

圖1 金屬礦區(qū)開采中的環(huán)境地質(zhì)災害示意圖

2 金屬礦區(qū)開采中的環(huán)境地質(zhì)問題治理技術(shù)

2.1 利用現(xiàn)代科技優(yōu)化金屬礦山開采行為

當代社會已經(jīng)全面進入知識化時代，這是尊重科學技術(shù)的社會，也是利用科學技術(shù)推動社會進步的時代。正是因為要尊重科學技術(shù)，因此在勘探工程中地質(zhì)勘探工作對礦山開采帶來很重要的影響。地質(zhì)結(jié)構(gòu)的空間結(jié)構(gòu)越完善，越容易采用新技術(shù)進行開采，結(jié)合支護技術(shù)，保證結(jié)構(gòu)性的空間布局，不會影響礦區(qū)開采區(qū)域構(gòu)造。在金屬礦產(chǎn)的開采中，使用水和沙礫進行充填利用，砂石和廠礦的爐渣及尾礦等，將采空區(qū)完整充填，借由支護維護可防止開采造成的圍巖垮塌和變形，減少地面的沉陷事故，減少開采沉陷時對地表環(huán)境的綜合影響。為了減少在金屬礦開采時沉陷所造成的多方面危害，應消除開采沉陷所造成的多方面危害，在井下進行支護和充填，運用現(xiàn)代科技模擬開采后的地形狀況，并進行有效的沖填設計。

2.2 運用科學治理模式完善水砂充填減沉技術(shù)

我國目前采用的充填法相對不夠完善，因此在礦山開采中應建立科學合理的治理方式，幫助礦山開采時的多樣化治理工作，要求專人專責，由專門的人員負責監(jiān)控礦區(qū)周圍的環(huán)境，地質(zhì)災害，并且對礦區(qū)開采經(jīng)濟與地質(zhì)災害之間的矛盾加以分析。全面控制和掌握礦山生產(chǎn)安全中的各種生產(chǎn)過程尤其從實際出發(fā)，建立切實可行的工作流程，在水砂充填時，由于我國目前除部分加急傾斜層采用自溜填充法，剩下的都是水力填充，因此，在把大量的充填材料用水力運輸?shù)讲煽諈^(qū)時，應考慮運輸、排泥、排水等一系列工作，使得礦區(qū)內(nèi)的運輸及生產(chǎn)系統(tǒng)能夠更為完善。用科學的方法治理水沙，完善水沙充填施工技術(shù)，需要開采企業(yè)重視現(xiàn)代化技術(shù)進步，不會對礦區(qū)地面結(jié)構(gòu)造成不當威脅。不同的人員負責，不同的工作要突出對金屬礦區(qū)周圍地形和地貌的監(jiān)控，要求每個人切實履行好自己的職責，并在礦區(qū)生產(chǎn)過程中建立起可行性的治理體系，使礦區(qū)內(nèi)的人員各司其職，使治理體系能滿足礦區(qū)的綜合發(fā)展需要。

2.3 覆巖裂痕帶注漿加固減沉技術(shù)

這種技術(shù)是一種比較特殊的注漿技術(shù)，按照大量的工程實驗和理論研究結(jié)果表明，注漿減沉技術(shù)使大量的細沙礫和灰體進入到需要填充的部位，其中大量的灰體包含粉煤灰顆粒，在注漿的壓力之下就會形成氣泡狀態(tài)，注漿水儲存于圍巖周圍的空隙顆粒很重，也有一些滲流到了周圍的地球環(huán)境。在注漿結(jié)束之后，這些飽和水灰體能夠起到支撐的作用，對覆巖體起到了很好的支撐作用，能夠延緩地表的下沉。覆巖裂痕帶注漿加固減沉技術(shù)目前被大量地運用，壓實的石灰體被證明有很好的填充效果。這種技術(shù)是一種比較成熟的技術(shù)，目前已經(jīng)使用在金屬礦山的開采過程中，在填充的時候，雖然有部分地形的填充，對于技術(shù)本身提出了難題，但是經(jīng)過工作人員反復改變水石灰的配比，使得該技術(shù)更為成熟，取得了良好的充填收效。

2.4 做好礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)災害監(jiān)測體系

礦場地質(zhì)環(huán)境安全監(jiān)測系統(tǒng)的建設，能穩(wěn)定地保證金屬礦區(qū)安全生產(chǎn)的進行，是礦山開采過程中的環(huán)境問題，而且地質(zhì)災害可以控制在安全范圍內(nèi)。開展礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境災害的監(jiān)測體系建設，在多樣化的礦山開采中深入了解和分析影響地質(zhì)環(huán)境安全的各類因素，根據(jù)不同的因素和不同的環(huán)節(jié)進行嚴格把關(guān)。確保金屬礦產(chǎn)生產(chǎn)的安全有序開采，礦山管理人員應全面控制和掌握礦山生產(chǎn)過程中的事故易發(fā)點和多發(fā)點，為保證礦山開采的長遠發(fā)展，應針對地質(zhì)災害頻繁的區(qū)域進行多次觀測，針對各類地質(zhì)災害的防治，制定安全有效的防護措施，還可根據(jù)多年來的經(jīng)驗，搜集地質(zhì)災害的特點，建立行之有效的安全預防措施和應急方案，使應急體系能夠為礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)災害監(jiān)測系統(tǒng)提供保障，要求管理人員，使得安全預防措施更加行之有效。

3 結(jié)語

綜上所述，由于社會經(jīng)濟的快速進步，礦產(chǎn)資源的需求量很大，金屬礦產(chǎn)的開采量越大，開采規(guī)模逐漸提升，將會對礦山地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生諸多影響。采礦企業(yè)的勘探隊伍，應對周圍地質(zhì)環(huán)境和礦山開采的進程加以監(jiān)測，避免發(fā)生地質(zhì)環(huán)境災害。尤其是對于地形較為復雜、周邊已經(jīng)頻發(fā)地質(zhì)環(huán)境災害的地區(qū)，更要加強監(jiān)測，既要保護礦區(qū)生產(chǎn)安全，杜絕地質(zhì)變化所造成的威脅，有關(guān)部門更要引起重視，利用一些填充減沉技術(shù)，最大程度地降低礦區(qū)地質(zhì)安全事故的發(fā)生率，確保金屬礦產(chǎn)礦山開采生產(chǎn)的安全進行。