蔡 建，韋 鐵

（1.四川南江礦業(yè)集團(tuán)有限公司竹壩鐵礦，四川 南江 636600；2.四川南江礦業(yè)集團(tuán)有限公司，四川 南江 636600）

地下采礦通常指的是從地表深入采掘礦塊的整體過程。礦床一般深藏在地表下面，因此挖掘礦石的難度一般較大。地下采礦一般情況下分為4個(gè)過程，分別是對(duì)礦床的開拓，礦塊的采準(zhǔn)、礦塊的切割和礦塊的回采。地下采礦是一項(xiàng)浩大的工程，常用的方法有三大類分別為：自然支護(hù)采礦法、人工支護(hù)采礦法與崩落采礦法。盡管現(xiàn)如今的采礦技術(shù)越來(lái)越發(fā)達(dá)，但仍不可避免的對(duì)礦山的地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生影響。礦山的地質(zhì)環(huán)境對(duì)于人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)具有不可估量的作用。因此，保護(hù)好礦山地質(zhì)環(huán)境尤為重要。

1 地下采礦對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的影響

1.1 破壞地下巖體應(yīng)力

地下采礦過程中，會(huì)在地下挖掘出較大的空間。在地下作業(yè)時(shí)，就會(huì)使地下巖石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，巖石內(nèi)原來(lái)的自然應(yīng)力場(chǎng)因此而發(fā)生了變化。巖體應(yīng)力在重新的變化過程中，會(huì)不斷分布，只有再次達(dá)到一種均衡狀態(tài)時(shí)才能停止。這時(shí)，由于巖體應(yīng)力的變動(dòng)，地下挖掘空間的內(nèi)部就會(huì)形成一種減壓的環(huán)境區(qū)域，區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力會(huì)不斷消失。此時(shí)，周圍的巖層就會(huì)釋放被壓制的彈性，最終導(dǎo)致巖層的內(nèi)部碎裂。在這種情況下，巖層會(huì)同時(shí)擠向挖掘空間的內(nèi)部，那么在挖掘的空間頂端和低端也會(huì)出現(xiàn)減壓區(qū)域，頂?shù)變啥螏r層發(fā)生破裂。在連鎖反應(yīng)下。挖掘的空間附近的巖層整體上就會(huì)發(fā)生移動(dòng)或變形。空間頂部的巖石層會(huì)受到本身重力以及地表土層雙重的作用力影響，不斷向下垂落。當(dāng)雙重作用力大于巖石本身的強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)造成頂部巖體的斷裂和破碎。同時(shí)，空間底部的巖層由于應(yīng)力的改變就會(huì)發(fā)生隆起現(xiàn)象，會(huì)使巖石層出現(xiàn)裂隙、滑移以及離層等多種狀況。如果地下采礦的強(qiáng)度過高，這種狀況就會(huì)延伸到地表。當(dāng)?shù)乇沓霈F(xiàn)此類狀況時(shí)，礦區(qū)的地面就出現(xiàn)了比之前挖掘空間更大的一個(gè)坑地，地表因此而下沉或者傾斜。如若礦山的地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，還有可能發(fā)生非連續(xù)性的變形，例如出現(xiàn)礦山局部性的滑移，裂隙以及漏斗狀的塌陷坑。

1.2 破壞巖體構(gòu)造

當(dāng)巖體應(yīng)力被破壞時(shí)，巖體構(gòu)造就會(huì)發(fā)生變化。地下采礦通常會(huì)使地下挖掘區(qū)域的巖體出現(xiàn)多種形式的破壞。首先，會(huì)出現(xiàn)巖石的冒落。冒落是地下空間環(huán)境變化較大的一種情況。當(dāng)挖掘空間的頂端巖體由于應(yīng)力被破壞，巖體在作用力下不斷發(fā)生扭曲和拉伸現(xiàn)象。當(dāng)扭曲或拉伸的程度超過一定限度時(shí)。巖體的內(nèi)部構(gòu)造崩塌，就會(huì)破碎為小的巖石體而不斷下落，最終掉落在挖掘區(qū)域內(nèi)，給地下作業(yè)帶來(lái)危險(xiǎn)。當(dāng)這種情況較為嚴(yán)重時(shí)，就會(huì)影響地表區(qū)域，破壞整體的地質(zhì)環(huán)境。其次，會(huì)出現(xiàn)巖體的下滑。地下采礦的作業(yè)環(huán)境不同，可能會(huì)導(dǎo)致巖體的下滑。當(dāng)挖掘空間的角度達(dá)到一定條件時(shí)，頂端的巖體受重力和應(yīng)力影響會(huì)不斷下滑到挖掘空間的底部，采空區(qū)域就會(huì)變得上寬下窄，上部空間足，下部空間小。造成地下整體環(huán)境的改變，最終會(huì)影響到地表出現(xiàn)較大的變化。最后，會(huì)出現(xiàn)巖體的彎曲。巖體的彎曲是巖層移動(dòng)的一種方式。在地下進(jìn)行采礦時(shí)，巖體會(huì)沿著位面的法線方向出現(xiàn)彎曲情況，當(dāng)巖體的彎曲擴(kuò)大到地面時(shí)，地面就會(huì)出現(xiàn)下沉或者傾斜的現(xiàn)象，破壞了地質(zhì)環(huán)境。

1.3 破壞地表，土壤流失

巖體應(yīng)力遭到破壞，巖體發(fā)生變動(dòng)，最終造成了地表的不斷變化。當(dāng)巖層的變動(dòng)停止以后，往往造成了地表的塌陷，形成一個(gè)較大的坑地。形成的盆形坑地面積往往會(huì)大于所要開采的面積。如果挖掘時(shí)候的空間為相對(duì)規(guī)則的四邊形，那么地表的塌陷形狀一般呈現(xiàn)為橢圓形。上層的土壤會(huì)不斷移動(dòng)到地底盆地的中心處。地表形狀的改變，土壤的流失，改變了礦山整體的生態(tài)環(huán)境，甚至完全破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)。地質(zhì)地貌的改變，讓礦山的地面標(biāo)高也出現(xiàn)了改變。地面的建筑和設(shè)施都受到了影響，給人們的生活和生產(chǎn)安全帶來(lái)了巨大威脅。

1.4 破壞水系，造成空氣污染

地下采礦過程中形成的廢料，容易被堆積。其中經(jīng)常會(huì)存在一些硫化物等。這類物質(zhì)容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，與自然環(huán)境系統(tǒng)接觸后，易導(dǎo)致酸雨的現(xiàn)象發(fā)生。酸雨會(huì)參與到當(dāng)?shù)氐乃h(huán)系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)當(dāng)?shù)氐乃翟斐奢^大的破壞。同時(shí)，地下采礦可能產(chǎn)生的化學(xué)廢料被排放到當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境里，直接會(huì)污染礦山環(huán)境整體的水系，被污染的水源無(wú)法被飲用或者灌溉，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)活動(dòng)帶來(lái)了嚴(yán)重的損害。地下采礦不僅會(huì)破壞水系，同時(shí)也會(huì)造成空氣污染。地下采礦要應(yīng)用多種大型設(shè)備，甚至?xí)捎谜ㄋ庍M(jìn)行爆破。在采礦作業(yè)時(shí)，極容易導(dǎo)致粉塵和有毒氣體出現(xiàn)。當(dāng)這類物質(zhì)進(jìn)入到大氣循環(huán)時(shí)，通過大氣的不斷流動(dòng)，會(huì)對(duì)礦山附近所有的區(qū)域的空氣質(zhì)量帶來(lái)破壞。周圍的農(nóng)作物在通過呼吸作用會(huì)把這些毒素吸收，造成農(nóng)作物的產(chǎn)量降低，對(duì)人們的財(cái)產(chǎn)安全造成了破壞。

2 改善礦山地質(zhì)環(huán)境的建議與措施

2.1 改良礦山地質(zhì)環(huán)境的物理措施

地下采礦會(huì)破壞地下巖體應(yīng)力，影響巖層結(jié)構(gòu)，最終造成地表環(huán)境的損害。因此，在進(jìn)行地下采礦的同時(shí)，還應(yīng)不斷恢復(fù)地表環(huán)境，促使礦山地質(zhì)能夠以較短的時(shí)間恢復(fù)如初。針對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境的修復(fù)，可以采取物理措施。由于地下巖體構(gòu)造的破壞，地表往往會(huì)出現(xiàn)塌陷，傾斜以及土壤流失現(xiàn)象。

針對(duì)這種情況，相關(guān)政府以及企業(yè)應(yīng)及時(shí)填平地表，恢復(fù)土壤條件?？梢圆扇〉闹饕胧┯校汉侠聿贾瞄_采的工作面，采取充填法、合理充填塌陷地區(qū)，減少地表下沉程度，控制塌陷的整體范圍，要及時(shí)保護(hù)好周圍的生活用地、建設(shè)用地以及農(nóng)業(yè)耕地。還有，如若當(dāng)?shù)靥幱谟昙?，為了及時(shí)讓雨水流出，應(yīng)及時(shí)用裝載機(jī)把地面壓平，整理出新的排水溝，確保不會(huì)發(fā)生內(nèi)澇。對(duì)于地表塌陷嚴(yán)重的地方要積極引用新的修復(fù)技術(shù)，對(duì)土地進(jìn)行整治和利用。此外，對(duì)于土壤的破壞，要及時(shí)進(jìn)行表土回填工作。根據(jù)我國(guó)礦山環(huán)境保護(hù)的相關(guān)要求。地下開采之前，應(yīng)對(duì)表土進(jìn)行剝離，然后進(jìn)行有效的保存。當(dāng)?shù)叵麻_采完成后，要將原來(lái)的土層重新填回開采的地面以保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)不被破壞。土壤的回填可以較快的促使環(huán)境系統(tǒng)恢復(fù)，效果也較為明顯，而且經(jīng)濟(jì)成本也相對(duì)較低。

2.2 改良礦山地質(zhì)環(huán)境的化學(xué)措施

很多的金屬礦山被開采之后，地表土壤的酸堿度會(huì)改變，水系和空氣受到污染。針對(duì)礦山環(huán)境的治理，還要使用一些化學(xué)措施。當(dāng)土壤的堿性較大時(shí)，可以使用硫酸亞鐵以及碳酸氫鹽等物質(zhì)，減少土壤中的鈉離子，并不斷合成鈣離子，削弱土壤的堿性。當(dāng)土壤的酸性較大時(shí)，可以利用石灰水降低酸性，減少酸性物質(zhì)的產(chǎn)生，讓土地的酸堿度平衡。治理水和空氣污染，也可以向被污染的水源投入化學(xué)物質(zhì)，改善水源酸堿度，把水中的金屬污染物進(jìn)行中和，達(dá)到治理水源的目的。水源與土壤的改善，通過大氣循環(huán)系統(tǒng)，間接改善空氣質(zhì)量。同時(shí)，政府應(yīng)及時(shí)通過合理的化學(xué)措施中和空氣中的化學(xué)物質(zhì)，提高空氣質(zhì)量。

2.3 政府加強(qiáng)對(duì)地下采礦的管理力度

企業(yè)想要進(jìn)行地下采礦，必須受到國(guó)家政府的管理和監(jiān)督。為了維護(hù)好礦山的地質(zhì)環(huán)境，政府要做好對(duì)地下采礦企業(yè)的管理工作，增強(qiáng)管理力度。首先，政府嚴(yán)格管制企業(yè)的開采權(quán)。對(duì)于那些沒有資質(zhì)和能力的小型企業(yè)要嚴(yán)格監(jiān)控，杜絕企業(yè)違法采礦。定期審核采礦企業(yè)的采礦能力，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)環(huán)境的保護(hù)措施是否符合法律要求。其次，政府應(yīng)要求企業(yè)制定好科學(xué)合理的開采計(jì)劃，把對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響降到最低，對(duì)于那些盲目開采不顧后果的企業(yè)堅(jiān)決予以管制。再次，政府以及企業(yè)要準(zhǔn)備好相應(yīng)的應(yīng)急措施。一旦出現(xiàn)較大的地質(zhì)環(huán)境破壞現(xiàn)象。能夠第一時(shí)間進(jìn)行彌補(bǔ)和挽救，防止事態(tài)擴(kuò)大，給人民的利益造成不可挽回的后果。最后，政府要做好監(jiān)督管理工作。對(duì)于企業(yè)的開采過程要全面的監(jiān)督，做好事前、事中以及事后的整體把控。防止采礦企業(yè)胡亂作為。政府要及時(shí)制定相關(guān)的法律法規(guī)，制定措施要有法可依，依法執(zhí)行。對(duì)于違反法律法規(guī)的企業(yè)，應(yīng)予以嚴(yán)厲的懲罰。

3 結(jié)語(yǔ)

地產(chǎn)采礦雖會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益，但是也會(huì)給礦山的地質(zhì)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的影響和后果。針對(duì)地下采礦帶來(lái)的破壞性后果，政府以及采礦企業(yè)要及時(shí)做好改善措施，同時(shí)，政府要嚴(yán)格管理采礦企業(yè)，防止礦山亂挖亂采現(xiàn)象發(fā)生。采礦企業(yè)也要做好礦山地質(zhì)環(huán)境的修復(fù)，實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)。