礦山開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及治理措施探究

趙傳鵬，吳會(huì)軍，薛俊杰，熊永亮

（河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450000）

在礦產(chǎn)資源的實(shí)際開采過程中，經(jīng)常由于過度開采而導(dǎo)致礦山地質(zhì)環(huán)境的破壞，不但嚴(yán)重影響了人們的工作和生活，還對(duì)礦區(qū)自然環(huán)境造成了一定的威脅，不利于礦產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。所以，相關(guān)企業(yè)和工作人員必須重視礦山開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，并積極采取治理措施，確保礦產(chǎn)資源的開采的過程中始終堅(jiān)持科學(xué)、合理、適度的原則，在為人們提供充足和能源需求的同時(shí)，降低礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的機(jī)率[1]。

礦山地質(zhì)災(zāi)害主要指由于人們對(duì)礦山的大力開采，使得礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，并且對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)損失和賴以生存的自然環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。礦山開采雖然推動(dòng)了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高了人們的生活水平，滿足了人們的生活需要，但由于部分礦山在開采過程中不遵循可持續(xù)發(fā)展原則，對(duì)礦山進(jìn)行無節(jié)制的開采，從而加大了礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率。

1 礦山開發(fā)對(duì)地質(zhì)造成的影響

1.1 礦山開采對(duì)水資源的影響

由于煤炭的底層是由多種成分共同組成的，而煤炭層在這當(dāng)中發(fā)揮了隔水的作用，所以，在進(jìn)行煤炭開采時(shí)必須先把地下水抽干，這樣才能使煤炭開采油淺層到深層的順利進(jìn)行。但是在煤炭的實(shí)際開采過程中。就不可避免地會(huì)對(duì)地下水源造成一定的污染，并且污染程度會(huì)隨著開采的進(jìn)行變得更為嚴(yán)重。在進(jìn)行淺層煤炭開采時(shí)，礦坑的涌水還比較少，污染程度相對(duì)來說也比較輕，但是隨著煤炭開采的不斷進(jìn)行，煤炭呈逐漸減少，地下開采空間越來越寬廣，水層和煤炭層就會(huì)相互滲透，到了開采的中后期，各種回采放頂和放炮震動(dòng)等操作會(huì)使煤層頂板出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生塌陷，導(dǎo)致地下水大量涌入礦坑內(nèi)，引起水質(zhì)污染和惡化。同時(shí)，煤炭開采還會(huì)對(duì)礦區(qū)地表水產(chǎn)生一定的影響，在煤炭開采過程中，礦工周邊的基巖裂縫水不在呈現(xiàn)出就近排放的特點(diǎn)，而是由向河道排放變成向礦坑內(nèi)排放，大大減少了煤礦地區(qū)天然基流的來源，導(dǎo)致地表徑流量逐漸減少，并且隨著開采的進(jìn)行，礦坑裂縫也逐漸加深，導(dǎo)致河道發(fā)生斷流現(xiàn)象。并且，煤炭開采過程中，不僅會(huì)使地下水被有機(jī)物污染，還會(huì)使原本水質(zhì)優(yōu)良的地下水，形成水質(zhì)惡化的礦坑廢水，使得水質(zhì)進(jìn)一步惡化，影響居民和家禽的用水安全。

1.2 礦山開采造成地面裂縫、塌陷問題

目前我國(guó)大部分的礦產(chǎn)企業(yè)都采用的都是長(zhǎng)壁式采煤法，這種開采煤炭資源的方法。在使用過程中會(huì)把開采出來的黃土覆蓋在地表平面上，導(dǎo)致松散層的厚度不斷的增高，使礦區(qū)表面容易出現(xiàn)裂縫，增加了礦區(qū)發(fā)生采空塌陷的概率。對(duì)于我國(guó)東部煤礦地區(qū)，充足的地下水源以及較高的淺水位，會(huì)使得采煤區(qū)域形成湖泊。然而，對(duì)于我國(guó)西部煤礦地區(qū)，礦產(chǎn)資源的開采會(huì)使得原本就缺水的地區(qū)，更加缺少水源，裂縫更加嚴(yán)重。有大量數(shù)據(jù)表明，我國(guó)地面裂縫和塌陷問題的形成，很多都是煤炭開采導(dǎo)致的，并且很多塌陷地區(qū)都處于平原的耕地區(qū)，給人民的生活和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響。并且隨著煤礦資源需求量的逐漸增多，煤炭開采量也會(huì)逐漸加大，地面裂縫和塌陷問題也將日益嚴(yán)重，進(jìn)一步減少了我國(guó)本就不充足的耕地資源。除此之外，地面裂縫和塌陷問題的出現(xiàn)還會(huì)造成礦區(qū)地表的水土流失，影響自然生態(tài)平衡[2]。

1.3 礦山開采固體廢物對(duì)環(huán)境造成污染

在煤炭開采過程中，另一種比較常見的固體廢物就是煤矸石。通常我們所說的煤矸石表面呈現(xiàn)出黑灰色，具有硬度比煤炭高，含碳量比煤炭低的特點(diǎn)，主要在采煤和洗煤的過程中進(jìn)行排放。開采的原煤中含有大量的煤矸石，占比甚至可以達(dá)到1/5～1/6，這些煤矸石如果沒有進(jìn)行妥善的處理，隨意的堆砌會(huì)給自然環(huán)境帶來一定的壓力。同時(shí)，煤炭開采過程中排出的煤矸石廢物，還會(huì)向空氣中散發(fā)二氧化硫、硫化氫和煙塵等有毒氣體，降低空氣質(zhì)量，影響人們身體健康。并且隨著雨水的沖刷，有毒物質(zhì)會(huì)滲透進(jìn)入土壤中，影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)，降低農(nóng)作物產(chǎn)量，不利于礦區(qū)人民的生活和發(fā)展，而人們食用了吸收有毒物質(zhì)的農(nóng)作物，身體健康也會(huì)遭到嚴(yán)重的威脅。除此之外，長(zhǎng)期堆砌的煤矸石還會(huì)在雨水的沖擊下形成淤泥，流入附近的河道和湖泊中，使得河床進(jìn)一步抬升，降低了抗洪和蓄水能力。此外，推擠成山的煤矸石還會(huì)再雨季形成泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)礦區(qū)人們的生命安全造成了一定的威脅。

2 地質(zhì)災(zāi)害的治理措施

2.1 治理開采沉陷的措施

在進(jìn)行開采沉陷的治理過程中，首先要做的就是對(duì)礦區(qū)進(jìn)行沉陷預(yù)計(jì)，由于煤礦開采引起的沉陷與自然形成沉陷相比更加具有規(guī)律性，所以，可以提前做好沉陷預(yù)計(jì)，降低沉陷對(duì)礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境造成的影響。在不同的煤礦分布區(qū)地質(zhì)條件有所不同，所以相應(yīng)的沉陷程度也有所差異。在實(shí)際工作中，各個(gè)礦區(qū)可以通過建立觀測(cè)站來進(jìn)行沉陷數(shù)據(jù)的測(cè)量和監(jiān)控，后期工作人員對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析，進(jìn)而總結(jié)出沉陷規(guī)律，以便為同地區(qū)未發(fā)生沉陷的地區(qū)做出預(yù)計(jì)，提前做好預(yù)防工作。

除此之外，還要充分了解礦區(qū)沉陷發(fā)生的原因，進(jìn)而采取有效的措施減輕地面的下沉。在礦區(qū)的開采過程中，井下開采是造成地面下沉的主要原因，所以相關(guān)工作人員要重點(diǎn)關(guān)注這一環(huán)節(jié)，采取一定的措施來減輕礦區(qū)沉陷情況，在保證工作效率的同時(shí)節(jié)約開采成本。除此之外，對(duì)于已經(jīng)發(fā)生地表沉陷的地區(qū)，還要采取科學(xué)有效的方法來進(jìn)行治理。實(shí)際治理過程中，首先要結(jié)合不同地區(qū)的綜合情況來制定有效措施，比如水量充足的東部礦區(qū)，針對(duì)塌陷較輕的地區(qū)，可以采取降低潛水位的措施，使沉陷地區(qū)的土地可以再次得到利用。針對(duì)塌陷嚴(yán)重的地區(qū)就要，進(jìn)一步挖去泥土，填入塌陷較輕的地區(qū)，使塌陷較深的地區(qū)變?yōu)轸~塘，用于養(yǎng)殖水產(chǎn)動(dòng)物。

2.2 固體廢物堆積的防治措施

對(duì)于煤礦開采過程中產(chǎn)生的煤矸石廢棄物，可以栽植一些生命力頑強(qiáng)的植物，比如一些耐旱、耐貧瘠的刺槐、沙棘等，經(jīng)過植物的覆蓋，煤矸石表面就可以形成一道美麗的自然風(fēng)景，不但可以美化礦區(qū)環(huán)境，還可以阻止煤矸石內(nèi)部有毒氣體的散發(fā)和淋溶，降低煤矸石對(duì)人和自然環(huán)境的危害。并且還可以根據(jù)煤矸石的組成成分進(jìn)行再利用，對(duì)于含碳量較高的煤矸石可以用作發(fā)電的能源，煤炭開采地區(qū)建設(shè)發(fā)電廠，把碳含量高的煤矸石用作發(fā)電廠的燃料，不但解決了煤矸石堆積的地址問題，還能變廢為寶，將其轉(zhuǎn)化為可以利用的電能。除此之外，煤矸石還可以用作燒結(jié)磚，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，煤矸石自身散發(fā)的熱量會(huì)大大節(jié)省外加燃料的成本，提高燒結(jié)磚經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，煤矸石還可用作土壤改良的原料，增加土壤的透氣性能。此外，還要做好煤矸石淋濾液的治理和防護(hù)工作，由于隨意退房的煤矸石經(jīng)過雨水的浸泡，會(huì)形成酸水等污染液，造成土壤侵蝕，影響地下水質(zhì)，所以在進(jìn)行煤炭開采時(shí)，要盡量減少煤矸石的排放，采用煤矸石少出的方法進(jìn)行處理。

2.3 礦井突水的防治措施

對(duì)于礦井突水問題，相關(guān)工作人員首先要做的就是進(jìn)行超前防探。由于不同礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，所以影響斷裂的原因也不同，進(jìn)行煤炭開采前，必須熟悉礦區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，掌握斷裂層的分布規(guī)律，了解相關(guān)鉆探資料，以便能夠根據(jù)巷道的情況進(jìn)行礦井突水防治。除此之外，還要對(duì)煤礦開采區(qū)域進(jìn)行及時(shí)的疏水和降壓處理。地下水壓是工作面突水的主要原因之一，所以，一旦發(fā)生礦井突水問題，就要及時(shí)的采取措施，迅速進(jìn)行排水降壓，從而達(dá)到從源頭降低水壓的目的，有效的防止礦井突水。

2.4 采空塌陷、裂縫的治理

塌陷和裂縫是煤礦開采過程中常見的地質(zhì)災(zāi)害，所以要及時(shí)的進(jìn)行處理，把損失和影響降到最低。對(duì)于破壞嚴(yán)重的地區(qū)，可以采用覆蓋、填土的方式進(jìn)行補(bǔ)救，并采用大型機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)處理，修復(fù)農(nóng)耕用地，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r修建排水設(shè)施，最大限度的減少水土流失，降低對(duì)農(nóng)業(yè)的影響[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，礦山開采行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，我國(guó)在這一領(lǐng)域正處于蒸蒸日上的發(fā)展趨勢(shì)，但是越來越大的能源需求給地質(zhì)環(huán)境造成的破壞也是十分嚴(yán)重的，所以，必須積極采取有效地措施進(jìn)行治理，降低煤炭開采行業(yè)給人們帶來的危害。