矿山开采对地质环境稳定性影响的综合评估

王卫关  陈建鹏 

郑新永丰（新密）煤业有限公司(公司)

摘要：矿山开采作为人类获取矿产资源的重要手段，对地质环境稳定性产生着深远的影响。本文旨在全面评估矿山开采活动对地质环境稳定性的影响，分析开采过程中可能引发的地质灾害及其成因机制，探讨开采活动对地下水系统、岩体应力状态以及地表形态的影响，并在此基础上提出相应的防范措施与治理建议。通过综合评估，旨在为矿山开采的科学规划、合理布局及生态环境保护提供理论依据和技术支持。

关键词：矿山开采；地质环境；稳定性；影响评估；防范措施

一、引言

随着工业化的快速发展，矿产资源的需求日益增长，矿山开采活动日益频繁。矿山开采不仅为人类社会提供了必需的矿产资源，同时也对地质环境产生了不可忽视的影响。开采过程中，岩体的挖掘、矿坑的形成、废渣的堆积等都会对原有的地质平衡状态造成破坏，进而引发一系列的地质环境问题。因此，对矿山开采活动对地质环境稳定性的影响进行综合评估，对于指导矿山开采活动、保护地质环境具有重要的现实意义。

二、矿山开采对地质环境的影响

（一）岩体应力状态的变化

矿山开采活动对岩体应力状态的影响深远且复杂。在开采过程中，随着矿体的逐渐移除，原本处于平衡状态的岩体应力场将发生显著变化。岩体内部的应力重新分布，这一过程往往伴随着应力的集中和释放。当应力超过岩体的承受极限时，岩体可能发生变形、破裂，甚至诱发岩爆等地质灾害。特别是在深部开采条件下，由于地应力水平较高，开采活动对岩体稳定性的扰动更为显著。这种应力状态的变化不仅影响矿山的安全生产，还可能对周边区域的地质环境稳定性产生长期影响。

（二）地下水系统的影响

矿山开采活动对地下水系统的影响同样不容忽视。开采过程中，为了降低矿坑内的涌水量，通常需要进行大量的排水作业。这种排水行为不仅会导致地下水位下降，还可能改变地下水的流场分布，影响周边区域的水文地质条件。在极端情况下，长期大量的排水甚至可能导致地下水资源枯竭，对当地的生态环境和居民生活造成严重影响。此外，矿山废渣的堆积也可能对地下水系统构成威胁。废渣中的有害物质可能通过渗透作用进入地下水体，造成地下水污染，进而威胁到生态环境和人类健康。

（三）地表形态的改变

矿山开采活动对地表形态的影响是显而易见的。矿坑的挖掘、废渣的堆积以及尾矿库的建设等都会直接改变地表景观。这种改变不仅破坏了原有的地形地貌，降低了土地的利用价值，还可能引发一系列的地质灾害。例如，废渣堆积形成的边坡可能因稳定性不足而发生滑坡或泥石流等灾害；尾矿库的溃坝也可能导致大量尾矿泥浆的泄漏，对下游区域造成严重破坏。这些地表形态的改变不仅影响矿山的正常生产和周边居民的生活安全，还对区域生态环境造成了长期的不利影响。因此，在矿山开采过程中，必须采取有效措施减轻对地表形态的破坏程度，降低地质灾害的发生风险。

三、矿山开采引发的地质灾害及其成因机制

（一）滑坡灾害及其成因机制

滑坡是矿山开采过程中常见的地质灾害之一。其成因机制主要在于开采活动破坏了山体的自然平衡状态。在矿山开采过程中，由于挖掘、削坡等作业，山体的应力分布发生变化，岩土体的稳定性受到破坏。当这种破坏达到一定程度时，岩土体在重力作用下就会发生移动，形成滑坡。此外，开采过程中产生的废渣堆积也可能形成不稳定的边坡，进一步增加滑坡的风险。滑坡的发生不仅会对矿山生产造成影响，还可能威胁到周边居民的生命财产安全。

（二）泥石流灾害及其成因机制

泥石流是另一种常见的矿山地质灾害。其成因机制与滑坡相似，也与开采活动密切相关。在矿山开采过程中，大量的废渣、尾矿等松散物质堆积在山坡上，这些物质在雨水或融雪的冲刷下容易形成泥石流。此外，开采活动还可能破坏山体的植被覆盖，降低地表的抗冲刷能力，进一步加剧泥石流的发生。泥石流具有突发性强、破坏力大的特点，一旦发生往往会造成严重的人员伤亡和财产损失。

（三）地面塌陷与地裂缝灾害及其成因机制

地面塌陷和地裂缝是矿山开采过程中另一种重要的地质灾害。其成因机制主要在于开采活动导致地下空洞的形成和扩展。在矿山开采过程中，随着矿体的逐渐移除，地下会形成一定规模的空洞。这些空洞在上方岩土体的重力作用下可能发生坍塌，形成地面塌陷。同时，由于应力分布的变化和岩土体的移动，还可能在地表形成裂缝，即地裂缝。地面塌陷和地裂缝的发生不仅会对矿山生产造成影响，还可能破坏周边的建筑和设施，对居民的生活造成严重影响。此外，这些灾害还可能对地下水系统造成影响，进一步加剧地质环境的恶化。

四、防范措施与治理建议

（一）矿山规划阶段的地质环境保护策略

在矿山规划阶段，应全面考虑地质环境因素，确保开采活动的科学性与合理性。这一阶段的决策对后续开采活动的影响至关重要。因此，必须充分评估矿区的地质条件、水文状况以及生态环境等因素，以制定合理的开采方案。开采方法和工艺的选择应遵循最小化破坏地质环境的原则，同时兼顾经济效益和安全生产。例如，优先采用充填采矿法等环境友好型开采技术，以减少对岩体的扰动和破坏。此外，规划阶段还应确立严格的环境保护标准和监管机制，确保开采活动在符合环保要求的前提下进行。

（二）加强矿山开采过程中的地质环境监测与预警

在矿山开采过程中，实施持续的地质环境监测是预防和减轻地质灾害的关键。通过建立完善的监测体系，包括地表变形监测、地下水动态观测、岩体应力应变监测等，可以实时掌握矿山地质环境的变化情况。同时，结合先进的数据分析技术和预警模型，对监测数据进行深入分析，及时发现潜在的地质灾害隐患，为采取应对措施提供科学依据。此外，还应建立快速响应机制，确保在地质灾害发生时能够迅速启动应急预案，最大程度地减轻灾害损失。

（三）科学有效的地质灾害治理措施

针对已经发生的地质灾害，必须采取科学有效的治理措施，防止灾害的进一步扩大和恶化。治理措施的选择应根据灾害类型、规模及成因机制等因素进行针对性设计。例如，对于滑坡灾害，可以采取削坡减载、锚固支护等措施增强边坡稳定性；对于地面塌陷灾害，可以通过注浆加固、回填压实等方法修复塌陷区域。在治理过程中，应注重综合治理和生态修复相结合，恢复和改善地质环境状况。同时，还应加强后期监测和维护工作，确保治理效果持久稳定。

（四）完善法律法规体系与监管机制

为了从根本上保障矿山开采活动的地质环境安全，必须完善相关的法律法规体系和监管机制。通过制定严格的矿山开采标准和环保要求，明确企业责任和义务，加大对违法违规行为的处罚力度，形成有效的法律约束和威慑力。同时，加强政府部门的监管力度和频次，确保各项法规政策得到有效执行。此外，还应推动行业协会、科研机构等社会力量积极参与矿山地质环境保护工作，形成全社会共同关注和支持的良好氛围。通过这些措施的实施，可以为矿山开采活动的地质环境保护提供有力的制度保障和社会支持。

五、结论

本文通过对矿山开采对地质环境稳定性影响的综合评估，揭示了开采活动对岩体应力状态、地下水系统以及地表形态的重要影响。分析了矿山开采可能引发的地质灾害及其成因机制，并提出了相应的防范措施与治理建议。

参考文献

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[2] 露天矿山安全管理的对策建议与展望[J]. 司士营.中国水泥,2023(08)