庞仙笛，王 健

（中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队，吉林 长春 130033）

自改革开放以来，我国矿产行业迅猛发展，依托能源开采行业发展，形成了上百个矿业城市，每年的总产值高达2.8个亿，一跃成为世界上重要的矿业大国之一。但由于矿产资源的开采活动十分密集，特别是前期受计划经济影响，许多不合理的开采手段，对矿山和矿山周围的生态环境造成了非常严重的破坏，进而诱发了多种地质灾害[1]。

随着社会的不断发展，人们对矿产资源的需求会逐步增加，矿产资源的开采由浅层向深层发展，与之而来的就是矿产资源开发所带来的地质环境问题越来越明显，矿区周边的生态环境日益严峻，慢慢成为制约我国国民经济能够持续发展的重要因素。矿山的开采活动会直接涉及社会人口、生态环境、和资源利用等多个方面，有序的开采活动能够维护矿山环境的可持续发展，使得矿区内的人们拥有良好的生活质量和经济条件。为了实现我国矿山资源开采和矿山生态环境的协调发展，避免和减少因矿山开采活动引发的地质灾害，本文通过调查研究的方法，了解目前我国一部分矿区开采活动诱发的各种地质灾害问题，并针对调研结果整理出一套防治措施，为我国矿山的开采提供科学依据。

1 采矿活动诱发的地质灾害问题

1.1 地面塌陷

地面塌陷是矿山开采诱发的主要地质灾害类型，矿山在开采时，由于开采过程中设置的通道和围岩支护都是暂时性的，在山体开采完毕后会形成采空区，采空区上方的岩层在自身重力的作用下，逐渐对岩土层释放压力，使岩体发生向下的弯曲和移动[2]。当上层岩体的拉伸张力超过本体岩层拉伸极限时，上层岩体就会发生断裂和脱落，形成脱落区、裂缝区和变形区。

随着采空区的逐渐变大，其移动岩层随之变大，在地表会形成一个比采空区域更大的下沉坑，地表下沉区域是根据中心地区的垂直点向下方移动，所以形成凹陷形式的下沉坑，主要表现形式分为波浪型和阶梯型两种。

1.2 地裂缝

地裂缝产生受开采方法的影响，我国采用的长壁式顶帽开采，这与地裂缝的产生存在直接关系，和矿山表土层的性质与厚度成反比关系。一般而言，深厚比越大其裂缝的密度越小，地裂缝演变的速度也就越小。而且地裂缝的产生一般和地面塌陷相伴，常以组合的形式出现，具体可分为两类：移动式和组合式地裂缝，如图1所示。

图1 两种地裂缝实物图

如图所示，移动式地裂缝的断裂面多形成I和V型，和两侧的土地有明显的位移变化。组合式地裂缝的两侧土地没有位移，一般以树枝状为表现形式，裂缝宽度较窄。

2 采矿活动诱发的地质灾害防治措施

2.1 减小矿体开采厚度

因矿山开采的岩层厚度不同，使得采矿区覆盖的岩层裂缝程度有所差异，岩层的裂缝程度对地表的形态变化起到了一定的影响作用。

为了降低地面塌陷和地裂缝发生的可能性，在开采前需要对岩层厚度加以测量，考虑矿山开采深度和开采厚度之间的比值关系，不能就单一问题进行单一处理，避免出现二者分离情况，减少开采误差的出现[3]。开采深度会随着开采厚度的增加而增加，开采厚度较大时，其地表移动速度会加大，造成地表岩层变薄。一般厚度和深度的比值小于30时，地表环境会呈现连续移动致使沉陷发生，因此需要对矿体的开采厚度进行一定的调整。首先了解矿区内每个岩层结构的黄土沉积范围，根据松散层抵抗能力逐渐变小的特征，减少矿山的自身重力，将松散层在地质层内的范围扩大，减缓矿山上层的移动速度。

2.2 建立多个开采工作面

正常矿山开采作业为了加强山体的利用次数，在开采前寻找作业点后，基本只设置单个或者两个开采面，但是长时间的一侧工作，会导致矿体结构发生偏移，致使一侧山体岩层过厚，另一侧山体过薄，是为影响开采地表沉陷破坏的重要原因之一[4]。

由于目前我国矿山的主要开采方法为倾向型长壁分层或者一次性全高采，促使开采面呈长壁式发展状态，所以根据矿山开采实际情况建立多个开采工作面，减轻山体压力，使每个层面的工作走向和岩层裂缝走向呈垂直发展，让两者的压力达到平衡。一般选择采矿工作面的高度为6米以下，让开采矿层上方的岩层能够和地表的移动进程的充分融合，当矿山的开采区达到一定面积后，根据岩层移动的速度逐渐对开采工作面进行整合，在开采前对多个开采点进行勘探，只是为了最大程度的维护山体平衡。

随着开采强度的不断增大，要及时更换开采工作面，让每个工作面之间形成线性关系，达到联动。而在开采地表的中央能够形成推举的平衡区域，最终将开采工作面以盘形的形态存在[5]。

2.3 加强监测工作

除了对矿山开采工作步骤的改进，最重要的防治措施应该是加强对地质的监测机制。在整个开采过程中，每个矿区内都应该有一套完备的动态监测系统，及时预测矿区开采进度和开采工作对矿山厚度和深度变化的影响。其中最重要的一点是国家相关部门要制定一套完备的监管体系，使得矿山开采工作要以法律章程为依据，对开采过程所引发的地面塌陷承担责任，对不合理的开采工作起到制约作用[6]。其次矿山产业要形成良性开采链，不能过度的对单一矿山进行开采，每个矿山的开采深度和厚度需要有一定的指标限制，在开采过程中要实时对开采人员进行技术监测，及时发现不当操作行为，让整个矿区的工作人员对地面塌陷和地裂缝等地质灾害，有深刻的认识和早期特征发生的判断能力。

3 结语

在对矿山区的开采过程调研中了解到，受长期大规模开采作业的影响，矿山开采区的地质灾害问题越来越突出。在调研结果上针对采矿活动引发的地质灾害制定了详细的防治措施，为矿区开采活动提供安全保障。本次调研中对地质问题的梳理仅局限于三方面，并没有涵盖所有地质灾害，在研究上不够彻底。

在后续的研究中会收集更多的矿山因矿山开采诱发地质灾害的相关资料，对易发地质灾害类型进行更深一步的研究，制定出更加合理的地质灾害防治措施，为矿区生态环境可持续发展提供有效依据。