冯 勇

（北方铜业铜矿峪矿，山西 运城 043700）

在社会发展的过程中，矿产一直都是生产建设的重要资源。但采矿属于高危职业，一旦安全设施不到位或采矿操作不规范就容易造成安全事故，安全问题一直威胁采矿人员的生命安全。采矿工艺不仅会造成安全问题，处理不当对矿山周围的环境也会造成不小的影响[1]。

现在大部分矿山公司的采矿工艺使用的都是传统的采矿手段，因为有了多年的使用经验，技术比较成熟，只要依照矿山的特点进行采矿方式的选择，基本不会出现安全问题，但是很多传统的采矿方式并不注重生态环保，会对周遭环境造成不可逆转的破坏，因为采矿工艺的复杂性很多技术操作起来比较复杂，还需要借助机械才能完成，大型机械在工作的过程中会造成地表的破坏和植被的损毁。因此，对采矿工艺对矿区周边地质环境的影响问题进行研究，有助于后续的补救工作。

1 采矿工艺的具体操作方式

常见的基本采矿方式按照矿产的不同可分为六种，小型的矿石可以通过支架实现采矿，支架的前后梁要接连在一起，然后通过支架运送矿产。贵重稀有的矿产可以采用充填采矿的方式，首先对采矿地区的分区结构进行重新划分，将矿区一分为二，分别采用不同的采矿方式，采矿人员在空场进行采矿时，开采区域留出一半的实心的地区，在空场地区的地下搭建支护，保障采矿的顺利进行，降低矿区的塌方率[2]。

在矿山上会有许多岩石在矿区周围，在采矿的过程中可能会因为震动掉落对采矿人员造成伤害，因此作业人员会使用辅助崩落设备，让岩石在预设的时间崩落。保证周围环境没有危险之后再进行矿石开采。提前清理危险因子的方式可以降低采矿的危险系数，保障采矿工人的生命安全。采矿技术机械化程度加强，需要的人力减少，不仅降低了人工成本，还提高了崩落的成功率，但这种崩落技术对机械的要求很高。对机械的依赖性也很强，矿山地区一般远离市区[3]，经常会发生停电或信号变差的情况，在这种情况下机器就无法使用，只能停止崩落工作。还有一种主要依靠人力的崩落方式，需要人为测量距离和校对数据，因此崩落效率较慢，人为测量的过程中也可能会发生危险，安全系数不高。

溶浸采矿工艺技术是在采矿的过程中采用化学试剂，利用化学物质之间的变化特征将矿产从固体状态变成液体状态。然后由专业的工作人员将液态矿产通过专业手段带出来，但是由于这种采矿方式对技术的要求较高，需要采矿人员对矿产和化学物质的特征都足够了解。在采矿之前也要对采矿条件进行勘测，在进行化学物质选择的时候，既要能够实现矿产液化，还要尽量避免对矿区周围的环境造成污染。将选好的化学试剂运送到地层当中，让其和矿产进行充分的反应实现液化。

液化后的矿液的运输变得更加便捷，也不会因体积太大对运输工人造成伤害。可以提升矿产的开采效率。可供选择的化学药剂很多，大部分矿产都能使用。

2 采矿工艺对周边地质环境造成的破坏

基于上述采矿工艺的操作流程，可以分析出对地质环境造成的破坏，具体可以分为地表、水文和土地资源的破坏。

2.1 采矿工艺对地表造成的破坏

采矿工艺会导致地表沉降，一般矿区的中部地区沉降概率最大，在距离地表200m～400m左右的地区沉降最严重。矿山开采的沉降幅度在1.3m左右，大型矿藏的开采沉降幅度要更深，在1.5m～3.2m之间。地表沉降对周围的建筑物来说是很大的安全隐患，某矿在开采过程中地表发生0.72m的沉降，引发周围地表出现裂痕。

某大型矿山在开采过程崩落距离计算不当，导致巨石滚落导致周边建筑物遭受严重破坏[4]，造成千万元的经济损失。附近村庄在矿区沉降的影响下的民宅墙体出现裂痕，农田出现下沉现象，对当地的种植造成影响，距离矿山近的田地甚至也出现了裂缝。

如图1所示，最大的裂缝宽度可达到1500m，长度也有数百米。地下管线也遭受了不同程度的破坏，水管破裂，信号中断，居民家中停水停电。

图1 地表沉降造成的裂缝

地表沉降还会破坏矿井排水基础设施，矿井中的积水排不出去，一旦发生强降雨对井下的矿工来说就是生命威胁，排水系统对于农田来说也非常重要，在进行农田灌溉之后没有排水系统会造成涝田，影响庄家的生长。地表塌陷多发生在浅矿区，塌陷的规模大小不一，形状也并不固定，最大的矿区塌陷范围可达20m2，小的地表塌陷只有3m2～5m2左右。但是二者造成的危害是一样的。地表塌陷对矿井造成的影响是最大的，使矿井失去自我保护的能力，地表水会灌入井中。南方某地区在梅雨季节矿区地表突然发生塌陷，井下的排水系统遭到破坏，又恰逢连绵不绝的雨季，矿井中的积水排不出去，只能停止采矿作业。后续的排水工作恢复后，由于很多积水都未排出，排水设施的排水压力很大。最终在排水过程中排水系统再次瘫痪，水流不受控制的大流量流出。冲毁了当地数个河坝，河床发生坍塌，地表水再次灌入矿井之中，采矿工作再次被迫停止。

2.2 采矿工艺对水文造成的破坏

经过调查，地下水的有害物质含量的变化如表1所示：

表1 地下水的污染程度

矿区在暴雨天气自身也需要排水，矿井建设得越深所需要的排水系统就越完善，正常规模的煤矿需要的排水量是824m3/h。如果达不到就会造成井下积水，严重威胁矿工的生命安全和采矿的工作进度。

2.3 采矿工艺对土地资源造成的影响

矿山开采工艺使用不当对土地资源造成最为直接的影响是土壤剥离、占压、挖损等。当原有的土壤生态环境遭到破坏，位于地表上的植被也遭到了侵占，土壤中的有机物质含量逐渐减少，出现沙化问题，而遇到极端恶劣天气最容易出现水土流失灾害。开采出矿物经过雨水冲刷，部分含有污染性质的金属元素渗入土层中，造成土壤的盐碱化。很多矿山因开采工艺落后，完成开采后产生大量废石，堆积在矿区周围，经过的河流将废石搬运到其他地方，冲到农田中会破坏庄稼的生长，农田发生沉降由平原变为小型的盆地，积水在农田中不能排除，和土壤长期交融变成淤泥，可利用的土壤变成沼泽。

3 结语

本文根据矿区的真实采矿工艺的特征，及时发现采矿工艺容易造成的问题，为后续的灾害防治措施设计进行了铺垫。但本文篇幅有限，很多细节问题没有深究，希望在日后的研究中可以在本文大方向的基础上进行更加细节的研究。