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探析露天矿开采对矿山地质环境的影响

  中图分类号:TD853 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)02(b)-0018-02
  为了保证社会发展对于矿产资源需要的满足以及我国人民日常生活的需求,矿产的开采是非常必要的,但是近几年来随着矿产开采的力度以及范围的增大,出现了一些不安全因素,导致在矿产的开采过程中或是之后出现地质灾害,对采矿人员以及周围的人民群众的生命安全造成了很大的影响,因此,该文针对于在矿区频发的地质灾害的成因以及预防措施给出了较为详尽的论述和建议。
  1 工程实例
  在某个小村庄有住户1 000多人,共计房屋470多间,有农户260多户,其房屋的结构为主要以砖混凝土与土木为主要结构,房屋层数基本上都是在1~2层之间。在其南面的坡上有一个露天开的矿山,由于露天开工作一直向边坡方向扩展及延伸,所以导致周边村的墙体、地坪等都出现了开裂的情况。因此,对露天采矿分布地应力的过程、形成人工边坡等进行进一步调查。从调查结果可以看出,在一定的条件之下,露天采矿的周边、边坡等都会出现变形移动,对周边地质环境有着直接的影响,严重时还有出现地质灾害。
  2 矿区的地质环境情况
  2.1 矿区的地质构造情况
  矿区的地质构造一般比较简单,是分层次的,由不同的岩石系组成,在每一个不同的区域里都有不同的岩石种类,而且在矿区的地质构造以及整体分布都是比较简单的,所分层次也比较少,填充的岩石种类也不多。
  2.2 地层的岩石组成
  在矿区的地层中岩石种类主要分为3类,这3种地质构造不同的岩石组是矿区地质构造的主要填充物质。
  3 工程的地质环境以及周边的其他情况
  在进行研究之前首先要考虑到矿区的北帮边坡的岩石组成情况以及坡下村民所建造的房屋的构造情况,不能盲目地认定采矿作业就是导致民宅结构出现问题的主要原因,这需要通过进一步地分析与证明,来判断采矿作业对周围环境的影响程度到底是处于什么样的层次。
  文中所选取的矿区的地质环境还是比较好的,坡下的民宅构造也都合理稳固,符合要求,这就引发了采矿作业会对民宅构造以及坡体的构造产生影响的看法,为了证实这个看法的真实存在合理性,需要对矿区的地质环境及构造进行进一步地分析和研究,对于矿区周围可能出现的隐患进行研究与分析,与此同时,还要对矿区周围的水文情况进行分析,找出影响矿区地质结构稳定的综合因素。
  4 露天采矿对于矿区地质环境的损害
  4.1 出现矿区崩塌的情况
  矿区出现崩塌的情况的主要原因要从矿区的地质环境及其构造进行分析,找出矿区出现崩塌的原因所在。矿区的地质构造中,是存在崩塌体的,这种结构内的岩石组成风化程度比较严重,容易出现崩塌事故,所以对于矿区出现崩塌情况的研究,就要集中在对于矿区的地质构造中的崩塌体的相关参数的测量与分析,然后针对崩塌体的相关数据判断矿区出现崩塌情况是否与崩塌体有关。
  4.2 矿区出现裂缝的情况
  在矿区周围的民宅中,出现了房屋裂缝,房屋构造受到影响的情况,这种裂缝通常沿着砖的缝隙裂开并且形状不规则,宽度也是比较大的,裂缝的主要方向处于水平方向,竖直方向比较少见。经过有过调查分析研究表明,出现裂缝的不仅仅是矿区坡下的民宅,在矿区也出现了大且深的裂缝。
  5 矿区以及周围环境出现地质灾害的原因
  5.1 矿区北帮边坡的稳定性的相关分析
  对于矿区的北帮边坡稳定性的研究,要规定好相关的参数,选取合适的参数对其稳定性进行表达,在研究其稳定性时,所选取的范围也是非常重要的,在所选取的范围内对其稳定性进行研究,并选取不同的区域在此对其稳定性加以分析,之后得出的结果才算真实有效。对于矿区所出现的裂缝情况,要选取合适的分析面对其产生的原因进行分析,同时也要考虑到出现裂缝的区域的周围地质情况以及水文环境。对于北帮边坡的定性分析,可以定义为不稳定。
  5.2 矿区北帮边坡稳定性受到影响的因素的分析
  (1)针对矿区的北帮边坡的不稳定性产生的原因进行分析研究,不难发现,出现不稳定的原因是因为坡体的构造受到了损坏,结构产生不稳定性,再加上边坡的本身构造就存在有不稳定的潜在因素,在进行矿业作业时所产生的振动以及晃动都是造成边坡不稳的诱因,矿业作业时没有对该地的地质情况进行勘测,导致施工区域选取不合理,在坡的潜在滑移面上进行施工作业,导致了坡的滑移面的产生,这是造成矿区北帮边坡的不稳的原因之一,对于矿区的水文情况进行分析研究的时候,也会发现,水在坡体所产生的裂缝当中会产生巨大的下滑力,造成坡体的滑移,在坡体的土壤构造当中,多是岩石与土壤的混合结构,当水渗入到岩石与土壤间的缝隙的时候,就会导致水土流失的情况,导致坡体的结构不够稳定,水的流动性也是造成北帮边坡失稳的一大诱因。
  (2)在矿业作业的过程中,对于北帮边坡内部的应力影响是非常大的,在开采过程中,在坡的另一边由于人工作业会形成一个新的坡度,于是在矿区处于两个地质构造不同的坡中间形成一个临空面,于是北帮边坡由于临空面的形成,其内部构造由于受力不均开始发生了变化,由之前稳定的性质转变为不稳定,接下来就会产生滑坡的地质灾害,受力不均带来的另一后果就是造成裂缝,这些都是由于在开采初期没有设定好作业面而导致对矿区周围的地质环境产生改变,造成地质灾害的发生。
  5.3 有关矿区出现裂缝的成因分析
  矿区的北帮边坡由于开采作业所形成的新的人工坡产生不稳定的情况,因此,北帮边坡的地质构造就会产生一定的变化,甚至出现崩塌的情况,在刚开始变化到崩塌的过程中通产会出现几个阶段,在每一个阶段中北帮边坡的地质构造都会有鲜明的变化产生。产生裂缝的原因是因为北帮边坡内部的应力不均导致结构出现不稳定,各个方向的应力对坡体的结构产生拉伸作用,最终由于受力不均,坡体就会产生一条甚至多条裂缝,在产生裂缝的这个阶段,坡体的地质构造变动最为严重,变化也更为剧烈,所造成的危害基于前面几个阶段,其破坏力度也增强了,在前面几个阶段中,坡体的变化都是不太明显的,当前几个阶段积攒下来的变化达到一定的程度时,就会出现质的变化,造成严重的地质灾害。
  在对矿区出现裂缝之后的店面进行勘察时,会发现不同程度的裂缝,其严重程度也大有不同,处于矿区的裂纹最为严重,裂缝的宽度及长度都是非常大的,而在矿区外的小山村当中裂缝的长度和宽度就稍显小一些,而且这些裂纹的分布也是有规律的,会随着延伸的范围增加宽度也在增加。根据矿区裂缝的多少以及其形态特征,可以很轻易地判断出坡体正在经历那个变化阶段,这对补救工作是非常有帮助的。
  6 结语
  综上所述,关于露天矿开采对矿山地质环境的影响主要与矿区的施工作业所选取的作业面以及所处环境下的地质构造和岩石组成有关,人为的施工作业对坡体的地质结构产生了不可逆转的改变,之后会导致地质灾害的产生,这就对矿业开采技术以及专业程度提出了要求,在进行矿物开采之前,需要有专业的地质勘探人员进行地质结构的勘测与分析,之后规划出开采工作的作业范围,将人为影响对坡体结构的破坏效果降至最低,预防地质灾害的产生。

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