摘要：煤炭资源是人类生存不可或缺的重要物质条件，也是关系到国计民生的基础性产业。地质环境作为主导因素，以各种各样的方式不同程度地控制着地质灾害的产生与发展，而地质灾害的发育状况又反作用于地质环境，使其发生着形式多样、程度各异的变化。而煤矿开采区的地质环境是十分脆弱的，特别是在采煤过程中对含水层的破坏、对地形地貌的破坏、以及土表植被资源的破坏等问题，严重影响了矿区居民的生产与生活。本文据此分析了地下采矿对矿山地质环境影响的原因，并从四个方面分别阐述了具体的影响程度和造成的后果，最后简单总结了几条防治措施。
关键词：地下采煤；矿山；地质环境；影响；分析
煤炭是我国社会经济发展过程中的主要能源，近些年来随着开采深度的加大，对环境造成的影响也更加显著。矿山地质环境指采矿活动所影响到的岩石圈、水 圈、生物圈以及它们相互影响相互作用的客观存在实体。矿产资源作为人类生存不可或缺的物质条件，对社会发展起着重要的基础性作用。随着近些年来对矿产资源的不断开发，特别是地下采煤活动对矿区环境的影响，对地质环境中的水圈、岩石圈，以及地面生物圈的破坏等危害甚大，更是制约矿区经济发展的重要因素。下文将结合采煤作业对矿山地质造成的环境问题，从影响因素的分析与防治上提出综合应对策略，以最大化的改善矿区环境、促进矿产资源开发与恢复治理协调发展。
一、地下采煤对矿山地质环境的影响原因
地下采煤在对地下空间进行开挖过程中，将直接破坏原有地层岩体的自然应力场，必然将对地下应力进行重新分布，以实现新的应力平衡。经过长期的分析调查发现，地下采煤会对矿山的地质环境造成影响，并且这种影响是持久性、连续性和广泛性的。在采煤过程中，很容易引发或者加剧地质灾害的产生。形成地质灾害的影响因素主要有以下几个：地貌和地形、岩土组合情况、地质构造和地层的岩性。在这些影响因素中，地形地貌主要控制不同类型地质灾害的发育程度和具体的分布情况，而在矿山地质区域中，常见的一种地质灾害为煤矿采空塌陷。引发这一灾害的原因有很多，如煤层自身的厚度、采厚、倾角、枢开采方式、采深以及上覆岩层的性质等。同时，由于长期的开采，会在地下形成较多的开挖空间，这些空间会影响原有岩体自身的应力和平衡性，容易使上部的覆盖岩石内部产生岩层移动的现象，进而发生岩石的掉落、岩层的弯曲和断裂等。因此，地下采煤将会导致一系列地质环境问题的产生，开采矿产资源的同时，不仅有诱发崩 塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等突变性地质灾害的可能，而且有诱发地面沉降、土壤荒漠化、水环境恶化等的可能，从而造成人民生命财产受到危害。
二、地下采煤对矿山地质环境影响程度分析
从地质环境影响程度来看，需要结合地质、水文、岩土性质、不良地质现象的发生，以及对人类活动等因素来综合判定。文章以某矿山地质为例，就其影响层次进行研究和分析。该矿山包括可采与局部可采煤层，所采煤矿为无烟煤。在分析地下采煤对矿上地质环境影响层次时，首先应该明确其指标集与评判集，其明确的依据主要如下二开采深厚比、采动系数、裂隙的发育程度、岩层和土层的厚度、地震的基本烈度、矿井扫冰量、地下水和地表水对于岩土体的影响、地形陡角、原采煤量等。下面对该矿区地下岩体应力、含水层、地表地貌三个方面受到的影响进行分析。
（一）对地下岩体应力的影响
在地下采煤过程中，所形成的开挖空间将地层岩体内原有自然应力场改变，在此时，在这一开挖空间中，其内部会产生相应的减压区，且压应力消失，在岩层所聚集的这些弹性能就会被释放出来，压碎岩石。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆开挖空间上部顶板岩层在自重及其上覆岩层重力作用下，发生向下弯曲。当岩体内部拉应力超过岩石强度极限时，顶板岩层断裂、破碎和垮落。地下开挖空间底板岩层由于应力松弛而出现隆起。在整个岩层移动与变形过程中，存在着岩石垮落、突出、底板隆起、断裂、离层、裂隙、沿层面滑移、弯曲等破坏形式。此外，在开挖空间的底部和顶部也会产生相应的减压区，在该区所产生的拉应力就会破坏周围的岩石，导致开挖空 间周围的地层出现变形或者移动问题。
（二）对含水层的影响
煤矿开采过程中，对第四空隙潜水含水层、上、下石 盒子组孔隙以及裂隙承压水含水层组影响较轻，但是对孔隙承压水含水层以及岩溶裂隙承压含水层的影响比较严重。地面沉陷区的煤组顶板砂含水层结构遭到破坏，因此水位出现了较大幅度的下降。造成水资源骤减，其影响程度严重。从矿坑中排出的水经过处理质量检测合格之后，可以作为生产和生活用水，不对外排放，因此对矿区周围 的地下水质不会造成较大的污染。结合目前的影响情况来看，预计全部开采完成之后不会对矿区周围居民的生活用水造成太大的影响。
（三）对地表地貌的影响
目前的生态系统和景观在空间上呈现出严重的不协调性，而交通线路由于占地面积比较小，不会对景观产生较大的影响。岩层移动稳定后，在采空区上方地表塌陷形成下沉盆地，其范围大于开采面积。若开采面积为矩形，则地表下沉盆地近似椭圆形。该井田开采形成了地面沉降呈现为碟形，使以往的平坦地貌难以恢复。在下沉盆地内各点的移动量不相等，移动方向指向盆地中央，改变了地表原有的地质形态、地形地貌以及生态系统，引起地表标高、水平位置发生了变化，对地表的建筑、道路、河流、生活环境等产生了影响。
三、应对地质环境问题的几项策略
首先，应对矿山开采前进行科学预防，在煤炭开采前必须依照国家煤炭工业局颁布的开采规程和要求，对保护对象下部的煤柱给予保留。对矿坑排水及污水进行达标处理后排放，从而减少对地下水资源的污染；设置矿区事故水池，防范非正常工况下对地下水环境的破坏。其次，要在各个矿区设置固定的检测点，进行水准测量，加强对整个矿区的动态控制能力。除此之外，对于地形地貌景观和 土地资源的修复，可以结合地面塌陷、地裂缝综合治理的方法，对矿区的地貌景观和土地资源进行综合的修补和恢复。还要合理安排工作面推进方式，避免煤层采空叠加的危害，选择合适的开采时间间隔，合理布置开采边界的相对位置等。还可采用地表塌陷是采空区常见的地质灾害，在防范措施上要结合矿区实际，科学选择填充法、条带开采法等措施来减少塌陷的危害。对于严重受影响的区域，建议采用煤矸石充填法来防范沉降，既可以减少煤矸石对地表的污染，又能有效抑制地面下沉。
结语：
综上所述，矿产资源是人类生存与发展的物质基础，而环境则是人类生存与发展的必要条件。若在矿产资源开发过程中，未注重其地质环境的保护，使地质环境不断恶化，很容易使矿山的地貌景观、土地资源以及水资源等受到影响，继而影响社会经济的发展和人们的生活。因此，要不断提高煤矿开采的合理性，对于出现的地质问题进行及时的修复，避免进一步的恶化。可采取在矿山开采前进行科学预防、在各个矿区设置固定的检测点、修复地形地貌景观和土地资源、合理安排工作面推进方式等方式，最大化促进矿区资源开发和环境保护的协调发展，以获取最大的生态效益与经济效益。
参考文献
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论文作者:李国超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/6
标签：地质论文; 地下论文; 矿区论文; 环境论文; 岩层论文; 矿山论文; 含水层论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;