西部地区工程地质与环境问题探讨

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西部地区的开发近年被列入国家各类计划之中。其中，西部地区的矿产资源的开发也进入了一个新的高潮。然而，对矿山大规模的开发必然会对自然环境造成很大的影响，从而引发许多工程地质和环境问题，客观分析、正确认识近年来西部地区开发所带来的工程地质以及环境问题，不仅可以对工程地质作业进行有效地指导，而且也有利于工程地质学科的不断发展。本文将对西部工程地质与环境所存在的问题进行探讨，以便更好地为我国西部人民的生产、生活服务。

1西部地区主要工程地质问题

由于西部地区多高山峡谷，独特的地形造就了其不同于东部地区的工程地质问题。其存在的主要工程地质问题如下：

1）构造活动带岩土体动力失稳问题，具体有：①在断裂带及影响带内构造破碎脆性岩体的特性；②工程区域地壳失稳问题；③河床深厚覆盖层的地基动力失稳问题；④岩体的动力参数与本构；⑤地震及活动断裂引发的群发性崩滑流等自然灾害。

2）高陡边坡易形变及尺寸影响和动力失稳问题，具体有：①高地应力下斜坡岩体的卸荷及参数影响；②高边坡岩体的动力形变及破坏；③岩体动力参数的高程效应。

3）高地应力下的岩体性质及应变储能问题，具体有：①岩体应变储能和高应变岩体的工程行为的推断，例如，硬岩的岩爆问题，软岩的形变问题等；②矿山深部高地压问题及采场顶板的管理问题；③持续高地应力影响下岩体与工程建筑的相互作用。

4)深埋隧洞中岩体结构的考察和施工地质的超前预报，具体有：①深层岩体精细结构的侦测与预判技术；②长大隧洞超前地质预报方法。

5)大跨度复杂洞群形变及失稳问题，其中有：①复杂洞群的围岩形变及失稳；②大跨度高洞群软岩形变及流变问题；③大跨度高边墙洞群的形变及失稳问题。

6)冻土的冻融形变、稳定性和维稳机制，具体有：①冻土的融沉、冻胀及流变问题；②冻土区域施工的处理方案等问题。

7)可溶岩岩溶与岩体探测、预报及治理技术，具体有：①岩溶的状态及探测问题；②深埋隧洞岩溶突水的预判及防控问题；③管道岩溶化岩体的利用处理问题。④岩溶水库渗漏的防控措施等。

8)河床深厚覆盖层的应对措施。西部高山峡谷中的河床覆盖层往往厚达几百米，其引发的地质工程问题具体有：①工程荷载引起的河床深厚覆盖层沉降；②地震引起的河床深厚覆盖层液化问题；③渗透形变问题；④坝基渗漏问题；⑤河床深厚覆盖层防渗及固话问题。

2西部开发的主要环境地质问题及其类型

自从西部大开发计划实施以来，西北地区源源不断地矿产开发，为我国经济以及区域经济的快速发展有着不可磨灭的贡献。但是在历史条件与地理环境的大背景下，以及受制于政策、管理、技术等因素，矿产资源开发产生了大量的环境地质问题。甘肃省矿山所存在的较为严重的环境地质问题是：滑坡、泥石流、水土流失、崩塌、地面塌陷、沙漠化、水污染等。在西北地区地理位置、气候条件等因素影响下，原本水资源十分匮乏的西北干旱、半干旱地区在大规模的矿产资源的开发下，出现了不同程度的水土流失与荒漠化，严重破坏了这些地区的生存环境。一部分矿山由于山势比较险峻并且容易突降暴雨，所以，成为滑坡与泥石流的重灾区。井下煤炭开采区则成为矿井突水、地面沉降、地基塌陷以及地裂缝的主发区。作为采、选、冶三位一体的有色金属矿山，因其特殊的行业加工程序通常成为环境污染的主要诱因。由矿产资源开发所导致的环境地质问题表现在很多方面，可以概括为三种类型：矿山资源破坏、矿山地质灾害以及矿区环境污染。

2.1矿区资源破坏

矿山开发是人类活动中对地形地貌破坏较大的一类活动，在其开发过程中大规模的剥土弃渣、采掘矿石，不仅对自然景观产生了极大的破坏，而且使地质遗址受到大范围的毁坏。伴随着矿山开发而来的大量的弃土弃渣不断地压占土地，挤压矿区周围植被与动物的生存空间，导致土石不断裸露，增加了地表径流，加剧了矿区土壤受侵蚀的程度，导致水土流失与水资源不断衰减，严重破坏了矿区环境资源。

2.2矿区地质灾害

矿产开发不仅在很大程度上破坏了矿区的环境与资源，而且还导致了一系列重大的地质灾害。其所诱发的地质灾害主要有采矿区崩塌、地面塌陷、地裂缝、沉降、滑坡、泥石流、矿井突水、瓦斯爆炸等。而矿山开发势必会导致矿区地质应力结构的显著变化，从而诱发一系列的地质灾害。倘若采矿规划、设计方案不当，使得采矿区虚空面积过大，加之采矿过后遗留下来的废弃坑道没有及时回填以及边坡过于高陡等不合理的开采活动，则将使矿区地应力失衡，导致采矿崩塌、地面塌陷沉降、地裂缝等地质灾害。而废石、尾矿渣等通常被就近地堆放在山坡上，在一定量雨水的作用下，必会诱发滑坡以及泥石流灾害。地下煤炭采矿区空心区域过大则会造成地面塌陷、沉降等地质灾害。此类灾害在新疆的六道湾煤矿、甘肃的新窑、华亭、王家山煤矿、宁夏的石嘴山、石炭井煤矿、陕西的渭北、神府煤田等矿区均有不同程度的发生。

2.3矿区环境污染

采矿业作为一个比较典型的污染行业，不可避免地会对当地的环境造成一定的不利影响。在对矿山开发过程中会导致各种环境污染，最主要的是对地表水的污染，其次是对地下水、土壤、作物以及大气环境的污染。而造成这些污染的源头是采选矿过程中排放的废水、废渣以及废气中有毒、有害物质，主要包括烟（粉）尘、SO2、氰化物、重金属等。由于西北地区生态环境脆弱、生态恢复能力较弱，所以，当生态环境一旦遭遇破坏，在短期内将很难恢复，这就导致部分矿区环境地质问题尤为突出。不断恶化的生态环境不仅使矿区的可持续发展面临着巨大的挑战，而且伴随着沙漠化而来的沙尘暴等问题日益突出。一些矿产开发所导致的严重环境问题已经影响到中部乃至东部地区的环境安全，值得我们深思。

3结束语

通过对当前西部地区所存在的工程地质和环境问题进行概括性的阐述，以此作为西部矿山地质工作者在进行工程作业时的参考。

作者：时强 吴鹏 单位：甘肃工程地质研究院