某小型露天砂石廠開采引發的地質災害及其防治措施

韓信

（盤縣灑基鎮企業管理站，貴州 盤縣 553529）

1 礦山地質環境條件

礦區屬于亞熱帶季風濕潤氣候區，年平均氣溫16.2℃，年平均降雨量1366.4 mm，主要集中在五至九月，占全年降水量的75.2%。區內水系不發育，無河流通過。區內第四系地層主要由殘坡積層組成，分布于山坡表層及山間溝谷洼地等地段。巖性由砂礫石、粘性土等組成，厚度一般0.5～1 m。山間洼地覆蓋層較厚，為水田、旱地。礦區內出露地層為三疊系下統大冶組（T1d）:深灰色薄層灰巖，出露厚度大于200 m，未見頂底界，分布于全區。為該礦主要的生產原料地層。

2 礦床工程地質條件

（1）土層。主要是第四系殘坡積及沖洪積層，分布于礦區山坡表層及山間溝谷洼地等地段，巖性由砂礫石、粘性土等組成，厚度一般0.5～1 m。

（2）灰巖。礦區內出露地層為三疊系下統大冶組（T1d）的深灰色薄層灰巖，構造致密，巖性穩定性較好，屬硬質巖類工程地質巖組，巖石力學強度較高；礦區擬采標高以下同一地層的灰巖，無構造破壞，穩固性好，工程地質條件較好。

3 礦山開采現狀

2006年7月取得采礦許可證，已經開采了部分礦石，礦區交通方便，供水用電系統已經形成。剝離表土堆存在采場北翼出口東側，目前尚未造成泥石流，但局部已造成水土流失，對礦山生產影響不大。礦山現已在底部形成超高采空區，礦山開采過程中，誘發的采場邊坡滑塌的可能性較大，所以要一定按規范自上而下分層開采。

4 礦山開采可能會引發的地質災害

砂石廠設計露天開采。根據環境地質條件，在礦山建設和開采過程中會造成地質環境條件改變，會影響到邊坡穩定性，因此而引發的地質災害有:滑坡、崩塌、泥石流等。

4.1 邊坡穩定性

邊坡穩定性與開挖坡度、高度及巖土體性質等因素有關。砂石廠為生產礦區，邊坡主要分布在石場的中部，表土層和廢石剝離層臺階高度≤10 m，臺階坡面角≤70，巖性主要為殘積土和三疊系下統大冶組的深灰色薄層灰巖。設計采用臺階開采，各級坡高、坡角和平臺寬度基本合理。但在礦山在開采過程中，沒有按規范自上而下分層開采，而是從礦區邊界向內推進，已經人為形成高陡邊坡，使原來穩定的山坡變得不穩定，加劇了礦體圍巖節理的發育程度，影響邊坡的穩定性，導致局部可能形成危石；淺部土層在雨水沖刷浸潤和重力作用下容易失穩，故采場高邊坡局部可能發生崩塌、滑坡等地質災害，主要危害對象為采場作業人員和設備，并影響正常的采礦活動。

4.2 崩塌、滑坡

區內巖層、地質構造簡單，巖土體工程地質性質好，工程地質條件簡單，區域穩定性良好；但是在實際開采過程中發現該礦區由于小型地質運動導致地層變化很大，人為形成的高陡邊坡小褶曲密布。滑坡活動受多種因素影響，主要發生在雨季。而軟硬相間巖層，由于差異風化，堅硬巖體突出，由結構面切割或重力蠕變，堅硬巖體就會產生的崩塌、落石。地質構造發育使完整巖石被分割成割裂體，割裂體在誘發因素下失穩而形成崩塌，因此構造越發育，巖體越破碎，越易產生崩塌、落石。人為影響主要是開挖坡腳、改變應力場，使坡體內積存的彈性應變能釋放而造成應力重新分布，巖體產生卸荷裂隙，它們多張開且平行于邊坡面，并使原有裂隙擴展和張開，由其所切割的巖體，可能失穩而形成崩塌、滑坡。

4.3 泥石流

泥石流的形成條件:（1）松散物質來源礦山剝離表土和產生的廢石堆存在采場北翼出口東側礦區，在一溝谷出口處，另外在礦山采場下方及礦山簡易公路旁都有松散堆積的廢石、廢土，且這些松散堆積物都位于堆土場所在的溝谷上游；（2）地形地貌礦區屬丘陵地貌，地形坡度為25°～40°，地勢西部和中部高，北東、南東低。區內溝谷較發育，易于匯集地表水順溝谷流走；（3）水源礦區內無較大地表水體，但區內雨季多集中在4～9月，降雨強度大，年平均降雨量1498.0 mm，日最大降雨量達214.5 mm，地表匯水面積為0.0350 km2，地表徑流量0.5 L/Sokm，地表能產生1.512 m3/d的水量，若區內遇特大暴雨、洪水時，堆填土區的廢土、廢石會隨同水體形成泥石流，主要對公路、居民、民房、礦山生產設備及人員和農作物造成威脅。

5 防治措施

礦山必須嚴格按照采礦規范，對露天礦床自上而下逐層剝離開采，禁止從下掏采；礦山應該加強采空區的管理，在采空區下方設立警示牌，避免上部作業時人員和設備進入采空區；鄰近采空區邊緣作業時候，應該加強監護，確保人員和設備的安全；礦區爆破最小抵抗線正對區外附近公路，爆破作業時候盡量多打眼，少裝藥，采取分段毫秒延期爆破，降低爆破振動，維持邊坡穩定性。必須對露天礦邊坡進行經常性的檢查和維護，以保證邊坡穩定，防止災害發生。最好建立一支邊坡維護專業隊伍，加強檢查維修。

5.1 滑坡和崩塌的治理措施

采場要設置截排水系統，坡頂及兩側應設截水溝，坡面設置排水暗溝等，防止雨水、泉水流入采場沖刷邊坡；在臨近邊坡進行爆破時，宜采用預裂和減震爆破法，減少單孔裝藥量而增大孔數，減少每次延時爆破的炮孔數，以防止因為露天爆破作業而破壞邊坡的穩定性；按照開采設計要求保留安全平臺和清掃平臺，寬度不能小于4 m，及時清理危巖體和浮石；在礦山開采過程中，應加強邊坡的變形監測。

5.2 泥石流的治理措施

主要措施:①廢石堆放高度、坡度應達到相關安全規定的要求，其坡度一般不超過45°，在堆土場的下方要修筑擋土墻，其長度在15 m以上，高度3 m以上，厚度不小于1.5 m，采用片石、砂漿混凝土砌筑，混凝土強度為C25。②廢石場周邊應開挖防排水溝，疏導山洪流向平地，防止山洪直沖廢石場，而引發泥石流。掘洪溝深度和寬度均不能低于0.5 m。③廢土排放，每往上堆放一層時都必須采用推土機來回碾壓、夯實，以增強廢土的穩定性。

6 結論

小型砂石廠礦山在露天開采過程中由于剝離表土及開挖斜坡等活動很容易引發邊坡失穩，導致發生各種地質災害。在開采過程中應采取嚴格的預防與防治措施，保障人民生命財產安全和減少經濟損失。經分析，采礦引發地質災害的原因大都是由于采用不科學的采礦方法造成的，當人們注意到了環境對人類生存的重要性，懂得如何正確解決資源需求與保護人類生存環境的矛盾時，科學的采礦方法將被越來越廣泛地采用，因為現有的科學采礦技術手段完全可以避免不良地質災害的產生。

［1］任軍旗，周運福.礦山地質環境治理［J］.中國水運，2007，（7）.

［2］岳境，姜國虎，張元彩.礦山開采引發的地質災害及其治理方案初探［J］.資源環境與工程，2006，（5）.

［3］地質災害表現形式與防治措施及防治新技術新規范應用手冊［M］.北京:中國科技文化出版社，2007.