大黑山國家級森林公園廢棄礦采坑地質環境問題及成因分析

李思晉

（遼寧有色勘察研究院，遼寧 沈陽 110013）

1 項目概況

該露天礦坑東西長0.6公里，南北寬1.0公里，深約30m，被采礦生產破壞的地類為林地。地質災害具有復雜性、多樣性而且規模巨大等特點，既有露天開采形成的礦坑，又有洞采造成的采空區，同時伴有滑坡、泥石流等災害。災害機理復雜，特征突出，治理難度較大。

圖1 大黑山二道梁子溝三維現狀圖

2 滑坡災害分析

采坑南部堆積有松散堆積體，現狀總高約36.0m，平均外坡比1：3，堆積壩體坡面無坡面排水溝，外坡少量植被覆蓋，一旦起風，易造成飛塵揚沙，污染環境。堆積體表面已經發育沖溝，極易發生滑坡。

采用瑞典圓弧法假設滑動面為圓弧面，將滑動體分為若干豎向土條，并忽略各土條之間的相互作用力。

采用瑞典圓弧法對該尾礦堆積體的穩定性計算結果，其最小穩定性系數均小規范要求的最小安全系數。

圖2 大黑山西北部礦石堆積體

3 泥石流災害分析

泥石流的形成必須同時具備三個基本條件：有利于集水、集物的地形條件；有豐富的松散土石體碎屑物質來源；短時間內有大量的水源。

采坑分水嶺地區山坡坡角一般為20°～30°，并是三面環山、一面出口的漏斗形。這種地形地貌條件有利于匯集水源和固體碎屑物源。歷史上人類的采礦活動使生態環境遭到破壞，人工開礦的尾礦堆積物為泥石流的發生提供了充分的固體碎屑物源。

北票地區夏季偶遇暴雨，強度較大的暴雨為泥石流發生提供了豐富的水源。在地貌條件、固體碎屑物源方面、水源方面、人類工程活動影響等方面均具備發生泥石流災害的可能。

圖3 地形地貌條件

4 采空區

采坑部分為洞采，廢棄礦井和采空區影響著西北部邊坡巖層的結構，致使邊坡巖層破碎，裂隙增大，從而失穩風險加大，嚴重影響了南幫邊坡的穩定性。

5 崩塌

崩塌均屬小型崩塌，在自重彎矩和地下水的作用下，于前緣開始向臨空面方向作懸臂梁彎曲，并使拉裂面向深部不斷擴展，當裂隙完全貫通，巖體轉動、傾倒，導致崩塌。

崩塌發生的主要原因是人工開挖導致坡度過陡，卸荷作用使巖體向臨空面方向回彈，降雨入滲使裂隙的靜水壓力和動水壓力顯著升高，結構面在水的軟化作用下抗剪強度大大降低，同時降低了潛在崩塌體與穩定巖體之間的抗拉強度，使其易于失穩而發生崩塌。

圖4 崩塌

6 結論

此廢棄采坑地質環境問題主要體現在泥石流、滑坡及采空區、崩塌、地形地貌景觀破壞等幾方面，地質環境狀況十分惡劣，嚴重污染著大黑山國家級森林公園的生態環境，為保持邊坡穩定，改善邊坡面貌，提升礦山公園形象，保障周邊人民群眾的生命、財產安全對其開展地質環境治理勢在必行。