云南省礦山地質災害基本特征與成因分析

劉 壯，萬 磊

（成都理工大學環境與土木工程學院，四川 成都 610059）

云南省屬于我國地域廣闊且地形復雜區域，多種地質災害事件頻繁發生，礦區地質災害類型繁多，給礦產資源的開發造成了一定的難度，而礦山地質災害作為人為性地質災害[1]，一些礦企在礦山開采過程中會破壞地表生態環境及礦層結構，而造成一些重大地質災害的發生，為此我們必須重視礦山地質災害的防治工作，為礦產資源開采工作提供安全保障。

1 礦區地質環境背景

1.1 地形地貌

云南省礦區地貌類型為侵蝕構造中山地貌。區內地勢總體東高西低，最高點位于東側山頂，標高約為1626.0m，最低點位于工作區西側，標高約為1510.0m，相對高差約為116m。地形上呈現東高西低的形態特點。

1.2 降雨

調查區屬亞熱帶低緯山季風氣候區。根據昌寧縣1961年～2010年降水量資料統計，昌寧縣50年平均降水量為1241.2mm，年降水量最多年份為1966年（1616.2mm）；最少年份為2005年（800.4mm）。

1.3 地層結構

調查區地層主要有第四系堆積層（Q4del）粉質粘土、儲家山組上段（∈c2）絹云母及燕山晚期（γ53)似斑狀礦物。第四系堆積層（Q4del）粉質粘土在整個災害發生區均有分布；儲家山組上段（∈c2）絹云母板巖遭受強烈風化作用，風化不均勻，以強風化、全風化狀為主；燕山晚期（γ53)全風化似斑狀礦物，礦物遭受強烈風化作用，風化不均勻，以全風化狀為主。

調查區區域地質構造地處橫斷山脈南段，青、藏、滇、緬、印支巨型“歹”字構造與經向構造之復合部位，上述兩類占主導地位的構造體系，構成了基本的構造格架，斷裂及褶皺均較發育，構造關系復雜。

2 地質災害的基本特征

2.1 地質災害外形特征

所研究礦區地勢南東高北西低，整體呈“圈椅狀”。山體左側邊界以沖溝發育為界，地質災害發生右側邊界以山梁為界，后緣邊界位于LF01和LF02之間；前緣出口以公路旁陡坎和農耕地為界。礦山開采區所處的山體部分已經開裂，坡體上共有有8條裂縫。山體開裂平均厚度約7m，體積約8.33×104m3。

2.2 地質變形特征

根據現場調查，該礦體變形跡象非常明顯，由深部滑面確定的范圍較大山體上發育裂隙共有8條主要裂縫，在山體上呈環狀分布，與山體邊界形狀相似發育，其裂縫形狀特征統計見表1。

表1 裂隙形狀統計表

結合調查區地層條件及鉆探成果，確定礦區地質災害頻繁發生地帶位于上部土層與基巖的接觸面上，由于侵入巖中作用，礦區地質災害頻繁發生地帶上礦物特性由兩部分構成：一部分是全風化狀絹云母礦物，另外一部分是全風化似斑狀礦物。

根據部署在地質災害發生山體左側的鉆孔所揭露的情況看，有滑帶土出露，災害導致的山體裂縫深度為2.10m，厚度0.3m，呈軟塑狀粉質粘土，手捏易變形。從坡底到坡頂的位置在逐漸變淺的全風化絹云母礦物逐漸尖滅處，災害發生地帶為第四系堆積層(Q4del）粉質粘土與全風化礦物質分界處。

3 地質災害成因分析

3.1 地形地貌

地形地貌是影響地質災害發生的決定因素之一，適宜的坡度和一定的高差是地質災害產生的基本地形條件。整個山體災害發生狀呈“圈椅”狀，山體后緣高程約1614m，前緣高程約1544m，相對高差約70m，坡體平均坡度約21°。

3.2 地層特性

根據鉆孔揭露情況看，滑體物質為第四系堆積層粉質粘土和寒武系儲家山組全風化絹云母，遇水后易軟化。其下部為強風化絹云母和全風化燕山晚期似斑狀礦物（γ53)，其中強風化絹云母礦物手捏呈松散碎屑狀，粘性較小；而全風化的燕山晚期似斑狀礦物（γ53)呈松散狀。以上兩種地層的抗剪強度均較低，為地質災害的形成提供有利條件。

3.3 降雨

降雨是區內地下水的主要補給來源，礦區內多年平均降雨量1265mm。降雨通過礦物層節理裂隙、地裂縫等滲入坡體，軟化了礦體，同時降低了礦體的力學強度指標，加劇山體變形。該坡體上拉裂縫的產生促使地表水的入滲加強，在長時間或強降雨條件下，地表水直接沿階坎及附近張裂縫滲入堆積體中，導致礦層軟化，抗剪強度迅速降低，坡體自重增加。因此降雨的催化作用[2]為地質災害的形成和發展提供了有利條件。

3.4 礦震

該地區礦山震動峰值加速度為0.15g，地質災害反應譜特征周期0.45s，對應的礦震基本烈度為Ⅶ度，昌寧“10.30”5.1級地震直接造成了大田壩鄉礦山出現了嚴重的地質災害，同時后緣出現裂縫，礦震期間地面上下顛簸震動和水平晃動，使原本松散的殘坡積層斜坡土體變得更加松散，固結程度差，并在斜坡后緣出現明顯不均勻拉張裂縫，出現松而未動的斜坡松動現象。

4 結論

（1）云南省礦山地質災害發生整體呈圈椅狀，山體軸長約180m，寬約78m，平均厚度為11m，體積約15.4×104m3。

（2）結合地形地貌、物質組成及地質結構判斷，山體變形仍在持續，根據常見地質災害的發生特征，建議對礦山地質災害采取抗滑樁治理措施，完善礦山工程系統。