廣西賀州市某鉛銅鉬礦多金屬礦山地質災害發育特征及防治措施

邢全力

（桂林理工大學地球科學學院，廣西 桂林 541006）

1 礦山基本概況及地質環境條件

1.1 礦山基本概況

礦山位置位于廣西賀州市八步區大寧鎮馬塘至養牛坪一帶，目前，礦山正在進行基建活動，已建有選廠、沉砂池等設施。

1.2 礦山地質環境條件

礦區屬亞熱帶季風氣候，境內雨量充沛。對礦區地質災害發生有較大影響的氣象特征主要為大強度集中降水的暴雨天氣，可能會引起崩塌、滑坡、泥石流等地質災害的發生。礦區地下水類型主要為基巖裂隙水，富水性弱～中等；補給條件好；礦體均位于地下水位以上，均可自然排水；礦區局部可能存在老窿水，老窿突水威脅等[1]。

礦區內出露的地層主要有南華系正園嶺組和第四系，下伏巖體為晚志留世花崗巖和晚侏羅世花崗巖（圖1）。大地構造位置上，礦區位于華南板塊桂中-桂東褶皺帶大瑤山隆起北東部。地層總體傾向為西或南西，傾角30°～60°。礦區構造較簡單，北東東向斷層是礦區的主要導礦及容礦構造。

圖1 礦區地質簡圖

2 礦山現狀地質災害發育特征

通過野外調查，發現礦區存在多處不穩定斜坡以及2處崩塌。

2.1 不穩定斜坡

由于前期民采、盜采砂礦、修建平硐口、修建生活區以及修建礦山公路，形成多處不穩定斜坡，其危害程度小，危險性小～中等。

2.2 崩塌

由于民采活動以及修建礦山公路形成挖方不穩定斜坡，坡腳形成卸荷臨空面，不穩定斜坡在降雨沖刷或巖土體自重的影響下均發生過小規模崩塌現象。其危害程度小，危險性中等。

3 礦山地質災害發育預測

3.1 礦山建設中可能引發或加劇地質災害危險性預測評估

（1）不穩定斜坡。未來礦山建設中見新建4個平硐、新建生活區、新建3個取土場以及新建連接平硐口的礦山公路，場地開挖形成的不穩定斜坡[2]。預測礦山建設中可能引發或加劇挖方不穩定斜坡發生崩塌地質災害可能性小，危害程度小，危險性小。

（2）地面沉陷和采空塌陷。根據開采設計方案，地下開采形成采空區后，采空區上部的巖層失去支撐，平衡條件被破壞，圍巖應力場重新分布，致使巖體內的原有應力平衡狀態遭到破壞，采空區上覆巖層產生移動和變形，引起地表發生下錯、移動，導致地面出現塌陷、地裂、地面沉陷等現象，最終引發地面沉陷地質災害[3]。本方案通過公式計算采空區的導水裂隙帶高度和垮落帶高度兩個指標，確定該礦山地面沉陷的可能性。理論上，礦體埋深小于垮落帶高度的，采空區地表變形表現為采空塌陷；礦體埋深大于垮落帶高度而小于導水裂隙帶高度的，采空區地表變形表現為地裂縫；礦體埋深大于導水裂隙帶高度的，采空區地表變形表現為地面沉陷。由計算結果可知：①～④號礦脈礦體埋深大于導水裂隙帶高度，采空區地表變形表現為地面沉陷；⑤～⑦號礦脈礦體埋深大于垮落帶高度而小于導水裂隙帶高度的，采空區地表變形表現為地裂縫。礦體圍巖本身工程地質條件總體較好，實際上垮落帶及導水裂隙帶高度應小于理論計算值。因此，未來開采地下采空區形成后，地表變形主要表現為變形量較小的地面沉陷及地裂縫。

隨著礦山開采，礦體大面積采空后，礦體頂板巖層失去支撐，上覆巖土體原有平衡條件被破壞，在重力作用下易產生移動和變形，導致地表相應下沉變形。本次工作通過公式計算最大下沉值Wcm、最大傾斜值icm、最大曲率值Kcm、最大水平移動值εcm和最大水平變形值ucm等參數，其結果作為采空區地面沉陷的評價提供定量依據。計算結果表明，采空區采深越大，其地表影響區半徑越大，最大傾斜值、最大曲率值、最大水平移動值和最大水平變形值則越小。

根據以上計算結果，各礦體開采后引發采空塌陷地質災害的可能性小，主要表現為地面沉陷及地裂縫。預測礦山建設中可能引發或加劇地面沉陷、地裂縫地質災害的可能性中等，危害程度中等，危險性中等；引發或加劇采空塌陷地質災害的可能性小，危害程度中等，危險性中等[4]。

（3）泥石流。①溝谷型泥石流：礦區位于構造剝蝕地貌區之中低山地貌亞區，局部形成陡坎，溝谷多呈“V”字型，自然山體局部較陡，地形復雜。礦山基建及未來采礦活動中，若形成的不穩定斜坡崩塌將會產生松散土石，土體結構松散，穩定系數低，為泥石流地質災害提供了物源。預測礦山建設中可能引發或加劇泥石流地質災害可能性小，危害程度小，危險性小。②坡面型泥石流：根據開采設計方案，未來礦山建設中見新建的4個平硐、園山頂礦段修建的4#生活區、后續將新建的3個取土場以及后續修建連接平硐口的礦山公路，修建時，場地開挖均會形成的不穩定斜坡。在強降雨影響下形成較大水流滲入表層土體內，易形成飽和。邊坡的開挖為坡面泥石流形成提供陡峭臨空面。預測礦山建設中引發或加劇坡面泥石流地質災害可能性小，危害程度小，危險性小。

3.2 礦山建成后可能引發或加劇地質災害危險性預測評估

（1）不穩定斜坡。礦山選廠、礦山平硐、生活區、礦山取土場、礦山公路修建過程中，場地開挖形成的不穩定斜坡高度一般為1m～5m，坡度為50°～80°，主要由第四系殘坡積層組成。預測礦山選廠建成后可能引發或加劇挖方不穩定斜坡發生崩塌地質災害可能性小，危害程度小～中等，危險性小～中等。

（2）泥石流。預測礦山建成后可能引發或加劇泥石流地質災害主要為坡面型泥石流。礦山平硐、生活區、礦山取土場、礦山公路修建過程中，場地開挖形成的不穩定斜坡，不穩定斜坡上方山體主要由第四系殘坡積粉質粘土和全-強風化花崗巖組成；而下伏中等風化花崗巖，透水性較弱，往往形成相對隔水層。在強降雨影響下形成較大水流滲入表層土體內，易形成飽和。邊坡的開挖為坡面泥石流形成提供陡峭臨空面。綜上所述，預測平硐口建成后引發或加劇坡面泥石流地質災害可能性小，危害程度小，危險性小。

3.3 礦山自身可能遭受已存在的地質災害危險性預測評估

（1）不穩定斜坡。前期探礦和開采前前期工作，礦山目前已形成平硐口、1#～3#生活區、礦山公路，修建時場地開挖均形成的不穩定斜坡，綜合評估，礦山自身可能遭受已存在不穩定斜坡地質災害的可能性大，危害程度小～中等，危險性中等～大。

（2）崩塌。礦山路的修建形成挖方不穩定斜，坡腳形成卸荷臨空面。不穩定斜坡在降雨沖刷或巖土體自重的影響下曾經發生過小規模崩塌現象。因此，礦山公路自身可能遭受已存在崩塌地質災害的可能性大，危害程度小，危險性中等。

4 礦山地質災害防治工程措施

4.1 不穩定斜坡滑坡崩塌的預防措施

在存在崩塌隱患的區域進行生產活動，要消除隱患或采取避讓措施；后續采礦過程中產生的廢渣，直接用于修繕道路或回填采礦形成的采空區；各場地所形成的邊坡，必須嚴格按要求控制邊坡角，同時做好對邊坡的監測預警工作。

4.2 泥石流的預防措施

合理的堆放廢渣或礦石，并做好護坡，消除或固化泥石流物源；合理控制堆渣坡度和高度，避免堆渣邊坡發生崩塌、滑坡為泥石流提供物源條件；在廢渣場下坡向修建擋渣墻，并修建排水溝。長期對現有截排水溝、擋渣墻穩定性進行監測，定期清理截排水溝，保證排水通暢。

4.3 地面沉陷、地裂縫、采空塌陷的預防措施

在礦山開采階段，采空區尚未穩定，對采空區的范圍、規模、地下形態、深度等加強監測；部分圍巖破碎或裂隙發育帶巷道及時襯砌；嚴格按照礦山開采設計方案設計的進行開采，保證采空區有礦柱支撐；開采過程及閉礦后采取監測措施，對采空區地表移動范圍進行長期監測。閉坑后設立必要的地面警示標志。

5 結語

綜上所述，礦區內發育多種類型地質災害，這些地質災害會嚴重危害到礦山的安全開采問題，應當對這些地質災害給予足夠的重視，本文針對性的提出一些關于這些類型地質災害的防治措施，以求穩步推進礦山的安全、可持續發展。