甘肅肖家山銻礦礦山地質災害特征及防治措施

賀旭暉

(甘肅省地質礦產勘查開發局第二地質礦產勘查院(甘肅水文地質工程地質勘察院有限責任公司)，甘肅蘭州 730020)

肖家山銻礦位于宕昌縣城以南10 km處，面積為16.99 km2。目前已實施探槽12條、平硐5個、穿脈33個和鉆孔14個，求得332+333類銻礦石量29.26萬t，銻金屬量7 607.90 t，平均品位2.60%，對地表植被的破壞和地形的局部改變給地質環境造成了一定的破壞。

1 地質背景

1.1 自然地理

區內屬隴南西溫帶濕潤氣候，四季分明，年內降雨多集中在4—9月，且多以冰雹夾暴雨的形式出現；水系較為發育，主要有岷江、拉界溝、川平溝和拾水溝等；植被發育，森林覆蓋率29.7%。

1.2 地形地貌

區內地處青藏高原邊緣隴南山地，地勢由西北向東南傾斜，相對高差600～700 m；屬侵蝕構造高中山區，地形地貌異常復雜，山梁狹窄，呈刀脊狀；溝谷深切，多呈“V”字形，谷坡陡峭，山體坡度35°～50°，局部近直立。

1.3 區域地質

區內斷裂構造十分發育，分為北西向、北東東向、北東向和北北東向四組，且以北西向和北東東向構成區內斷裂構造格架。主要出露三疊系大河壩組和下馬龍組，溝谷地帶出露第四系殘坡積層和沖洪積物。

1.4 水文地質條件

地下水分為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩大類。肖家山銻礦主要受基巖裂隙水影響，表現為構造裂隙水或淺部風化裂隙水。礦體位于當地侵蝕基準面以上，有利于自然排水。礦床充水含水層主要受斷裂控制，位于斷裂破碎帶及其影響帶內，但富水性弱，涌水量較小，可自然排泄至礦硐外部。

1.5 工程地質類型

區內工程地質類型主要為第四系殘坡積物類、砂礫卵石類、碎塊石類、堅硬厚層狀砂巖-灰巖巖組和半堅硬層狀砂質粉砂質灰巖-頁巖巖組。

(1)第四系殘坡積物：分布于溝谷及梁峁斜坡，巖性為粉土和碎石，結構疏松，抗風化、抗水侵蝕能力差，天然含水量12.5%～18.8%，內聚力0.05～0.28 kPa。

(2)砂礫卵石類：分布于河(溝)谷底部，顆粒粗大，分選性差，呈次棱角狀—次圓狀，天然含水量1.62%～2.10%，內聚力0.5～0.7 MPa。

(3)碎塊石類：主要為探槽和平硐施工產生的廢土和廢石，粒徑差異較大，分選和磨圓度差，泥砂質充填，透水性差，抗侵蝕能力差，穩定性差。遇突發性暴雨將成為溝谷泥石流的主要物質來源。

(4)堅硬厚層狀砂巖-灰巖巖組：大面積分布，為三疊系大河壩組砂巖、砂質灰巖夾砂質頁巖和頁巖，節理裂隙發育，表層風化強烈。干抗壓強度133.84～157.46 MPa，飽和抗壓強度87.93～142.75 MPa，天然抗壓強度119.17～133.38 MPa；干抗剪強度63.4～89.8 MPa，飽和抗剪強度40.5～83.4 MPa，天然抗剪強度52.9～73.3 MPa。

(5)半堅硬層狀砂質粉砂質灰巖-頁巖巖組：主要分布于礦區西南部，由三疊系大河壩組粉砂質灰巖和頁巖組成，較為破碎，表層風化強烈。干抗壓強度62.56～83.51 MPa，飽和抗壓強度19.85～80.46 MPa，天然抗壓強度31.11～119.17 MPa；干抗剪強度22.4～48.6 MPa，飽和抗剪強度12.8～43.5 MPa，天然抗剪強度18.5～26.4 MPa。

2 地質災害類型

區內共發育不穩定斜坡1處、滑坡6處、泥石流溝2條。

2.1 不穩定斜坡

不穩定斜坡災害位于拉界溝西側，距離生活區不足百米，為侵蝕構造高中山地貌，坡高約40 m，坡長50 m，坡寬30 m，坡度70°～90°，近乎直立，基巖裸露，出露地層為三疊系大河壩組粉砂質灰巖和砂質灰巖。

不穩定斜坡形成原因為開挖修建礦山道路和不合理的切削坡腳造成邊坡失穩，巖體破碎，發育有多組節理將巖石切割為10 cm×8 cm×7 cm的碎塊，斜坡體上有巖石順層面剝、墜落現象，呈倒石錐狀堆積于坡腳，呈不穩定狀態。此外，斜坡上植被分布稀疏，覆蓋率約35%。在強降雨的4—9月份，可能使土層含水量增加，引起地下水活動狀態的變化，使巖土體抗滑力降低，引起斜坡滑動[1-2]。

2.2 滑坡

區內共發育滑坡6處(表1)，主要分布于拉界溝東側和川平溝西側，屬侵蝕構造高中山區地貌。滑體形態規則，滑體厚度3～8 m，滑距較小，結構疏松?；w主要由平硐施工產生的廢渣及原附近村民洞采產生的碎石和坡腳坡積物組成，為淺層小型堆積層滑坡，發生災害的可能性較大，損失程度小，危險性小，主要威脅施工車輛及人員。

滑坡的形成主要以人類工程活動為主，自然影響次之，受地形地貌、巖土體類型、新構造運動、地震、降雨及人類活動的共同影響。區內溝谷發育，山勢陡峭，相對高差大，地形切割較強烈，山坡坡度多在30°以上，部分地段坡度超過75°，成為懸崖峭壁?；滤槭亮酱笮沂?，絕大部分骨架顆粒排列混亂，大部分不接觸，且殘坡積碎石土分布廣泛，厚度約 0.5 m，結構稍密，呈散體狀，巖塊之間為泥砂質充填，植物根系不發育，抗水侵蝕能力較差。雨季降雨通過巖土體節理裂隙面及地裂縫滲入斜坡體，加大坡體自重并軟化巖土體，降低巖土體的力學強度指標，使斜坡失穩，導致滑坡產生[3]。降雨形成的洪水沖刷、淘蝕斜坡坡腳，削弱斜坡體的支撐部分，促發滑坡產生。人類不合理的切削坡腳造成邊坡失穩，引起中小型滑坡。此外，新構造運動和地震作用使斜坡體坡角瞬時增加，從而導致斜坡失穩，易形成順層或切層滑坡。

表1 滑坡基本特征

2.3 泥石流

區內共發育泥石流2條，分布于拉界溝(N1)和川平溝(N2)，為稀性溝谷型泥石流。泥石流溝谷形態以“V”形為主，溝谷普遍較窄，寬度小于20 m；溝口呈小型堆積扇，堆積物以礦渣為主。暴雨主要集中于4—9月份，且降水量集中，地質災害也多發生在這段時間。區內泥石流為中易發泥石流，損失程度中等，危險性中等。

泥石流形成原因為區內溝谷發育，山勢陡峭，相對高差大，地形切割較強烈，山坡坡度多在30°以上，部分地段坡度超過75°，成為懸崖峭壁；溝床比降大，一般為200‰～300‰，溝谷多為“V”字形，流域面積一般1～10 km2；地層堅硬、半堅硬相間，巖土體較為破碎，風化剝蝕及侵蝕作用強烈；溝岸兩側滑坡、崩塌較發育，加之平硐施工產生的廢渣形成了一定數量的松散物質，有利于水流侵蝕搬運[1]。在遇到暴雨高發期(4—9月)，水流侵蝕強烈，為泥石流的形成提供了水能資源。

3 防治措施

按照“以防為主、防治結合”的原則，避免和減少地質災害的發生，保護地質環境，提出以下防治措施。

(1)不穩定斜坡。不穩定斜坡為修建礦山道路及開挖平硐形成，對洞口進行支護，襯砌邊坡；加強對坡面監測的預警措施，一旦發現危害到工程、人員和設備的安全時，應及時預警，防止不必要的傷亡和危害。

(2)滑坡?，F狀滑坡因規模小，危險性中等，周圍植被茂密，主要影響工程設施和人類活動，建議采用避讓及工程防護措施，如修建擋土墻和錨固；如無法繞避時，需進行專門的穩定性勘查；加強雨量監測和坡面巡視預警；盡量避免在滑坡影響區域內取土；組織專人定期對區內滑坡坡面裂縫、巖土體位移變化進行監測，發現險情及時預報。

(3)泥石流。采礦工程過程中對廢石合理堆放，逐級壓實，逐級復植；盡快落實截水溝、排水溝等水保措施，減少采礦期間造成的水土流失；進行雨量監測預警，發現險情時及時發出報警信息，立刻組織施工人員和施工機械撤離，確保安全；保護植被，種樹造林，防治水土流失；及時充填地面塌陷區，并對可能產生的塌陷區域進行監測；定期對廢石場堆渣進行監測。

4 結論

(1)肖家山銻礦礦區發育不穩定斜坡1條，滑坡災害6處，泥石流溝2條。不穩定斜坡發生災害的可能性較大，損失程度小，危險性??；滑坡均為小型堆積層滑坡，發生災害的可能性大，損失程度小，危險性?。荒嗍靼l生災害的可能性較大，損失程度中等，危險性中等。

(2)提出了針對性的防治措施：修建平硐支護、擋土墻、錨固、截水溝、排水溝等，并合理堆放廢石；加強雨量和坡面巡視預警；植樹造林，防治水土流失；定期監測地面塌陷和廢石場堆渣。