某金礦區地質災害穩定性及防治措施研究

江榮昊

（成都理工大學環境與土木工程學院，四川成都 610059）

我國是礦山地質災害的多發國家之一,地質災害種類多、分布廣、影響大、造成損失嚴重[1]。截至2005年底,中國礦山開采已發生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫5 種地質災害約10869 起,死亡約4779人,經濟損失約174.58 億元。地面塌陷、地裂縫是最主要的地質災害,其次為滑坡、崩塌、泥石流，災害規模以小型為主[2]。因此，針對礦區充分調查地質災害分布情況，并對其穩定性進行分析評價，提出防治措施，對礦山安全及經濟效益都具有非常重要的意義。

1 工程概況

該金礦區位于河南省靈寶市境內，研究區南北長1510m，東西寬2303m，礦區面積約3.4km2。礦區東距隴海鐵路靈寶站33km，至靈寶市有柏油路面公路相通，靈寶市向西至西安，向東至洛陽，有高速鐵路、鐵路、公路及高速公路相通，交通極為便利。該礦于1982年籌建，該金礦體主要賦存于石英脈內，其走向近東西，傾向北，傾角30°左右，其埋藏深度由南向北漸深，北部為隱伏礦體。

2 研究區地質環境條件

研究區年均降水量為572.5mm，大湖峪河流從區內中央流過，屬淺切割中低山區，地勢南高北低。礦區位于小秦嶺斷隆北側，五里村背斜北翼的山前地帶,斷裂構造較發育，巖漿活動頻繁。區內出露地層單一，區域變質、混合巖化作用強烈，出露地層為太華群閭家峪組（即太華群中段）及第四系殘坡積。礦區含水層主要為第四系松散巖類孔隙含水層和基巖裂隙含水層，礦山開采后礦區附近的溝谷內的泉均已干涸，礦區附近地下水排泄的主要方式是礦坑排水，目前礦區排水量約200～260m3/h。

表1 礦區斷裂統計表

3 研究區不良地質現象及其穩定性

通過現場勘查，研究區不良地質現象主要有滑坡、危巖崩塌、地面塌陷、地裂縫等。

（1）滑坡

滑坡主要分布在研究區小塘溝兩側及采礦區內，面積約0.18km2。按地形地貌和坡體運動方式等劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號滑坡，其中已對Ⅳ號滑坡進行了削方減載，目前已處于穩定狀態。Ⅰ號滑坡體位于小塘溝西梁，體積約112 萬m3，規模為大型。Ⅱ號滑坡位于小塘溝東梁，滑坡邊界沿山梁分水嶺分布，體積約83 萬m3，規模為中型。Ⅲ號滑坡位于Ⅱ號滑坡北部，其體積約130萬m3，規模為大型。

據監測及綜合分析，認為在自然條件下Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號滑坡體都處于欠穩定狀態，在暴雨、地震條件下Ⅰ號、Ⅱ號、Ⅲ號滑坡體都可能發生滑動破壞。所以該處3個滑坡體在現狀情況下處于臨界狀態，發育階段屬蠕滑階段，其破壞模式為塌陷-推移式滑坡，為一典型的采礦引發的滑坡。在降水及采礦等外力的反復作用下，可使滑帶得以貫通，進而形成滑坡災害。

（2）危巖體崩塌

危巖體崩塌主要分布在山梁陡立處及采礦活動造成的高陡邊坡處，因地表巖石破碎，風化強烈，變質強度較深，碎裂巖較發育，經常有崩塌滾石現象發生。在研究區內主要分布在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號滑坡體內，其中在Ⅰ號滑坡體中部直立邊坡高達25m；Ⅱ號滑坡體小塘溝上部因巖石風化強烈，在2006 年10 月2日降雨后崩塌規模有所加大，崩塌物堆積在坡腳處；Ⅲ號滑坡體內坡度陡，人為采礦活動留下的高陡邊坡，經常有滾石現象。由于研究區危巖發育于礦區所在山體兩側中部基巖裸露區，地形坡度較陡，向臨空方向卸荷、風化剝蝕等反復作用，穩定性較差，有進一步破壞并發生崩塌的可能。

（3）地面塌陷和地裂縫

采礦活動留下大量采空區，因巖石結構較差，采空區塌陷現象頻發，塌陷坑主要分布在坡體上。由于礦區采礦多年，采空區形態復雜，數量眾多，礦區沒有較為完整的采空區資料，對塌陷區難以進行預報，影響了礦山深部工程的正常生產。同時采空區塌陷將進一步誘發滑坡，地面塌陷還將引起巖體失穩，發生崩塌現象。

因采空區塌陷導致坡體失穩，在地表形成了大量的地裂縫。主要分布在山梁及坡體上，其寬度不等，最寬達3.5m，最窄0.1m，可見深度約1～5m，長度十到數百米。

4 人類工程活動影響

區內頻繁的采礦活動造成的切坡、坡體改造和采空區的存在改變了坡體及巖體原始的應力平衡狀態，引發了地表塌陷、地裂縫、危巖體、滑坡等災害。1987年11月1日發生的滑坡主要為人類采礦活動引發；2001 年以來，礦區發生過多起采空區塌陷、地裂縫等地質災害，危害面積不斷增大，礦區地質環境逐漸惡化，對選廠、設備、建筑、公路及人民生命財產等都構成了嚴重的威脅，也將影響到礦山經濟效益和資源的充分利用。所以人類采礦活動是影響該礦不良地質災害的主要因素。

此外，地形地貌、地質巖性、構造活動及降雨也是區內地質災害發育的重要因素。

5 現有防治措施所存在的問題

通過現場勘查，發現現有防治措施所存在的安全隱患如下：

（1）目前Ⅰ號滑坡體已經采取削坡處理，但方法并不合理，開挖前緣擾動了坡體，后期處理不慎易引起坡體大規模失穩，Ⅳ號滑坡體也進行了削坡處理，目前基本沒有威脅；Ⅱ號、Ⅲ號滑坡體未采取任何防治措施，僅設置多處監測點，雖2006 至2010年監測顯示坡體變化較小，危險性小，但近兩年坡體后緣裂縫增加，滑動趨勢明顯，如不采取措施或加強預警，潛在的危害較大，甚至可能堵塞大湖河，形成堰塞湖。

（2）區內存在的3 處危巖體，僅WD1 采取了攔石墻防護，WD2、WD3 尚未采取措施，且WD2、WD3 在坑口附近，如遇強降雨或地震活動等具有失穩塌落的可能，存在安全隱患。

6 防治措施建議

（1）針對滑坡、地面塌陷和地裂縫，由于該滑坡主滑段較厚大，抗滑工程或者錨固工程投資會大大增加，且效果不佳，所以主要采取削坡減重和反壓措施；對滑坡體上塌陷坑進行回填并分層壓實，滑坡體后緣裂縫應及時回填，再配合坡體后緣截排水溝，用以攔截地表水浸入坡體，防止雨水滲入滑帶，從而達到治理的目的。

（2）針對3 處崩塌危巖體，1 號危巖體下方已采取攔石墻防護，為了加強對公路與行人保護，危巖體局部較危險塊體應采取清危措施并及時清理攔石墻內側的散落塊石；2 號危巖體由于危害對象較少，僅作局部清危處理，如需防止下方便道堵塞，可采取在危巖體下方設置被動網；3 號危巖體采取主動防護網+被動防護網+局部清危措施，進行主動防護的同時也在坡腳處攔擋危巖體的崩落。以上措施可以穩固危巖體，消除安全隱患。