某小型露天砂石廠開(kāi)采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及其防治措施

韓信

（盤縣灑基鎮(zhèn)企業(yè)管理站，貴州 盤縣 553529）

1 礦山地質(zhì)環(huán)境條件

礦區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，年平均氣溫16.2℃，年平均降雨量1366.4 mm，主要集中在五至九月，占全年降水量的75.2%。區(qū)內(nèi)水系不發(fā)育，無(wú)河流通過(guò)。區(qū)內(nèi)第四系地層主要由殘坡積層組成，分布于山坡表層及山間溝谷洼地等地段。巖性由砂礫石、粘性土等組成，厚度一般0.5～1 m。山間洼地覆蓋層較厚，為水田、旱地。礦區(qū)內(nèi)出露地層為三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）:深灰色薄層灰?guī)r，出露厚度大于200 m，未見(jiàn)頂?shù)捉?，分布于全區(qū)。為該礦主要的生產(chǎn)原料地層。

2 礦床工程地質(zhì)條件

（1）土層。主要是第四系殘坡積及沖洪積層，分布于礦區(qū)山坡表層及山間溝谷洼地等地段，巖性由砂礫石、粘性土等組成，厚度一般0.5～1 m。

（2）灰?guī)r。礦區(qū)內(nèi)出露地層為三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）的深灰色薄層灰?guī)r，構(gòu)造致密，巖性穩(wěn)定性較好，屬硬質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組，巖石力學(xué)強(qiáng)度較高；礦區(qū)擬采標(biāo)高以下同一地層的灰?guī)r，無(wú)構(gòu)造破壞，穩(wěn)固性好，工程地質(zhì)條件較好。

3 礦山開(kāi)采現(xiàn)狀

2006年7月取得采礦許可證，已經(jīng)開(kāi)采了部分礦石，礦區(qū)交通方便，供水用電系統(tǒng)已經(jīng)形成。剝離表土堆存在采場(chǎng)北翼出口東側(cè)，目前尚未造成泥石流，但局部已造成水土流失，對(duì)礦山生產(chǎn)影響不大。礦山現(xiàn)已在底部形成超高采空區(qū)，礦山開(kāi)采過(guò)程中，誘發(fā)的采場(chǎng)邊坡滑塌的可能性較大，所以要一定按規(guī)范自上而下分層開(kāi)采。

4 礦山開(kāi)采可能會(huì)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害

砂石廠設(shè)計(jì)露天開(kāi)采。根據(jù)環(huán)境地質(zhì)條件，在礦山建設(shè)和開(kāi)采過(guò)程中會(huì)造成地質(zhì)環(huán)境條件改變，會(huì)影響到邊坡穩(wěn)定性，因此而引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害有:滑坡、崩塌、泥石流等。

4.1 邊坡穩(wěn)定性

邊坡穩(wěn)定性與開(kāi)挖坡度、高度及巖土體性質(zhì)等因素有關(guān)。砂石廠為生產(chǎn)礦區(qū)，邊坡主要分布在石場(chǎng)的中部，表土層和廢石剝離層臺(tái)階高度≤10 m，臺(tái)階坡面角≤70，巖性主要為殘積土和三疊系下統(tǒng)大冶組的深灰色薄層灰?guī)r。設(shè)計(jì)采用臺(tái)階開(kāi)采，各級(jí)坡高、坡角和平臺(tái)寬度基本合理。但在礦山在開(kāi)采過(guò)程中，沒(méi)有按規(guī)范自上而下分層開(kāi)采，而是從礦區(qū)邊界向內(nèi)推進(jìn)，已經(jīng)人為形成高陡邊坡，使原來(lái)穩(wěn)定的山坡變得不穩(wěn)定，加劇了礦體圍巖節(jié)理的發(fā)育程度，影響邊坡的穩(wěn)定性，導(dǎo)致局部可能形成危石；淺部土層在雨水沖刷浸潤(rùn)和重力作用下容易失穩(wěn)，故采場(chǎng)高邊坡局部可能發(fā)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，主要危害對(duì)象為采場(chǎng)作業(yè)人員和設(shè)備，并影響正常的采礦活動(dòng)。

4.2 崩塌、滑坡

區(qū)內(nèi)巖層、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)好，工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，區(qū)域穩(wěn)定性良好；但是在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)由于小型地質(zhì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地層變化很大，人為形成的高陡邊坡小褶曲密布?；禄顒?dòng)受多種因素影響，主要發(fā)生在雨季。而軟硬相間巖層，由于差異風(fēng)化，堅(jiān)硬巖體突出，由結(jié)構(gòu)面切割或重力蠕變，堅(jiān)硬巖體就會(huì)產(chǎn)生的崩塌、落石。地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育使完整巖石被分割成割裂體，割裂體在誘發(fā)因素下失穩(wěn)而形成崩塌，因此構(gòu)造越發(fā)育，巖體越破碎，越易產(chǎn)生崩塌、落石。人為影響主要是開(kāi)挖坡腳、改變應(yīng)力場(chǎng)，使坡體內(nèi)積存的彈性應(yīng)變能釋放而造成應(yīng)力重新分布，巖體產(chǎn)生卸荷裂隙，它們多張開(kāi)且平行于邊坡面，并使原有裂隙擴(kuò)展和張開(kāi)，由其所切割的巖體，可能失穩(wěn)而形成崩塌、滑坡。

4.3 泥石流

泥石流的形成條件:（1）松散物質(zhì)來(lái)源礦山剝離表土和產(chǎn)生的廢石堆存在采場(chǎng)北翼出口東側(cè)礦區(qū)，在一溝谷出口處，另外在礦山采場(chǎng)下方及礦山簡(jiǎn)易公路旁都有松散堆積的廢石、廢土，且這些松散堆積物都位于堆土場(chǎng)所在的溝谷上游；（2）地形地貌礦區(qū)屬丘陵地貌，地形坡度為25°～40°，地勢(shì)西部和中部高，北東、南東低。區(qū)內(nèi)溝谷較發(fā)育，易于匯集地表水順溝谷流走；（3）水源礦區(qū)內(nèi)無(wú)較大地表水體，但區(qū)內(nèi)雨季多集中在4～9月，降雨強(qiáng)度大，年平均降雨量1498.0 mm，日最大降雨量達(dá)214.5 mm，地表匯水面積為0.0350 km2，地表徑流量0.5 L/Sokm，地表能產(chǎn)生1.512 m3/d的水量，若區(qū)內(nèi)遇特大暴雨、洪水時(shí)，堆填土區(qū)的廢土、廢石會(huì)隨同水體形成泥石流，主要對(duì)公路、居民、民房、礦山生產(chǎn)設(shè)備及人員和農(nóng)作物造成威脅。

5 防治措施

礦山必須嚴(yán)格按照采礦規(guī)范，對(duì)露天礦床自上而下逐層剝離開(kāi)采，禁止從下掏采；礦山應(yīng)該加強(qiáng)采空區(qū)的管理，在采空區(qū)下方設(shè)立警示牌，避免上部作業(yè)時(shí)人員和設(shè)備進(jìn)入采空區(qū)；鄰近采空區(qū)邊緣作業(yè)時(shí)候，應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)護(hù)，確保人員和設(shè)備的安全；礦區(qū)爆破最小抵抗線正對(duì)區(qū)外附近公路，爆破作業(yè)時(shí)候盡量多打眼，少裝藥，采取分段毫秒延期爆破，降低爆破振動(dòng)，維持邊坡穩(wěn)定性。必須對(duì)露天礦邊坡進(jìn)行經(jīng)常性的檢查和維護(hù)，以保證邊坡穩(wěn)定，防止災(zāi)害發(fā)生。最好建立一支邊坡維護(hù)專業(yè)隊(duì)伍，加強(qiáng)檢查維修。

5.1 滑坡和崩塌的治理措施

采場(chǎng)要設(shè)置截排水系統(tǒng)，坡頂及兩側(cè)應(yīng)設(shè)截水溝，坡面設(shè)置排水暗溝等，防止雨水、泉水流入采場(chǎng)沖刷邊坡；在臨近邊坡進(jìn)行爆破時(shí)，宜采用預(yù)裂和減震爆破法，減少單孔裝藥量而增大孔數(shù)，減少每次延時(shí)爆破的炮孔數(shù)，以防止因?yàn)槁短毂谱鳂I(yè)而破壞邊坡的穩(wěn)定性；按照開(kāi)采設(shè)計(jì)要求保留安全平臺(tái)和清掃平臺(tái)，寬度不能小于4 m，及時(shí)清理危巖體和浮石；在礦山開(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)邊坡的變形監(jiān)測(cè)。

5.2 泥石流的治理措施

主要措施:①?gòu)U石堆放高度、坡度應(yīng)達(dá)到相關(guān)安全規(guī)定的要求，其坡度一般不超過(guò)45°，在堆土場(chǎng)的下方要修筑擋土墻，其長(zhǎng)度在15 m以上，高度3 m以上，厚度不小于1.5 m，采用片石、砂漿混凝土砌筑，混凝土強(qiáng)度為C25。②廢石場(chǎng)周邊應(yīng)開(kāi)挖防排水溝，疏導(dǎo)山洪流向平地，防止山洪直沖廢石場(chǎng)，而引發(fā)泥石流。掘洪溝深度和寬度均不能低于0.5 m。③廢土排放，每往上堆放一層時(shí)都必須采用推土機(jī)來(lái)回碾壓、夯實(shí)，以增強(qiáng)廢土的穩(wěn)定性。

6 結(jié)論

小型砂石廠礦山在露天開(kāi)采過(guò)程中由于剝離表土及開(kāi)挖斜坡等活動(dòng)很容易引發(fā)邊坡失穩(wěn)，導(dǎo)致發(fā)生各種地質(zhì)災(zāi)害。在開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)采取嚴(yán)格的預(yù)防與防治措施，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全和減少經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)分析，采礦引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的原因大都是由于采用不科學(xué)的采礦方法造成的，當(dāng)人們注意到了環(huán)境對(duì)人類生存的重要性，懂得如何正確解決資源需求與保護(hù)人類生存環(huán)境的矛盾時(shí)，科學(xué)的采礦方法將被越來(lái)越廣泛地采用，因?yàn)楝F(xiàn)有的科學(xué)采礦技術(shù)手段完全可以避免不良地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生。

［1］任軍旗，周運(yùn)福.礦山地質(zhì)環(huán)境治理［J］.中國(guó)水運(yùn)，2007，（7）.

［2］岳境，姜國(guó)虎，張?jiān)?礦山開(kāi)采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害及其治理方案初探［J］.資源環(huán)境與工程，2006，（5）.

［3］地質(zhì)災(zāi)害表現(xiàn)形式與防治措施及防治新技術(shù)新規(guī)范應(yīng)用手冊(cè)［M］.北京:中國(guó)科技文化出版社，2007.