广东丰顺县某矿山地质灾害危险性分析及防治对策

李双梅

(广东省有色金属地质局九三一队，汕头 515041)

广东丰顺县某矿山地质灾害危险性分析及防治对策

李双梅

(广东省有色金属地质局九三一队，汕头 515041)

由于大规模地开发矿产资源，使矿产地成为地质灾害易发区，引起的地质灾害分布范围广，危害程度大。本文结合矿区实际，对矿山开采可能引发、加剧及矿山建设中可能遭受的地质灾害的危险性进行分析评价，并提出相应的防治对策，为今后矿山的设计和地质灾害防治工作提供一定科学依据。

丰顺县；矿山开采；地质灾害危险性；防治对策

近年来，随着矿产资源的市场需求持续增长，矿山建设速度和生产规模迅速扩张，许多不合理的开采现状，存在较大的地质灾害隐患，直接威胁矿山的建设和运行。丰顺县地质灾害以崩塌、滑坡为主，灾害点分布占全市29%，多为削坡建房、修建公路、采矿等人类工程活动强烈的丘陵地带。本文以该区某矿山为例，预测采矿活动可能引发、加剧的地质灾害种类，结合相关规范分析评价其危险性，并提出相应防治对策。

1 评估区概况

评估区位于丰顺县境内，韩江西面，属于低山丘陵地貌，地势北高南低，最低标高为+85 m，最高峰海拔+565 m，最大相对高差约386 m。矿区地处山岭坡麓地带，地形坡度相对较陡，一般为25°左右。评估区面积约0.125 5 km2，开采标高由+197 m～+92 m。

评估区位于华南褶皱系的东南部，二级构造单元粤东隆起区的留隍火山岩盆地中。区内出露地层为一套海陆交互相碎屑沉积岩组成与陆相喷发的流纹质—英安质建造的酸性及中酸性火山碎屑岩、熔岩等构成，两者呈不整合接触。除山坡上第四系残坡积层外，大面积出露上侏罗统高基坪群火山岩。评估区地下水类型主要为松散岩类孔隙水及块状岩类裂隙水两种。

矿区位于亚热带海洋性季风气候区，年均降水量1 776 mm。丰顺县河流分属韩江及榕江两大水系，河川径流主要受降水补给，雨量充沛，相对湿度较大，蒸发量较少，形成地表水资源丰富，灾害性天气为春季的低温阴雨，夏秋时节的台风暴雨，晚秋的寒露风。

2 评估区可能遭受的主要地质灾害类型

根据《丰顺县地质灾害防治规划(2008—2020)》，评估区位于地质灾害高易发区，区内主要地质灾害为崩塌和滑坡。经过多年露天台阶式开采，形成三个不规则台阶，开采最高标高在+156.86 m，最低底板标高+93.13 m，平面上形成了一个长约130 m、宽约100 m的矩形采场，面积约10 999.7 m2。

3 评估区地质灾害危险性分析

3.1 崩塌、滑坡

3.1.1 岩体边坡崩塌、滑坡

矿山设计采用露天台阶式开采，根据矿体赋存形态和地形条件，开采最终形成的露天矿场边坡有两类：

一是剥离覆土形成的土质边坡，其稳定性优先采用坡率法进行评价：评估区土质边坡坡率允许值为1∶1.00～1∶1.50，对应安全坡角为34°～45°，开采设计在覆土段采用的坡角为45°，处于安全坡角的临界值，在超出设计坡角开采或坡高>5 m时，覆土段边坡将处于不稳定状态，易发生崩塌、滑坡。

二是由不同程度的风化岩组成的岩质边坡，也是终采边坡的主体。终采边坡最大坡高可达105 m，最终帮坡角50°。各类结构面对岩质终采边坡稳定性的影响采用赤平极射投影法上半球作单因素定性分析如图1。矿体围岩节理裂隙较发育，常见4组节理，其产状分别为：第一组走向10°，倾向NWW，倾角75°；第二组为走向310°，倾向NE，倾角68°；第三组走向350°，倾向NEE，倾角72°；第四组走向35°，倾向SE，倾角52°。本区岩质边坡稳定性分析采取分段来预测其稳定性，分为1～2段，2～3段，3～4段，4～5段，5～6段，6～1段，共分为6段；主要有3种特征：

Ⅰ：节理裂隙组合交点M位于主体边坡及参考坡面投影弧的同一侧，但在主体边坡和参考坡面之间，说明组合交线的倾向与边坡倾向一致，但倾角小于开挖坡角而大于天然坡角，结构面交线在两种坡面都没有出露，属于较不稳定结构。

Ⅱ：节理裂隙组合交点M位于主体边坡及参考坡面投影弧的对侧，说明组合交线的倾向与边坡倾向相反，所以没有发生顺层滑动的可能性，属于最稳定结构。

Ⅲ：节理裂隙组合交点M位于主体边坡及参考坡面投影弧的同一侧，但在参考边坡的外侧，说明结构面组合交线的倾向与坡面倾向一致，但倾角小于参考坡角，在坡顶无出露点，属于较稳定结构。

3.1.2 弃土废渣堆崩塌、滑坡

弃土堆的组成多为含少量碎石的松散土体，承载力低，抗侵蚀能力极低，对排土场边坡同样采用圆弧滑动法计算边坡滑动系数，分析边坡稳定性[1]。计算参数采用填土物理力学经验参数，容重G(取饱和值)18 kN/m3，粘聚力c取14 kPa，内摩擦角φ取12°。在不考虑拦土坝或拦土坝失效的情况下，暴雨工况下，排土场边坡滑动安全系数为0.978，属不稳定边坡。

3.1.3 运输道路崩塌、滑坡

矿区拓采及运输道路的修筑有一定程度的挖方和填方工程，会形成一些人工切坡和填土边坡。对道路等土质边坡采用圆弧滑动法对边坡的稳定性进行计算，因地下水埋藏较深，坡顶无建筑，边坡的稳定性系数按下式计算[2]：

式中,Ks为边坡稳定性系数；Cli为第i计算条块的滑动面长度(m);Gi为第i计算条块单位宽度土体自重(kN/m);θi为第i计算条块底面倾角(°);C,φ为土的抗剪强度指标(取经验值)。

计算结果表明，在最大坡高10 m、坡角65°的情况下，边坡的稳定性系数Ks值仅为0.97，按平均坡高和平均坡角计算的典型边坡段稳定性系数可达1.40，在陡坡地段的稳定性系数只有1.0。计算表明一般情况下的道路边坡是较稳定的，但在坡高较大、坡角较陡的地段稳定安全系数均低于1.0，无法满足二级边坡稳定安全系数1.25的要求。因此，局部道路边坡的稳定性差，在未加防护的情况下，存在滑塌失稳的可能。

3.2 泥石流

根据当地的实际情况，结合泥石流易发程度数量化评分表[3](表2)，对崩滑严重程度、泥沙沿程补给程度、河沟纵坡坡降等15个要素打分，评估区泥石流单沟易发程度综合得54分，属轻度易发泥石流沟谷。评价泥石流隐患沟危险性的大小，采用指标加权法计算[4]，公式如下：

式中,F为泥石流沟危险性；n为评价指标数；wi为指标权重；xi为评价指标。

采用24 h最大降雨量、植被覆盖度、汇水面积等9个评价因子综合计算，评估区泥石流单沟危险度属中度。其沟内松散物贮量约2.25×104m3，在短时强降雨或持续降雨作用下有可能发生中型泥石流。

综上所述，评估区发生地质灾害的可能性较大，潜在的危害中等，危险性中等。

4 地质灾害防治措施

4.1 崩塌、滑坡防治对策

4.1.1 预防保护措施

崩塌、滑坡的产生主要是没有严格遵照开采设计进行开采，通常情况下的开采设计已经充分考虑了各类边坡的安全性，制订了合理的开采方式和终采参数，防止地质灾害的发生。在切实执行开采设计方案的情况下，一般不必采取特别的工程治理措施。因此，对新开挖的人工边坡应做好采场外围高处截洪排水工作，防止雨水冲刷坡顶和坡面造成崩塌。对节理发育、岩石破碎的边坡，应进行适当放坡和清坡。终采边坡应严格按照开采设计进行放坡，同时应进行边坡稳定性监测。

4.1.2 恢复治理措施

开采过程中应及时清理破碎危岩，对不够稳定坡面可采取局部垒石防护、柔性防护和格构喷砼植草等工程措施。对监测判断为不安全的边坡，其加固措施可选择采用重力式挡墙、浆砌块石护坡、格构锚杆、喷锚、地梁加锚索等。对本矿山终采边坡的防护将主要以生态修复为主，良好的生态修复工程对边坡的稳定也有加强作用，同时对所处地貌景观也有所修复。

4.2 泥石流防治对策

4.2.1 预防措施

针对排土场泥石流的预防措施一般有：

(1) 分阶堆栈：废土场分阶堆栈，每阶以推土机压实，将平台做成3%内倾式平台，以利于将地表水汇集在平台内侧。平台外侧做成土堤状，将水限制于平台内，于适当位置导向坡面的纵向排水沟，地表水经台阶内的横向排水沟导向坡面的纵向排水沟，逐阶而下，在最下阶汇入沉砂池，经过沉淀澄清后排出。

(2) 清整堆场基底：对于倾斜的土质基底，可清除表面的腐殖土及软弱层，并挖成台阶；对完整光滑且倾斜较大的岩性基底，可采用棋盘式布点爆破，使之形成凹凸不平的抗滑面，以防止土石堆崩塌。

(3) 修筑挡墙：可在堆场下方，修筑较稳固的永久性挡土墙(拦泥坝)，避免废渣下滑。坝后和坝下均应埋设疏导地表径流的管渠，避免地表径流和直接冲刷。

(4) 拦截洪水：在堆场周边修筑截排水沟等设施，将上游及周边来水引离废渣场，减少注入堆场的水量。

(5) 在排土场两边设置截排水工程，在下游设置沉淀池，经沉淀池过滤后排出矿区，这样排出地表水对下游影响较小。

4.2.2 恢复治理措施

根据排土场的地形地貌条件及其物质组成，适合选用生态修复的措施，通过复垦复绿不但固化了泥石流产生的物源，还使压占的土地资源和地貌景观得到了修复。

5 结语

矿山开采中要注意地质灾害的防治，开采规程严格遵守相关技术要求，矿山闭坑后对废石场地和尾矿库进行适当整治和土地复垦，以减轻对环境的破坏和影响。矿山地质灾害防治工作，要有针对性地制定适应该区域的地质灾害防治、减灾措施。

[1] 刘传正.论滑坡稳定性评价的几个关键问题[J].中国地质灾害与防治学报，1996，7(2)：55-99.

[2] 中华人民共和国建设部、国家质量监督检验检疫总局.建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2013)[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3] 中华人民共和国国土资源部.泥石流灾害防治工程勘查规范(DZ/T0220-2006)[S].北京：中国标准出版社，2006.

[4] 中国地质调查局.矿山地质环境调查评价规范(DD 2014-05)[S].北京：中国地质调查局，2014.

HAZARD ANALYSIS AND PREVENTION COUNTERMEASURES OF GEOLOGICAL DISASTERS IN A MINE OF FENGSHUN COUNTY，GUANGDONG，CHINA

LI Shuang-mei

(Nonferrous Metals Geological Bureau Of Guangdong Province 931 Battalion，Guangdong Shantou 515041，China)

Because of the large-scale development of mineral resources, the mineral resources become the geological disaster prone areas, the distribution of geological disasters is wide, and the degree of harm is great. In this paper, combined with the actual mine, the mine mining may cause, aggravate and mine construction may suffer from the risk of geological hazard analysis and evaluation, and puts forward the corresponding prevention measures, for the future design and geological disaster prevention and control work to provide a scientific basis.

Fengshun county ；mine exploitation；geological hazard risk ；control strategy

1006-4362(2015)04-0037-04

2015-08-20改回日期：2015-10-17

X43;TD167

A

李双梅(1987- )，女，云南石林人，大学本科，助理工程师，主要从事水工环地质调查工作。E-mail: yihuaxin2006@163.com