基于地质地貌特征的贵州矿山地质灾害防治管理研究

王梅芳，胡明扬，周德全

(1．贵州师范大学地理与环境科学学院，贵州 贵阳 550023；2．贵州财经大学管科学院，贵州 贵阳 550025)

基于地质地貌特征的贵州矿山地质灾害防治管理研究

王梅芳1，胡明扬2，周德全1

(1．贵州师范大学地理与环境科学学院，贵州 贵阳 550023；2．贵州财经大学管科学院，贵州 贵阳 550025)

随着社会经济发展的需要以及开采技术的进步，贵州矿产资源进入了规模开发利用的时代，开采能力大大提升。与此同时，矿山地质灾害隐患随之增加，必须予以高度重视。本文首先分析了贵州矿山特点及其地质灾害隐患，分析了地质灾害防治状况，然后从矿山地质环境基础——地质地貌的角度分析了贵州四类地质地貌中易发的地质灾害类型和形成机制，最后提出了在人力及资金有限的条件下进行分区防治、高效管理的建议。

贵州；矿山；地质地貌；地质灾害

0 引言

贵州矿产资源丰富，据2016年贵州国土资源公报统计，查明有资源储量的矿产89种，其中54种矿产资源储量名列全国前10位，24种名列前三位，10种名列第四位至第五位[1]。贵州矿产资源优势明显，开采矿山众多，矿山地质灾害频繁，生态环境隐性损失巨大，矿山环境管理任务繁重。矿山地质灾害防治一直是社会关注的热点问题之一。

贵州山高河深，地貌复杂，岩性矿类繁多，相带发育齐全。根据不同岩性相帯和地貌特征，贵州可分为喀斯特地貌区、中山丘陵丹霞地貌区、变质岩低中山丘陵区和低山丘陵盆谷区四种类型[2](图1)。矿山地质灾害与地质地貌密切相关。地质构造、岩性、水文地质、地形、植被是区域性因素，在一定区域内具有相似性的特点[3]。贵州四种地质地貌分区中的矿山地质灾害也具有各自相似的特点，而矿山地质灾害与矿山开采具有一定的关联[4]，因此，深入研究各地质地貌区地质灾害的分布、类型和形成机制，对各区矿山开采过程中易发的地质灾害予以针对性的防治，具有重要的意义。

图1 贵州省地质地貌分区图

1 贵州矿山特点及地质灾害防治现状

贵州矿山的特点在一定程度上决定了矿山地质灾害的孕育、发生和演变，因此分析与地质灾害相关的矿山特点对揭示地质灾害的形成与发展具有重要的意义。此外，贵州地质灾害及其防治状况在一定程度上反映了贵州矿山地质灾害的防治状况。

1.1 基于地质灾害角度分析的贵州矿山主要特点

贵州矿山种类多、规模小、数量大、开采方式多样、矿山生态环境复杂，矿山地质灾害的发生及类型与这些因素密切相关[5]。为了全面系统地了解贵州矿山地质灾害，本文从地质灾害的角度分析贵州矿山的主要特点。

1)在矿山类型及数量方面，矿山数量庞大，类型繁多。根据2016年贵州省国土资源公报，2016年贵州共有矿山4 503个，其中煤炭矿山1 106个，磷矿30个，铝土矿75个，锰矿49个，金矿40个，铁矿39个，锌矿61个，汞矿18个，普通萤石矿山26个，重晶石矿山110个，方解石矿山36个，水泥用灰岩矿山87个，建筑石料用灰岩矿山1 465个，饰面用灰岩矿山97个，建筑用白云岩104个，建筑用砂矿山524个，砖瓦用页岩167个。矿山类型多、数量大，地质灾害监测、预警等工作量大、技术要求高，是造成贵州矿山地质灾害频发的一大原因。

2)在开采规模方面，大中型矿山所占份额极少。从图2可见，从2010～2016年，小型矿山和小矿数量明显减少，大中型矿山数量在逐年稳步增加，但小型矿山和小矿矿山数量仍占据着矿山总数的绝大部分。在2016年的矿山数类型中，大中型矿多为国有企业，采矿技术先进，管理严谨，地质灾害发生少；小矿和小型则多是私有企业，存在技术落后、设备老化、管理不善等问题，地质灾害发生比例高。

3)在开采方式方面，煤矿等沉积型矿山在坑采矿山中所占份额极高。贵州地下开采矿山是地裂缝、地面塌陷的一个重要原因。地下矿山主要为煤矿、磷矿、铝土矿、锰矿、铁矿、锌矿和汞矿，其中沉积型矿产(煤矿、磷矿、铝土矿、锰矿和部分铁矿)所占有份额极高(图3)。特别是煤矿，其数量比其他六种矿山的总数还多。贵州煤炭资源储量比我国江南其他12个省区总和还多，是贵州极具开发优势的矿种，但煤炭开采层数多，在其开采区地裂缝、地面塌陷发育最多，隐患最大。

图2 2010～2016年贵州各类矿山数量变化图(数据来源：据贵州省国土资源公报统计，其中2011年矿山数量数据缺失，按2010年和2012年中值计算)

图3 2016年贵州主要坑采矿山数量图(数据来源：2016贵州省国土资源公报)

4)在矿山生态环境方面，喀斯特地貌区的矿山和地质灾害数额占比极高。从图4和图5可见，在贵州地质地貌四大分区中，各类区域均有矿山分布，但喀斯特地貌区中的矿山数所占份额极高，高达全省总数的86.3%；丹霞地貌矿山数量最少。由于喀斯特地貌区脆弱的生态环境特性，决定了该区矿山的地质灾害隐患最大，技术复杂，防灾减灾管理难度也最大。

图4 2016年各类规模矿山数量区域分布图(数据来源：2016贵州省国土资源公报数据，按各区所占面积比值算，I区无具体数据，故图中不显示)

图5 2016年地质灾害区域分布图(数据来源：2016贵州省国土资源公报数据，按各区所占面积比值算，I区无具体数据，故图中不显示)

1.2 贵州矿山地质灾害概况

贵州93%的地质灾害发生在喀斯特地貌区，这与该区分布广面积大以及矿山众多密切相关。贵州发生最多的地质灾害是滑坡，其次是崩塌，再次是泥石流，地面塌陷和地裂缝相对较少。大量的滑坡和部分崩塌与斜坡地面松软的泥土直接相关，与矿山开采并无关联，但在其他类型地质灾害中，部分与矿山开采具有直接或间接的成因联系。

在矿山引起的地质灾害中，地面塌陷最为严重。贵州西部盘江、水城、六枝三大煤电集团和中部贵阳林东矿务局下属煤矿，南部荔波煤矿，西北部毕节地区煤矿等矿区的地面塌陷面积，初略估计已有上百平方公里。硫铁矿、锰矿、铝土矿、磷矿等开采区的地面塌陷也较严重。据不完全统计，贵州省矿山地面塌陷破坏公路约150余条，破坏耕地、林地3 805.54 ha，使得460多个村庄或城镇的房屋开裂，经济损失巨大[6]。

此外，矿山开采引发的泥石流灾害也时有发生。在务川汞矿、汪家寨煤矿、开阳磷矿、南山煤矿、铜仁汞矿、轿子山煤矿、黔西南地区的金矿等不少矿山泥石流危害严重并经常发生。矿山引起的地裂缝主要分布在六盘水、毕节、习水、仁怀、遵义、铜仁、荔波等地，以采煤、磷、锰、铝土矿矿区为主。地裂缝宽可达1.5 m、长可达200 m[2]。

1.3 贵州地质灾害防治状况分析

特殊的地质地貌，加之小矿众多、开采技术落后、管理粗放，使得贵州矿产资源经过多年开发利用后，矿山地质灾害逐渐显现，发生频繁，其造成的灾害损失具有总体不断上升的趋势矿山地质灾害数据管理部门没有进行统计，参照贵州总体的地质灾害数据进行类比(图6)。

随着地质灾害的逐渐增多，贵州投入预防和治理的经费也在不断增加。从表1可以看出，地质灾害成功预报的次数逐年上升，有效的减少了伤亡人数和经济损失。在治理方面，项目数量总体不断增加，治理经费逐年增加，使灾害得到一定控制。但贵州经济落后，防治经费较少，还存在预防不力，治理不够等问题。

图6 2010～2016年地质灾害损失统计图(数据来源：2010～2016年贵州省国土资源公报)

年份准确预报(起)避免伤亡人数(人)避免直接经济损失(万元)治理项目数(个)投入治理资金(万元)20162817772277179671282015115498312170247537552014106905612269425892236201316176534338328944201218785184777310652011872622466930072201024335437224919284

数据来源：2010～2016年贵州省国土资源公报。

2 贵州各类地质地貌中矿山地质灾害研究

在贵州五种主要的矿山地质灾害类型中，滑坡与地貌陡峭以及松软的岩石泥土关系密切，只有极小比例的滑坡与矿山开采相关。因此，在地质地貌分区探讨中以崩塌、泥石流、地面塌陷和地裂缝四种灾害为主。

2.1 黔北中低山丘陵丹霞地貌区

该区面积小，占全省面积1.9%，包括贵州赤水大部分面积、习水和桐梓的少部分中生代红色砂砾岩分布区。其地形以低中山、低山、丘陵和台地为主。该区地层稳定，岩性坚固，矿产种类少，矿山不多(仅有建筑石材矿山)，矿山地质灾害很少，主要以滑坡和崩塌为主。

2.2 黔中大部喀斯特全貌区

该区面积大，占全省的61.9%，包括贵州中部的大部分区域。该区为连片的碳酸盐分布，喀斯特发育的类型主要为喀斯特高原地貌，形态类型复杂多样。该区为贵州主要的矿产地，分布有煤、磷、铝、锰、铁等沉积型优势矿产，矿山地质灾害有崩塌、地裂缝、塌陷和泥石流，以崩塌为主(图7)。

图7 2016年Ⅱ区地质灾害数量统计图(数据来源：2016贵州省国土资源公报，数据按各区所占面积比值算)

2.3 黔东南中山丘陵浅变质岩区

该区面积小，占全省面积的11.85%，位于黔东南地区。该区长期隆升经构造运动、侵蚀和风化剥蚀，特别是流水的剥蚀作用，使本区地势差异明显，由西部中山缓慢降低为东部低山丘陵，以中山、低山和丘陵地貌为主。区内主要开采的矿产是锑、金、重晶石和建筑用材料等。该区地层质地坚硬，地质灾害发生较少，容易发生的地质灾害主要为崩塌，有少量塌陷(图8)。

图8 2016年Ⅲ区地质灾害数量统计图(数据来源：2016贵州省国土资源公报，数据按各区所占面积比值算)

2.4 黔西南丘陵盆谷硅质陆源碎屑岩区

本区面积小，全省面积的4.8%，位于黔南南部、北盘江下游及红河水地区，在贵州高原向南急剧降低的斜坡地带。本区在长期的风化侵蚀和流水侵蚀下造就了低山、低中山、丘陵和盆地等地形。该区矿产主要有煤矿、金矿和建筑砂石。该区地质灾害大致与Ⅱ区相似，以崩塌为主，占67%；其余三项为次，占33%。

3 贵州矿山地质灾害分区防治的对策建议

由于地质环境遭受破坏后产生的灾害具有滞后性、长期性，地质灾害隐患特别是坑采矿山造成的隐患具有较高隐蔽性等特点，所以完全依靠矿山进行地质环境保护和灾害防治是很困难的，管理部门必须辅以宏观调控的手段，使地质环境保护措施更加完善[7]。对矿山地质环境问题进行科学分类，因地制宜，对矿种不同、规模不同、开采阶段不同的矿山，应有不同的要求和恢复治理方式[8]。贵州矿山地质灾害防治点多面广、工作量大，而且矿山地质灾害防治具有技术性强、进入壁垒高等特点，为了在资金和人力有限的条件下，提高防治效果，很有必要根据矿山地质环境特点进行分区防治管理。

1)丹霞地貌区要注意人为地质灾害。该区矿山少，地层稳固，地质灾害不太发育，因此在矿山管理上容易掉以轻心而减少地灾的投入，缺乏地灾防治相关措施，造成人为的矿山地质灾害的发生。如矿渣堆积过高，边坡失稳，造成人为的泥石流灾害发生。因此，矿山采场边坡和矿渣要进行重点防治，预防该区地形深切容易导致的崩塌和泥石流的发生。

2)喀斯特全貌区要防治各类灾害。该区地质环境脆弱，矿山较多，各种灾害都可能发生，要进行全方位的防范和治理。该区各类喀斯特地貌发育，矿山开采要特别注意溶洞、漏斗等特殊地质地貌带来的危害，高度预防崩塌、塌陷的发生；该区成层状大面积开采的沉积型矿产多，要高度重视保安柱的设计与回采，对可能发生塌陷的地方要及时支撑维护，对大面积采空区要及时进行高质量的回填，预防地面塌陷和地裂缝；对矿区外围边坡失稳地段要及时治理，预防滑坡产生；对矿渣较多的矿山，要注意尾矿坝的稳定，减少水流进入矿渣，避免矿渣泥石流的发生。对已经发生的各类灾害，要及时进行治理，避免引发产生更大损失和灾害。

3)浅变质岩区要重视矿山引发滑坡和崩塌。该区为贵州的老地层，岩石受风化剥蚀严重，土层较厚，地质灾害主要有滑坡、崩塌和塌陷。该区矿山开发要高度重视对斜坡山体的影响，避免矿山开发引起不稳山体的滑坡、崩塌；对坑采矿山，要及时支护和回填，避免塌陷。

4)硅质陆源碎屑岩区要分矿种防治。该区地形低洼，地貌主要为丘陵盆谷，地质灾害主要为崩塌。该区煤炭开采可直接导致塌陷、地裂缝，矿山要高度重视矿井支护；建筑砂石如在地形陡峭的地方开采会引发滑坡和崩塌，要及时治理矿山周围失稳的边坡和围岩；该区金矿已开发多年，废渣堆放量大，要避免矿渣引起的泥石流。在对各区矿山地质灾害的治理上，要视灾害类型和发生区域区别对待。对Ⅱ、Ⅳ区易发的地面塌陷(沉降)和地裂缝，因其的关联性高，要提出系统的对策，需要多种方法同时使用，治理工作难度很大，要在专家的指导下进行。对地裂缝采用浅层平整法或挖深垫浅法，全充填压力注浆法，对面积大、塌陷深、积水多的区域(5 m以上)，可以直接开发成旅游地，养鱼等，重建矿区的生态环境。对滑坡、崩塌和泥石流，要及时进行治理，避免灾害扩大。

4 结 语

矿山地质灾害是矿山开采与特定地质地貌联合产生的结果，贵州四类地质地貌决定了各区域内的地质灾害具有不同的类型和特点。基于此，本文提出了分区防治矿山地质灾害的相关措施建议，以供管理部门和矿山企业参考。

本文按地质地貌分区进行研究，所采取的数据是根据行政区划统计数据进行估算的，具有一定的误差。建议在今后的相关研究中，在管理部门的协助下对数据进行细化核实。

[1] 贵州省国土资源厅.2016贵州省国土资源公报[R].2017.

[2] 杨胜元.贵州矿山地质环境[M].北京：地质出版社，2012：188-214.

[3] 郑镝.青藏高原腹地多年冻土区典型地质灾害研究[D].北京：中国地质大学(北京)，2009.

[4] 谢宏，王茂春.贵州采煤塌陷引发的地质灾害及塌陷区的类型[J].贵州大学学报：自然科学版，2012，29(3)：128-131，135.

[5] 黄家琰，杨绍章.贵州矿山环境问题及防治对策的思考[J].能源与环境，2011，6(1)：75-77.

[6] 邵林，李军.贵州矿山地质灾害类型及其基本特征[J].中国地质灾害与防治学报，2011，22(3)：56-60.

[7] 张维宸.地质灾害防治对策[J].中国地质灾害与防治学报，2001，12(4)：79-82.

[8] 张兴，王凌云.矿山地质环境保护与治理研究[J].中国矿业，2011，20(8)：52-55.

Study on the prevention and control of mines geological disasters in Guizhou province based on geological and geomorphic features

WANG Meifang1，HU Mingyang2，ZHOU Dequan1

(1.School of Geographic and Environmental Sciences，Guizhou Normal University，Guiyang 550023，China；2.School of Management Science，Guizhou University of Finance & Economics，Guiyang 550025，China)

With the development of society and economy and the progress of mining technology，Guizhou mineral resources into the scale of development and utilization，greatly enhance the mining capacity.At the same time，the hidden dangers of mine geological hazards should be noted.This paper first analyzes the characteristics of Guizhou mine and its geological hazards，analyzes the status of geological disaster prevention and control，and then analyzes the types and formation mechanism of geological disasters in four geological topography in Guizhou from the perspective of geological geology and geomorphology under the conditions of the limited of manpower and funds，proposed the proposal of zoning control and efficient management.

Guizhou；mine；geological features；geological disaster

2017-04-28 责任编辑：刘艳敏

国家社科基金项目“贵州下寒武统‘黑层’能源多金属矿的发展战略研究” 资助(编号：12BJY059)

王梅芳(1992-)，女，硕士研究生，自然地理专业，E-mail：461452236@qq.com。

胡明扬(1970-)，男，地质学博士，经济学博士后，地质高级工程师，主要从事地质勘查与矿业经济研究，E-mail：1271474153@qq.com。

TD163

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1004-4051(2017)07-0091-05