某金矿区地质灾害稳定性及防治措施研究

江荣昊

（成都理工大学环境与土木工程学院，四川成都 610059）

我国是矿山地质灾害的多发国家之一,地质灾害种类多、分布广、影响大、造成损失严重[1]。截至2005年底,中国矿山开采已发生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝5 种地质灾害约10869 起,死亡约4779人,经济损失约174.58 亿元。地面塌陷、地裂缝是最主要的地质灾害,其次为滑坡、崩塌、泥石流，灾害规模以小型为主[2]。因此，针对矿区充分调查地质灾害分布情况，并对其稳定性进行分析评价，提出防治措施，对矿山安全及经济效益都具有非常重要的意义。

1 工程概况

该金矿区位于河南省灵宝市境内，研究区南北长1510m，东西宽2303m，矿区面积约3.4km2。矿区东距陇海铁路灵宝站33km，至灵宝市有柏油路面公路相通，灵宝市向西至西安，向东至洛阳，有高速铁路、铁路、公路及高速公路相通，交通极为便利。该矿于1982年筹建，该金矿体主要赋存于石英脉内，其走向近东西，倾向北，倾角30°左右，其埋藏深度由南向北渐深，北部为隐伏矿体。

2 研究区地质环境条件

研究区年均降水量为572.5mm，大湖峪河流从区内中央流过，属浅切割中低山区，地势南高北低。矿区位于小秦岭断隆北侧，五里村背斜北翼的山前地带,断裂构造较发育，岩浆活动频繁。区内出露地层单一，区域变质、混合岩化作用强烈，出露地层为太华群闾家峪组（即太华群中段）及第四系残坡积。矿区含水层主要为第四系松散岩类孔隙含水层和基岩裂隙含水层，矿山开采后矿区附近的沟谷内的泉均已干涸，矿区附近地下水排泄的主要方式是矿坑排水，目前矿区排水量约200～260m3/h。

表1 矿区断裂统计表

3 研究区不良地质现象及其稳定性

通过现场勘查，研究区不良地质现象主要有滑坡、危岩崩塌、地面塌陷、地裂缝等。

（1）滑坡

滑坡主要分布在研究区小塘沟两侧及采矿区内，面积约0.18km2。按地形地貌和坡体运动方式等划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号滑坡，其中已对Ⅳ号滑坡进行了削方减载，目前已处于稳定状态。Ⅰ号滑坡体位于小塘沟西梁，体积约112 万m3，规模为大型。Ⅱ号滑坡位于小塘沟东梁，滑坡边界沿山梁分水岭分布，体积约83 万m3，规模为中型。Ⅲ号滑坡位于Ⅱ号滑坡北部，其体积约130万m3，规模为大型。

据监测及综合分析，认为在自然条件下Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号滑坡体都处于欠稳定状态，在暴雨、地震条件下Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号滑坡体都可能发生滑动破坏。所以该处3个滑坡体在现状情况下处于临界状态，发育阶段属蠕滑阶段，其破坏模式为塌陷-推移式滑坡，为一典型的采矿引发的滑坡。在降水及采矿等外力的反复作用下，可使滑带得以贯通，进而形成滑坡灾害。

（2）危岩体崩塌

危岩体崩塌主要分布在山梁陡立处及采矿活动造成的高陡边坡处，因地表岩石破碎，风化强烈，变质强度较深，碎裂岩较发育，经常有崩塌滚石现象发生。在研究区内主要分布在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号滑坡体内，其中在Ⅰ号滑坡体中部直立边坡高达25m；Ⅱ号滑坡体小塘沟上部因岩石风化强烈，在2006 年10 月2日降雨后崩塌规模有所加大，崩塌物堆积在坡脚处；Ⅲ号滑坡体内坡度陡，人为采矿活动留下的高陡边坡，经常有滚石现象。由于研究区危岩发育于矿区所在山体两侧中部基岩裸露区，地形坡度较陡，向临空方向卸荷、风化剥蚀等反复作用，稳定性较差，有进一步破坏并发生崩塌的可能。

（3）地面塌陷和地裂缝

采矿活动留下大量采空区，因岩石结构较差，采空区塌陷现象频发，塌陷坑主要分布在坡体上。由于矿区采矿多年，采空区形态复杂，数量众多，矿区没有较为完整的采空区资料，对塌陷区难以进行预报，影响了矿山深部工程的正常生产。同时采空区塌陷将进一步诱发滑坡，地面塌陷还将引起岩体失稳，发生崩塌现象。

因采空区塌陷导致坡体失稳，在地表形成了大量的地裂缝。主要分布在山梁及坡体上，其宽度不等，最宽达3.5m，最窄0.1m，可见深度约1～5m，长度十到数百米。

4 人类工程活动影响

区内频繁的采矿活动造成的切坡、坡体改造和采空区的存在改变了坡体及岩体原始的应力平衡状态，引发了地表塌陷、地裂缝、危岩体、滑坡等灾害。1987年11月1日发生的滑坡主要为人类采矿活动引发；2001 年以来，矿区发生过多起采空区塌陷、地裂缝等地质灾害，危害面积不断增大，矿区地质环境逐渐恶化，对选厂、设备、建筑、公路及人民生命财产等都构成了严重的威胁，也将影响到矿山经济效益和资源的充分利用。所以人类采矿活动是影响该矿不良地质灾害的主要因素。

此外，地形地貌、地质岩性、构造活动及降雨也是区内地质灾害发育的重要因素。

5 现有防治措施所存在的问题

通过现场勘查，发现现有防治措施所存在的安全隐患如下：

（1）目前Ⅰ号滑坡体已经采取削坡处理，但方法并不合理，开挖前缘扰动了坡体，后期处理不慎易引起坡体大规模失稳，Ⅳ号滑坡体也进行了削坡处理，目前基本没有威胁；Ⅱ号、Ⅲ号滑坡体未采取任何防治措施，仅设置多处监测点，虽2006 至2010年监测显示坡体变化较小，危险性小，但近两年坡体后缘裂缝增加，滑动趋势明显，如不采取措施或加强预警，潜在的危害较大，甚至可能堵塞大湖河，形成堰塞湖。

（2）区内存在的3 处危岩体，仅WD1 采取了拦石墙防护，WD2、WD3 尚未采取措施，且WD2、WD3 在坑口附近，如遇强降雨或地震活动等具有失稳塌落的可能，存在安全隐患。

6 防治措施建议

（1）针对滑坡、地面塌陷和地裂缝，由于该滑坡主滑段较厚大，抗滑工程或者锚固工程投资会大大增加，且效果不佳，所以主要采取削坡减重和反压措施；对滑坡体上塌陷坑进行回填并分层压实，滑坡体后缘裂缝应及时回填，再配合坡体后缘截排水沟，用以拦截地表水浸入坡体，防止雨水渗入滑带，从而达到治理的目的。

（2）针对3 处崩塌危岩体，1 号危岩体下方已采取拦石墙防护，为了加强对公路与行人保护，危岩体局部较危险块体应采取清危措施并及时清理拦石墙内侧的散落块石；2 号危岩体由于危害对象较少，仅作局部清危处理，如需防止下方便道堵塞，可采取在危岩体下方设置被动网；3 号危岩体采取主动防护网+被动防护网+局部清危措施，进行主动防护的同时也在坡脚处拦挡危岩体的崩落。以上措施可以稳固危岩体，消除安全隐患。