某小型露天砂石厂开采引发的地质灾害及其防治措施

韩信

（盘县洒基镇企业管理站，贵州 盘县 553529）

1 矿山地质环境条件

矿区属于亚热带季风湿润气候区，年平均气温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%。区内水系不发育，无河流通过。区内第四系地层主要由残坡积层组成，分布于山坡表层及山间沟谷洼地等地段。岩性由砂砾石、粘性土等组成，厚度一般0.5～1 m。山间洼地覆盖层较厚，为水田、旱地。矿区内出露地层为三叠系下统大冶组（T1d）:深灰色薄层灰岩，出露厚度大于200 m，未见顶底界，分布于全区。为该矿主要的生产原料地层。

2 矿床工程地质条件

（1）土层。主要是第四系残坡积及冲洪积层，分布于矿区山坡表层及山间沟谷洼地等地段，岩性由砂砾石、粘性土等组成，厚度一般0.5～1 m。

（2）灰岩。矿区内出露地层为三叠系下统大冶组（T1d）的深灰色薄层灰岩，构造致密，岩性稳定性较好，属硬质岩类工程地质岩组，岩石力学强度较高；矿区拟采标高以下同一地层的灰岩，无构造破坏，稳固性好，工程地质条件较好。

3 矿山开采现状

2006年7月取得采矿许可证，已经开采了部分矿石，矿区交通方便，供水用电系统已经形成。剥离表土堆存在采场北翼出口东侧，目前尚未造成泥石流，但局部已造成水土流失，对矿山生产影响不大。矿山现已在底部形成超高采空区，矿山开采过程中，诱发的采场边坡滑塌的可能性较大，所以要一定按规范自上而下分层开采。

4 矿山开采可能会引发的地质灾害

砂石厂设计露天开采。根据环境地质条件，在矿山建设和开采过程中会造成地质环境条件改变，会影响到边坡稳定性，因此而引发的地质灾害有:滑坡、崩塌、泥石流等。

4.1 边坡稳定性

边坡稳定性与开挖坡度、高度及岩土体性质等因素有关。砂石厂为生产矿区，边坡主要分布在石场的中部，表土层和废石剥离层台阶高度≤10 m，台阶坡面角≤70，岩性主要为残积土和三叠系下统大冶组的深灰色薄层灰岩。设计采用台阶开采，各级坡高、坡角和平台宽度基本合理。但在矿山在开采过程中，没有按规范自上而下分层开采，而是从矿区边界向内推进，已经人为形成高陡边坡，使原来稳定的山坡变得不稳定，加剧了矿体围岩节理的发育程度，影响边坡的稳定性，导致局部可能形成危石；浅部土层在雨水冲刷浸润和重力作用下容易失稳，故采场高边坡局部可能发生崩塌、滑坡等地质灾害，主要危害对象为采场作业人员和设备，并影响正常的采矿活动。

4.2 崩塌、滑坡

区内岩层、地质构造简单，岩土体工程地质性质好，工程地质条件简单，区域稳定性良好；但是在实际开采过程中发现该矿区由于小型地质运动导致地层变化很大，人为形成的高陡边坡小褶曲密布。滑坡活动受多种因素影响，主要发生在雨季。而软硬相间岩层，由于差异风化，坚硬岩体突出，由结构面切割或重力蠕变，坚硬岩体就会产生的崩塌、落石。地质构造发育使完整岩石被分割成割裂体，割裂体在诱发因素下失稳而形成崩塌，因此构造越发育，岩体越破碎，越易产生崩塌、落石。人为影响主要是开挖坡脚、改变应力场，使坡体内积存的弹性应变能释放而造成应力重新分布，岩体产生卸荷裂隙，它们多张开且平行于边坡面，并使原有裂隙扩展和张开，由其所切割的岩体，可能失稳而形成崩塌、滑坡。

4.3 泥石流

泥石流的形成条件:（1）松散物质来源矿山剥离表土和产生的废石堆存在采场北翼出口东侧矿区，在一沟谷出口处，另外在矿山采场下方及矿山简易公路旁都有松散堆积的废石、废土，且这些松散堆积物都位于堆土场所在的沟谷上游；（2）地形地貌矿区属丘陵地貌，地形坡度为25°～40°，地势西部和中部高，北东、南东低。区内沟谷较发育，易于汇集地表水顺沟谷流走；（3）水源矿区内无较大地表水体，但区内雨季多集中在4～9月，降雨强度大，年平均降雨量1498.0 mm，日最大降雨量达214.5 mm，地表汇水面积为0.0350 km2，地表径流量0.5 L/Sokm，地表能产生1.512 m3/d的水量，若区内遇特大暴雨、洪水时，堆填土区的废土、废石会随同水体形成泥石流，主要对公路、居民、民房、矿山生产设备及人员和农作物造成威胁。

5 防治措施

矿山必须严格按照采矿规范，对露天矿床自上而下逐层剥离开采，禁止从下掏采；矿山应该加强采空区的管理，在采空区下方设立警示牌，避免上部作业时人员和设备进入采空区；邻近采空区边缘作业时候，应该加强监护，确保人员和设备的安全；矿区爆破最小抵抗线正对区外附近公路，爆破作业时候尽量多打眼，少装药，采取分段毫秒延期爆破，降低爆破振动，维持边坡稳定性。必须对露天矿边坡进行经常性的检查和维护，以保证边坡稳定，防止灾害发生。最好建立一支边坡维护专业队伍，加强检查维修。

5.1 滑坡和崩塌的治理措施

采场要设置截排水系统，坡顶及两侧应设截水沟，坡面设置排水暗沟等，防止雨水、泉水流入采场冲刷边坡；在临近边坡进行爆破时，宜采用预裂和减震爆破法，减少单孔装药量而增大孔数，减少每次延时爆破的炮孔数，以防止因为露天爆破作业而破坏边坡的稳定性；按照开采设计要求保留安全平台和清扫平台，宽度不能小于4 m，及时清理危岩体和浮石；在矿山开采过程中，应加强边坡的变形监测。

5.2 泥石流的治理措施

主要措施:①废石堆放高度、坡度应达到相关安全规定的要求，其坡度一般不超过45°，在堆土场的下方要修筑挡土墙，其长度在15 m以上，高度3 m以上，厚度不小于1.5 m，采用片石、砂浆混凝土砌筑，混凝土强度为C25。②废石场周边应开挖防排水沟，疏导山洪流向平地，防止山洪直冲废石场，而引发泥石流。掘洪沟深度和宽度均不能低于0.5 m。③废土排放，每往上堆放一层时都必须采用推土机来回碾压、夯实，以增强废土的稳定性。

6 结论

小型砂石厂矿山在露天开采过程中由于剥离表土及开挖斜坡等活动很容易引发边坡失稳，导致发生各种地质灾害。在开采过程中应采取严格的预防与防治措施，保障人民生命财产安全和减少经济损失。经分析，采矿引发地质灾害的原因大都是由于采用不科学的采矿方法造成的，当人们注意到了环境对人类生存的重要性，懂得如何正确解决资源需求与保护人类生存环境的矛盾时，科学的采矿方法将被越来越广泛地采用，因为现有的科学采矿技术手段完全可以避免不良地质灾害的产生。

［1］任军旗，周运福.矿山地质环境治理［J］.中国水运，2007，（7）.

［2］岳境，姜国虎，张元彩.矿山开采引发的地质灾害及其治理方案初探［J］.资源环境与工程，2006，（5）.

［3］地质灾害表现形式与防治措施及防治新技术新规范应用手册［M］.北京:中国科技文化出版社，2007.