小南沟金矿区地质灾害危险性评价及防治措施

蔡慧慧

(河南省水文水资源局，河南郑州 450003)

小南沟金矿区地质灾害危险性评价及防治措施

蔡慧慧

(河南省水文水资源局，河南郑州 450003)

地质灾害;危险性评价;矿山;小南沟金矿

对小南沟金矿区矿山地质环境条件、地质灾害等进行了野外调查，结果表明:现状条件下矿区地质灾害危险性较小，但矿山建设有引发地面塌陷、地裂缝、崩塌、泥石流等地质灾害的可能性，矿山建设也有遭受地面塌陷、地裂缝、崩塌、泥石流等地质灾害的危险性，其中崩塌、泥石流灾害危险性等级为中级，地面塌陷、地裂缝灾害危险性较小。针对存在的问题，建议及时清理露天采场边坡上的松动岩(矿)石、停止在沟谷中堆放低品位矿石、合理安置矿山工作人员住处和将采矿设备远离地面塌陷区布置等。

矿产资源是支撑经济社会发展的重要物质基础［1］，但矿山开采会引发地质灾害，造成生态环境恶化，给国家、矿山企业及附近群众造成不良社会影响和重大生命、财产损失，严重制约了国民经济的可持续发展［2］，因此开展矿山地质灾害危险性评价，防患于未然，积极贯彻“以人为本，以防为主”的防灾方针，对于保护矿山职工和附近群众的生命、财产安全以及矿山企业的正常运营具有重要意义［3］。笔者对河南省小南沟金矿改扩建工程矿山建设可能引发的地质灾害危险性进行评价，目的是将矿山地质灾害的危害降至最低，促进矿区经济与环境协调发展。

1 小南沟金矿区概况

小南沟金矿区位于河南省嵩县大章乡东湾村，北起伊河岸边，南到庙岭金矿边界，东自凤凰山、通峪沟底、柿树园一线，西到竹园沟脑、竹园沟、东沟村、东湾村一线，矿区面积约2.90 km2，是座改扩建矿山，建设总投资480万元。矿山可采金矿体分为通峪沟和小南沟两个矿段，矿石保有储量约58万t，规划生产能力6.8万t/a，预计服务年限9 a，为中型岩金矿山。

根据开发利用方案，矿山开采方式主要为地下开采，局部地表为露天开采，其中通峪沟矿段Ⅷ号矿体采用平硐开拓、轻轨人力矿车运输的开拓运输方案，通峪沟矿段Ⅶ号矿体365 m中段以上采用平硐+盲斜井开拓、轻轨矿车运输的开拓运输方案;小南沟矿段451 m水平标高以上的矿体采用平硐开拓、轻轨矿车运输方案，451 m水平标高以下的深部矿体采用竖井开拓、罐笼提升、平巷内人力矿车运输的开拓运输方案。矿井通风采用机械通风，采矿方法拟采用电耙留矿法和浅孔留矿法。

2 矿山地质环境条件

矿区属暖温带大陆性季风气候区，四季分明，夏季多东风，冬季多西北风，年平均风速3.2 m/s，年均降水量704 mm，降水多集中在7—9月，降水强度大，日最大降水量98.6 mm。矿区属黄河流域伊河水系，伊河经矿区北端流过，区内沟谷发育，沟谷纵坡降大，地表径流条件较好，有利于地面产流。

矿区地貌类型为低山区，最高海拔691.5 m，最低海拔383.0 m，相对高差308.5 m，山势较陡峻。区内地势南高北低，山体呈北东—南西向展布，山脊窄而陡峭，沟谷发育，山坡坡度一般为35°～50°，山谷呈 V 形，谷底坡降15°～20°。

矿区内出露的地层主要为中元古界熊耳群焦竹园组上段(chj3)流纹斑岩，局部地段夹有安山岩、火山角砾岩和凝灰质流纹斑岩。地质构造主要为断裂构造，断裂按其走向可分为两组，即近南北向断裂和近东西向断裂。1条近南北向断裂由南至北纵贯全区，是区内的主干断裂，也是矿区的导矿和储矿断裂;4条近东西向断裂分布在从矿区北部的柿树园到南端的店房与庙岭矿界，规模较小，走向长度多为数十米，倾向延伸也不大，断裂属成矿后构造，对矿体无明显破坏作用。

3 地质灾害危险性评价

3.1 地质灾害危险性评价标准

地质灾害危险性评价是在查明各种致灾作用的性质、规模和承灾对象社会经济属性的基础上［4］，从致灾体稳定性和致灾体与承灾对象遭遇的概率方面进行分析，对其潜在的危险性进行客观评价。参照《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)中的相关规定，本研究评价方法是依据致灾体稳定性、地质灾害损失对地质灾害危险性进行分级，评价指标见表1。

表1 地质灾害危险性评价指标

3.2 地质灾害危险性现状评价

根据野外地质灾害综合调查，矿区通峪沟附近有1处地面塌陷，塌陷坑边缘发育有小型崩塌，另外大南沟西侧山坡也发育有小型残坡积物崩塌。地面塌陷位于通峪沟北段西侧山坡上，平面形态为扁椭圆状，长约50 m、宽约20 m、深10～20 m，是通峪沟矿段近地表中段的采空区在重力、降水等作用下发生坍塌引起的。该地面塌陷仅对山坡及其上植被造成小范围的破坏，不会造成人员和其他财产损失。塌陷坑边缘发育有小型土质、岩质崩塌各1处，其中土质崩塌发育在塌陷坑的西北角，崩塌体呈舌状，长15 m、宽5 m、厚1.5 m，是由塌陷坑壁上部的残坡积黄土发生坍塌引起的;岩质崩塌发育在塌陷坑西侧坑壁中部，岩块散落在坑底，大小多为0.05～0.50 m3，最大达3 m3。崩塌的形成原因是采空区塌陷坑坑壁较陡，坑壁之上的岩体及上覆的残坡积黄土疏松破坏，在重力、降水等作用下容易发生失稳。综上，现状条件下矿区仅存在崩塌和地面塌陷灾害，且灾害规模较小，仅对山坡造成小规模破坏，不会造成人员伤亡和财产损失，因此目前矿区地质灾害危险性较小。

3.3 地质灾害危险性预测评价

3.3.1 矿山建设引发地质灾害的可能性

(1)引发地面塌陷、地裂缝灾害的可能性。矿区金矿体赋存在构造蚀变带中，倾角较大。根据矿山开发利用方案，矿区拟主要采用地下开采方式。随着矿体的不断开采，矿区通峪沟和小南沟两矿段地下采空区的范围不断扩大，最终将形成水平面积8万m2(通峪沟矿段)和20万m2(小南沟矿段)的采空区。采空区面积巨大，在重力、降水等诱因作用下容易发生坍塌，形成地面塌陷、地裂缝等，因此该矿山建设有引发地面塌陷、地裂缝的可能性。

(2)引发崩塌灾害的可能性。矿区小南沟矿段出露在地表的矿体拟进行露天开采，形成小规模的露天采场，采场长约100 m、宽约40 m，呈椭圆形，四周形成坡度60°～80°、高度10～70 m的人工斜坡。这些斜坡坡度较陡，所采矿体赋存在断裂破碎带中，岩矿石疏松破碎，加之采矿时采用炸药爆破，致使斜坡之上的矿(岩)块体容易在重力、降水等诱因作用下发生失稳，形成崩塌灾害，因此该矿山建设有引发崩塌灾害的可能性。

(3)引发泥石流灾害的可能性。目前矿区内的大小南沟、通峪沟中已堆放有大量的废石和低品位矿石，随着金矿改扩建后的进一步开发，采矿废弃物数量还会继续增加，导致矿区内松散物源大量增加。此外，根据气象资料，尤其是在汛期降雨量大且集中，充足的水源加上数量巨大的松散物源，使矿区具备了发生泥石流灾害的环境条件，因此矿山建设有诱发泥石流灾害的可能性。另外，矿区若发生泥石流灾害，将阻塞伊河河道，并可能造成伊河氰化物污染，甚至污染下游的陆浑水库，对伊河水环境将产生较大影响。

3.3.2 矿山建设遭受地质灾害的可能性

(1)遭受地面塌陷、地裂缝灾害。矿区主要采用地下开采方式，随着采空区面积不断扩大，在重力、降水等诱因作用下容易发生地面塌陷和地裂缝灾害，威胁矿山安全，因此矿山建设本身有遭受地面塌陷、地裂缝灾害的可能性。由于这类灾害仅对矿区山坡造成轻微破坏，不会造成人员伤亡和其他财产损失，故其危险性较小。

(2)遭受崩塌灾害。由于小南沟露天采场周围边坡陡立、矿(岩)石疏松破碎，加之矿山建设时采用炸药爆破，矿(岩)石在重力作用下易发生失稳，由斜坡上翻滚至采场内，进而直接威胁采矿人员和设备安全，可能造成较大的经济损失，因此矿山建设本身遭受此类崩塌灾害的危险性为中级。

(3)遭受泥石流灾害。通峪沟矿区内有大量低品位金矿石，占据了沟谷的大部分地段，束窄了水流通道，严重阻碍洪水下泄;小南沟矿区情况也基本相同，大量低品位矿石将沟口完全堵住，仅在沟谷的一侧修建了断面尺寸1.5 m×1.8 m的导水暗洞，远远不能满足洪水下泄的要求;前期金矿工程使用的尾矿库位于矿区大南沟沟口，尾矿坝为碎石坝，高约40 m、长约50 m，全由疏松碎石堆成，稳固性较差，沟内的洪水仅由断面约1.5 m×1.8 m的人工暗道下泄，远远不能满足下泄要求。因此，未来在小南沟金矿区采矿期间，随着生产的持续，废石、低品位矿石、尾矿砂堆积将导致固体废弃物增加，使库区具备了暴发泥石流的物质条件。根据中国地质环境监测院《县(市)地质灾害调查与区划基本要求实施细则》，判断矿山建设有遭受泥石流灾害的可能性，其危险性为中级。

3.4 综合评价

综上所述，现状条件下矿区地质灾害危险性较小，但矿山建设有引发地面塌陷、地裂缝、崩塌、泥石流等地质灾害的可能性，矿山建设本身也有遭受地面塌陷、地裂缝、崩塌、泥石流等地质灾害的危险性，其中崩塌、泥石流灾害危险性为中级，地面塌陷、地裂缝灾害危险性较小，地质灾害危险性综合评价结果见表2。

表2 地质灾害危险性综合评价结果

4 防治措施与建议

4.1 防治措施

(1)为防止露天采场边坡发生崩塌，矿山生产中应对露天采场边坡上的松动岩(矿)石进行及时清理，同时在采场边坡修建安全平台并采取必要的防护措施，以保证采矿人员和设备的安全。

(2)为防止泥石流发生，应停止在矿区沟谷中堆放低品位矿石，同时修建新的洪水下泄通道，增加洪水下泄能力。另外，尾矿库的尾矿坝要按有关规范要求设计、施工、加固，必要时异地新建尾矿库，以保证矿山生产安全。

(3)为防止地面塌陷和地裂缝灾害对矿山造成损失，应将矿山工作人员住处和矿山设备远离地面塌陷区安置。

4.2 防治建议

(1)根据地质灾害危险性评估的有关规定，矿区地质灾害危险性评估不能替代矿山建设阶段的水文地质、工程地质勘察及相关评价工作，建议在矿山建设前进行相关的矿山水文、工程地质评价工作，以保证项目建设的安全。

(2)在施工过程中，应加强与地质灾害危险性评估单位的联系，以便及时发现问题并研究解决。

(3)在矿山设置专门的地质灾害监测小组，及时监测矿区可能出现的地质灾害，特别是在汛期应重点加强对泥石流的监测预报，发现异常情况及时向有关部门报告，以便及时采取防治措施。

［1］卢业授.我国加入WTO矿业发展战略与对策［J］.中国矿业，2002，11(6):20 －22.

［2］李庶林.论我国金属矿山地质灾害与防治对策［J］.中国地质灾害与防治，2002，13(4):46 －50，54.

［3］王跃林，欧阳伟平.攸县矿区生态环境问题调查与思考［J］.中国水土保持，2007(8):59 －60.

［4］段淑怀.浅论石质山区河(沟)道的生态保护［J］.中国水土保持，2007(9):33－34.

P642.2

C

1000－0941(2012)10－0036－03

蔡慧慧(1968—)，女，河南永城市人，高级工程师，学士，主要从事环境保护方面的工作。

2012－07－05

(责任编辑 李杨杨)