龙王庙矿山堆积体的成因机制及稳定性分析

陈 伟 华

(四川省核工业地质局二八二大队，四川 德阳 618000)



龙王庙矿山堆积体的成因机制及稳定性分析

陈 伟 华

(四川省核工业地质局二八二大队，四川 德阳 618000)

介绍了四川省龙王庙矿山的地质环境条件，论述了该矿山堆积体的基本特征，并分析了其成因机制，对其进行了稳定性研究，指出龙王庙矿山堆积体是潜在滑坡体，地形、地层岩性和降雨因素是影响其稳定性的重要因素。

煤矿，堆积体，稳定性，地质环境

0 引言

矿产资源的开发和应用，对矿山及其周围环境造成污染并诱发多种地质灾害，破坏了生态环境，是目前旧矿山面临的焦点问题之一[1，2]。龙王庙煤矿位于四川省广安市华蓥市石林风景区内，距县城约30 km，煤矿于2002年正式闭坑，属旧矿山。在煤矿开采过程中所产生的矿渣、废石等自通风口处运出，逐年堆积在斜坡上，形成锥状堆积体。由于堆积体位于景区内，并处于煤矿办公、住宅区上方，若发生不良地质灾害，将威胁到煤矿财产及人员的安全，并会影响到景区的环境。

1 地质环境条件

1.1 地形地貌

研究区地处四川盆地川东平行岭谷区的华蓥山中段西缘，渠江东岸，市内海拔在206.7 m～1 704.1 m之间，高登山为最高点，最低点在庆华镇中间房村。东西两部分的地形地貌有着明显差异，西部多为丘陵，东部以低～中山为主。龙王庙煤矿所在区主要地貌属低中山地貌，地形切割较深，呈不规则状，山坡坡度约30°～40°。

1.2 地层构造

区内出露地层主要有二叠系、三叠系、侏罗系及第四系地层。其中侏罗系、三叠系地层出露面积较大，第四系具有零星不连续出露的特点。基岩主要为白云岩，深灰色，厚层状构造,钙质胶结，岩芯较完整，岩质较硬。第四系主要为素填土及粉质粘土，分布较广。

研究区地处川东帚状构造华蓥山隆褶中部，地质构造以南北走向为主。区内较大断裂主要为天池逆断层。矿区发育较大的断层有5条，井下发现隐伏断层2条。地表5条断层均为走向逆冲断层，断层破碎带胶结良好。

1.3 其他

地下水类型主要为基岩的裂隙水、岩溶水，埋藏于灰岩中，主要受降雨和地表水的补给，沿裂隙向下排泄。地表水主要为冲沟水、沟谷低洼处积水，补给主要受季节性降雨的影响。场地及周围人类工程活动主要表现为煤矿生产、景区道路修建等活动。

2 堆积体基本特征

2.1 空间展布

堆积体平面形态呈不规则的锥形状(见图1a))，坡向正北向，坡度约为35°～40°，前后缘高程相对高差为39 m。 斜坡面长约41 m～63 m，斜坡宽约62 m，面积约10.095×103m2，坡体覆盖层厚度约0.50 m～13.5 m，平均厚度约8.0 m，方量约8.0×104m3。堆积体后缘为矿井前平台，前缘为冲沟(见图1b))，东西两侧为自然斜坡。堆积体后缘有一开挖蓄水池形成的土质边坡。

堆积体的物质主要是采煤过程中形成的废石和废渣，物质组成多为碎石土、粘性土、粉土和一些煤渣等，堆积体下部为原有坡体物质，主要由一层粉质粘土和灰岩组成。堆积体厚约0.50 m～13.50 m，覆盖于原斜坡体上。

目前，堆积体整体未见明显变形迹象，坡顶未见明显下沉和裂缝等，坡体前缘也未见明显的剪出口或鼓胀等变形，整体稳定。但在勘查时发现，坡体前缘紧邻冲沟，在雨水的冲刷下，坡体前缘土体流失，局部发生了小规模的溜滑现象。

2.2 岩土物理力学特征

堆积区地层岩性由新到老主要为第四系人工堆积层碎石素填土和残坡积层粉质粘土、二叠系龙潭组灰岩。采取岩土样进行室内土工试验，测试结果及工程性质评价见表1。

表1 土工试验主要物理力学指标统计表

2.3 堆积体危害对象及等级

据对矿山堆积体周边实地勘察，发现危害对象主要包括：1)煤矿办公、生活区公共财产及工人的生命财产安全；2)景区地质环境；3)区域水土流失。

据DZ/T 0218—2006滑坡防治工程勘查规范[3]，危害对象等级划分为三级。

3 成因机制

目前堆积体整体上处于稳定状态，但是坡体前缘受流水侵蚀，局部发生小规模的失稳坍塌。影响堆积体稳定性的内因主要表现为堆积区域地形地貌及地层岩性。矿山开采过程中逐年在山体斜坡上形成堆积体，堆积体坡脚受到不断侵蚀，再加上厚度较大，自身坡度较陡，在自身重力作用下，将对堆积体的稳定性产生重大的影响。影响斜坡的变形破坏的外在因素主要有降雨、地震和人工活动。在强降雨的作用下，地表水下渗至素填土与原状土接触面，软化了素填土层与原状土接触面的土层，减小了土体抗剪强度，增加了堆积体的自重，并且冲刷堆积体坡脚，增加了斜坡的不稳定因素；受地震的影响，斜坡体上的素填土内的物质结构遭到一定破坏，抗剪强度降低，增加了素填土向低势能位移的趋势。

4 稳定性分析

4.1 发展趋势

据现场调查、坑探及钻探揭露资料，堆积体整体是稳定的。但堆积体表层土体在强降雨时出现滑移，且堆积体底部由于长期受到冲沟水的侵蚀，堆积体局部地段产生了滑塌。随着冲沟水的侵蚀下降会产生更大规模的滑塌，底部不断向里侵蚀，将会影响堆积体的整体稳定性。

4.2 稳定性评估

根据堆积特征、形成机制分析并结合稳定性计算分析结果表明，堆积体在天然自重条件下处于稳定状态；自重+地震工况下处于稳定状态；在自重+暴雨处于基本稳定～稳定状态。堆积体整体是稳定的，仅在降雨时堆积体表层土体出现滑移，堆积体坡脚在流水冲刷下局部地段产生了滑塌。但是，随着坡体前缘坡脚土体被冲沟水流继续淘蚀带走，坡体前缘将形成较大规模的滑塌体，且边坡的坡度也将进一步变陡，前缘的抗滑力将进一步被削弱。当发展到一定阶段，坡体可能发生大规模的滑移或整体失稳，这将极大地威胁下部石林煤矿的生产和职工的生命安全。

[1] 郭长林.黑龙江省矿山地质环境综合评价[J].中国地质灾害与防治学报，2005，16(4)：47-50.

[2] 方 林，褚家计，李红燕.平顶山天安煤业股份有限公司四矿矿山环境地质问题及防治措施[J].岩土工程界，2008，11(11)：77-80.

[3] DZ/T 0218—2006，滑坡防治工程勘查规范[S].

The formation mechanism and stability analysis of Longwangmiao mine accumulation

Chen Weihua

(No.282BrigadeofSichuanNuclearIndustrialGeologicalBureau,Deyang618000,China)

The paper introduces the geological environment conditions at Longwangmiao mine, indicates the basic features of the mine accumulation, analyzes its formation mechanism, undertake the stability research, and points out the mine accumulation of the mine is the potential factor affecting its stability of the sliding part, topographic features, stratum rock and waterfall factors.

coal mine, accumulation, stability, geological environment

1009-6825(2016)18-0069-02

2016-04-13

陈伟华(1980- )，男，工程硕士，工程师

P641.4

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