云南省矿山地质灾害基本特征与成因分析

刘 壮，万 磊

（成都理工大学环境与土木工程学院，四川 成都 610059）

云南省属于我国地域广阔且地形复杂区域，多种地质灾害事件频繁发生，矿区地质灾害类型繁多，给矿产资源的开发造成了一定的难度，而矿山地质灾害作为人为性地质灾害[1]，一些矿企在矿山开采过程中会破坏地表生态环境及矿层结构，而造成一些重大地质灾害的发生，为此我们必须重视矿山地质灾害的防治工作，为矿产资源开采工作提供安全保障。

1 矿区地质环境背景

1.1 地形地貌

云南省矿区地貌类型为侵蚀构造中山地貌。区内地势总体东高西低，最高点位于东侧山顶，标高约为1626.0m，最低点位于工作区西侧，标高约为1510.0m，相对高差约为116m。地形上呈现东高西低的形态特点。

1.2 降雨

调查区属亚热带低纬山季风气候区。根据昌宁县1961年～2010年降水量资料统计，昌宁县50年平均降水量为1241.2mm，年降水量最多年份为1966年（1616.2mm）；最少年份为2005年（800.4mm）。

1.3 地层结构

调查区地层主要有第四系堆积层（Q4del）粉质粘土、储家山组上段（∈c2）绢云母及燕山晚期（γ53)似斑状矿物。第四系堆积层（Q4del）粉质粘土在整个灾害发生区均有分布；储家山组上段（∈c2）绢云母板岩遭受强烈风化作用，风化不均匀，以强风化、全风化状为主；燕山晚期（γ53)全风化似斑状矿物，矿物遭受强烈风化作用，风化不均匀，以全风化状为主。

调查区区域地质构造地处横断山脉南段，青、藏、滇、缅、印支巨型“歹”字构造与经向构造之复合部位，上述两类占主导地位的构造体系，构成了基本的构造格架，断裂及褶皱均较发育，构造关系复杂。

2 地质灾害的基本特征

2.1 地质灾害外形特征

所研究矿区地势南东高北西低，整体呈“圈椅状”。山体左侧边界以冲沟发育为界，地质灾害发生右侧边界以山梁为界，后缘边界位于LF01和LF02之间；前缘出口以公路旁陡坎和农耕地为界。矿山开采区所处的山体部分已经开裂，坡体上共有有8条裂缝。山体开裂平均厚度约7m，体积约8.33×104m3。

2.2 地质变形特征

根据现场调查，该矿体变形迹象非常明显，由深部滑面确定的范围较大山体上发育裂隙共有8条主要裂缝，在山体上呈环状分布，与山体边界形状相似发育，其裂缝形状特征统计见表1。

表1 裂隙形状统计表

结合调查区地层条件及钻探成果，确定矿区地质灾害频繁发生地带位于上部土层与基岩的接触面上，由于侵入岩中作用，矿区地质灾害频繁发生地带上矿物特性由两部分构成：一部分是全风化状绢云母矿物，另外一部分是全风化似斑状矿物。

根据部署在地质灾害发生山体左侧的钻孔所揭露的情况看，有滑带土出露，灾害导致的山体裂缝深度为2.10m，厚度0.3m，呈软塑状粉质粘土，手捏易变形。从坡底到坡顶的位置在逐渐变浅的全风化绢云母矿物逐渐尖灭处，灾害发生地带为第四系堆积层(Q4del）粉质粘土与全风化矿物质分界处。

3 地质灾害成因分析

3.1 地形地貌

地形地貌是影响地质灾害发生的决定因素之一，适宜的坡度和一定的高差是地质灾害产生的基本地形条件。整个山体灾害发生状呈“圈椅”状，山体后缘高程约1614m，前缘高程约1544m，相对高差约70m，坡体平均坡度约21°。

3.2 地层特性

根据钻孔揭露情况看，滑体物质为第四系堆积层粉质粘土和寒武系储家山组全风化绢云母，遇水后易软化。其下部为强风化绢云母和全风化燕山晚期似斑状矿物（γ53)，其中强风化绢云母矿物手捏呈松散碎屑状，粘性较小；而全风化的燕山晚期似斑状矿物（γ53)呈松散状。以上两种地层的抗剪强度均较低，为地质灾害的形成提供有利条件。

3.3 降雨

降雨是区内地下水的主要补给来源，矿区内多年平均降雨量1265mm。降雨通过矿物层节理裂隙、地裂缝等渗入坡体，软化了矿体，同时降低了矿体的力学强度指标，加剧山体变形。该坡体上拉裂缝的产生促使地表水的入渗加强，在长时间或强降雨条件下，地表水直接沿阶坎及附近张裂缝渗入堆积体中，导致矿层软化，抗剪强度迅速降低，坡体自重增加。因此降雨的催化作用[2]为地质灾害的形成和发展提供了有利条件。

3.4 矿震

该地区矿山震动峰值加速度为0.15g，地质灾害反应谱特征周期0.45s，对应的矿震基本烈度为Ⅶ度，昌宁“10.30”5.1级地震直接造成了大田坝乡矿山出现了严重的地质灾害，同时后缘出现裂缝，矿震期间地面上下颠簸震动和水平晃动，使原本松散的残坡积层斜坡土体变得更加松散，固结程度差，并在斜坡后缘出现明显不均匀拉张裂缝，出现松而未动的斜坡松动现象。

4 结论

（1）云南省矿山地质灾害发生整体呈圈椅状，山体轴长约180m，宽约78m，平均厚度为11m，体积约15.4×104m3。

（2）结合地形地貌、物质组成及地质结构判断，山体变形仍在持续，根据常见地质灾害的发生特征，建议对矿山地质灾害采取抗滑桩治理措施，完善矿山工程系统。