四川广安地区矿山边坡稳定性分析

舒述安，王 灿

（1.四川建筑职业技术学院，四川 德阳 618000；2.四川省地质工程勘察院，四川 成都 610072）

长久以来，在涉及矿区的生产活动中，我国人民饱受地质灾害的困扰，山体崩塌是其中突出的一种。据统计，仅在2005年～2016年间，矿区山体崩塌灾害总数便达57089起[2]，由此造成的人民生命财产损失不计其数。对当地经济开发和基础建设造成了巨大威胁。

本文以广安市矿区常见的地质灾害为研究对象，分析其地质环境和破坏特征，计算了危险矿体的稳定性，并在此基础上提出相应的防治措施。

1 矿区地质背景

1.1 地形地貌

危险矿体最高点高程367m，最低点高程278m，相对高差约90m，整体呈后陡前缓，后缘陡崖坡度约50°～90°，前缘崩坡积松散堆积层坡度为3°～15°，属中丘地貌类型。丘间沟谷纵横，支沟发达，一般沟宽40m～80m，长3500m～4000m，比降2‰～3‰。

1.2 地层矿物特性

矿区上覆地层为第四系崩坡积层碎石土，砖红色、黄褐色、灰白色，稍湿-湿，松散-中密。碎石成分以砂矿为主，多呈棱角状，中风化，直径以1cm～3cm，5cm～8cm为主，少量2m～3m大块石分布其中，厚度1.4m～7.6m。下伏危险体为侏罗系中统上沙溪庙组（J2s2）中风化～强风化砂泥矿物互层。

1.3 地质构造

区域地质构造简单，形态单一，褶皱宽缓，地层倾角一般1°～5°，沿襄渝铁路线以东地层倾角17°～60°。区内的地质构造主要受华蓥山大断裂的影响，断层、褶皱及节理裂隙均较发育。本地区新构造抬升运动较弱，区域矿震烈度为Ⅵ度，抗震设防烈度为Ⅵ度。

1.4 水文地质条件

所研究矿区内地下水以裂隙水为主，局部地区含少量孔隙水。松散类型矿物质孔隙水主要为上层滞水，具有较好的隔水性，上层崩坡积层碎块石透水性较好，大气降水渗入碎块石土内，得不到有效的排泄，赋存于崩坡积层内，水量较小。地下水的补、迳、排及动态变化规律，受地层特性、地质构造和地形地貌制约，勘查区地下水主要受大气降雨补给，主要以地下迳流的形式排向下游,部分以地面蒸发的形式排泄。

1.5 人类工程活动

矿区周边农耕垦植较广、最普遍、最频繁的一类活动，坡顶灌溉水塘已将放水通道封闭，水流通过坡顶下渗至砂矿裂隙中直至底部，加速了下部矿层的风化剥落，致使坡体发生强烈的风化卸荷作用，此为危险矿体发生崩塌等地质灾害重要因素。

2 危险矿体破坏特征

危险矿体由构造裂隙、卸荷裂隙等切割而成，其形态受结构面控制。调查发现，矿区内所发育结构面大多较为平直，倾角或陡立或平缓，由此导致矿体形态多呈近长方体状、少量呈楔形体状。矿化带中发育危险矿体共计8处（详见表1）。

表1 矿体形态统计表

近长方体、楔体状矿物均由裂隙切割而成，当在卸荷裂隙发育深度内，有倾角平缓的层面裂隙切割，构成矿床底部层面裂隙与卸荷裂隙组合，该组合形成近长方体状危矿；层面与裂隙将矿体切割成楔体状。

经过初步统计，8处危险矿体总方量约4125m3，其中1、3、4号为规模较大者。总体上危险矿体以倾倒式为主，个别为坠落式、滑移式（图1）。

3 矿床稳定性评价

3.1 定性分析

根据详细调查资料，着重对陡崖、陡坡段的矿体结构、结构面特征、斜坡形态类比分析，绘制出单个危险矿体的剖面及立面图，并结合结构面赤平投影图对矿体崩落的可能性和方向进行分析判断，确定矿体可能的运动方向。经定性分析得出：矿区内多数危险山体在天然状态下处于基本稳定—稳定状态，但若受强降雨作用或地震作用则极易失稳发生崩塌破坏。

3.2 定量计算

综合分析莲花石危矿区内危矿体破坏特征和其荷载情况，依次选择天然、持续暴雨、地震等三种工况计算评价危矿体稳定性。

按照危险矿体失稳类型可将矿体大概化分为滑移式、倾倒式和坠落式三类。勘查区内主要为倾倒式，并有少量滑移式、坠落式危险矿体。按照陈洪凯教授的三种计算模型[4]分别进行计算，得出以下计算结果，见表2。

表2 危矿体稳定性计算结果

计算结果与定性分析结果一致，可知在天然状态下，多数危矿体处于基本稳定—稳定状态，在暴雨状态下处于欠稳定—不稳定状态，在矿震状态下处于欠稳定—不稳定状态。

4 结论

（1）通过现场勘查，查明矿体的变形特征及破坏模式，区内共有8处危险矿体，其破坏模式可分为滑移式、倾倒式和坠落式三类。

（2）绘制了各个易发生地质灾害矿体的剖面及立面图，并结合结构面赤平投影图对危险矿体的稳定性和可能的运动方式进行定性分析，分析结果表明区内危险矿体在天然状态下多处于基本稳定—稳定状态，但若受强降雨作用或矿震作用则极易失稳发生崩塌破坏。