复杂地质环境背景条件下的矿山滑坡形成机制研究——以新华山铜矿滑坡为例

张刘柱，陈雪梅，刘志强

（1.安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院，安徽 蚌埠 233000；2.东北煤田地质局物探测量队，辽宁 沈阳110101）

矿山滑坡一般是指矿山坡体的岩石和土体受到雨水浸泡、河水的冲刷、地下水位变化以及地震等因素的影响，破坏结构面和剪切面导致的地下水位平移。影响滑坡的因素多且复杂，地质地形特征、岩体性质等条件都会对矿山滑坡的形成和发展产生一定影响，随着矿山滑坡岩体强度的不断变化，矿山滑坡的形成机制也在变化着。本文结合安徽鸡冠山的地质环境条件，对新华山铜矿滑坡的形成机制进行分析评价，以提高矿山开采的安全性[1]。

1 滑坡的基本特征

1.1 形态特征

新华山铜矿位于安徽省铜陵市鸡冠山，地质环境条件复杂，滑坡后地势陡峭，侧面被冲出一条沟，从上到下沟越来越深，最深处达三到四米，新华山铜矿滑坡岩性特征见表1。

表1 不同地层的岩性特征

1.2 边界特征

新华山铜矿滑坡体前缘宽度在450米左右，越往后部滑坡体越窄，滑坡的北侧位于河流附近，滑坡主滑方向为37度，受河岸边坡的控制；滑坡的东侧以岩石的台坎为边界，主要受裂痕和节理控制。矿山周围的植被对矿山滑坡起着重要的保护作用。

1.3 坡体变形特征

新华山铜矿坡体的主要成分是黄土，黄土的空隙比较大，土质疏松，遇到雨水很容易发生崩解，黄土坡体具有湿陷和软化的特性，有利于雨水渗入，这也是导致坡体发生变形的主要原因，特别是裂痕的发育和节理的产生都会促使雨水下渗，从而导致坡体变形。

2 矿山滑坡形成机制的研究

2.1 地形地貌因素

图1 矿山滑坡平面图

图2 矿山滑坡剖面图

地形与地貌是矿山滑坡形成的主要条件之一，滑坡形成的平、剖面示意图如图1和图2。新华山铜矿产生滑坡的基本条件是矿山坡体具有一定的滑动空间，且坡体两侧都存在切割面，新华山铜矿的基本地形特征就是坡体陡，周围还有河流相互切割，因此就形成了滑动空间和切割面共同存在的条件，导致新华山铜矿频繁出现滑坡地质灾害。

矿体只有呈现不连续的状态时，才会出现滑动的现象，如果斜坡出现断层、裂隙、节理等现象，非常容易发生矿山滑坡；矿体处于一个特殊的部位时，且斜坡要具有一定的坡度，这种条件下，矿山滑坡最容易发生，一般情况下，坡度在10～45度之间且上下陡中间缓的矿体是产生矿山滑坡的有利地形。

2.2 地层岩性因素

从新华山铜矿的斜坡物质组成上看，斜坡由半成岩土、松散土和碎块石组成。此类型的斜坡抗剪强度低，容易沿着变形面发生下滑；而抗剪强度大的坚硬岩层就可以承受一定的剪切力，具有滑动不变形的特性。但是如果斜坡体中有滑动面存在，尤其是雨后，滑动面被雨水浸泡过后，会导致斜坡的抗剪强度降低而形成易滑动的趋势。

2.3 地质构造因素

由于新华山铜矿处于特殊的地质环境中，地质结构是影响矿山滑坡形成的直接因素。组成新华山铜矿滑坡体的岩石和土体只有被构造面分割成不连续状态时，才会形成向下滑动的条件，新华山铜矿滑坡体物质主要成分是黏土和碎岩块，碎岩块之间存在空隙，有的空隙被黏土填充，安徽地区地质构造不均匀是矿山滑坡产生的主要原因。

2.4 自然因素

自然因素导致的滑坡是不可避免的，降雨影响矿山滑坡的形成。雨量过大会导致雨水下渗，使矿山斜坡的土层饱和，甚至还会存水，增加了矿山坡体的重量，使其抗剪强度大大降低，促使新华山铜矿滑坡产生。

2.5 人类工程活动因素

在矿山开采的爆破作用下，会使新华山铜矿坡体受到震动而产生滑坡；随着经济的快速发展，矿区人类的一些行为，在一定程度上都会对矿体产生破坏，频繁带来矿山滑坡灾害，人类对矿山周围树木的乱砍滥伐，致使矿山失去保护，从而诱发滑坡发生。

3 结语

通过本文叙述的矿山滑坡形成机制可以看出，地质条件、人为因素和自然因素都会影响矿山滑坡的形成，有些因素还不能靠人为就可以控制的。随着矿区灾害的频繁发生，我国每年都会消耗很多人力、物力和财力来降低灾害的发生频率，即使有关部门都已经提前做好矿山滑坡的防范工作，但还是避免不了灾害的发生。本文的研究可以有效的降低灾害发生，保证矿山开采的安全性。