广西贺州市某铅铜钼矿多金属矿山地质灾害发育特征及防治措施

邢全力

（桂林理工大学地球科学学院，广西 桂林 541006）

1 矿山基本概况及地质环境条件

1.1 矿山基本概况

矿山位置位于广西贺州市八步区大宁镇马塘至养牛坪一带，目前，矿山正在进行基建活动，已建有选厂、沉砂池等设施。

1.2 矿山地质环境条件

矿区属亚热带季风气候，境内雨量充沛。对矿区地质灾害发生有较大影响的气象特征主要为大强度集中降水的暴雨天气，可能会引起崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的发生。矿区地下水类型主要为基岩裂隙水，富水性弱～中等；补给条件好；矿体均位于地下水位以上，均可自然排水；矿区局部可能存在老窿水，老窿突水威胁等[1]。

矿区内出露的地层主要有南华系正园岭组和第四系，下伏岩体为晚志留世花岗岩和晚侏罗世花岗岩（图1）。大地构造位置上，矿区位于华南板块桂中-桂东褶皱带大瑶山隆起北东部。地层总体倾向为西或南西，倾角30°～60°。矿区构造较简单，北东东向断层是矿区的主要导矿及容矿构造。

图1 矿区地质简图

2 矿山现状地质灾害发育特征

通过野外调查，发现矿区存在多处不稳定斜坡以及2处崩塌。

2.1 不稳定斜坡

由于前期民采、盗采砂矿、修建平硐口、修建生活区以及修建矿山公路，形成多处不稳定斜坡，其危害程度小，危险性小～中等。

2.2 崩塌

由于民采活动以及修建矿山公路形成挖方不稳定斜坡，坡脚形成卸荷临空面，不稳定斜坡在降雨冲刷或岩土体自重的影响下均发生过小规模崩塌现象。其危害程度小，危险性中等。

3 矿山地质灾害发育预测

3.1 矿山建设中可能引发或加剧地质灾害危险性预测评估

（1）不稳定斜坡。未来矿山建设中见新建4个平硐、新建生活区、新建3个取土场以及新建连接平硐口的矿山公路，场地开挖形成的不稳定斜坡[2]。预测矿山建设中可能引发或加剧挖方不稳定斜坡发生崩塌地质灾害可能性小，危害程度小，危险性小。

（2）地面沉陷和采空塌陷。根据开采设计方案，地下开采形成采空区后，采空区上部的岩层失去支撑，平衡条件被破坏，围岩应力场重新分布，致使岩体内的原有应力平衡状态遭到破坏，采空区上覆岩层产生移动和变形，引起地表发生下错、移动，导致地面出现塌陷、地裂、地面沉陷等现象，最终引发地面沉陷地质灾害[3]。本方案通过公式计算采空区的导水裂隙带高度和垮落带高度两个指标，确定该矿山地面沉陷的可能性。理论上，矿体埋深小于垮落带高度的，采空区地表变形表现为采空塌陷；矿体埋深大于垮落带高度而小于导水裂隙带高度的，采空区地表变形表现为地裂缝；矿体埋深大于导水裂隙带高度的，采空区地表变形表现为地面沉陷。由计算结果可知：①～④号矿脉矿体埋深大于导水裂隙带高度，采空区地表变形表现为地面沉陷；⑤～⑦号矿脉矿体埋深大于垮落带高度而小于导水裂隙带高度的，采空区地表变形表现为地裂缝。矿体围岩本身工程地质条件总体较好，实际上垮落带及导水裂隙带高度应小于理论计算值。因此，未来开采地下采空区形成后，地表变形主要表现为变形量较小的地面沉陷及地裂缝。

随着矿山开采，矿体大面积采空后，矿体顶板岩层失去支撑，上覆岩土体原有平衡条件被破坏，在重力作用下易产生移动和变形，导致地表相应下沉变形。本次工作通过公式计算最大下沉值Wcm、最大倾斜值icm、最大曲率值Kcm、最大水平移动值εcm和最大水平变形值ucm等参数，其结果作为采空区地面沉陷的评价提供定量依据。计算结果表明，采空区采深越大，其地表影响区半径越大，最大倾斜值、最大曲率值、最大水平移动值和最大水平变形值则越小。

根据以上计算结果，各矿体开采后引发采空塌陷地质灾害的可能性小，主要表现为地面沉陷及地裂缝。预测矿山建设中可能引发或加剧地面沉陷、地裂缝地质灾害的可能性中等，危害程度中等，危险性中等；引发或加剧采空塌陷地质灾害的可能性小，危害程度中等，危险性中等[4]。

（3）泥石流。①沟谷型泥石流：矿区位于构造剥蚀地貌区之中低山地貌亚区，局部形成陡坎，沟谷多呈“V”字型，自然山体局部较陡，地形复杂。矿山基建及未来采矿活动中，若形成的不稳定斜坡崩塌将会产生松散土石，土体结构松散，稳定系数低，为泥石流地质灾害提供了物源。预测矿山建设中可能引发或加剧泥石流地质灾害可能性小，危害程度小，危险性小。②坡面型泥石流：根据开采设计方案，未来矿山建设中见新建的4个平硐、园山顶矿段修建的4#生活区、后续将新建的3个取土场以及后续修建连接平硐口的矿山公路，修建时，场地开挖均会形成的不稳定斜坡。在强降雨影响下形成较大水流渗入表层土体内，易形成饱和。边坡的开挖为坡面泥石流形成提供陡峭临空面。预测矿山建设中引发或加剧坡面泥石流地质灾害可能性小，危害程度小，危险性小。

3.2 矿山建成后可能引发或加剧地质灾害危险性预测评估

（1）不稳定斜坡。矿山选厂、矿山平硐、生活区、矿山取土场、矿山公路修建过程中，场地开挖形成的不稳定斜坡高度一般为1m～5m，坡度为50°～80°，主要由第四系残坡积层组成。预测矿山选厂建成后可能引发或加剧挖方不稳定斜坡发生崩塌地质灾害可能性小，危害程度小～中等，危险性小～中等。

（2）泥石流。预测矿山建成后可能引发或加剧泥石流地质灾害主要为坡面型泥石流。矿山平硐、生活区、矿山取土场、矿山公路修建过程中，场地开挖形成的不稳定斜坡，不稳定斜坡上方山体主要由第四系残坡积粉质粘土和全-强风化花岗岩组成；而下伏中等风化花岗岩，透水性较弱，往往形成相对隔水层。在强降雨影响下形成较大水流渗入表层土体内，易形成饱和。边坡的开挖为坡面泥石流形成提供陡峭临空面。综上所述，预测平硐口建成后引发或加剧坡面泥石流地质灾害可能性小，危害程度小，危险性小。

3.3 矿山自身可能遭受已存在的地质灾害危险性预测评估

（1）不稳定斜坡。前期探矿和开采前前期工作，矿山目前已形成平硐口、1#～3#生活区、矿山公路，修建时场地开挖均形成的不稳定斜坡，综合评估，矿山自身可能遭受已存在不稳定斜坡地质灾害的可能性大，危害程度小～中等，危险性中等～大。

（2）崩塌。矿山路的修建形成挖方不稳定斜，坡脚形成卸荷临空面。不稳定斜坡在降雨冲刷或岩土体自重的影响下曾经发生过小规模崩塌现象。因此，矿山公路自身可能遭受已存在崩塌地质灾害的可能性大，危害程度小，危险性中等。

4 矿山地质灾害防治工程措施

4.1 不稳定斜坡滑坡崩塌的预防措施

在存在崩塌隐患的区域进行生产活动，要消除隐患或采取避让措施；后续采矿过程中产生的废渣，直接用于修缮道路或回填采矿形成的采空区；各场地所形成的边坡，必须严格按要求控制边坡角，同时做好对边坡的监测预警工作。

4.2 泥石流的预防措施

合理的堆放废渣或矿石，并做好护坡，消除或固化泥石流物源；合理控制堆渣坡度和高度，避免堆渣边坡发生崩塌、滑坡为泥石流提供物源条件；在废渣场下坡向修建挡渣墙，并修建排水沟。长期对现有截排水沟、挡渣墙稳定性进行监测，定期清理截排水沟，保证排水通畅。

4.3 地面沉陷、地裂缝、采空塌陷的预防措施

在矿山开采阶段，采空区尚未稳定，对采空区的范围、规模、地下形态、深度等加强监测；部分围岩破碎或裂隙发育带巷道及时衬砌；严格按照矿山开采设计方案设计的进行开采，保证采空区有矿柱支撑；开采过程及闭矿后采取监测措施，对采空区地表移动范围进行长期监测。闭坑后设立必要的地面警示标志。

5 结语

综上所述，矿区内发育多种类型地质灾害，这些地质灾害会严重危害到矿山的安全开采问题，应当对这些地质灾害给予足够的重视，本文针对性的提出一些关于这些类型地质灾害的防治措施，以求稳步推进矿山的安全、可持续发展。