陳 偉 華

(四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八二大隊，四川 德陽 618000)

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龍王廟礦山堆積體的成因機(jī)制及穩(wěn)定性分析

陳 偉 華

(四川省核工業(yè)地質(zhì)局二八二大隊，四川 德陽 618000)

介紹了四川省龍王廟礦山的地質(zhì)環(huán)境條件，論述了該礦山堆積體的基本特征，并分析了其成因機(jī)制，對其進(jìn)行了穩(wěn)定性研究，指出龍王廟礦山堆積體是潛在滑坡體，地形、地層巖性和降雨因素是影響其穩(wěn)定性的重要因素。

煤礦，堆積體，穩(wěn)定性，地質(zhì)環(huán)境

0 引言

礦產(chǎn)資源的開發(fā)和應(yīng)用，對礦山及其周圍環(huán)境造成污染并誘發(fā)多種地質(zhì)災(zāi)害，破壞了生態(tài)環(huán)境，是目前舊礦山面臨的焦點(diǎn)問題之一[1，2]。龍王廟煤礦位于四川省廣安市華鎣市石林風(fēng)景區(qū)內(nèi)，距縣城約30 km，煤礦于2002年正式閉坑，屬舊礦山。在煤礦開采過程中所產(chǎn)生的礦渣、廢石等自通風(fēng)口處運(yùn)出，逐年堆積在斜坡上，形成錐狀堆積體。由于堆積體位于景區(qū)內(nèi)，并處于煤礦辦公、住宅區(qū)上方，若發(fā)生不良地質(zhì)災(zāi)害，將威脅到煤礦財產(chǎn)及人員的安全，并會影響到景區(qū)的環(huán)境。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形地貌

研究區(qū)地處四川盆地川東平行嶺谷區(qū)的華鎣山中段西緣，渠江東岸，市內(nèi)海拔在206.7 m～1 704.1 m之間，高登山為最高點(diǎn)，最低點(diǎn)在慶華鎮(zhèn)中間房村。東西兩部分的地形地貌有著明顯差異，西部多為丘陵，東部以低～中山為主。龍王廟煤礦所在區(qū)主要地貌屬低中山地貌，地形切割較深，呈不規(guī)則狀，山坡坡度約30°～40°。

1.2 地層構(gòu)造

區(qū)內(nèi)出露地層主要有二疊系、三疊系、侏羅系及第四系地層。其中侏羅系、三疊系地層出露面積較大，第四系具有零星不連續(xù)出露的特點(diǎn)?；鶐r主要為白云巖，深灰色，厚層狀構(gòu)造,鈣質(zhì)膠結(jié)，巖芯較完整，巖質(zhì)較硬。第四系主要為素填土及粉質(zhì)粘土，分布較廣。

研究區(qū)地處川東帚狀構(gòu)造華鎣山隆褶中部，地質(zhì)構(gòu)造以南北走向為主。區(qū)內(nèi)較大斷裂主要為天池逆斷層。礦區(qū)發(fā)育較大的斷層有5條，井下發(fā)現(xiàn)隱伏斷層2條。地表5條斷層均為走向逆沖斷層，斷層破碎帶膠結(jié)良好。

1.3 其他

地下水類型主要為基巖的裂隙水、巖溶水，埋藏于灰?guī)r中，主要受降雨和地表水的補(bǔ)給，沿裂隙向下排泄。地表水主要為沖溝水、溝谷低洼處積水，補(bǔ)給主要受季節(jié)性降雨的影響。場地及周圍人類工程活動主要表現(xiàn)為煤礦生產(chǎn)、景區(qū)道路修建等活動。

2 堆積體基本特征

2.1 空間展布

堆積體平面形態(tài)呈不規(guī)則的錐形狀(見圖1a))，坡向正北向，坡度約為35°～40°，前后緣高程相對高差為39 m。 斜坡面長約41 m～63 m，斜坡寬約62 m，面積約10.095×103m2，坡體覆蓋層厚度約0.50 m～13.5 m，平均厚度約8.0 m，方量約8.0×104m3。堆積體后緣為礦井前平臺，前緣為沖溝(見圖1b))，東西兩側(cè)為自然斜坡。堆積體后緣有一開挖蓄水池形成的土質(zhì)邊坡。

堆積體的物質(zhì)主要是采煤過程中形成的廢石和廢渣，物質(zhì)組成多為碎石土、粘性土、粉土和一些煤渣等，堆積體下部為原有坡體物質(zhì)，主要由一層粉質(zhì)粘土和灰?guī)r組成。堆積體厚約0.50 m～13.50 m，覆蓋于原斜坡體上。

目前，堆積體整體未見明顯變形跡象，坡頂未見明顯下沉和裂縫等，坡體前緣也未見明顯的剪出口或鼓脹等變形，整體穩(wěn)定。但在勘查時發(fā)現(xiàn)，坡體前緣緊鄰沖溝，在雨水的沖刷下，坡體前緣土體流失，局部發(fā)生了小規(guī)模的溜滑現(xiàn)象。

2.2 巖土物理力學(xué)特征

堆積區(qū)地層巖性由新到老主要為第四系人工堆積層碎石素填土和殘坡積層粉質(zhì)粘土、二疊系龍?zhí)督M灰?guī)r。采取巖土樣進(jìn)行室內(nèi)土工試驗，測試結(jié)果及工程性質(zhì)評價見表1。

表1 土工試驗主要物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計表

2.3 堆積體危害對象及等級

據(jù)對礦山堆積體周邊實地勘察，發(fā)現(xiàn)危害對象主要包括：1)煤礦辦公、生活區(qū)公共財產(chǎn)及工人的生命財產(chǎn)安全；2)景區(qū)地質(zhì)環(huán)境；3)區(qū)域水土流失。

據(jù)DZ/T 0218—2006滑坡防治工程勘查規(guī)范[3]，危害對象等級劃分為三級。

3 成因機(jī)制

目前堆積體整體上處于穩(wěn)定狀態(tài)，但是坡體前緣受流水侵蝕，局部發(fā)生小規(guī)模的失穩(wěn)坍塌。影響堆積體穩(wěn)定性的內(nèi)因主要表現(xiàn)為堆積區(qū)域地形地貌及地層巖性。礦山開采過程中逐年在山體斜坡上形成堆積體，堆積體坡腳受到不斷侵蝕，再加上厚度較大，自身坡度較陡，在自身重力作用下，將對堆積體的穩(wěn)定性產(chǎn)生重大的影響。影響斜坡的變形破壞的外在因素主要有降雨、地震和人工活動。在強(qiáng)降雨的作用下，地表水下滲至素填土與原狀土接觸面，軟化了素填土層與原狀土接觸面的土層，減小了土體抗剪強(qiáng)度，增加了堆積體的自重，并且沖刷堆積體坡腳，增加了斜坡的不穩(wěn)定因素；受地震的影響，斜坡體上的素填土內(nèi)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到一定破壞，抗剪強(qiáng)度降低，增加了素填土向低勢能位移的趨勢。

4 穩(wěn)定性分析

4.1 發(fā)展趨勢

據(jù)現(xiàn)場調(diào)查、坑探及鉆探揭露資料，堆積體整體是穩(wěn)定的。但堆積體表層土體在強(qiáng)降雨時出現(xiàn)滑移，且堆積體底部由于長期受到?jīng)_溝水的侵蝕，堆積體局部地段產(chǎn)生了滑塌。隨著沖溝水的侵蝕下降會產(chǎn)生更大規(guī)模的滑塌，底部不斷向里侵蝕，將會影響堆積體的整體穩(wěn)定性。

4.2 穩(wěn)定性評估

根據(jù)堆積特征、形成機(jī)制分析并結(jié)合穩(wěn)定性計算分析結(jié)果表明，堆積體在天然自重條件下處于穩(wěn)定狀態(tài)；自重+地震工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)；在自重+暴雨處于基本穩(wěn)定～穩(wěn)定狀態(tài)。堆積體整體是穩(wěn)定的，僅在降雨時堆積體表層土體出現(xiàn)滑移，堆積體坡腳在流水沖刷下局部地段產(chǎn)生了滑塌。但是，隨著坡體前緣坡腳土體被沖溝水流繼續(xù)淘蝕帶走，坡體前緣將形成較大規(guī)模的滑塌體，且邊坡的坡度也將進(jìn)一步變陡，前緣的抗滑力將進(jìn)一步被削弱。當(dāng)發(fā)展到一定階段，坡體可能發(fā)生大規(guī)模的滑移或整體失穩(wěn)，這將極大地威脅下部石林煤礦的生產(chǎn)和職工的生命安全。

[1] 郭長林.黑龍江省礦山地質(zhì)環(huán)境綜合評價[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2005，16(4)：47-50.

[2] 方 林，褚家計，李紅燕.平頂山天安煤業(yè)股份有限公司四礦礦山環(huán)境地質(zhì)問題及防治措施[J].巖土工程界，2008，11(11)：77-80.

[3] DZ/T 0218—2006，滑坡防治工程勘查規(guī)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

陳偉華(1980- )，男，工程碩士，工程師

P641.4

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