王 曦

桂林理工大學(xué)，廣西 桂林 541006

應(yīng)用地質(zhì)

廣西龍勝縣某輝綠巖礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估及防治措施

王 曦*

桂林理工大學(xué)，廣西 桂林 541006

通過對(duì)廣西龍勝縣某輝綠巖礦山的研究，查明了礦山地質(zhì)概況，對(duì)其地質(zhì)環(huán)境條件進(jìn)行了調(diào)查，預(yù)測(cè)了該礦山可能引發(fā)或遭受的地質(zhì)災(zāi)害及災(zāi)害類型，并有針對(duì)地提出了相應(yīng)的防治措施。

輝綠巖礦 地質(zhì)災(zāi)害 防治措施 廣西龍勝

1 礦山地質(zhì)概況

礦山位于龍勝縣南西部，以開采新元古代輝綠巖（Pt3βu）為主，礦體產(chǎn)出層位為丹洲群合桐組（Pt3h）粉砂巖，呈巖床狀，沿?cái)嗔旬a(chǎn)出。礦區(qū)展布南北長約375 m，東西寬約230 m，開采標(biāo)高501 ～345 m，開采方式為露天開采，礦區(qū)面積約0.06 km2，生產(chǎn)規(guī)模為5萬t/a，為一小型礦山。礦區(qū)建有采場(chǎng)、破碎及堆料場(chǎng)、表土場(chǎng)、廢渣場(chǎng)、辦公及生活區(qū)、礦山公路等設(shè)施（圖1）。

圖1 礦區(qū)構(gòu)造及平面布置圖Fig.1 Structural map and work plans of the ore district

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 氣象水文

礦區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫18.1℃，最高氣溫36℃～38℃，最低氣溫-5℃～-3℃。該區(qū)降雨量豐富，年平均降雨量為 1544mm，最大年降水量1978.4 mm，最小年降水量1020.8 mm。全年風(fēng)向以偏北風(fēng)為主，年平均風(fēng)速為2.4m/s，平均風(fēng)速為2.2～2.7m/s，瞬時(shí)風(fēng)力可達(dá)7～8級(jí)，冬春季風(fēng)速較大，夏秋季風(fēng)速較小。

礦區(qū)內(nèi)東部分布有一條由南向北流向的小河，寬1～3m，枯水期流量約為1～2 L/s；豐水期流量約為15 L/s，排泄能力較好，四季水流不斷，礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面確定為該小河河床，標(biāo)高312m，位于礦區(qū)最低開采標(biāo)高（345 m）以下。礦區(qū)內(nèi)地表水主要接受大氣降水補(bǔ)給，區(qū)內(nèi)地形起伏變化中等，局部陡立，相對(duì)高差較大，露天采礦場(chǎng)內(nèi)大氣降水可利用地面坡度自行排入周圍低洼地帶，自然疏干條件良好。

2.2 地形地貌

礦區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，山脈走向呈南北向，總體地勢(shì)為東西兩側(cè)相對(duì)較高，南北向剝蝕凹地相對(duì)較低，區(qū)內(nèi)海拔高度310～501 m，相對(duì)高差191 m，自然地面坡度20°～30°，局部較陡。

2.3 地層

礦區(qū)出露地層有丹洲群合桐組（Pt3h）、新元古代輝綠巖（Pt3βu）和第四系（Q）殘坡積粉質(zhì)粘土（圖2）。

圖2 礦區(qū)綜合地層柱狀圖Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of the ore district

2.4 構(gòu)造

礦區(qū)東側(cè)有一區(qū)域性逆斷層通過，區(qū)域內(nèi)可見長約10 km，總體走向近北偏東，雖距礦區(qū)較遠(yuǎn)，但對(duì)礦區(qū)輝綠巖的節(jié)理裂隙發(fā)育有一定的影響。礦區(qū)未見褶皺發(fā)育，無明顯斷裂活動(dòng)痕跡，巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育，節(jié)理為剪節(jié)理，近東西向和南東向，節(jié)理面多平直（表1）。

表1 礦區(qū)節(jié)理特征表Table 1 Joint characteristics of the ore district

2.5 水文地質(zhì)條件

礦區(qū)地下水類型分為松散巖類孔隙水和火成巖裂隙水兩類。松散巖類孔隙水賦存于第四系松散土層中，分布于區(qū)內(nèi)地勢(shì)低洼地帶，大部分沿洼地邊緣滲出，水量較??；火成巖裂隙水賦存于新元古代輝綠巖（Pt3βu）裂隙中，埋深大于5 m，水位標(biāo)高低于+312 m，接受大氣降雨補(bǔ)給，垂向上與松散巖孔隙水有一定的互補(bǔ)關(guān)系，水量中等。區(qū)域上礦區(qū)地下水以潯江河谷為排泄基準(zhǔn)面，大致由南向北排泄，最終匯入潯江。

2.6 工程地質(zhì)條件

礦區(qū)開采礦層為新元古代輝綠巖（Pt3βu），呈灰綠色，輝綠結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，未發(fā)現(xiàn)發(fā)育有軟弱結(jié)構(gòu)面及不良工程地質(zhì)層，上覆的殘坡積層和基巖風(fēng)化破碎帶厚度小于5 m，穩(wěn)固性較好。

綜上所述，該礦山地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度屬中等類型【1～2】。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評(píng)估

經(jīng)野外實(shí)地調(diào)查，目前礦山的采礦活動(dòng)和早期的基建活動(dòng)并未對(duì)礦區(qū)原始地形地貌造成較大的破壞，在礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，也未見有地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，現(xiàn)狀評(píng)估認(rèn)為地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育，危害程度及危險(xiǎn)性小。

4 礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)評(píng)估

依據(jù)礦區(qū)地質(zhì)條件，結(jié)合野外實(shí)地調(diào)查，并將人類活動(dòng)和自然等因素分析，預(yù)測(cè)采礦活動(dòng)可能引發(fā)、加劇或遭受的地質(zhì)災(zāi)害為崩塌、滑坡、泥石流和地基不均勻沉降。

4.1 采礦活動(dòng)可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害

4.1.1 崩塌、滑坡 礦山的開采方式為自上而下分臺(tái)階式逐段開采，現(xiàn)已在開采過程中將形成 3處工作幫邊坡，分別是采場(chǎng)西面的 PW、南面的PS和東面的PE（表2）。

表2 預(yù)測(cè)采場(chǎng)工作幫邊坡特征表Table 2 Estimated slope characteristics of stope

以上三處邊坡均為巖質(zhì)邊坡，由輝綠巖構(gòu)成，邊坡頂部覆蓋約0～2 m的風(fēng)化層及第四系含碎石粉質(zhì)粘土，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，主要發(fā)育3組節(jié)理，產(chǎn)狀分別為：為分析上述邊坡的穩(wěn)定性，根據(jù)工作面上節(jié)理及工作面邊坡的特點(diǎn)，選用赤平極射投影圖法（圖3、4、5），對(duì)其穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn)：PW邊坡J2巖層面、J2/J3切割體、PS邊坡J1/J3切割體和PE邊坡J1/J3切割體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，除以上幾處外，其它結(jié)構(gòu)面和切割體均在穩(wěn)定或基本穩(wěn)定狀態(tài)。邊坡PW、PS和PE臨空面較高，在采礦爆破、機(jī)械震（振）動(dòng)等活動(dòng)的影響下，加之降雨、巖體的卸荷作用等因素，容易引起邊坡失穩(wěn)，產(chǎn)生崩塌、滑坡。預(yù)測(cè)邊坡PW、PS和PE引發(fā)崩塌、滑坡的可能性大，危害程度及危險(xiǎn)性中等。

礦區(qū)內(nèi)海拔高度310～501 m，相對(duì)高差191 m，自然地面坡度20°～30°，局部陡立，地勢(shì)起伏較大，因而在山體四周形成了山體自然邊坡。區(qū)內(nèi)山體主要由新元古代輝綠巖（Pt3βu）組成，山坡上覆蓋有厚薄不一的第四系松散土層，表層結(jié)構(gòu)較松散，穩(wěn)定性一般。而采場(chǎng)位于山腳至半山腰處，在人類采礦活動(dòng)的作用下，引發(fā)山體自然邊坡崩塌、滑坡的可能性中等，危害程度及危險(xiǎn)性小。

圖3 PW邊坡與構(gòu)造面赤平投影圖Fig.3 PW-slope and structural plane stereogram

圖4 PS邊坡與構(gòu)造面赤平投影圖Fig.4 PS-slope and structural plane stereogram

圖5 PE邊坡與構(gòu)造面赤平投影圖Fig.5 PE-slope and structural plane stereogram

4.1.2 泥石流 礦區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低山地貌，相對(duì)高差191 m，自然地面坡度20°～30°，局部陡立，地形起伏較大，山體表層為松散的粉質(zhì)粘土，土體結(jié)構(gòu)松散，穩(wěn)定系數(shù)低。上游最大匯水面積為0.036 km2，雨季時(shí)，遇長時(shí)間暴雨，可能形成暫時(shí)性小洪流，此外，在礦區(qū)北部的山坡上方設(shè)立了廢渣場(chǎng)、表土場(chǎng)和堆料場(chǎng)，在以上3處將堆放表部風(fēng)化覆蓋層、圍巖、表土及輝綠巖等物質(zhì)，結(jié)構(gòu)松散，穩(wěn)定性較差，為泥石流提供了物源，在持續(xù)強(qiáng)降雨情況下，導(dǎo)致泥石流的發(fā)生的可能性中等，危害程度及危險(xiǎn)性小。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查及分析，現(xiàn)狀條件下，礦區(qū)未發(fā)育任何地質(zhì)災(zāi)害，所以后期采礦活動(dòng)可能加劇地質(zhì)災(zāi)害的可能性較小。

4.2 礦山本身可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害

根據(jù)對(duì)礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件調(diào)查，礦山本身及在采礦活動(dòng)中可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害為崩塌、滑坡、泥石流和地基不均勻沉降。預(yù)測(cè)礦山在生產(chǎn)過程中遭受崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的主要為采場(chǎng)、廢渣場(chǎng)、表土場(chǎng)和礦山公路等區(qū)段；預(yù)測(cè)遭受泥石流地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)段主要為廢渣場(chǎng)、礦山公路和辦公生活區(qū)。預(yù)測(cè)遭受地基不均勻沉降地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)段主要為辦公生活區(qū)和礦山公路，但兩處依地勢(shì)而建，局部會(huì)進(jìn)行少量厚約1～2m的挖填方，且場(chǎng)地上均為第四系殘坡積土層覆蓋，表層存在厚0.1 ～0.5 m耕植土，在建筑物的自重作用下，加之土體的附加應(yīng)力，產(chǎn)生地基不均勻沉降的可能性小，危害程度及危險(xiǎn)性小。

5 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治措施

通過對(duì)礦山預(yù)測(cè)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查分析，存在有以上所述地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，為預(yù)防礦區(qū)發(fā)生崩塌、滑坡、泥石流及地基不均勻沉降，可采取以下措施：

（1）對(duì)于在開采過程中產(chǎn)生的邊坡，應(yīng)在這些區(qū)段設(shè)立警示標(biāo)志，禁止非工作人員的出入，并做好邊坡頂部和坡面的防滲及截排水【3】。

（2）對(duì)于采場(chǎng)所形成的工作幫邊坡，其最終邊坡角須控制在開發(fā)利用方案的設(shè)計(jì)要求內(nèi)，對(duì)邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，并設(shè)立警示標(biāo)志【4】。

（3）對(duì)于礦區(qū)的邊坡，應(yīng)及時(shí)清理坡區(qū)段上的浮石，對(duì)不穩(wěn)定地段進(jìn)行加固，并在坡腳種植速生植物（如爬山虎），防止崩塌、滑坡的發(fā)生。

（4）對(duì)于采場(chǎng)周圍的山體邊坡，嚴(yán)禁破壞采礦區(qū)外山坡上的植被，防止水土流失，繼而引發(fā)山體滑坡。

（5）應(yīng)根據(jù)礦區(qū)地表地形，在露天采場(chǎng)境界外側(cè)修筑截排水溝（圖6），維系其疏通，通過該渠道將大氣降雨的地表水疏導(dǎo)，發(fā)揮攔截、疏引雨水的功效，降低地表水對(duì)礦區(qū)內(nèi)及附近的人工挖填邊坡的影響。

圖6 截排水溝斷面示意圖Fig.6 Schematic diagram of drain’s section

（6）在采礦活動(dòng)中產(chǎn)生的廢棄土、石，應(yīng)盡快運(yùn)往表土場(chǎng)，嚴(yán)禁亂堆亂放，并對(duì)堆放終坡面夯實(shí)，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制堆土邊坡的高度，并在表土場(chǎng)下坡向修建編織袋擋土墻（圖7）。

圖7 編織袋擋土墻示意圖Fig.7 Schematic diagram of retaining wall built by woven bags

（7）對(duì)于辦公生活區(qū)和礦山公路區(qū)段，應(yīng)盡量清除地面腐殖土，對(duì)堆土層加固，并對(duì)其分層碾壓夯實(shí)處理；此外，需嚴(yán)肅認(rèn)真做好地表水的防滲引排，避免地表水對(duì)路面填土的直接滲漏【5】。

6 結(jié)語

根據(jù)廣西龍勝縣茶輝綠巖礦山的實(shí)際地質(zhì)情況，預(yù)測(cè)了礦山在生產(chǎn)過程中可能引發(fā)或遭受的地質(zhì)災(zāi)害類型，并提出了相應(yīng)的措施進(jìn)行防治，可為其他同類礦山的地質(zhì)災(zāi)害防治提供一定的參考。

1 國土資源部辦公廳. 國土資源部關(guān)于加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估工作的通知（國土資發(fā)[2004]69號(hào)）[EB/OL]. [2004-03-25] 2 DZ/T223-2009. 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)方案編制規(guī)范[S]

3 韋銀澤. 廣西荔浦石灰?guī)r礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理[J]. 山東國土資源，2013，29（3）：26～28

4 韓淑朋，許少偉. 礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理恢復(fù)—以某露天石灰?guī)r礦山為例[J]. 礦產(chǎn)勘查，2012，3（1）：111～115

5 戴昱，范汝海. 廣西平樂縣危舊房改造建設(shè)項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估分析[J]. 山東國土資源，2013，29（6）：34～36

The risk assessment and prevention measures of geological hazard on a diabase mine in Longsheng county of Guangxi

Wang Xi
College of Earth Science Guilin University of Technology,Guangxi Guilin, 541006

A diabase mine in Longsheng county of Guangxi is taken as the object. Through investigation on the mine basic general conditions and geological environmental conditions, geological hazard predictions are made and some prevention measures are given.

diabase mine, geological hazard, prevention measures, Longsheng county of Guangxi

P619.224：P694

A

1006–5296（2017）01–0030–06

王曦（1992～），男，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)，碩士研究生

2016-10-11；改回日期：2016-11-05