王 曦

桂林理工大學，廣西 桂林 541006

應用地質(zhì)

廣西龍勝縣某輝綠巖礦山地質(zhì)災害危險性評估及防治措施

王 曦*

桂林理工大學，廣西 桂林 541006

通過對廣西龍勝縣某輝綠巖礦山的研究，查明了礦山地質(zhì)概況，對其地質(zhì)環(huán)境條件進行了調(diào)查，預測了該礦山可能引發(fā)或遭受的地質(zhì)災害及災害類型，并有針對地提出了相應的防治措施。

輝綠巖礦 地質(zhì)災害 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，沿斷裂產(chǎn)出。礦區(qū)展布南北長約375 m，東西寬約230 m，開采標高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、破碎及堆料場、表土場、廢渣場、辦公及生活區(qū)、礦山公路等設施（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。全年風向以偏北風為主，年平均風速為2.4m/s，平均風速為2.2～2.7m/s，瞬時風力可達7～8級，冬春季風速較大，夏秋季風速較小。

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)最低侵蝕基準面確定為該小河河床，標高312m，位于礦區(qū)最低開采標高（345 m）以下。礦區(qū)內(nèi)地表水主要接受大氣降水補給，區(qū)內(nèi)地形起伏變化中等，局部陡立，相對高差較大，露天采礦場內(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，總體地勢為東西兩側(cè)相對較高，南北向剝蝕凹地相對較低，區(qū)內(nèi)海拔高度310～501 m，相對高差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，但對礦區(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，水位標高低于+312 m，接受大氣降雨補給，垂向上與松散巖孔隙水有一定的互補關(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)境復雜程度屬中等類型【1～2】。

3 礦山地質(zhì)災害現(xiàn)狀評估

經(jīng)野外實地調(diào)查，目前礦山的采礦活動和早期的基建活動并未對礦區(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)災害現(xiàn)象，也未見有地質(zhì)災害發(fā)生，現(xiàn)狀評估認為地質(zhì)災害弱發(fā)育，危害程度及危險性小。

4 礦山地質(zhì)災害預測評估

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

4.1 采礦活動可能引發(fā)的地質(zhì)災害

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

表2 預測采場工作幫邊坡特征表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，選用赤平極射投影圖法（圖3、4、5），對其穩(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、機械震（振）動等活動的影響下，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。預測邊坡PW、PS和PE引發(fā)崩塌、滑坡的可能性大，危害程度及危險性中等。

礦區(qū)內(nèi)海拔高度310～501 m，相對高差191 m，自然地面坡度20°～30°，局部陡立，地勢起伏較大，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。而采場位于山腳至半山腰處，在人類采礦活動的作用下，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，遇長時間暴雨，可能形成暫時性小洪流，此外，在礦區(qū)北部的山坡上方設立了廢渣場、表土場和堆料場，在以上3處將堆放表部風化覆蓋層、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)強降雨情況下，導致泥石流的發(fā)生的可能性中等，危害程度及危險性小。

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

4.2 礦山本身可能遭受的地質(zhì)災害

根據(jù)對礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件調(diào)查，礦山本身及在采礦活動中可能遭受的地質(zhì)災害為崩塌、滑坡、泥石流和地基不均勻沉降。預測礦山在生產(chǎn)過程中遭受崩塌、滑坡地質(zhì)災害的主要為采場、廢渣場、表土場和礦山公路等區(qū)段；預測遭受泥石流地質(zhì)災害的區(qū)段主要為廢渣場、礦山公路和辦公生活區(qū)。預測遭受地基不均勻沉降地質(zhì)災害的區(qū)段主要為辦公生活區(qū)和礦山公路，但兩處依地勢而建，局部會進行少量厚約1～2m的挖填方，且場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，加之土體的附加應力，產(chǎn)生地基不均勻沉降的可能性小，危害程度及危險性小。

5 礦山地質(zhì)災害防治措施

通過對礦山預測的地質(zhì)災害調(diào)查分析，存在有以上所述地質(zhì)災害的發(fā)生，為預防礦區(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）對于在開采過程中產(chǎn)生的邊坡，應在這些區(qū)段設立警示標志，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）對于采場所形成的工作幫邊坡，其最終邊坡角須控制在開發(fā)利用方案的設計要求內(nèi)，對邊坡進行監(jiān)測預警，并設立警示標志【4】。

（3）對于礦區(qū)的邊坡，應及時清理坡區(qū)段上的浮石，對不穩(wěn)定地段進行加固，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）對于采場周圍的山體邊坡，嚴禁破壞采礦區(qū)外山坡上的植被，防止水土流失，繼而引發(fā)山體滑坡。

（5）應根據(jù)礦區(qū)地表地形，在露天采場境界外側(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，發(fā)揮攔截、疏引雨水的功效，降低地表水對礦區(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）在采礦活動中產(chǎn)生的廢棄土、石，應盡快運往表土場，嚴禁亂堆亂放，并對堆放終坡面夯實，同時應嚴格控制堆土邊坡的高度，并在表土場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）對于辦公生活區(qū)和礦山公路區(qū)段，應盡量清除地面腐殖土，對堆土層加固，并對其分層碾壓夯實處理；此外，需嚴肅認真做好地表水的防滲引排，避免地表水對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際地質(zhì)情況，預測了礦山在生產(chǎn)過程中可能引發(fā)或遭受的地質(zhì)災害類型，并提出了相應的措施進行防治，可為其他同類礦山的地質(zhì)災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)于加強地質(zhì)災害危險性評估工作的通知（國土資發(fā)[2004]69號）[EB/OL]. [2004-03-25] 2 DZ/T223-2009. 礦山地質(zhì)環(huán)境保護與治理恢復方案編制規(guī)范[S]

3 韋銀澤. 廣西荔浦石灰?guī)r礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復治理[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)境保護與治理恢復—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項目地質(zhì)災害危險性評估分析[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