張劉柱,陳雪梅,劉志強
(1.安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查院,安徽 蚌埠 233000;2.東北煤田地質(zhì)局物探測量隊,遼寧 沈陽110101)
礦山滑坡一般是指礦山坡體的巖石和土體受到雨水浸泡、河水的沖刷、地下水位變化以及地震等因素的影響,破壞結(jié)構(gòu)面和剪切面導致的地下水位平移。影響滑坡的因素多且復雜,地質(zhì)地形特征、巖體性質(zhì)等條件都會對礦山滑坡的形成和發(fā)展產(chǎn)生一定影響,隨著礦山滑坡巖體強度的不斷變化,礦山滑坡的形成機制也在變化著。本文結(jié)合安徽雞冠山的地質(zhì)環(huán)境條件,對新華山銅礦滑坡的形成機制進行分析評價,以提高礦山開采的安全性[1]。
新華山銅礦位于安徽省銅陵市雞冠山,地質(zhì)環(huán)境條件復雜,滑坡后地勢陡峭,側(cè)面被沖出一條溝,從上到下溝越來越深,最深處達三到四米,新華山銅礦滑坡巖性特征見表1。
表1 不同地層的巖性特征
新華山銅礦滑坡體前緣寬度在450米左右,越往后部滑坡體越窄,滑坡的北側(cè)位于河流附近,滑坡主滑方向為37度,受河岸邊坡的控制;滑坡的東側(cè)以巖石的臺坎為邊界,主要受裂痕和節(jié)理控制。礦山周圍的植被對礦山滑坡起著重要的保護作用。
新華山銅礦坡體的主要成分是黃土,黃土的空隙比較大,土質(zhì)疏松,遇到雨水很容易發(fā)生崩解,黃土坡體具有濕陷和軟化的特性,有利于雨水滲入,這也是導致坡體發(fā)生變形的主要原因,特別是裂痕的發(fā)育和節(jié)理的產(chǎn)生都會促使雨水下滲,從而導致坡體變形。
圖1 礦山滑坡平面圖
圖2 礦山滑坡剖面圖
地形與地貌是礦山滑坡形成的主要條件之一,滑坡形成的平、剖面示意圖如圖1和圖2。新華山銅礦產(chǎn)生滑坡的基本條件是礦山坡體具有一定的滑動空間,且坡體兩側(cè)都存在切割面,新華山銅礦的基本地形特征就是坡體陡,周圍還有河流相互切割,因此就形成了滑動空間和切割面共同存在的條件,導致新華山銅礦頻繁出現(xiàn)滑坡地質(zhì)災害。
礦體只有呈現(xiàn)不連續(xù)的狀態(tài)時,才會出現(xiàn)滑動的現(xiàn)象,如果斜坡出現(xiàn)斷層、裂隙、節(jié)理等現(xiàn)象,非常容易發(fā)生礦山滑坡;礦體處于一個特殊的部位時,且斜坡要具有一定的坡度,這種條件下,礦山滑坡最容易發(fā)生,一般情況下,坡度在10~45度之間且上下陡中間緩的礦體是產(chǎn)生礦山滑坡的有利地形。
從新華山銅礦的斜坡物質(zhì)組成上看,斜坡由半成巖土、松散土和碎塊石組成。此類型的斜坡抗剪強度低,容易沿著變形面發(fā)生下滑;而抗剪強度大的堅硬巖層就可以承受一定的剪切力,具有滑動不變形的特性。但是如果斜坡體中有滑動面存在,尤其是雨后,滑動面被雨水浸泡過后,會導致斜坡的抗剪強度降低而形成易滑動的趨勢。
由于新華山銅礦處于特殊的地質(zhì)環(huán)境中,地質(zhì)結(jié)構(gòu)是影響礦山滑坡形成的直接因素。組成新華山銅礦滑坡體的巖石和土體只有被構(gòu)造面分割成不連續(xù)狀態(tài)時,才會形成向下滑動的條件,新華山銅礦滑坡體物質(zhì)主要成分是黏土和碎巖塊,碎巖塊之間存在空隙,有的空隙被黏土填充,安徽地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造不均勻是礦山滑坡產(chǎn)生的主要原因。
自然因素導致的滑坡是不可避免的,降雨影響礦山滑坡的形成。雨量過大會導致雨水下滲,使礦山斜坡的土層飽和,甚至還會存水,增加了礦山坡體的重量,使其抗剪強度大大降低,促使新華山銅礦滑坡產(chǎn)生。
在礦山開采的爆破作用下,會使新華山銅礦坡體受到震動而產(chǎn)生滑坡;隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,礦區(qū)人類的一些行為,在一定程度上都會對礦體產(chǎn)生破壞,頻繁帶來礦山滑坡災害,人類對礦山周圍樹木的亂砍濫伐,致使礦山失去保護,從而誘發(fā)滑坡發(fā)生。
通過本文敘述的礦山滑坡形成機制可以看出,地質(zhì)條件、人為因素和自然因素都會影響礦山滑坡的形成,有些因素還不能靠人為就可以控制的。隨著礦區(qū)災害的頻繁發(fā)生,我國每年都會消耗很多人力、物力和財力來降低災害的發(fā)生頻率,即使有關(guān)部門都已經(jīng)提前做好礦山滑坡的防范工作,但還是避免不了災害的發(fā)生。本文的研究可以有效的降低災害發(fā)生,保證礦山開采的安全性。