南鵬軍，劉國(guó)斌

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

礦產(chǎn)資源為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，人類(lèi)對(duì)礦產(chǎn)資源的需求也日益增加。隨著對(duì)礦產(chǎn)資源的無(wú)限制開(kāi)發(fā)，不僅引發(fā)礦山地質(zhì)災(zāi)害，還造成各種各樣的礦山環(huán)境問(wèn)題，比如土地資源損毀；地下含水層破壞、引發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害；產(chǎn)生大量“三廢”污染礦區(qū)周邊的生態(tài)環(huán)境等。目前，礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題突出，國(guó)家及社會(huì)大眾要增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，為礦山地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)和管理提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)保障和技術(shù)支持。

大水金礦集中區(qū)位于西秦嶺隆起帶南緣，隸屬于甘肅省甘南州鹿曲縣和瑪曲縣。金礦主要集中在洪水區(qū)，洪水區(qū)金礦的礦體規(guī)模在新曲兩處，勘探程度高，區(qū)域地質(zhì)條件和成礦背景為能源開(kāi)采增加了難度，礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，因此，有必要對(duì)大水金集區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)，保證礦產(chǎn)資源順利開(kāi)采。

1 甘肅南部大水金礦集區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型

2018年起，在勘查院組織下，依照國(guó)土資源部DZ/T 0261-2014滑坡崩塌泥石流災(zāi)害調(diào)查規(guī)范以及擬定的甘肅瑪曲縣貢北地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查技術(shù)要求，開(kāi)展對(duì)該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查。2021年7月完成大水金礦集區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查研究，摸清了金礦集區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的基本情況。該地區(qū)主要包括三種類(lèi)型的地質(zhì)災(zāi)害：滑坡、泥石流、塌陷。第一種是滑坡，滑坡周界一般呈簸箕形，也有些呈舌形、梨形、匙形等，其規(guī)模大小與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)。第二種是泥石流。泥石流具有突發(fā)性、流速快、破壞力強(qiáng)等特點(diǎn)。第三種是塌陷，與泥石流和滑坡不同，塌陷對(duì)于地理環(huán)境的要求并不高，一般發(fā)生在具有大量巖石分布的解離性地區(qū)。通過(guò)遙感技術(shù)可以進(jìn)行勘查，塌陷主要發(fā)生在山區(qū)的陡峭以及巖石密布的地方，這在影像上直接表現(xiàn)陡坎陰影。此外通過(guò)影像技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生崩塌的地方塌方體大都表面粗糙，存在較多紋理和青苔。在塌方體中上部往往會(huì)出現(xiàn)較多巨型石塊，這些石塊的顏色與塌方體的整體顏色存在較大誤差，多為淺色或者淺褐色。塌方體上部也沒(méi)有多余的植被包圍，這導(dǎo)致當(dāng)大型山體發(fā)生滑坡時(shí)會(huì)由于塌方體石塊的摩擦力度不夠而導(dǎo)致滑坡，堵塞河流迫使其改道。崩塌災(zāi)害分布相對(duì)較少，主要在露天采場(chǎng)邊緣小規(guī)模發(fā)生，另外在部分礦區(qū)地下開(kāi)采破壞礦體穩(wěn)定性也時(shí)有發(fā)生[1]。

在黃河流域地區(qū)，甘肅流域段是甘肅區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心，東翼地區(qū)包括平?jīng)?、慶陽(yáng)和天水在內(nèi)，以及三區(qū)三地，包含了甘南、臨夏等地，都屬于政府重點(diǎn)深度扶貧地區(qū)。在甘肅地區(qū)內(nèi)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平存在較大的差異，中部地區(qū)的銀城、蘭州，東部地區(qū)的天水、慶陽(yáng)。在分別進(jìn)入蘭州、西寧城市和關(guān)中城市開(kāi)發(fā)區(qū)后，人口密度變高，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的水平增高，工程建設(shè)進(jìn)度逐漸加快，由此造成了人類(lèi)工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響，并且存在的影響非常強(qiáng)。比如蘭州平山工程，大量的人工邊坡和填土塌陷區(qū)造成了可怕的災(zāi)害。蘭州、天水、平?jīng)龅群庸刃统鞘型恋乩脳l件比較差，溝壑和山嶺的土地被逐漸利用起來(lái)，其發(fā)展發(fā)現(xiàn)的趨勢(shì)明顯，所以隨處可見(jiàn)切坡泄洪道現(xiàn)象，災(zāi)害隱患被逐漸隱藏。在黃土高原的廣闊土地上，城鎮(zhèn)和農(nóng)村由于開(kāi)坡修路等原因，所造成的災(zāi)害層出不窮、難以統(tǒng)計(jì)。該地區(qū)在2019年一共發(fā)生了15起災(zāi)害事故，并造成了20人左右的死亡事件。甘肅南部貧困地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有限，在防災(zāi)減災(zāi)上所花費(fèi)的投入并沒(méi)有多么充足，地質(zhì)災(zāi)害的致窮效應(yīng)給甘肅南部帶來(lái)了很大的制約。特別是災(zāi)難之后的損失，一場(chǎng)災(zāi)難的發(fā)生往往會(huì)破壞當(dāng)?shù)鼐用翊蠹s25年左右的經(jīng)濟(jì)積累，這也就從某些方面制約了脫貧，并成為拉低經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。

甘肅南部地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害在大降水、地震以及人類(lèi)工程活動(dòng)等因素的影響下，全年總計(jì)發(fā)生災(zāi)害的月份有10個(gè)月，每年內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的分布與降雨時(shí)間基本相同。汛期高發(fā)主要從6月開(kāi)始，一般會(huì)在8月結(jié)束，災(zāi)害發(fā)生率低的時(shí)期是主要從2月到5月之間，從10月到明年的1月相對(duì)較為安全一些。6月到8月之間，主要出現(xiàn)的災(zāi)害有崩塌、滑坡、泥石流為主；2到5月以融化型滑坡，包括熱融型滑坡為主，從11月開(kāi)始一直到1月以崩塌和滑坡為主。甘肅省暴雨關(guān)鍵集中在4月到10月，占全年暴雨發(fā)生的58.96%以上，因此泥石流的發(fā)生也具有一致的時(shí)間分布規(guī)律。可泥石流并不是每次暴雨之后都會(huì)發(fā)生的，而是在一定數(shù)量的松散物質(zhì)積累之后，才會(huì)形成不可逆的災(zāi)害。泥石流的發(fā)生頻率在地理分布上有明顯的差異，甘肅南部的干旱地區(qū)的泥石流發(fā)生頻次為大約0.11次/年，中部的蘭州為0.15次/年。隴南地區(qū)泥石流發(fā)生頻率較高，一般為1次/年。鹽漬土的鹽漬化和鹽漬化災(zāi)害主要分布在流域平原區(qū)，流域和濕地保護(hù)區(qū)較多。這些區(qū)域大多位于三個(gè)內(nèi)陸河流域或封閉流域的中心，沉積物細(xì)，地下水集中排放區(qū)，埋藏水位淺，蒸發(fā)強(qiáng)。地下水礦化度普遍較高，且分布有高礦化度水，尤其是在鹽漬化程度最高的河流流域。鹽漬土巖性主要為粉質(zhì)土、粘質(zhì)土和細(xì)砂，厚度約為2.85m。它主要是由地下水中的鹽分蒸發(fā)形成的，屬于原生鹽漬化土壤，主要為硫酸鹽型和氯化物型土壤。同時(shí)，粘性土層含鹽量比砂土層高47.56%左右，由于局部含水具有一定的脹縮和腐蝕性，飽和而處于流塑性狀態(tài)。風(fēng)蝕災(zāi)害主要分布在西段，西部是戈壁帶，有低矮的山脈和丘陵。地勢(shì)比較平坦，表面多為疏松的砂礫石，植被覆蓋少，干旱少雨易蒸發(fā)。每年3.55m/s以上的風(fēng)量約為275次，8級(jí)以上風(fēng)日一般在35d以上至80d，風(fēng)沙和沙塵暴天氣一般在32.5d以上。此外大風(fēng)季節(jié)與旱季同步，冬春季以西北風(fēng)為主，存在一定的風(fēng)蝕災(zāi)害。該段典型的風(fēng)蝕地貌為雅丹地貌，洪水侵蝕是管道沿線最常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型，在整個(gè)甘肅段普遍存在，河西走廊更是如此。洪水侵蝕災(zāi)害按其成因可分為三類(lèi)，即暴雨形成的暴雨型洪水、冰雪融水形成的融雪型洪水和冰雪型洪水，南部面主要為暴雨引起的暴雨洪水，溝壑大約有65個(gè)占總面積的55%，南部山區(qū)占25%。

2 大水金礦集區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

2.1 崩塌

崩塌是指由于山上巖塊在重力作用下發(fā)生急速傾落的一種地質(zhì)現(xiàn)象。在其下落的過(guò)程中隨著速度越來(lái)越快一旦山下有人或物出現(xiàn)極易造成人物的破壞。與此同時(shí)，隨著崩塌情況的出現(xiàn)，在其出現(xiàn)次數(shù)不定且出現(xiàn)時(shí)間不固定的情況下需要注意不要在容易發(fā)生崩塌的山區(qū)行走。在大水金礦集區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，一般的礦集區(qū)大都呈現(xiàn)出山高溝深的地理特征。作為甘肅南部主要的礦集區(qū)之一，此地的溝谷形狀各異，不具有規(guī)律性。在溝谷兩側(cè)的地質(zhì)層主要由較軟的碳質(zhì)板巖構(gòu)成，這就導(dǎo)致溝谷兩側(cè)在發(fā)生強(qiáng)降雨的情況下非常容易出現(xiàn)崩塌地質(zhì)災(zāi)害。此外由于該地區(qū)植被很少，對(duì)于溝谷兩側(cè)的沙土起不到任何的保護(hù)和鞏固的作用，因此其特殊的地理形態(tài)和自然環(huán)境就造成該礦集區(qū)發(fā)育斷裂，這也為崩塌地質(zhì)災(zāi)害的頻繁發(fā)生奠定了基礎(chǔ)。

眾所周知形成崩塌情況，至少需要滿足三個(gè)條件，即該地區(qū)存在高且陡的邊坡，坡度不能低于45°；礦集區(qū)的地質(zhì)必須發(fā)生不同程度的斷裂或裂隙現(xiàn)象；此外如果該地出植被覆蓋率高，會(huì)形成較為穩(wěn)固的地形，不易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，因此需要礦山周?chē)喾N植防風(fēng)固沙的植被。經(jīng)過(guò)研究表明，一般情況下不滿足上述三個(gè)基本條件的礦集區(qū)都比較容易發(fā)生崩塌事故。但對(duì)于甘肅南部的大水金礦集區(qū)來(lái)說(shuō)，此地的崩塌現(xiàn)象主要發(fā)生在縫隙較大接坡面陡度大于60°的不平整坡面地區(qū)。集中分布在斷裂地帶較多的礦洞附近，這也為其他類(lèi)型地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了物質(zhì)條件。

2.2 滑坡

滑坡的威力也是巨大的，當(dāng)滑坡發(fā)生時(shí)，礦集區(qū)的主要道路基本上都會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象，這不僅會(huì)導(dǎo)致采礦工人無(wú)法及時(shí)出去尋求幫助，也會(huì)導(dǎo)致正在運(yùn)行的開(kāi)采設(shè)備停用，嚴(yán)重危害了周?chē)用窈凸と说纳踩玔2]。在大水金礦集區(qū)多發(fā)生堆積層滑坡，主要原因是此種滑坡的發(fā)生條件非常低，只要礦山開(kāi)采區(qū)周?chē)临|(zhì)較為松軟即可發(fā)生嚴(yán)重的滑坡地質(zhì)災(zāi)害。堆積層滑坡主要是由一些裸露在外的巖石經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用以后形成的殘留物的堆積和在進(jìn)行人工開(kāi)采的過(guò)程中出現(xiàn)垃圾場(chǎng)填埋物的組合。這些物質(zhì)大都分布在礦集區(qū)的坡面和坡腳。在降雨過(guò)后，由于受到雨水的沖擊會(huì)帶走一部分較為漂浮的土壤，剩下相對(duì)牢固的巖石塊堆積在坡腳。在該礦區(qū)內(nèi)極易形成對(duì)基層的部分主要由兩處，分別是在區(qū)內(nèi)的中下游路邊位置和底層位置的坡腳。在這兩處的土壤組成結(jié)構(gòu)相似因而極易發(fā)生滑坡。在這兩個(gè)部分，堆積物的組成成為較為復(fù)雜，分別包括碳質(zhì)板巖和砂質(zhì)板巖經(jīng)過(guò)風(fēng)化作用留下的殘余物和附近工廠排放出的礦渣。這就導(dǎo)致礦體的不穩(wěn)定性，遇水易化等特點(diǎn)。在進(jìn)行礦集區(qū)道路修建時(shí)，當(dāng)開(kāi)挖深度超過(guò)1m時(shí)，如果發(fā)生暴雨，這些堆積體就會(huì)開(kāi)始沿坡滑落造成礦集區(qū)土質(zhì)層失穩(wěn)，這就容易造成礦區(qū)道路堵塞，威脅到周邊活動(dòng)的安全。

2.3 泥石流

泥石流是一種暫時(shí)性的快速流動(dòng)的水流，含有大量的泥沙和石塊。一般流動(dòng)過(guò)程只有幾個(gè)小時(shí)，而隨著山區(qū)的建設(shè)，資源的開(kāi)發(fā)和人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，越來(lái)越多。按物質(zhì)組成，通常分為泥石流、泥石流和巖流。根據(jù)盆地的形態(tài)，可將碎屑流劃分為具有明顯形成區(qū)、環(huán)流區(qū)和堆積區(qū)特征的標(biāo)準(zhǔn)碎屑流。狹長(zhǎng)溝壑形成的溝壑泥石流不能與環(huán)流區(qū)和堆積區(qū)區(qū)分開(kāi)來(lái)。以及鏟斗狀、面積小、流通面積不明顯的坡面型泥石流。要形成泥石流需要滿足三個(gè)基本條件即地形陡峭、沉積物豐富和水源豐富。溝谷發(fā)育，縱坡降較大，水流易于聚集，三條大溝的溝谷坡降都在500m～600m左右。每條溝渠的上游基本上是半圓形區(qū)域，三面環(huán)山，一面出口。周邊斜坡陡峭，多為35°～60°的陡坡，

另外，這些地區(qū)一般都有大量居民居住，人們的生產(chǎn)生活會(huì)對(duì)礦集區(qū)造成一定程度的水土流失，在水土流失和礦山開(kāi)采后遺留的廢渣，經(jīng)過(guò)雨水沖刷，泥石流的產(chǎn)生也變成必然。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，泥石流也包括兩種類(lèi)型，其中坡面型泥石流占大部分，其平面勘測(cè)圖如圖1所示。

圖1 礦區(qū)坡面泥石流

據(jù)圖1可以看出，此地的泥石流主要發(fā)生在坡度較長(zhǎng)較陡的邊坡上。由于邊坡一般巖石的滲透性比較差，這就導(dǎo)致邊坡的巖石極易被帶走。這些泥石流一旦發(fā)生，大部分無(wú)法預(yù)測(cè)發(fā)生時(shí)間和地點(diǎn)，具有極強(qiáng)的隨機(jī)性。當(dāng)發(fā)生泥石流時(shí)，如果當(dāng)?shù)厝罕娂安傻V作業(yè)人員，存在較高的危險(xiǎn)系數(shù)。此外，如果地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生在草原或者植被較多的坡地，則會(huì)對(duì)這些植被造成不可回復(fù)的破壞，如果單純依靠自然的自愈可能極小。小型泥石流大部分都分布在峽谷溝內(nèi)，一般不會(huì)造成人員傷亡。但是小型泥石流往往會(huì)為大型泥石流的發(fā)生提供條件，一旦形成大型泥石流，危險(xiǎn)極為嚴(yán)重。

3 甘肅南部大水金礦集區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理措施

為了改變礦集區(qū)現(xiàn)存問(wèn)題，首先需要加大對(duì)環(huán)境保護(hù)的力度，制定相關(guān)管理制度。具體操作為加大礦山地質(zhì)環(huán)境治理和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防的動(dòng)態(tài)巡查，根據(jù)指定的相關(guān)管理制度進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，對(duì)于勘測(cè)到的礦山環(huán)境重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行集中分析，確定執(zhí)行方案。在進(jìn)行方案的執(zhí)行過(guò)程中，還可以根據(jù)具體工作情況進(jìn)行人數(shù)的增加或者減少，全程監(jiān)督[3]。

應(yīng)盡可能深埋通過(guò)泥石流溝和溢流溝的管道，并采取工程措施加以控制，以避免洪水侵蝕和對(duì)管道造成破壞。對(duì)于工程通過(guò)泥石流溝或溢流溝高度超過(guò)2.8m的溝道，不僅要在溝道上下游8m左右的河床管道施工泥漿混凝土砌塊固溝蘭塘工程，還要在溝渠兩側(cè)設(shè)置埋管泥水塊混凝土護(hù)坡工程，以防止泥石流或洪水對(duì)管道工程切割的側(cè)向侵蝕或腐蝕破壞;當(dāng)穿越溝岸高度小于2.5m的溝渠時(shí)，應(yīng)在溝床管道上下游僅8m左右處施工，將漿塊混凝土用作擋溝工程，以防止泥石流或洪水對(duì)管道工程切割及侵蝕破壞。固定沙丘和半固定沙丘是風(fēng)沙的來(lái)源，應(yīng)盡量避免擾動(dòng)，主要通過(guò)夯土或建立防風(fēng)固沙林網(wǎng)來(lái)防止風(fēng)蝕。埋沙災(zāi)害是在管道兩側(cè)寬約25m的范圍內(nèi)設(shè)置草紋沙障，并固定所有迎風(fēng)坡、高沙丘和移動(dòng)沙丘。草紋沙障埋在沙土中15.5cm，露出地表25cm。此外，當(dāng)?shù)卣畢f(xié)調(diào)植樹(shù)種草，實(shí)施立體防控。除了以上具體措施,考慮到災(zāi)害的誘發(fā)因素，如地區(qū)內(nèi)的洪水侵蝕、泥石流和風(fēng)蝕沙埋，應(yīng)該避免造成災(zāi)害,注意生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。對(duì)于通過(guò)管道的低洼低電位地區(qū)，應(yīng)采取排水措施，確保管道不積水。在管道運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)和預(yù)警。

政府部門(mén)需要制定健全礦山開(kāi)采準(zhǔn)則，明確規(guī)定開(kāi)采時(shí)間和地點(diǎn)以及每次開(kāi)采的總量，確保資源的可持續(xù)發(fā)展。政府與相關(guān)部門(mén)也應(yīng)合作進(jìn)一步完善和實(shí)施礦山環(huán)境調(diào)查評(píng)價(jià)體系，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行深入了解，并根據(jù)現(xiàn)存問(wèn)題采取地質(zhì)災(zāi)害治理措施，為礦山的保護(hù)和管理提供建議。最后當(dāng)?shù)氐V山管理局必須制定對(duì)于礦山資源的保護(hù)和管理規(guī)劃，針對(duì)礦山的地質(zhì)環(huán)境和具體保護(hù)措施做出詳細(xì)方案，如地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防和控制和土地復(fù)墾,應(yīng)使用作為恢復(fù)的基礎(chǔ)和恢復(fù)礦山地質(zhì)環(huán)境的批準(zhǔn)后的規(guī)劃演示[4-7]。也需要對(duì)采礦企業(yè)進(jìn)行情況監(jiān)察，礦山開(kāi)采和改建實(shí)行責(zé)任制，確保礦山開(kāi)采行為安全、環(huán)保。

4 結(jié)語(yǔ)

基于大量的閱讀和分析相關(guān)領(lǐng)域的研究成果，本次研究雖然充分進(jìn)行了實(shí)地考察和對(duì)勘測(cè)情況進(jìn)行重點(diǎn)分析，但還缺少對(duì)相關(guān)勘測(cè)數(shù)據(jù)的二次檢驗(yàn)和核實(shí)，希望相關(guān)人員在進(jìn)一步對(duì)礦集區(qū)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估的過(guò)程中充分考慮這一問(wèn)題。