廣西德?？h通懷錳礦地質(zhì)災(zāi)害危險性評價及防治對策研究

馬 斌 龐清媛 施愛菊

中國冶金地質(zhì)總局中南局南寧地質(zhì)調(diào)查所，廣西南寧，530022

應(yīng)用地質(zhì)

廣西德?？h通懷錳礦地質(zhì)災(zāi)害危險性評價及防治對策研究

馬 斌*龐清媛 施愛菊

中國冶金地質(zhì)總局中南局南寧地質(zhì)調(diào)查所，廣西南寧，530022

德?？h通懷錳礦礦山建設(shè)開采可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害有崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害，危險性小—中等；地下平硐采礦引發(fā)采空區(qū)地面塌陷，并引發(fā)地面崩塌、滑坡、地裂縫產(chǎn)生的可能性大,危險性中—大等；地下平硐采礦，遭受井巷冒頂及井壁片邦，危險性中等；03線以西生活區(qū)遭受采空區(qū)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，危險性大。在基本查明礦山可能引發(fā)、加劇和遭受的地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)上，提出對不同地段分別采用建攔砂壩、留設(shè)足夠的保安礦柱、加強災(zāi)害監(jiān)測等措施進行防治。

礦山 地質(zhì)災(zāi)害 危險性 評價 防治 研究

1 礦山概況

1.1 礦山自然概況

德?？h通懷錳礦位于廣西德?？h城南東30km處，礦山屬低山地貌，地勢西高東低。標高最高769.9m，最低標高為264.6m，相對高差一般為200m左右。周圍各地層均以灰?guī)r為主，構(gòu)成峰叢洼地地貌，懸崖陡壁甚多，地表多為浮土覆蓋。周圍沒有自然保護區(qū)、名勝古跡和其它重要建筑設(shè)施。

1.2 礦山建設(shè)方案概況

根據(jù)《德保廣源礦業(yè)有限公司通懷錳礦開采設(shè)計方案》【1】，德?？h通懷錳礦礦山范圍面積2.566km2，設(shè)計開采面積0.16km2，主要擬開采賦存于下石炭統(tǒng)巖關(guān)階中的錳帽型氧化錳（①、②號礦體），開采深度0.00～80.00m，開采的最低標高分別是275.00m和426.00m，均位于當?shù)厍治g基準面（鑒河河床標高為264.00m）以上。開采設(shè)計可利用的資源量（333）為16.06萬t，礦山設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模為采礦石5.0萬t/a，礦山設(shè)計服務(wù)年限為4.3a。礦山開采采用地下平硐削壁充填法進行采礦，將采礦產(chǎn)生的廢石堆放于采坑內(nèi)，充填采空區(qū)。概括如下：

（1）對①號礦體，礦體分布標高為280.00～540.00m，在不同地段，依據(jù)地形分別設(shè)計相應(yīng)開采平硐，主要平硐有PD520、PD480、PD400、PD360.00、PD320。

（2）對②號礦體，礦體分布標高為375.00～608.00m，在不同地段，依據(jù)地形分別設(shè)計相應(yīng)開采平硐，主要平硐有PD560、PD530、PD500、PD460、PD420。

（3）采礦過程中，將采礦產(chǎn)生的廢石堆放于采坑內(nèi)，充填采空區(qū)內(nèi)，回采結(jié)束后，將所有通往采空區(qū)的通道封堵，保證人員的安全和減少礦井通風系統(tǒng)的漏風量。

（4）礦山地面建設(shè)設(shè)施主要是生活區(qū)、洗礦設(shè)施（含洗礦場、原礦及凈礦堆放場、廢水池）、排土場（尾礦庫）、高位水池。礦山的地面設(shè)施平面布置詳見圖1。

圖1 通懷錳礦地質(zhì)災(zāi)害綜合評估圖Fig.1 Geological disaster assessment map of Tonghuai manganese mine

生活區(qū) 已經(jīng)建成的礦山辦公、住宅區(qū)布置在07與03號勘探線之間的緩坡上，平整場地標高約為583.00m，占地60m×40m，有礦山公路貫通。生活房為單層磚瓦結(jié)構(gòu)，占地20m×15m。

洗礦設(shè)施 該設(shè)計擬分別在兩個礦體下方，排土場的上游，分別建設(shè)①洗礦場：位于生活區(qū)西面約30m、標高574.00的斜坡上，主要是放置槽式洗礦機械設(shè)備，洗礦排出的泥漿水經(jīng)明溝直接流到尾礦庫內(nèi)；②原礦和凈礦堆放場：位于洗礦場北面兩側(cè)的斜坡上，地形標高580.00m左右。原礦堆場用于臨時堆放各采場運來的原礦，凈礦堆場用于堆放經(jīng)洗滌后的凈礦；③廢水池：廢水池位于洗礦場排水明溝下方，沒有固定的位置，隨著尾礦庫回填高度升高而變化，通常比尾礦庫回填高程高1.00m左右，由高、寬均為1.50m土壩建成，廢水池用來匯集洗礦泥漿中的廢水，用φ125mm×40mm鋼管將回水揚送到選廠高位水池，供選廠循環(huán)使用。

排土場（尾礦庫） 為使采礦生產(chǎn)能夠正常進行，保護采用周圍的農(nóng)田和環(huán)境，需設(shè)置排土場。排土場主要堆放前期廢土以及洗選錳礦的尾礦、淤泥，后期的剝離廢土用來回填前期的采空區(qū)。根據(jù)礦山地形條件，在兩個礦體各設(shè)置一個排土場。設(shè)在①、②礦體主平硐口附近山谷，兩個尾礦庫總庫容約8萬m3，礦山尾礦排放量為1.9844萬t/a（尾礦堆容重為1.3t/m3），則尾礦庫服務(wù)年限約4a。

1.3 礦山開采現(xiàn)狀

德保縣通懷錳礦為新開礦山，從未出現(xiàn)過民采。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 氣象、水文

礦山屬溫暖、潮濕的亞熱帶氣候。常年平均氣溫為19.1～19.5℃，歷年極端最高氣溫為35.8℃，歷年極端最低氣溫為-2.6℃。氣候溫和宜人，四季變化幅度不大。年平均降雨量1440.30mm，5～9月份為豐水期，最大降雨量達1109.03mm，降雨量占全年降雨量的77%左右。

礦山范圍內(nèi)的地表水主要是由山間泉水形成的小溪，季節(jié)性明顯，部分只在雨季有水流，調(diào)查期間小溪流量0.008～1.280L/s，小溪均往北東流入礦山北面的鑒河。

2.2 地形地貌

據(jù)野外調(diào)查，礦山范圍內(nèi)地貌形態(tài)類型屬中低山區(qū)，局部為巖溶峰叢洼地貌。礦山地處桂西喀斯特高原區(qū)，屬低山地貌，地勢西高東低。標高最高的769.9m，最低為264.6m，相對高差一般為200m左右，地形坡度一般為30°～45°。

2.3 地層巖性

根據(jù)《廣西德?？h通懷錳礦區(qū)南礦段錳礦普查地質(zhì)報告》【2】，礦山出露的地層有第四系、上石炭統(tǒng)、中石炭統(tǒng)、下石炭統(tǒng)巖關(guān)階和大塘階。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域地殼穩(wěn)定性

2.4.1 地質(zhì)構(gòu)造 礦山地處龍光背斜北東傾伏端，褶皺兩翼及轉(zhuǎn)析端次級褶皺較發(fā)育。主要發(fā)育有龍光背斜。礦山斷裂構(gòu)造不太發(fā)育，僅在中部分布一條較大規(guī)模的斷層。該斷層位于背斜核部，為正斷層。其走向與背斜軸向一致，為北東—南西向，斷層傾向南東，傾角55°～70°，斷距約為200m，斷層延長約4km，切割上泥盆統(tǒng)及下石炭統(tǒng)。該斷層對錳礦層無直接影響。

2.4.2 區(qū)域地殼穩(wěn)定性 據(jù)《廣西通志·地震志》【3】資料，自公元288年至1985年間，在靖西—德保—大新—天等之間曾發(fā)生過12次地震，其中震級小于3.0級的3次，震級小于4.0且大于3.0級的2次，震級為4.0級的7次，評估區(qū)所在的德?？h建設(shè)用地位于地震基本烈度為VI度區(qū)內(nèi)，另據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》【4】，德保縣一帶的地震動峰值加速度為0.05m/s2，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，區(qū)域地殼穩(wěn)定性較好。

2.5 礦體特征

2.5.1 礦體特征 礦山范圍內(nèi)的錳帽型氧化錳，賦存于下石炭統(tǒng)巖關(guān)階中，氧化深度都比較小，一般在30～60m之間，開采深度0.00～80.00m，共有兩個礦體，編號為①、②。

①號礦體：分布于背斜南東翼00～20線之間，地表露頭長2.3km，礦體平均厚度1.55m，礦體走向北東，傾向南東，在08～20線礦層傾角為27°～41°，在00～08線，礦層傾角為65°～80°。

②號礦體：分布在背斜南東翼00～09線之間，地表出露長1.3km，礦體平均厚1.11m，礦體走向北東，傾向北西，在00～07線，傾角18～30°，在07線以西，傾角大于55～70°。

2.5.2 礦層直接頂、底板特征 錳礦層的直接頂、底板巖性均為硅質(zhì)巖、泥質(zhì)硅質(zhì)巖；顏色呈棕褐色，部分為灰白色，致密結(jié)構(gòu)，薄—中厚層狀及透鏡狀構(gòu)造，單層厚0.10～0.30m不等，局部風化深者呈粉末狀。直接頂板往上10～20m巖石中含錳普遍較低，近礦層0～5m，常見小條帶狀、小透鏡狀氧化錳礦；底板以下巖石一般不含錳，但常發(fā)育有石英細脈，巖層層面局部呈波狀起伏。

2.6 水文地質(zhì)條件

2.6.1 地下水類型及巖石富水性

（1）松散巖類孔隙水：為第四系松散巖類孔隙含水層，分布于礦山山間洼地中，巖性為粘土、含碎屑粘土，結(jié)構(gòu)松散，接受河水補給，為富水性弱的孔隙水含水層。

（2）碎屑巖類裂隙水：由下石炭統(tǒng)巖關(guān)階（C1y）硅質(zhì)巖夾泥巖組成，厚度50～276m，構(gòu)成礦層直接頂、底板。因風化破碎，節(jié)理、裂隙發(fā)育，含裂隙水。主要發(fā)育有兩組裂隙，一組裂隙產(chǎn)狀為130°∠60°，線狀裂隙率為2條/m，另一組裂隙產(chǎn)狀為338°∠55～56°，線狀裂隙率為1～2條/m。該類裂隙水以主要接受大氣降水及上部殘坡積層的孔隙水的滲透補給，現(xiàn)場調(diào)查山間溝谷中泉水流量為0.039～0.55L/s，富水性為弱。

（3）溶洞裂隙含水層：下石炭統(tǒng)大塘階(C1d)、中石炭統(tǒng)(C2)和上統(tǒng)(C3)中厚層狀—塊狀灰?guī)r組成，局部含硅質(zhì)巖條帶或白云巖透鏡體，總厚度約1300m，分布于礦山周圍，溶巖水發(fā)育，地表常見有溶洞、落水洞及暗河進出口，在設(shè)計的②號尾礦庫南面435.00m標高處發(fā)現(xiàn)一落水洞，洞口寬8～12m，高5.0～8.0m，落水洞沿走向為65°方向發(fā)育延伸。

該含水層為礦山內(nèi)主要含水層，泉水流量為0.12～1.18L/s，富水性為弱—中等。

2.6.2 地下水的補給、逕流及排泄特征 礦山地形總趨勢是西高東低，地表水流總體向是由西南往東北流入鑒河。礦山地下水主要是接受大氣降水的補給，其逕流方向與地表水流向一致，在山間洼地或山坡腳以泉水的形式排泄補給鑒河。

2.6.3 地下平硐開采涌水量預(yù)測 礦山氧化錳礦埋深為0.00～80.00m，賦存于石炭統(tǒng)巖關(guān)階（C1y）硅質(zhì)巖夾泥巖中，礦井直接充水含水層為下石炭統(tǒng)巖關(guān)階（C1y）的碎屑巖類裂隙水，含水層厚度50～276m，該含水層富水性弱，且礦體多分布在山體斜坡淺部，地形利于采礦平硐自然排水。根據(jù)開采設(shè)計預(yù)計礦井正常涌水量：Qzh=56.7m3/d。

2.7 巖土體工程地質(zhì)特征

2.7.1 巖土體工程地質(zhì)類型及特征 結(jié)合礦山地層巖性、巖石強度、巖體結(jié)構(gòu)以及土體的巖性、成因、結(jié)構(gòu)和地貌，將其巖土體劃分為三個工程地質(zhì)巖組(土體)，其特征如下：

（1）松散結(jié)構(gòu)的碎石土體 分布在第四系殘坡積層（Qedl）中，巖性主要為灰黃、棕黃色亞粘土，以及大小不一、呈棱角狀的巖石碎塊混雜而成的松散堆積物，巖石碎塊成分以硅質(zhì)巖為主，少量泥巖及灰?guī)r。局部地段殘積層中有堆積錳礦。該層結(jié)構(gòu)松散，承載力特征值fk為150～230kPa，厚度0.5～10m。

（2）半堅硬、堅硬的硅質(zhì)巖巖組 巖性為由下石炭統(tǒng)巖關(guān)階（C1y）硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖夾泥巖、含錳硅質(zhì)巖夾泥巖組成，巖石自上而下風化減弱。構(gòu)成礦層直接頂、底板。硅質(zhì)巖為淺黃、灰黃、淺灰、淺白等色，微晶結(jié)構(gòu)，微至薄層狀，局部夾薄層含錳泥巖，單層厚0.30～5.00cm，硅質(zhì)巖巖石抗壓強度56.00～110.00MPa，在強風化帶內(nèi)，巖石裂隙發(fā)育，巖（礦）層較松散破碎；泥巖為淺黃、灰白、（磚）紫紅等色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，微至薄層狀構(gòu)造，單層厚0.50～1.50cm，局部含錳，巖石抗壓強度為20.00～30.00MPa。石炭系下統(tǒng)巖關(guān)階（C1y）厚度50.00～276.00m。

（3）堅硬的灰?guī)r巖組 巖性為下石炭統(tǒng)大塘階(C1d)、中石炭統(tǒng)(C2)和上統(tǒng)(C3)中厚層狀-塊狀灰?guī)r，灰?guī)r溶洞、裂隙發(fā)育。在設(shè)計的②號尾礦庫南面435.00m標高處發(fā)現(xiàn)一落水洞，洞口寬8～12m，高5.0～8.0m，落水洞沿走向65°方向發(fā)育延伸；灰?guī)r發(fā)育有二組構(gòu)造裂隙，一組走向為324°，傾角40°，線狀裂隙率為2～3條/m；另一組走向為240°，傾角為58°，線狀裂隙率為3～4條/m，裂隙寬0.20～2.00cm。巖石抗壓強度為30.00～60.00MPa。

2.7.2 礦體及圍巖工程地質(zhì)特征 礦山錳礦層賦存于下石炭統(tǒng)巖關(guān)階下部與中部之間的氧化帶內(nèi)，含礦巖性為含錳硅質(zhì)巖夾泥巖，結(jié)構(gòu)較松散，穩(wěn)固性差。含錳硅質(zhì)巖夾泥巖含錳量較低，一般介于3%～9%之間，經(jīng)過淋濾富集后，在氧化帶中錳礦品位有所提高，含錳量一般在15%～35%之間，局部地段可高達45%。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

3.1 地質(zhì)災(zāi)害類型及特征

礦山范圍內(nèi)僅已有礦山公路邊坡發(fā)現(xiàn)小型崩塌一處（N1），位于設(shè)計平硐PD500入口附近的礦山公路北面邊坡上，坡高3.0～5.0m，邊坡角77°，邊坡臨空方向104°，崩塌寬約8.00m，高4.0～5.5m，厚1.2～3.0m，崩塌體積84.0m3，崩塌物質(zhì)為第四系殘坡積層（Qedl）的紅褐色粘土。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害成因分析

N1崩塌是由于人工挖土邊坡太陡，邊坡角77°，大于天然邊坡角（30°左右），破壞了天然邊坡的穩(wěn)定性，邊坡由結(jié)構(gòu)松散的粘土層組成，在降雨的滲入作用下，粘土吸水變軟，土體自重增大，減弱了土體的內(nèi)聚力，導(dǎo)致了崩塌的產(chǎn)生。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

在評估區(qū)范圍內(nèi)，山體斜坡穩(wěn)定，植被發(fā)育良好，僅發(fā)現(xiàn)前述之1處小型土質(zhì)崩塌地質(zhì)災(zāi)害，由于崩塌所在地為新修建的公路邊坡，無建筑物及其它有價值對象，沒有造成直接經(jīng)濟損失，危險性小，目前這個崩塌所在邊坡處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。因此，礦山屬地質(zhì)災(zāi)害弱發(fā)育，危險性小的地區(qū)。

4 礦山地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測評估

4.1 礦山建設(shè)、開采引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的危險性

未來礦山主要是進行地下平硐采礦，并在采場附近建設(shè)洗礦場、尾礦庫和磚瓦結(jié)構(gòu)的辦公生活區(qū)等，根據(jù)評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件、巖工體工程地質(zhì)特征、地形地貌和已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害成因、特點，結(jié)合評估區(qū)礦山開采設(shè)計方案，本礦山在建設(shè)過程中和建成投入使用后可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害為崩塌、滑坡、采空區(qū)地面塌陷、礦井冒頂、泥石流等，現(xiàn)分述如下：

4.1.1 礦山建設(shè)、開采引發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的危險性

（1）生活區(qū)建設(shè)引發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的危險性 位于03、07勘探線之間的山脊頂部較平緩處，場地平整標高為583.00m左右，地形坡角為10°～20°，地形平緩，未來生活區(qū)建設(shè)對場地略加平整即可，因此生活區(qū)建設(shè)引發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測其可能性較小，危險性小。

（2）洗礦場、原礦與凈礦堆放場建設(shè)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的危險性 洗礦場位于高位水池下方約574.00m標高的斜坡上，主要是放置槽式洗礦機械設(shè)備。洗礦場僅需要對場地略加平整即可，洗礦場建設(shè)引發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能性較小，危險性小。

原礦和凈礦堆放場：位于洗礦場北面兩側(cè)的斜坡上，地形標高580.00m左右，亦是利用原有地形稍加平整，在堆放場周圍砌1.00～1.50m高的擋墻，原礦堆場用于臨時堆放各采場運來的等待洗滌的原礦；凈礦堆場用于臨時堆放經(jīng)洗滌后的凈礦，凈礦由汽車運輸外售。當?shù)V石堆放超過擋墻高度，在降雨作用下，預(yù)測可能發(fā)生小規(guī)模崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害，危險性小。

（3）排土場（尾礦庫）建設(shè)引發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的危險性 德保縣通懷錳礦擬建2個排土場（尾礦庫），①號排土場設(shè)置在12勘探線位置的沖溝中，下方溝底修筑有攔砂壩，以防止廢石、廢土流失，壩高約25.00m，長約110.00m，寬10.00m。②號排土場設(shè)置在一小型盆地中。

尾礦庫的建設(shè)主要是擋土壩的建設(shè)，根據(jù)廣西天等縣把荷錳礦經(jīng)驗，擋土壩由均質(zhì)土分層壓密筑成，壩底寬20.00m，壩頂寬10.00m，壩身內(nèi)埋設(shè)適當?shù)呐潘堋位A(chǔ)埋入地下為2.00～4.00m，壩體兩端埋入基巖的深度不小于1.50m，開挖壩基槽預(yù)測引發(fā)小規(guī)模崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害可能性小，危害現(xiàn)場施工機械和人員的安全，危險性中等。

4.1.2 礦山地下平硐采礦引發(fā)采空區(qū)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的危險性 根據(jù)開采設(shè)計方案所確定本礦山巖體的移動角為上盤β=60°，下盤γ=65°，走向端部δ=65°，松軟巖層及表土取45°，結(jié)合開采深度為0.00～80.00m，在地形地質(zhì)圖上標出開采地表巖體移動范圍，并參考《工程地質(zhì)手冊》（第三版）【5】，分別計算各礦體在不同地段的平均開采深度時的地表變形參數(shù)值（最大傾斜值(imax)、最大曲率值（Kmax）、最大水平變形值（emax），詳見表1。

表1 地表變形參數(shù)計算表Table 1 Parameter calculation sheet of land surface deformation

由表1可知，在①、②號礦體開采范圍內(nèi)（開采深度0.00～80.00m），最大下沉值ηmax為318.08～761.81mm，最大傾斜值(imax)大于11.37mm/m，最大曲率值（Kmax）為0.618～4.347mm/m2，最大水平變形值（emax）大于5.530mm/m。

因此，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021－2001）【6】的要求，在礦山開采深度（0.00～80.00m）影響范圍內(nèi)，全部為采空區(qū)地面塌陷易發(fā)，地表變形不穩(wěn)定地段。該范圍內(nèi)回采放頂后，采空區(qū)地面塌陷都可能發(fā)生，并可能引發(fā)地面崩塌、滑坡、地裂縫的產(chǎn)生。但由于該范圍內(nèi)均絕大部份是山坡荒地，僅對地面地質(zhì)環(huán)境造成危害，危險性中等。其中在03線以西已建成的礦山生活區(qū)位于該范圍內(nèi)，如果建筑物下方?jīng)]有留設(shè)足夠的保安礦柱，則危險性大。

4.1.3 地下平硐開采引發(fā)井巷冒頂及片邦地質(zhì)災(zāi)害的危險性 德?？h通懷錳礦氧化錳層的頂?shù)装鍑鷰r均是薄層狀硅質(zhì)巖，巖層被裂隙面及層理面交叉切割成5.00～30.00cm的塊狀，穩(wěn)固性差。在地下平硐采礦過程中，如果對井巷頂板及井壁沒有采取適當?shù)闹ёo措施，較易發(fā)生井巷冒頂及井壁片邦現(xiàn)象，直接危害井下設(shè)施、人員的安全，預(yù)測其危險性中等。

4.1.4 礦山建設(shè)、開采引發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害的危險性 德?？h通懷錳礦的兩個尾礦庫，①號尾礦庫位于①號礦體北面沖溝，尾礦庫最大堆積標高325.00m；②號尾礦庫位于00、03勘探線之間②號礦體南東面洼地內(nèi)。其中①號尾礦庫建設(shè)有擋砂壩，并在尾礦庫周邊修筑截水排水溝，防止山坡雨水匯流進入尾礦庫內(nèi)。因此，正常情況下，在降雨作用下，形成泥石流的可能性較小，危險性小。但當尾礦庫堆積的廢泥、泥漿超過擋土壩高度，擋土壩失穩(wěn)，且在強暴雨作用下，這些松散的廢泥、泥漿，容易被沖刷進入壩下的沖溝內(nèi)，引發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害的可能性小—中等，危險性中等。

4.1.5 礦山建設(shè)對地表水、地下水污染的危險性

德?？h通懷錳礦可能對地表水、地下水產(chǎn)生污染的污染源是①號尾礦庫、②號尾礦庫對應(yīng)的洗礦場，排出的泥漿水。在洗礦場排水明溝下方尾礦庫內(nèi)，建有廢水池，用來匯集洗礦泥漿的廢水，廢水經(jīng)沉淀后抽回高位水池再利用。尾礦庫底部有2.00～5.00m的粘土、含碎屑粘土，對尾礦庫中殘留泥漿水起到過濾作用。因此，預(yù)測洗礦場泥漿水對地表水，地下水的污染較小，危險性小。但是，在②號尾礦庫南面435.00m標高處，有一落水洞，洞口寬8～12m，高5.0～8.0m，落水洞沿走向為65°方向發(fā)育延伸，如果該尾礦庫在使用前，沒有用混凝土將該落水洞封堵住，直接將洗礦泥漿水排到庫中，則泥漿水會通過落水洞，直接污染當?shù)氐牡叵滤?，危險性中等。

4.2 礦山建設(shè)、開采加劇地質(zhì)災(zāi)害的可能性和危險性

礦山范圍內(nèi)僅在設(shè)計平硐PD500入口附近的公路邊坡上，有一崩塌體積84.0m3土質(zhì)崩塌地質(zhì)災(zāi)害，未來礦山開采是采用平硐式開采，因此礦山開采不存在加劇現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害的可能，危險性小。

德?？h通懷錳礦在礦山建設(shè)過程中及建成后礦山開采過程中，將繼續(xù)遭受前述地質(zhì)災(zāi)害的危害，危險性小—中等，特別是在已建成的生活區(qū)位于03、07勘探線之間的山脊頂部較平緩處，采空區(qū)地面變形不穩(wěn)定地段，遭受采空區(qū)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，危險性大。

4.3 地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估

根據(jù)前述礦山地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評估結(jié)果和預(yù)測評估結(jié)果，綜合考慮礦山地質(zhì)環(huán)境條件的復(fù)雜程度、地質(zhì)災(zāi)害類型、危害對象、經(jīng)濟損失、穩(wěn)定狀態(tài)、礦山建設(shè)、開采對生態(tài)環(huán)境造成的破壞程度，并根據(jù)未來礦山開采所引發(fā)或加劇、遭受不同的地質(zhì)災(zāi)害類型，對礦山地質(zhì)災(zāi)害危險性進行分區(qū)、分級，共劃分為一個危險性大區(qū)、一個危險性中等區(qū)、一個危險性小區(qū)，共三個區(qū)（圖1），具體如下：

Ⅰ區(qū)：分布在03線以西地下平硐開采影響范圍內(nèi)，地形標高530.00～636.20m，山高坡陡，開采深度為0.00～80.00m。該范圍內(nèi)地下平硐采礦放頂后，采空區(qū)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，危害已有生活區(qū)的安全，危險性大，巷道冒頂與巷道片邦地質(zhì)災(zāi)害，危險性中等，為建設(shè)用地適宜性差區(qū)。

Ⅱ區(qū)：分布在03線以東地下平硐開采影響范圍內(nèi)（開采深度為0.00～80.00m），①號尾礦庫及礦區(qū)范圍內(nèi)的鑒河及在洗礦設(shè)施場地，②號尾礦庫及其山間洼地地段。該范圍內(nèi)地下平硐采礦放頂后，采空區(qū)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，對地面地質(zhì)環(huán)境破壞較大，危險性中等；泥石流地質(zhì)災(zāi)害，危險性中等；崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害、尾礦庫泥漿對地下水的污染，危險性中等，礦山建設(shè)用地基本適宜區(qū)。

Ⅲ區(qū)：分布在除地下平硐開采區(qū)、尾礦庫之外的其它山間斜坡地段，該范圍山高坡陡，崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害，危險性小，為礦山建設(shè)用地適宜區(qū)。

5 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治措施

5.1 崩塌、滑坡的防治措施

礦山內(nèi)山高坡陡，相對高差一般為200m左右，地形坡度一般為30～45°。修建礦山公路挖土形成邊坡，組成邊坡的巖土體淺部為松散的殘坡積粘土、含碎屑粘土，在降雨作用下，地表水下滲使松散土層的自重增大，容易導(dǎo)致崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。應(yīng)對高陡邊坡進行削坡以降低邊坡角，避免采空區(qū)邊坡引發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

5.2 泥石流的防治措施

由于礦山洗礦場排出的泥漿均堆放在尾礦庫內(nèi)，如果尾礦庫擋土壩失穩(wěn)，可能發(fā)生泥石流災(zāi)害。因此，在尾礦庫周邊必須修建截水排水溝，避免雨水進入尾礦庫內(nèi)，同時應(yīng)有計劃地對尾礦庫場進行逐步平整，并經(jīng)常派人對擋土壩、截水排水溝進行檢查維護，防止因暴雨而形成泥石流災(zāi)害。

5.3 采空區(qū)地面塌陷的防治措施

地下平硐采礦放頂后，在礦層露頭傾向水平方向（上盤）75.0～80.0m，至礦層露頭下盤水平方向40.0m范圍內(nèi)，采空區(qū)地面塌陷都可能發(fā)生，因礦山采礦范圍內(nèi)多為山坡荒地，經(jīng)平整后仍可植樹造林。對采礦過程中出現(xiàn)的陷坑、裂縫及可能出現(xiàn)地表塌陷的范圍，應(yīng)及時圈定，并設(shè)警示標志和采取安全措施。不宜在采空塌陷區(qū)影響范圍內(nèi)進行工程建設(shè)，但采礦結(jié)束后，經(jīng)評估確認地面變形穩(wěn)定后，才能進行地面工程建設(shè)。

5.4 井巷冒頂及井壁片邦的防治措施

由于本礦礦層（氧化錳礦）及頂、底板圍巖（泥巖）穩(wěn)固性差，在井巷開采過程中應(yīng)及時進行支護，加強對頂、底板和井巷兩壁的觀測，設(shè)專人負責清理浮石，對不穩(wěn)定地段要先支護后開采。

5.5 尾礦庫對地下水污染的防治措施

②號尾礦庫為巖溶峰叢洼地，洼地巖溶裂隙發(fā)育，洼地南面435.00m標高處發(fā)育有一落水洞，洞口寬8～12m，高5.0～8.0m，落水洞沿走向為65°方向發(fā)育延伸，該尾礦庫在使用前，必須用混凝土將該落水洞封堵住，并對庫底進行防滲處理，如在庫底鋪墊粘土層或鋪設(shè)水工防滲膜，防止泥漿水通過落水洞，直接污染當?shù)氐牡叵滤?/p>

同時在①號尾礦庫擋土壩底部應(yīng)埋設(shè)排水函管，在擋土壩后修筑集水池，集中尾礦庫滲出的污水，沉淀后抽回高位水池再利用，避免對地表水造成污染。

6 結(jié)束語

本文在搜集相關(guān)地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對德?？h通懷錳礦礦山地質(zhì)災(zāi)害危險性及防治對策有了較為深入的研究。取得以下主要結(jié)論或認識：

（1）基本查明德?？h通懷錳礦地質(zhì)環(huán)境條件。礦山位于中低山地貌，地貌類型單一，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，工程水文地質(zhì)條件和巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)較好，破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動較強烈，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為中等類型。

（2）基本查明礦山內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征，礦山范圍內(nèi)僅發(fā)育有崩塌體積為84.00m31處小型土質(zhì)崩塌（N1）的地質(zhì)災(zāi)害，，僅影響礦山公路正常運行，沒有造成人員傷亡，直接經(jīng)濟損失小于1.00萬元，危害程度小，危險性小。

（3）研究表明，礦山建設(shè)開采可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害有崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害，危險性小—中等；地下平硐采礦引發(fā)采空區(qū)地面塌陷，并引發(fā)地面崩塌、滑坡、地裂縫產(chǎn)生的可能性大，在采礦影響范圍內(nèi)，危險性中等，在03線以西的已建成生活區(qū)及人員造成危害，危險性大；井巷冒頂及井壁片邦地質(zhì)災(zāi)害，危險性中等；①號尾礦庫引發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害，危險性大；②號尾礦庫場泥漿水對地下水的污染，危險性中等。礦山建設(shè)、開采可能引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害有崩塌、滑坡、巷道冒頂與片幫、采空區(qū)地面沉陷和泥石流，危害程度小—中等，危險性小—中等；礦山建設(shè)、開采過程中，不存在加劇現(xiàn)有地質(zhì)災(zāi)害的可能。礦山建設(shè)、開采過程中，可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害為生活區(qū)、排土場（尾礦庫）建設(shè)過程中和建成投入使用后，遭受崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害，危險性小—中等。地下平硐采礦，遭受井巷冒頂及井壁片邦，危險性中等，03線以西生活區(qū)遭受采空區(qū)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害，危險性大。

（4）在基本查明礦山可能引發(fā)、加劇和遭受的地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)上，對崩塌、滑坡、巷道冒頂、片幫、采空區(qū)地面沉陷、泥石流和礦坑突水等地質(zhì)災(zāi)害提出了具體的防治對策。

基于以上結(jié)論和認識，提出如下建議：

（1）對①號排土場下方設(shè)計攔砂壩，應(yīng)進行專門的勘察、設(shè)計和施工，避免攔土壩失穩(wěn)，造成崩塌、滑坡、泥石流地質(zhì)災(zāi)害。

（2）由于03線以西已建成生活區(qū)位于采空區(qū)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害范圍內(nèi)，建筑物下方必須留設(shè)足夠的保安礦柱，嚴禁開采建筑物下方的礦體。

（3）建議在礦山建設(shè)期間和建成后采礦過程中，加強地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)險情，及時采取工程處理措施，盡可能避免和減輕地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。

1 李建新，張清明，梁紹堅，等. 德保廣源礦業(yè)有限公司通懷錳礦開采設(shè)計方案[R].廣西工業(yè)建筑設(shè)計研究院，2006

2 蔣元義，練偉榮. 廣西德?？h通懷錳礦區(qū)南礦段錳礦普查地質(zhì)報告[R] . 南寧三疊地質(zhì)資源開發(fā)有限公司，2005

3 廣西壯族自治區(qū)地方志編纂委員會. 廣西通志·地震志[M]. 南寧：廣西人民出版社，1990

4 GB18306-2001中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖[S] . 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.北京：地震出版社，2001

5 常士驃，張?zhí)K民，項勃，等. 工程地質(zhì)手冊（第三版）[M]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1992

6. GB50021-2001巖土工程勘察規(guī)范[S].中華人民共和國建設(shè)部國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫局，2002

RESEARCH ON DANGEROUS ASSESSMENT OF GEOLOGICAL DISASTER AND PREVENTION MEASURES FOR TONGHUAI MANGANESE MINE IN DEBAO COUNTY,GUANGXI PROVINCE

Ma Bin Pang Qingyuan Shi Aiju

Nanning Institute of Geological Survey of Centralsouth Bureau of China Metallurgical Geological Bureau，Nanning ，Guangxi，530022，China

We have studied deeply on dangerous assessment of geological disasters and prevention measures, as well as identified the geological environment and the characteristics of geological disasters happened at Tonghuai manganese mine. The research result shows that some geological disasters at the risk of small-medium scale such as collapse and landslide will be caused by mining; and also some disasters will be caused by aditcut mining, such as the earth collapse, landslide and crack at the risk of medium- large scale, as well as the crush roof fall and sloughing at the risk of medium scale. Living areas on the west of No. 3 prospecting line are more dangerous for the depression of exhausted area. The paper brings up some detailed prevention measures for some geological disasters including collapse, landslide, crush roof fall, sloughing, depression of exhausted area, debris flow and water gushing-out from rabbet.

mine，geological disasters，risk，assessment，prevention，research

P694

A

1006–5296（2011）02–00100–09

* 第一作者簡介：馬斌（1962～），男，從事礦山水文工程地質(zhì)及地質(zhì)災(zāi)害勘查、評估及治理工作，助理工程師

2010-03-12；改回日期：2010-04-22