貴州礦山地質(zhì)災(zāi)害類型及其基本特征

邵 林 ，李 軍

（貴州省地礦局第二工程勘察院，貴州 遵 義 5 63000）

0 引言

貴州省礦產(chǎn)資源豐富，種類繁多，是全國礦產(chǎn)資源大省，其礦產(chǎn)資源在品種、數(shù)量、儲量、規(guī)模等方面均具有一定的優(yōu)勢。主要礦產(chǎn)有煤、鋁、磷、錳、金和汞等。全省礦山有5627個，在省內(nèi)各地廣為分布，根據(jù)已調(diào)查的5265個礦山資料。按礦山生產(chǎn)規(guī)模分，大型31個、中型48個，小型5186個［1］。優(yōu)勢礦產(chǎn)的開發(fā)，使貴州成為南方最大的煤炭輸出基地，并成為全國重要的磷化工、鋁工業(yè)、錳系鐵合金、鋇鹽生產(chǎn)基地。礦產(chǎn)的開發(fā)，促進(jìn)了貴州經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展，但由于在礦產(chǎn)資源規(guī)模開采前缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃、開發(fā)過程中缺乏科學(xué)合理的管理和環(huán)境保護(hù)措施，因而在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的同時，也引發(fā)了眾多的礦山環(huán)境地質(zhì)問題。如地質(zhì)災(zāi)害、水土污染、地下水均衡破壞及占用和破壞土地資源等。據(jù)調(diào)查資料統(tǒng)計，截止到2006年，全省因礦產(chǎn)開采引發(fā)的滑坡、崩塌、泥石流及地面沉陷等地質(zhì)災(zāi)害共320處，造成死亡或失蹤288人，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)15.41×108元，威脅財產(chǎn)達(dá)22.48×108元；占用及破壞土地31754×104ha；造成地下水位下降面積5778.53ha，造成250余處泉點(diǎn)（或民井）流量減少甚至枯竭［2］。頻發(fā)的礦山環(huán)境地質(zhì)問題不僅嚴(yán)重危害了礦區(qū)周圍的居民生命財產(chǎn)安全和賴以生存的基本生活環(huán)境，使當(dāng)?shù)匾呀?jīng)非常脆弱的地質(zhì)環(huán)境更加惡化，同時也極大影響和制約著貴州省社會經(jīng)濟(jì)和礦業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。本文基于貴州省礦山環(huán)境調(diào)查與評估項(xiàng)目的實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)，從地質(zhì)環(huán)境條件、礦產(chǎn)分布及礦山開采規(guī)模和開采方式等方面，分析論述了貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類型、發(fā)育分布特征及其危害特點(diǎn)。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害的主要類型

目前貴州省因礦業(yè)開發(fā)活動引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類型主要有：采空地面塌（沉）陷、滑坡、崩塌（危巖）、泥石流及礦坑突水等五種。這些礦山地質(zhì)災(zāi)害具有分布廣、頻發(fā)、突發(fā)、影響大、危害嚴(yán)重等特點(diǎn)。截止到2006年，全省因礦產(chǎn)開采引發(fā)的滑坡、崩塌、泥石流、采空地面塌（沉）陷及礦坑突水等地質(zhì)災(zāi)害共320處。其中，采空地面沉陷161處，占礦山地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的50.31％；滑坡62處，占19.38％；崩塌（危巖）57處，占17.81％；泥石流12處，占3.75％；礦坑突水28處，占8.75％。規(guī)模以小型為主［3］，占全省礦山地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的94.37％；大型和中型的較少，占災(zāi)害總數(shù)的 5.63％，其中，中型占 3.44％；大型占 2.19％（表1）。統(tǒng)計結(jié)果顯示，在五類災(zāi)害中采空地面塌（沉）陷所占比例最大，是礦山地質(zhì)災(zāi)害中發(fā)生頻率最高的災(zāi)害類型，其次是滑坡、崩塌（危巖），礦坑突水災(zāi)害，發(fā)生頻率相對最低。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布特征

由于貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布受地質(zhì)環(huán)境條件、礦種、開采規(guī)模和開采方式的控制，因此，各類礦山地質(zhì)災(zāi)害具有不同的發(fā)育分布特征。

表1 礦山地質(zhì)災(zāi)害類型和規(guī)模統(tǒng)計表Table 1 Statistical list of geological hazards types and scale induced by mining

2.1 采空地面塌（沉）陷

經(jīng)實(shí)地調(diào)查，在貴州省目前共發(fā)現(xiàn)采空地面塌（沉）陷161處，面積約76.84km2。這些采空地面塌（沉）陷主要分布于貴州西部六盤水的盤江礦務(wù)局、水城礦務(wù)局、六枝礦務(wù)局所轄各礦，中部貴陽林東礦務(wù)局所轄的敖凡沖、麥坪、朱昌、金華等礦，南部荔波煤礦以及西北部的畢節(jié)雅關(guān)煤礦、大方冒砂井-高店一帶的煤礦。此外在大方貓場、馬干山硫鐵礦開采區(qū)、（遵義、松桃）錳礦開采區(qū)也有分布。采空地面塌（沉）陷大多出現(xiàn)于20世紀(jì)60、70年代，80年代中、后期快速發(fā)展，90年代后期至今，隨著開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，沉陷規(guī)模呈加速發(fā)展趨勢。

采空地面塌（沉）陷的范圍、沉陷深度等受礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件、礦種、儲藏條件及開采方式、開采規(guī)模等因素的控制。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采空地面塌（沉）陷主要發(fā)生在大規(guī)模開采的煤、黑色金屬及非金屬化工原料等礦區(qū)（表2），塌坑直徑大多在2～30m，最大的塌坑直徑達(dá)120m，最小的塌坑直徑為1.5m；塌坑深度一般為0.5～3m，最深的達(dá)15m；沉陷面積最大達(dá)0.4km2。塌坑在平面上的形態(tài)大多為豎井狀或巨形鍋底狀。塌坑附近往往伴有較多的地裂縫和大面積的地面沉陷，地裂縫長10～100m，寬0.2～6m，塌坑展布受采空區(qū)的控制，地表塌坑或沉陷區(qū)段分布與地下采空區(qū)分布一致。全省發(fā)現(xiàn)的161處采空地面塌陷中有148處位于煤礦開采區(qū)，約占此類災(zāi)害總數(shù)的92％，其主要原因是采空區(qū)面積過大、采深一般較淺、保安礦柱留設(shè)不夠、煤層頂板巖石裂隙發(fā)育，導(dǎo)水裂隙破壞，私采保安礦柱或?yàn)E采濫挖等引發(fā)。

表2 貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害與礦種關(guān)系統(tǒng)計表Table 2 Statistical list of geological hazards and sorts of mine in Guizhou province

2.2 滑坡、崩塌

貴州省大部分礦山地處中、低山地帶，礦區(qū)侵蝕切割強(qiáng)烈，地形起伏較大，山高坡陡，溝壑密集，構(gòu)造發(fā)育，巖層多軟弱相間，地質(zhì)環(huán)境條件十分脆弱，多屬滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)或高易發(fā)區(qū)。采礦工程活動則進(jìn)一步加劇了這些地區(qū)滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展。已發(fā)現(xiàn)因礦產(chǎn)開采引發(fā)的119處滑坡、崩塌災(zāi)害中大型3處、中型7處、小型109處（表1、表2）；其中有98處為能源礦產(chǎn)開采引發(fā)的，占82.4％，主要分布在畢節(jié)地區(qū)（金沙、大方、納雍、織金、黔西、赫章）、黔西南州（普安、晴隆、興仁、安龍、貞豐）、遵義市（仁懷、習(xí)水、桐梓）、六盤水市（六枝、盤縣、水城、鐘山）等地。采礦活動對滑坡、崩塌的引發(fā)作用主要表現(xiàn)為：露天采礦開挖、采空區(qū)地面沉降引起地表陡坡失穩(wěn)、固體廢棄物不合理堆放失穩(wěn)等三個方面。其中以采空地面塌（沉）陷和露采引發(fā)的滑坡、崩塌最為普遍。

（1）采空地面塌（沉）陷引發(fā)的滑坡、崩塌分布于采空地面塌（沉）陷區(qū)及其影響范圍的松動巖土區(qū)。貴州省采空地面沉陷區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌有72處，占全省礦山采掘活動引發(fā)此類災(zāi)種總數(shù)的60.5％，并且大部分發(fā)生在煤礦開采區(qū)。其中崩塌災(zāi)害是貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害中最常見也是威脅最大的一種，具有突發(fā)性強(qiáng)，不易防范，危害性大等特點(diǎn)。典型的有：納雍縣鬃嶺鎮(zhèn)左家營村巖腳于2004年12月3日發(fā)生的特大崩塌地質(zhì)災(zāi)害，造成38人死亡、失蹤6人、13人受傷；2001年7月17日，習(xí)水縣仙源鎮(zhèn)福硐村萬金二礦發(fā)生山體崩塌，崩塌體約5000m3，造成2人死亡、8人失蹤、2人受傷、毀房2棟；2001年5月29日，興義市雄武鄉(xiāng)木咱村3、4村民組處發(fā)生巖體崩塌，崩塌堆積體達(dá)90×104m3，造成10人死亡、2人重傷、3人輕傷、淹埋6戶7棟居民樓，13.3ha農(nóng)田被毀。

（2）露天采礦開挖引發(fā)的滑坡、崩塌主要分布在露天化工原料、建筑砂石場等爆破開挖邊坡地段。貴州省內(nèi)已發(fā)現(xiàn)因礦產(chǎn)開采引發(fā)的119處滑坡、崩塌災(zāi)害中有21處就分布于上述地段，占全省礦山采掘活動引發(fā)此類災(zāi)種總數(shù)的17.6％。如2001年9月6日，六枝特區(qū)新窯鄉(xiāng)鴨塘村關(guān)仲田大坡采石場發(fā)生總方量約2×104m3崩塌，造成15人死亡、2人受傷。

（3）固體廢棄物不合理堆放失穩(wěn)引起的堆積體滑坡主要分布在西部煤礦區(qū)和東部的汞礦區(qū)。貴州省內(nèi)已發(fā)現(xiàn)因礦產(chǎn)開采引發(fā)的119處滑坡、崩塌災(zāi)害中有26處，占全省礦山采掘活動引發(fā)此類災(zāi)種總數(shù)的21.8％。這些地區(qū)由于開采礦產(chǎn)歷史悠久，部分礦山礦碴堆積如山，有的體積可達(dá)幾百萬立方米，長期日曬雨淋，松散物含水量增高，重量增大，內(nèi)聚力和內(nèi)摩力減少，在長時間降水作用下，堆積體的穩(wěn)定性被破壞形成滑坡災(zāi)害。如汪家寨煤礦藝奇村七組煤矸石堆體產(chǎn)生滑坡，威脅公路0.2km，16戶村民80人，直接損失11.68×104元。

2.3 泥石流

貴州省內(nèi)5627個礦山廢渣年產(chǎn)出量為25107×104t，年排放量為21869×104t，因礦山開采廢棄固體物隨意堆放而引發(fā)的泥石流災(zāi)害危害嚴(yán)重的地區(qū)有務(wù)川汞礦、汪家寨煤礦、開陽磷礦、南山煤礦、銅仁汞礦、轎子山煤礦等10余個礦山分布區(qū)。這些地區(qū)山高谷深，生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱，降水豐富，具備泥石流形成的地形條件、水動力條件及充足的松散固體物源，同時，礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用，破壞了脆弱的地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，加劇和引發(fā)了泥石流災(zāi)害的發(fā)生。據(jù)本次調(diào)查資料，共發(fā)生并形成較嚴(yán)重災(zāi)害的泥石流有12處，其中大型1處，占泥石流總數(shù)的8.3％；中型2處，占泥石流總數(shù)的16.67％；其余9處均為小型，占泥石流總數(shù)的75％。貴州省因礦山采掘方式不同而引發(fā)和加劇泥石流主要表現(xiàn)在以下兩個方面：

（1）地下采礦活動的棄渣棄土、煤矸石、尾礦等隨意堆放在礦山四周的坡面和溝谷中，直接引發(fā)和加劇泥石流的發(fā)生，此類為貴州省礦山泥石流災(zāi)害的主要形式。貴州省大部分礦山在開發(fā)和利用過程中都存在棄渣棄土、煤矸石、尾礦等隨意就近堆放現(xiàn)象，這些松散固體物在降水的沖刷作用下，極易被水流沖蝕、搬運(yùn)，成為泥石流的重要固體物源。如開陽縣金鐘鎮(zhèn)，因開采磷礦的礦渣棄土隨意堆放，遇連降特大暴雨，在1995年6月24日深夜，發(fā)生泥石流災(zāi)害，造成金鐘鎮(zhèn)及開陽磷礦大面積受災(zāi)，死亡25人，傷18人，沖毀、淹埋廠房、住宅、電通訊干線、公路、橋梁等，直接經(jīng)濟(jì)損失2.05×108元；務(wù)川汞礦、銅仁汞礦等礦山四周的溝谷內(nèi)均堆放有數(shù)萬立方的礦渣，為泥石流的形成提供了充足的松散固體物源，嚴(yán)重威脅溝谷一線村民生產(chǎn)、生活安全。

（2）地面采礦活動大面積露天剝離地表土層、破壞植被、亂采亂挖，造成礦區(qū)水土流失面積、強(qiáng)度不斷增大，引發(fā)和加劇泥石流災(zāi)害的發(fā)生。貴州省原本有許多生態(tài)環(huán)境較好的區(qū)域，但由于近幾十年來礦產(chǎn)資源的大規(guī)模露天開發(fā)利用，使得當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的破壞，這些礦區(qū)土壤平均侵蝕強(qiáng)度一般都屬強(qiáng) -劇烈侵蝕（平均侵蝕模數(shù)5000～15000 t/km2·a）水土流失極為嚴(yán)重，泥石流災(zāi)害頻繁發(fā)生。如普安縣老萬場金礦、安龍縣戈塘金礦、晴隆金礦、鎮(zhèn)寧縣重晶石礦、甕富磷礦，每年大雨造成的水土流失量就高達(dá)6000 t/km2。

2.4 礦坑突水

礦坑突水目前是貴州省發(fā)生頻率最低的一種礦山地質(zhì)災(zāi)害，多數(shù)發(fā)生于煤礦開采中，其主要分布在省內(nèi)的煤礦開采區(qū)。根據(jù)對全省已發(fā)生的28處礦坑突水成因分析，貴州省礦坑突水災(zāi)害的引發(fā)作用主要表現(xiàn)為：礦體位于地下水位以下，在掘進(jìn)或開采過程中掘穿隔水頂?shù)装?、打通原采礦積水老硐、位于河流附近，受斷層帶影響及支護(hù)不力導(dǎo)致頂板隔水層變形、冒落而引起河流漏水等原因造成。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害的危害特征

截止到2006年，貴州省因礦產(chǎn)開采引發(fā)的滑坡、崩塌、泥石流及采空地面塌（沉）陷等地質(zhì)災(zāi)害共320處，造成死亡或失蹤288人，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)15.41×108元，威脅財產(chǎn)達(dá)22.48×108元；占用及破壞土地31754×104ha；造成地下水位下降面積5778.53ha，造成250余處泉點(diǎn)（或民井）流量減少甚至枯竭。對比災(zāi)害所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失，貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害的危害性大小依次為采空地面塌（沉）陷、泥石流、滑坡、礦坑突水及崩塌（危巖）（表3）。

表3 礦山地質(zhì)災(zāi)害危害程度統(tǒng)計表Table 3 Statistical list of geological hazards extent by mining

3.1 采空地面塌（沉）陷

采空地面塌（沉）陷危害形成過程較緩慢，主要表現(xiàn)為破壞耕地、林地、破壞公路、造成村寨或城鎮(zhèn)房屋開裂。貴州省礦山地面沉陷共破壞耕地、林地3805.54ha，破壞公路150余條，造成460多個村寨或城鎮(zhèn)房屋開裂變形、破壞各類公路418km，直接經(jīng)濟(jì)損失約5.86×108元，占礦山地質(zhì)災(zāi)害總經(jīng)濟(jì)損失的38.03％。

3.2 泥石流

貴州省礦山泥石流危害嚴(yán)重的礦區(qū)有務(wù)川汞礦、汪家寨煤礦、開陽磷礦、南山煤礦、銅仁汞礦、轎子山煤礦等，已造成死亡27人、破壞土地87.85ha，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)4.15×108元，占礦山地質(zhì)災(zāi)害總經(jīng)濟(jì)損失的26.93％；同時還威脅財產(chǎn)6.73×108元。

3.3 滑坡

貴州省礦山滑坡已造成死亡48人、毀壞房屋968間、破壞土地68.47ha，直接損失2.16×108元，占礦山地質(zhì)災(zāi)害總經(jīng)濟(jì)損失的14.02％；目前還威脅房屋23261間、威脅人口24925人、威脅公路2.2km、威脅財產(chǎn)4.11×108元。

3.4 礦坑突水

貴州省已發(fā)生的28起礦坑突水災(zāi)害多數(shù)發(fā)生于煤礦開采中，具有突發(fā)、難以預(yù)防和危害性大等特點(diǎn)，且發(fā)生頻率有上升趨勢。2004年9月到2005年1月，在4個多月時間里，貴州省連續(xù)發(fā)生3次大的礦山突水事故：2004年9月5日，赫章縣媽姑鎮(zhèn)六合煤礦發(fā)生礦山突水事故，死亡10人；2004年12月12日，思南縣許家壩鎮(zhèn)天池煤礦發(fā)生特大礦山突水事故，死亡36人；2005年1月16日，德江縣聯(lián)興煤礦發(fā)生礦山突水事故，死亡7人。直接損失1.98×108元，占礦山地質(zhì)災(zāi)害總經(jīng)濟(jì)損失的12.85％。

3.5 崩塌（危巖）

貴州省礦山崩塌（危巖）已造成死亡和失蹤84人、毀壞房屋150間、毀壞耕地22ha，直接損失1.25×108元，占礦山地質(zhì)災(zāi)害總經(jīng)濟(jì)損失的8.11％；目前還威脅房屋12061間、威脅人口12516人、威脅公路11.75km，威脅財產(chǎn)3.79×108元。

4 結(jié)語

貴州省礦山地質(zhì)災(zāi)害在眾多礦山環(huán)境地質(zhì)問題中具有數(shù)量多、分布廣、突發(fā)、頻發(fā)等特點(diǎn)，其危險性和危害性最為嚴(yán)重。根據(jù)實(shí)際調(diào)查結(jié)果表明，目前貴州省因礦業(yè)開發(fā)活動引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害類型主要有：采空地面塌（沉）陷、滑坡、崩塌（危巖體）、泥石流及礦坑突水五種。這五類災(zāi)害中采空地面塌（沉）陷的分布最廣，所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失最嚴(yán)重；崩塌滑坡產(chǎn)生的頻次最高，所造成的人員傷亡最大；泥石流和礦坑突水的分布范圍、發(fā)生頻次及危害程度相對較小。礦山地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育分布受地質(zhì)環(huán)境條件、礦種、開采規(guī)模和開采方式的控制，其危害特點(diǎn)與其發(fā)育分布及活動特征有關(guān)。

近年來，貴州省礦山地質(zhì)環(huán)境問題得到了各級政府的高度重視和大力支持，逐年加大資金投入進(jìn)行恢復(fù)治理工作，截止到2006年，貴州省共治理了298處礦山地質(zhì)災(zāi)害，已經(jīng)初見成效的礦山有盤江火燒鋪礦、貴州（萬山）汞礦、開陽磷礦等。但由于貴州省礦山地質(zhì)環(huán)境問題由來已久，欠帳太多，每年投入的治理經(jīng)費(fèi)有限，歷史問題難以在短時間內(nèi)得到徹底解決，特別是省內(nèi)礦山企業(yè)仍以小型礦山企業(yè)為主，濫挖爛采、無序、不規(guī)范開采的問題沒有得到根本改善，導(dǎo)致不斷有新的礦山地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生。因此，貴州省礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)工作必須要進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃、加強(qiáng)管理和加大執(zhí)法力度，盡快建立一種可行性更高、操作性更強(qiáng)的礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)治理機(jī)制及資金保證措施，以保障礦山地質(zhì)環(huán)境的保護(hù)和治理恢復(fù)工作的順利進(jìn)行。

［1］貴州省國土廳.貴州省礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃（2000—2010年）［R］.2003.Department of land and resources.Overall plan of mineral resources in Guizhou province（2000-2010）［R］.2003.

［2］徐文，劉在乾，尹努尋，等.貴州省礦山環(huán)境調(diào)查與評估報告（2006—2015年）［R］.2006.XU Wen，LIU Zaijian，YIN Nuxun，et al.Report of mine environment survey and assessment in Guizhou province（2006-2015）［R］.2006.

［3］中國地質(zhì)調(diào)查局.礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評估技術(shù)要求［R］.2005.China geological survey.Technical requirements of mine geological environment survey and assessment［R］.2005.