廣西龍勝泗水砂巖礦地質(zhì)災(zāi)害及其防治對策探討

吳 杰

（桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林541004）

開發(fā)利用礦產(chǎn)資源可以促進(jìn)社會經(jīng)濟的發(fā)展，同時容易導(dǎo)致礦山生態(tài)地質(zhì)環(huán)境惡化［1］。因此，對礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分析預(yù)測顯得尤為重要，這樣能夠減輕或避免地質(zhì)災(zāi)害造成的損失，確保礦區(qū)生產(chǎn)及周邊民眾的生命和財產(chǎn)安全。廣西龍勝縣泗水砂巖礦位于龍勝縣泗水鄉(xiāng)。礦區(qū)中心地理坐標(biāo)為東經(jīng)110°5′19.5″、北緯25°50′46.1″。礦區(qū)面積0.1994k m2，開采標(biāo)高＋458～＋260 m，砂巖礦體主要為震旦系下統(tǒng)南沱組中段（Zan2）和震旦系下統(tǒng)南沱組上段（Zan3）灰綠色砂巖，礦體部分裸露地表，呈山體產(chǎn)出。礦山生產(chǎn)規(guī)模為2×104m3／a，為小型露采非金屬礦山?廣西壯族自治區(qū)三一〇核地質(zhì)大隊 .廣西龍勝縣泗水鄉(xiāng)沂潭采石場砂巖礦礦產(chǎn)資源儲量簡測地質(zhì)報告.2010.?廣西壯族自治區(qū)三一〇核地質(zhì)大隊 .廣西龍勝縣泗水鄉(xiāng)沂潭采石場砂巖礦礦產(chǎn)資源開發(fā)利用方案.2010.。下面，筆者對廣西龍勝縣泗水砂巖礦地質(zhì)災(zāi)害及其防治對策進(jìn)行了探討。

1 礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件

1）地形地貌 礦區(qū)屬構(gòu)造剝蝕地貌區(qū)之低山地貌亞區(qū)，地貌類型較單一，總體地勢為東西兩側(cè)高中部低，海拔標(biāo)高＋716.3～＋363.5 m，海拔標(biāo)高＋497.3～＋245 m，相對高差約252.3 m，自然山坡坡度30～45°，地形起伏變化中等。

2）氣象水文 礦區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，雨量充足，氣候宜人，年平均氣溫18.1℃，年均降雨量1500～2400 mm。對礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生有較大影響的氣象特征主要為大強度集中降水的暴雨天氣，可能會引起崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。礦區(qū)內(nèi)主要地表水體為礦區(qū)內(nèi)一自北向南徑流的溝溪，寬5 m、水深約1 m，地表水主要接受大氣降水補給，大氣降水可利用地面坡度自行排入低洼地帶，自然疏干條件良好。

4）地質(zhì)構(gòu)造 礦區(qū)位于河口－田門向斜北部仰起端的東翼，該向斜軸向為北北東向，核部地層為震旦系上統(tǒng)燈影組，翼部地層為震旦系下統(tǒng)南沱組，區(qū)域上礦區(qū)外圍西側(cè)約100 m處有馬堤－宛田區(qū)域性逆斷層通過，受斷層影響，局部地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)。礦區(qū)地層主要表現(xiàn)為單斜構(gòu)造，巖石節(jié)理、裂隙較發(fā)育，頻度4～10條／m，節(jié)理主要為剪節(jié)理，節(jié)理面多平直。

5）巖土體工程地質(zhì) 中－厚層狀堅硬砂巖泥質(zhì)砂巖巖組和較堅硬千枚巖片巖變質(zhì)粉砂巖巖組；第四系松散土體則主要為含碎石粉質(zhì)粘土單層土體。

6）地下水類型 礦區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水、碎屑巖（變質(zhì)巖）裂隙水。松散巖類孔隙水分布于礦區(qū)地勢低洼處，水量微弱，其補給來源主要靠大氣降水滲入補給；碎屑巖（變質(zhì)巖）裂隙水賦存于基巖裂隙以及基巖的風(fēng)化裂隙中，富水性較差，水量小。

2 礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及其特征

1）崩塌 崩塌地質(zhì)災(zāi)害容易發(fā)生在礦區(qū)開采平臺附近，如發(fā)生在平臺斜坡坡腳處的崩塌體（B1）形態(tài)呈近長方體，體積為5 m3，崩塌方向為40°，該崩塌體為采礦活動引發(fā)的石質(zhì)崩塌，現(xiàn)處于穩(wěn)定狀態(tài)［2］。

2）滑坡 H1滑坡體位于礦區(qū)西側(cè)開挖形成的邊坡中部，在平面上呈扇形，長6～10 m、寬6 m、厚1～1.5 m，體積約58 m3，其后緣呈圍椅狀，滑面上陡下緩，剖面上呈勺狀凹進(jìn)。滑坡體主要由破碎的砂巖礫石及夾雜的含碎石粉質(zhì)粘土組成，脫離滑坡床體積較小，為一小型巖土質(zhì)滑坡，目前仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3 礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害成因分析

1）地形地貌因素 礦區(qū)地形起伏較大，山體坡度一般為30～45°，相對高差達(dá)187 m，高陡的山體在采礦作業(yè)中遭受開挖，往往形成一定大小的臨空面，在強降雨和機械作業(yè)等因素的影響下易發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害，同時礦區(qū)屬于構(gòu)造剝蝕低山地貌，溝谷較為發(fā)育，采礦場內(nèi)碎石廢渣堆積多在溝谷中，在強降雨作用下，堆積物極易沿狹長而深的溝壑形成泥石流地質(zhì)災(zāi)害。

2）地層巖性因素 礦區(qū)基巖以砂巖、變質(zhì)粉砂巖為主，并有砂質(zhì)頁巖夾層，巖石受變質(zhì)作用強烈影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石物理性質(zhì)較差，表層的風(fēng)化破碎帶厚度達(dá)5～10 m，基巖經(jīng)風(fēng)化形成的含碎石粉質(zhì)粘土或殘坡積物，結(jié)構(gòu)較松散、干燥，在坡度及降雨的誘發(fā)下，發(fā)生軟化并滑動，易發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

3）自然降雨因素 礦區(qū)內(nèi)崩塌、滑坡和泥石流的引發(fā)與降雨頻繁密切相關(guān)，大強度暴雨天氣將使雨水長時間沖刷山體，巖土體在滲水后物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，穩(wěn)定性降低，松散的碎石和土體易成為滑坡的滑動面，節(jié)理裂隙發(fā)育的基巖在雨水作用下易發(fā)生崩塌，同時礦區(qū)內(nèi)的溝溪水位增高、水量增多，攜帶堆積的碎石廢渣堆積體沿溝谷至下游，引發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害。

4）人類活動因素 礦區(qū)內(nèi)的采礦活動是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要因素之一，已發(fā)生的崩塌、滑坡均發(fā)生在采礦場周邊地區(qū)。在山體開挖、開采平臺拓寬、坡腳搬運采石等活動的影響下，巖土體失去自然的支撐，穩(wěn)定性下降，在臨空面處易發(fā)生崩塌、滑坡。另外，機械工具的使用和采場內(nèi)的爆破活動引起的震動，使原本就遭到破壞的巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生更大變化，極易引發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

4 礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展趨勢預(yù)測

1）崩塌和滑坡 目前，礦區(qū)內(nèi)已發(fā)生的崩塌體B1暫時處于穩(wěn)定狀態(tài)，若不采取正確的防治措施，隨著邊坡的再次破壞而發(fā)生二次崩塌。雖然已發(fā)生的滑坡體H1未處于河谷中，但滑坡體在河水的沖刷和改造下，不穩(wěn)定性加劇，所在邊坡的堆積物將再次活動，沿滑動面繼續(xù)向前活動形成滑坡地質(zhì)災(zāi)害，同時滑坡體后緣山體處于臨空面，易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害。此外，由于礦石的搬運和廢渣的堆積，采礦場內(nèi)已形成5處寬約60～120 m、高3.0～16.0 m、坡角50～80°的巖土質(zhì)邊坡，均由結(jié)構(gòu)松散的含碎石粉質(zhì)粘土、殘坡積物和砂巖碎塊組成。這些邊坡結(jié)構(gòu)松散、穩(wěn)定性較差，特別是處于工作面與自然邊坡面交線處的巖石，應(yīng)力狀態(tài)從開采前的平衡狀態(tài)向開采過程中新的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化，在此過程中巖石易沿節(jié)理裂隙面崩解，在強降雨、采場排水和機械振（震）動等多種因素的影響下，不穩(wěn)定巖塊向下崩落形成崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

2）泥石流 礦區(qū)雨量充沛，地形起伏較大、坡高谷深，加之殘坡積層較為松散，具備發(fā)生泥石流的環(huán)境地質(zhì)條件。在采礦過程中形成的廢渣若不斷堆積，在溝谷內(nèi)形成大小不一的堆積群，廢渣堆積體坡度較陡（一般為40～65°），高度變化較大（3～8 m），加之廢渣、表土堆積體多為遭受嚴(yán)重風(fēng)化的破碎巖石和表層土體，結(jié)構(gòu)松散、穩(wěn)定系數(shù)低、防沖刷能力弱，這為泥石流的產(chǎn)生提供了物源條件。因此，若礦區(qū)內(nèi)已發(fā)生的滑坡體不能及時清除，后期生產(chǎn)中隨意堆放的廢渣堵塞溝谷，在遇到持續(xù)強降雨（尤其是暴雨）時，地下排泄區(qū)的地下水排量增大，孔隙水壓力加強，地面山洪暴發(fā)，在地表水的沖刷及地下水滲透作用下，可能使堆放的廢渣堆積體在溝溪流水的攜帶下沿著溝谷搬運，引發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害。

5 地質(zhì)災(zāi)害防治措施

（1）合理安全的進(jìn)行采礦活動，對礦區(qū)的生產(chǎn)活動進(jìn)行規(guī)范管理，適度并有計劃的從事礦業(yè)工作，嚴(yán)格控制機械設(shè)備操作、采場鑿巖爆破、礦石開挖搬運等行為，對不規(guī)范、不安全的行為及時制止，嚴(yán)懲違法采礦行為，保持工業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境的協(xié)調(diào)性［3］。

（2）對于已發(fā)生的崩塌、滑坡應(yīng)及時進(jìn)行清除，同時在周邊樹立警示牌。由于礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有的土質(zhì)邊坡均屬潛在崩塌、滑坡易發(fā)區(qū)段，對此應(yīng)合理設(shè)計穩(wěn)定坡率，對現(xiàn)有邊坡、開采臺階上的危巖、浮石進(jìn)行清理并集中堆放于廢渣場。

（3）為預(yù)防泥石流的發(fā)生，應(yīng)盡可能將礦山開采過程中產(chǎn)生的廢石用作防治工程用料，多余者可運到廢渣場集中堆放，但要嚴(yán)格控制堆高和坡度，同時在廢渣場下游坡腳處修建階梯式漿砌石防護墻，墻頂修建排水溝，閉坑后對剩余廢渣進(jìn)行植物固化，恢復(fù)生態(tài)植被，防止發(fā)生水土流失。

（4）在實施有效的恢復(fù)治理措施的同時，要由消極被動的應(yīng)急避災(zāi)轉(zhuǎn)為主動防災(zāi)，即在汛期、雨季尤其是大強度集中降水的暴雨天氣，礦山應(yīng)立即停止采礦活動，及時將作業(yè)人員撤出礦區(qū)，在礦區(qū)有行人經(jīng)過的路段設(shè)立警示標(biāo)志，從而保障人民的生命財產(chǎn)安全。

對于礦山的地質(zhì)災(zāi)害的防治，必須堅持以預(yù)防為主、避讓與治理相結(jié)合和全面規(guī)劃、突出重點的原則，因勢利導(dǎo)，因害設(shè)防，各種防治技術(shù)相結(jié)合，這樣才能達(dá)到減災(zāi)的目的。

［1］唐春，李波 .礦山地質(zhì)災(zāi)害防治與土地復(fù)墾［J］.中國水土保持，2007，27（2）：25－27.

［2］DB45／T382－2006，廣西壯族自治區(qū)建設(shè)項目地質(zhì)災(zāi)害危險性評估規(guī)程［S］.

［3］DZ／T0223－2011，礦山地質(zhì)環(huán)境保護與恢復(fù)治理方案編制規(guī)范［S］.