礦山泥石流特點及防災(zāi)減災(zāi)的對策

項文江

摘要：泥石流災(zāi)害具有突然性和較大的破壞性，嚴(yán)重威脅了人民群眾的生命財產(chǎn)安全。造成泥石流的原因是多方面的，礦山泥石流大多是人為因素造成，主要是在采礦或者其他作業(yè)過程中沒有執(zhí)行安全規(guī)定，不科學(xué)合理的排放廢石渣。本文分析了礦山泥石流的形成條件、類型與危害，探討了礦山泥石流與一般泥石流相比獨有的特點，給出了防災(zāi)減災(zāi)的一些具體舉措，旨在指導(dǎo)泥石流防災(zāi)的理論研究與實踐應(yīng)用。

Abstract： Debris flow disaster is abrupt and destructive， and it seriously threatens the safety of life and property of the people. There are many reasons for the debris flow， and the mine debris flow is mostly caused by human factors， mainly because of the unfavorable implementation o the safety requirements in the mining or other operations and unscientific and reasonable discharge of waste rock slag. This paper analyzes the formation conditions， types and hazards of mine debris flow， discusses the unique characteristics of mine debris flow compared with the general debris flow， and gives some concrete measures of disaster prevention and mitigation， to guide the theoretical research and practice of debris flow disaster prevention.

關(guān)鍵詞：泥石流；成因；特點；防災(zāi)

Key words： debris flow；cause；characteristics；disaster prevention

中圖分類號：P642.23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）19-0228-03

0 引言

隨著現(xiàn)代采礦技術(shù)的發(fā)展，開采速度越來越快。人們在山區(qū)開發(fā)時，為了施工方便往往會將廢石渣堆放成丘，這就是引起人工泥石流的重要原因。礦產(chǎn)資源在給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展帶來了巨大的推動力，同時，運送礦石，修建現(xiàn)場處理產(chǎn)地，井下開采等過程都會產(chǎn)生大量的廢石渣，這些廢石渣堆砌壓占土地，破壞植被，惡化生態(tài)環(huán)境。一旦發(fā)生大的降雨這些廢石渣就容易形成礦山泥石流災(zāi)害。與自然泥石流不同，礦山泥石流沒有形成系統(tǒng)的研究理論，大多數(shù)研究還停留在個案分析，對礦山泥石流缺乏成因、特點、防治對策的系統(tǒng)研究。本文分析了礦山泥石流的形成條件、類型與危害，探討了礦山泥石流與一般泥石流相比獨有的特點，給出了防災(zāi)減災(zāi)的一些具體舉措，旨在指導(dǎo)泥石流防災(zāi)的理論研究與實踐應(yīng)用。

1 礦山泥石流成因、類型和特點

1.1 礦山泥石流成因

礦石泥石流成因與自然泥石流類似，形成條件一般是強降雨、陡峭地勢、松散固體物。我國目前的礦產(chǎn)大多數(shù)位于丘陵山區(qū)，所以地勢陡峭的條件具備了，運送礦石，修建現(xiàn)場處理產(chǎn)地，井下開采等過程都會產(chǎn)生大量的廢石渣，堆砌的廢棄石渣滿足了松散固體物條件，一旦遇到大的降雨天氣，就會引發(fā)人工泥石流，給人們的生命財產(chǎn)安全造成了巨大的威脅，帶來了極大的危害，如圖1所示。除了受到地質(zhì)構(gòu)造、氣象水文以及當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境影響之外，還與人類活動息息相關(guān)，自然泥石流物源形成時間長，補給分散。礦山泥石流物源取決于人類堆積速度，跟開采情況密切相關(guān)。

1.2 礦山泥石流的類型

依據(jù)泥石流固體物質(zhì)類型，礦山泥石流可以分為廢石型泥石流、尾礦型泥石流、崩滑型泥石流。

依據(jù)泥石流流體性質(zhì)，礦山泥石流可分為粘性泥石流、過渡性泥石流和稀性泥石流。

依據(jù)泥石流形成場所的地貌形態(tài)，礦山泥石流可分為標(biāo)準(zhǔn)型泥石流、溝谷型泥石流和坡面型泥石流。標(biāo)準(zhǔn)型流域呈扇形，溝谷型流域呈狹長條形，坡面型流域呈斗形，見圖2、圖3、圖4。

1.3 礦山泥石流危害

礦山泥石流發(fā)生具有突然性，沖擊力大，同時由于礦山大多處于狹長地帶，所以礦山泥石流會造成巨大的人員傷亡（表1、表2）。我國歷史上部分廢石型泥石流災(zāi)害見表1。

2 礦山泥石流特點

礦山泥石流具備與自然泥石流類似的特點，還受到了人類開發(fā)活動的影響，具有一些自己獨有的特點。

2.1 人為性

若形成泥石流的各項基本條件不變，包括降雨量、原溝谷縱坡降等，那么導(dǎo)致礦山泥石流形成的一種重要原因就是人為因素，即礦產(chǎn)資源開發(fā)人為活動。若在實際采礦過程中，將松散的土石堆積在易于集水集物的、陡峻而狹窄的溝谷中，那么溝床縱坡降比會因此加大，若此時沒有采取有效的預(yù)防和疏導(dǎo)措施，那么這些堆積的松散物無疑是為泥石流提供了材料和創(chuàng)造了條件，泥石流的發(fā)生概率會因此增加，同時其危害也將更加嚴(yán)重，后果不堪設(shè)想。

2.2 頻發(fā)性

若保證降雨、植被蓋度、地形高差等條件不變，那么固體物質(zhì)補給程度決定了泥石流溝的活動性。一般情況下，當(dāng)發(fā)生一次自然泥石流之后，溝谷內(nèi)原有物質(zhì)都被搬運出集水區(qū)外，由于泥石流物源無法在短時間之內(nèi)形成，因此基本上溝谷很難再次發(fā)生泥石流。然而礦山不同，礦山泥石流發(fā)生一次后，只要采礦活動仍在繼續(xù)，廢石渣的產(chǎn)生就是必然的，也是源源不斷的，那么就能在短時內(nèi)之間將礦山泥石流物源收集完畢，導(dǎo)致再次發(fā)生泥石流。不僅如此，采礦廢石渣的凝聚力和內(nèi)摩擦角小，一旦受到外力沖撞，就有可能發(fā)生泥石流。以上原因?qū)е铝松降氐V山泥石流事故頻發(fā)。

2.3 污染性

山地金屬礦山采礦排放的廢石、貧礦及尾礦渣中，通常含有汞、鉛、鎘、砷、銅、鋅等重金屬元素，因此廢石渣型泥石流，特別是尾礦沙型泥石流，除具一般泥石流沖毀淤埋等致災(zāi)作用外，還會污染河流、造成水源地污染，引發(fā)重大社會問題。

2.4 可控性

由于礦山廢石渣、尾礦沙是導(dǎo)致礦山泥石流形成的主要松散物質(zhì)，因其堆積位置、數(shù)量是確定，即礦山泥石流形成的地點是明確的，其危及對象就是此地段下游流通區(qū)、堆積區(qū)內(nèi)的礦山設(shè)施及人員。因此，與一般泥石流的區(qū)別在于礦山泥石流的防治重點在于源頭預(yù)防。選擇合理的堆渣場所，修建攔渣穩(wěn)渣擋墻、廢渣場地排水排導(dǎo)等工程措施；控制采空塌陷區(qū)山體的穩(wěn)定性，減少崩塌、滑坡堆積物成為泥石流的物源。通過控制礦山泥石流的物源，就能達(dá)到控制和減輕礦山泥石流的發(fā)生及其災(zāi)害損失。

3 礦山泥石流防災(zāi)減災(zāi)對策

礦山泥石流與自然泥石流最大的不同就是物源，但是造成的災(zāi)害類別差別不大，災(zāi)后處理手段也基本相同，所以在預(yù)防泥石流上做些文章，人為地控制物源，廢渣要控制數(shù)量和堆放場地的穩(wěn)定性，具體可以采取以下方式進(jìn)行綜合防治。

3.1 開展調(diào)查評價

我國屬于發(fā)展中國家，礦山地質(zhì)環(huán)境治理理論和實踐處于初始階段，沒有開展過系統(tǒng)的泥石流調(diào)查評價，因此存在著巨大的安全隱患。所以應(yīng)該選取易發(fā)生礦山泥石流的區(qū)域，調(diào)研隱患溝的一些類型和規(guī)模，并給出評價報告，分析其影響因素，為日后防治提供第一手的資料。

3.2 加強理論研究

召集響應(yīng)的專家組，對礦渣堆運動過程和臨界條件開展深入研究，并進(jìn)行泥石流氣象預(yù)測，氣象部門也應(yīng)該開展技術(shù)革新，對降雨做到盡量準(zhǔn)確，特別是大雨預(yù)報，要及時可靠，盡量減少災(zāi)害帶來的人員傷亡。

3.3 開采治理同時進(jìn)行

為了有效減少礦山泥石流災(zāi)害隱患，在開采之前要選好廢石渣的堆放位置，盡量選擇開闊平緩地域，并且堆放位置要高于水位線，如果條件不具備，可以設(shè)置攔渣護(hù)欄護(hù)網(wǎng)，從物源上卡死，如圖5所示。同時，有條件的開采單位應(yīng)該落實地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)工作，開采礦產(chǎn)與治理廢渣同步進(jìn)行。

3.4 礦山泥石流隱患溝的綜合治理，避免重大災(zāi)害發(fā)生

對于歷史上已經(jīng)堆積在斜坡上、溝谷中成為泥石流物源的廢渣堆，清理占據(jù)河道、影響行洪的卡口的廢石堆，疏通河道及停淤場。對于斜坡上及溝道邊的廢石堆，依據(jù)實際情況，實施覆土綠化、修建攔渣、穩(wěn)渣的護(hù)坡措施，修建排水渠，減少坡面、山洪對廢石棄渣堆的沖擊作用。對于存在重大泥石流隱患的發(fā)生地點，因地制宜修建谷坊、網(wǎng)格壩、縫隙壩、重力壩等工程，防止礦山泥石流的發(fā)生與危害。

4 結(jié)語

泥石流災(zāi)害具有突然性和較大的破壞性，嚴(yán)重威脅了人民群眾的生命財產(chǎn)安全。與自然泥石流不同，礦山泥石流沒有形成系統(tǒng)的研究理論，大多數(shù)研究還停留在個案分析，對礦山泥石流缺乏成因、特點、防治對策的系統(tǒng)研究。造成泥石流的原因是多方面的，礦山泥石流大多是人為因素造成，主要是在采礦或者其他作業(yè)過程中沒有執(zhí)行安全規(guī)定，不科學(xué)合理的排放廢石渣。隨著現(xiàn)代采礦技術(shù)的發(fā)展，開采速度越來越快。礦產(chǎn)資源在給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展帶來了巨大的推動力，同時，運送礦石，修建現(xiàn)場處理產(chǎn)地，井下開采等過程都會產(chǎn)生大量的廢石渣，這些廢石渣堆砌壓占土地，破壞植被，惡化生態(tài)環(huán)境。我國目前的礦產(chǎn)大多數(shù)位于丘陵山區(qū)，所以地勢陡峭，運送礦石，修建現(xiàn)場處理產(chǎn)地，井下開采等過程都會產(chǎn)生大量的廢石渣，堆砌的廢棄石渣，一旦發(fā)生大的降雨這些廢石渣就容易形成礦山泥石流災(zāi)害。本文從多個層面討論了礦石泥石流的成因、特點以及防治措施，希望可以為廣大礦石地質(zhì)工作者提供參考和指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳延方，崔鵬，劉歲海，等.礦產(chǎn)資源開發(fā)與泥石流災(zāi)害及其防治對策[J].工程地質(zhì)學(xué)報，2005，13（2）：179-182.

[2]張麗萍，唐克麗.礦山泥石流[M].北京：地質(zhì)出版社，2001.

[3]蔣家超.礦山固體廢棄物處理與資源化[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2015.

[4]謝洪，游勇，鐘敦倫.長江上游一場典型的人為泥石流[J].山地研究（現(xiàn)山地學(xué)報），1994，12（2）：125-128.

[5]鐘敦倫，嚴(yán)潤群，陳精日.初論礦山泥石流[A].見：中國科學(xué)院成都地理研究所.泥石流論文集（1）[C].重慶：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社，1981：43-49.

[6]劉世建，謝洪，韋方強，等.小秦嶺金礦區(qū)人為泥石流[J].山地研究（現(xiàn)山地學(xué)報），1996，14（4）：259-263.

[7]李昭淑.陜西潼關(guān)金礦區(qū)94人工泥石流災(zāi)害研究[J].災(zāi)害學(xué)，1995，10（3）：51-56.

[8]陳延方，崔鵬，劉歲海，等.礦產(chǎn)資源開發(fā)與泥石流災(zāi)害及其防治對策[J].工程地質(zhì)學(xué)報，2005，13（2）：179-182.

[9]蔣家超.礦山固體廢棄物處理與資源化[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.

[10]康志成，李焯芬，馬藹乃，等.中國泥石流研究[M].北京：科學(xué)出版社，2004：56-59.

[11]林玉山，張衛(wèi).尾礦庫地質(zhì)災(zāi)害與危險性評估[J].桂林工學(xué)院學(xué)報，2006，26（4）：40-44.

[12]崔鵬，柳素清，唐邦興，等.風(fēng)景區(qū)的泥石流研究與防治[M].科學(xué)出版社，2005：25-48.

[13]西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.1：400萬中國礦山環(huán)境地質(zhì)圖[Z].2009.

[14]西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.陜西潼關(guān)金礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)問題專題調(diào)查報告[R].2005.

[15]西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.小秦嶺金礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)問題調(diào)查與評價[R].2009.

[16]徐友寧，曹琰波，張江華，等.基于人工模擬試驗的小秦嶺金礦區(qū)礦渣型泥石流起動研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2009，28（7）：1388-1395.

[17]徐友寧，李育敬，陳社斌，等.潼關(guān)金礦區(qū)礦渣型泥石流地質(zhì)災(zāi)害特征及防治對策[J].山地學(xué)報，2006，24（6）：667-671.

[18]張麗萍，唐克麗.礦山泥石流[M].北京：地質(zhì)出版社，2001：1-9.

[19]徐友寧，何芳.西北地區(qū)礦山泥石流分布及特點[J].山地學(xué)報，2007，25（6）：729-736.