贵州开阳磷矿矿区地质灾害分析

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1、贵州开阳磷矿矿区地质灾害分析孙晓松【摘 要】针对矿山深部开采和工程地质灾害的重点危险因素和隐患,指出采用高新 技术手段对矿山深部开采和工程地质灾害事故隐患实施监控预警,提高矿山的本质 安全程度和保障能力,是矿山控制和消除安全隐患并减轻灾害损失,提高企业市场竞 争力的关键.期刊名称】贵州地质年(卷),期】2010(027)002【总页数】4页(P133-136)关键词】 开阳磷矿;地质灾害;监控预警作 者】 孙晓松作者单位】 贵州开磷集团设计研究院,贵州贵阳,550004正文语种】 中 文中图分类】 P694开阳磷矿区位于开阳县金钟镇境内,属黔中乌江流域经济开发区。矿区面积约 80km2。198

2、5年前这里只有一家国有大矿，也就是现在的贵州开磷有有限责任公司， 它是国家重点投资建设的三大磷矿石生产基地之一。现在大规模开采的矿段为马路 坪、用沙坝、极乐、沙坝土矿段。此外,沙坝土、牛赶冲、极乐矿段的露头矿已开 采殆尽。目前部分矿段已进入深部开采。20世纪 80年代中期,各种采矿公司蜂拥 而起,矿区内采矿秩序混乱,开采生产的废渣、废石侵占河道,破坏了矿区的生态环境 同时,非法采矿者违规开采,破坏了岩体的稳定性,导致了山体地表开裂和崩塌,矿区内 地质灾害和安全事故也频频发生。本文仅对矿区的地质灾害作一些简要的分析和探 讨。开阳磷矿洋水矿区位于云贵高原东部中低山地带,矿区呈北北东向狭长地带展布,

3、长 约15 km,宽35 km,矿区周围为海拔1 200 1 400 m的高山，最高点为1531m, 由砂页岩形成山岭,矿区中部为深切洋水河和风岩河形成的侵蚀阶地和基座阶地。 标高一般770 900 m,洋水河与风岩河间呈梁状及浑圆状剥蚀残余型山地,总体以 剥蚀型、侵蚀及岩溶型中低地形为主,地表切割强烈,冲沟发育较多,陡崖随处可见。 矿区矿体露头主要分布在险峻的山坡和陡崖之下,其边坡坡度较陡,大多大于 55,有 的甚至为悬崖，不但坡度陡，而且垂高大，一般都在100 m左右，部分地段达200 m。 因此,在露头附近采矿极易引起山体崩落和塌陷。开阳磷矿洋水矿区磷矿床位于鄂 湘黔中隆起洋水背斜上,背

4、斜轴向北东25,为不对称背斜，东翼地层倾角25。45。， 西翼地层倾角45。75。,核部为前震旦系板溪群清水江组地层组成，向两翼依次出露 震旦系、寒武系、二叠系、三叠系地层,有部分第四系地层,其中缺失奥陶系、志留 系、泥盆系地层,矿区含磷层位有两个,即震旦系上统陡山陀组磷矿层 （下磷矿层）和 寒武系牛蹄塘组底部的磷矿层 （上磷矿层）。下磷矿层为浅海相沉积规模巨大的层状 矿床，厚3 5 m,品位含P2O533%以上,为磷酸盐富矿，是矿区的开采对象。上磷矿 层一般厚0 0.4 m,含P2O518% 22%,不具工业开采价值。由于矿区沟谷地势险峻,地质构造复杂,地表切割强烈,沟谷纵横。加之近 10多

5、年来 乡镇矿山企业的发展及上世纪九十年代农民的乱挖滥采,给矿区引发了一系列的地 质灾害问题。下面对矿区的地质灾害作一些简要的分析:深部开采高应力、高地温、高井深的安全保障问题。随着 30余年的矿山开采,浅部 资源的逐步枯竭,矿山开采逐步向深部延深,开采深度、强度的增大,将给矿山安全生 产带来一系列难题:岩爆威胁随开采深度增加加大;深部开采诱发突水的概率增大,突 水事故趋于严重;地温增高,通风困难,深部开采环境恶劣。矿区沟谷边坡大多上陡下缓，坡度约30。55。,地形陡峻。山谷相对高差一般约500 m,部分地段近1 000 m。矿层主要分布在坡脚一带,矿体露头处地势险峻。矿山在 开采过程中形成一些

6、采空场,其顶板岩层构造复杂,节理较为发育,易出现张性裂隙。当一些民采点盲目乱采矿体露头,大量蚕食保安矿柱,使岩层的应力分布发生变化,导 致岩体裂隙扩大,山体崩塌。造成较为严重的人生伤亡和财产经济损失。据不完全 统计,仅马路坪矿段、沙坝土矿段、用沙坝矿段因山体崩塌造成多起人员伤亡事故 以及工业场地被毁、空压机房被迫搬迁。此种情况主要发生在磷块岩采空区地段,主要是由于地下开采,空场暴露面积大,矿柱 留设不当，或者把矿柱采掉而造成,多见地面开裂，裂隙一般200 300 m长,局部有 陷落和不均匀下陷。如极乐矿段的小屯坡地下采场,由于其矿体倾角较小,接近水平 矿体，加之其上覆盖山体不厚，(约50-70

7、 m)随着井下采空区的日益增大，山体局部 出现陷落和地表开裂。极乐矿段大坡采场,由于农民把露头矿柱采掉而引起的山体 崩落和塌陷，其塌陷区裂隙宽达2 m,其造成的损失虽不大但偶尔也会造成人员的伤 亡的财产的损失。矿区山谷谷深坡陡,多为紫红色页岩、变余砂岩等软质岩层,其构造节理发育,抗风化 能力极差。受地质构造应力、节理切割影响,使岩层构造裂隙扩展成交织网状裂隙, 浅层岩体较为破碎。同时软质岩石遇水易软化。因此在一定地形地貌条件下,在地 表水长期浸泡影响下,易产生山体滑坡。近几年来,因暴雨冲刷气割,岩石风化强烈等原因引起滑坡或古滑坡复活较多,当然也 不能忽视以下人为活动的影响。(1) 矿山不合理的

8、开采,引起崩塌性滑坡;(2) 随意挤占河道,致使河水冲刷边坡引起山体滑坡;(3) 废石、矿渣排放在陡坡上,增大边坡荷载造成滑坡;(4) 随意开挖陡坡脚、建房修路,随意在陡坡上开荒种地,破坏植被,使边坡失稳而下滑 在马路坪矿段南部南沱组紫红色页岩中产生的滑坡，其堆积物近2万m3。破坏了 940平硐口卷扬机房和工业场地。 1991年 7月上旬暴雨,在牛赶冲熊家坡发生了规 模10 000 m。的滑坡，此滑坡形成于牛蹄塘组砂页岩中，下滑几十米至百米，其前缘 物质形成泥石流,通过一地表溶洞进入1 100 m中段的5#天井采场,堵塞巷道数百 米,造成较大损失。1995年 6月下旬特大暴雨诱发产生的用沙坝矿

9、医院滑坡,导致 7人死亡,医院被毁。由于矿区内山高坡陡、沟谷纵横、暴雨冲刷频繁,加之陡坡为紫红色页岩、变余砂 岩遇水易软化,易风化脱落,草木不易生长。由于人多地少农民普遍在高陡坡上开荒 种地,破坏了植被,故矿区的水土流失严重。由于矿区环境地质灾害的发展,提供了大量的泥沙源,而沟谷的纵横陡坡又使这些泥 沙源具有一定的势能,陡峻的山势,狭窄的沟谷,增大了山洪的流速,巨大的势能、动能 促成了足够的水动力,并使沟谷内废石泥沙倾槽而下,形成了可怕的泥石流。1995 年6月24日矿区遭遇了百年不遇的特大暴雨，中心点雨量达150 mm200 mm, 最大小时降雨量达54.3 mm以上。导致矿区交通、通讯供水

10、朕电，排水，排污系统 全部中断,厂房设备、公共设施、住宅、农田、耕地、山林被山洪和泥石流冲走、 冲毁、淹没,生产陷入瘫痪,直接经济损失达 20 500万元,伤亡失踪人员达 35名,给 矿区造成巨大的损失。开阳磷矿矿区水文地质条件较为简单,矿体顶板 (灯影组白云岩)为矿区唯一含水层, 矿床地下水类型为岩溶裂隙型潜水。因此随着矿床的开采并逐步向深部延深和长期 疏于排水,导致地下水位幅度下降,破坏了地下水均衡系统平衡,造成泉水于枯,溪沟断 流,给当地居民生活饮用水及农田灌溉造成困难。马路坪矿段由于其井下开采由940 m 中段已延深至 700 m 中段,地下水位大幅下降,导致地表泉水于枯和马路沟 红岩

11、沟等冲沟水断流。在沙坝土矿段,其井下开采导致附近的猫洞沟、淘沙沟、陈 家洞等地的泉水于枯。由于矿床开采,导致山体和各冲沟开裂塌陷,且山体崩落物堵塞冲沟,改变了地表水的 径流途径,大量地表水沿冲沟和山体裂隙渗入井下,造成矿坑突水,尤其在暴雨期间,常 给井下生产造成被动,小的突水导致停产,大的突水还要蒙受一定的经济损失。如位 于马路坪矿段的马路坪矿,900、860中段穿越多条冲沟,各冲沟底几乎都开裂,且其 两侧的山体崩落物堵塞冲沟,给地表水大量灌人井下创造了极为便捷的条件。由于 各冲沟的水量灌入井下,每逢雨季的暴雨期间,常造成井下突水,导致井下生产不能正 常进行,严重时还会给国家带来损失。如 19

12、91年 7月上旬连续大雨,马路坪矿 860中段主平硐日涌水量达135 000 m,造成停产达13天之久。1995年6月24日特 大暴雨时，其硐口日甬水量则更达219 000 m。此外，当坑道穿越大的导水断层或揭 露大的岩溶管道时,常常会造成突水,导致停工、停产等情况。如1995年 4月 3日, 马路坪矿延深工程820中段E22线穿脉揭露到白云岩时，遇一岩溶裂隙水,其日涌 水量达950 m。由于当时排水系统尚未形成，导致820中段运输大巷的开拓停工达 一周之久。区内矿山环境污染主要为地表水污染、地下水污染和土壤污染。其污染源主要为矿 坑废水、和尾矿沙。矿坑废水毒性不大,但其悬浮物含量大,多呈灰白

13、色、一般直排 至沟道或河水之中,对地表水造成明显污染,对地下水和土壤也造成一定污染。 由于长时间的开采以及往深部的延深开采,矿山地质灾害的发生几率、频度、强度 及灾害损失均有新的发展态势,对灾害的全面预防和彻底治理已是刻不容缓。愈演 愈烈的矿山灾害、大量潜伏的灾害隐患、日渐恶化的矿山环境说明矿山地质灾害的 防治必须上升到政府监管的高度,纳入国家防灾减灾工作范畴。(1) 加大宣传力度,提高忧患意识:矿山地质灾害作为一种内外地质作用的产物,其成因 危害及防治措施等具有较强的专业性。在地质灾害多发区,只有让当地群众掌握相 应的灾害防治知识,才能保证防治工作的顺利完成。因此,加强宣传是当前开展防治 工

14、作的首要任务。社会各界,特别是灾区的政府领导,应配合主管部门大力开展宣传, 提高全民的防灾意识,掌握预防灾害的一些有效方法及遇险撤离等常识,避免或减轻 灾害造成的损失。(2) 加大立法,建立健全的管理体系:国家应建立完整的体系,法律对大型矿山的开采许 可权,以及开采者的技术能力和环境生态恢复能力进行立法,将矿山开采赢利最大,危 害最小。将矿山开采的建立健全的管理体系从源头上减少矿山地质灾害的发生。矿 山的开发应符合国家法律法规。做到环境与经济的双嬴,走可持续发展的道路。矿 山企业要规范开采行为,合理开发矿产资源,处理好短期经济利益和长远发展的关系, 改变以往的粗放式管理,将防灾减灾工作始于矿山

15、设计并延续到闭坑之后。注重矿 山地质灾害的防治研究,将其列入矿业领域的基础性研究,把矿山灾害、环保、安全 生产统一起来。(3) 建立矿山生态风险评价体制:在实施矿山开采活动前,应当根据矿区各类资源赋存 情况,对矿山开采后可能引起的生态破坏类型和程度进行评价,并确定治理方法。以 及确定开采者从事开采和生态重建的技术和经济能力等。(4) 建立灾害监测网络和预警信息系统:建立监测网络系统是防治工作的有效措施之 一。应在滑坡、泥石流、崩塌和地面沉降等灾害易发区,设立监测网络系统,利用先 进的监测仪器和电子计算机,对灾害进行较准确的、超前的预报预测,及时采取防范 措施。灾害研究要充分依靠科技进步,采用高

16、新技术,研究灾害的发生机制,建立灾害 的监测、预报和评估信息系统。开发建设以MAPGIS为平台的矿山地质环境动态 管理系统的数据库,可进行灾害动态监测、即时预报。着手建立GIS系统的地质灾 害信息库,涉及灾害的时空分布、强度与频度、数据分析、灾害预报及灾情评估等, 为灾害防治提供有效服务。(5) 因地制宜,综合治理:对于即将发生或正在发生的地质灾害,应因地制宜,采取综合 治理措施,延缓或阻止灾害发生。对于山区的泥石流、水土流失等灾害,可采取修拦 挡坝、导流渠和排水沟,并配合种植涵养林等综合治理措施;对于滑坡、危岩体等灾 害,则可实施灌浆、锚固等工程措施;而对潜在的地面沉降应及时采取人工回灌等防 治措施。总之应针对不同类型的地质灾害,结合当地实际,采取综合治理措施,可取得 良好的效果。(6) 设立防治基金,完善投入机制:矿山地质灾害的防治同其它灾害防治一样,需要一定 的资金投入。否则,其防治工作无法实施。近年来,随着灾情的不断发生和损失增大, 各级政府对其防治工作极为重视,国家财政每年拨出专款用于重点地质灾害的勘查 和治理。【相关文献】1毛英西南地区矿产资源开发的环境地质问题研究几四川地质学报.2003,23(2):106-108.2魏东岩.矿山地质灾害分析J.化工矿产地质.2003,第2期.3周轮.开阳县矿山t也质灾害及防治对策J.矿业安全与环保.2001,第6期.