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某村镇地质灾害与采矿影响分析 某 村 镇 地 质 灾 害 与 采 矿 影 响 分 析 昆明煤炭设计研 究院 程 虎 摘要 文章从采矿影响、 工程地质和水文 地质条件等方 面， 对露天开采活动对地质生态环 境的影响作 了较为详细的分析 ， 指出了露天矿邻 近村庄房屋开裂、 地面裂缝及边坡 变形等地质 灾 害产生的原因， 为解决矿山地质环境问题及煤矿 与地 方的纠纷提 供技 术 方法 。 关键词 崩塌 地裂缝 房屋开裂 采 矿 活动 1 引言 云南省华宁县暮车村有农户 2 7 0户，房屋 4 8 0余间；居民人 口 1 1 0 0余人 ，其 中少数 民族 人 口占7 0 ％；为华 宁县少数 民族聚居村镇 。暮 车村位 于华宁赤铁矿成矿 带区域 ，其南部外围 分布有一座露天开采的矿 山暮 车露天矿 。 近年来，随着露天矿工作帮边坡的不断延伸、 扩展 ，地质环境 日益恶化。2 0 0 4年 2 ～ 3月，村 民相继发现暮车村 包括 清真寺在 内的多栋房屋 地坪、墙体有不 同程度的开裂 ，并将灾情上访 到省、市、县各级政府 ，称露天矿的开采活动 破坏 了暮车村的地质生态环境、给村民 日常生 活及生产带来安全隐患。 暮车露天矿开采活动是否会对暮车村造成 影响 ，本文从采矿影响、地质条件等方面进行 分析。 众所周知 ， 露天采矿是人工边坡形成、 地应 力重新分布的过程 ， 在一定条件下 ， 边坡及周边 会产生变形移动 ，对表生地质环境产生影响， 甚 至发生地质灾害，常常引起地方与矿主的纠纷。 因此 ， 无论从地质灾害防治研究还是化解地方采 矿纠纷矛盾方面， 矿山采动影响的评价或 灾害鉴 定的实践都具有积极的意义。 2矿 区地 质环境 条件 2 ． 1自然地 理概 况 暮车露天矿位于云南省华宁县城北东方向， 平距 约 6 k m，地理位置 坐标 为 东经 1 2 0 。 5 9 3 6 ． 6 ” 一 1 0 2 。 5 9 5 6 ” ，北纬 2 4 o 1 3 0 8 ． 5 ” - 2 4 。 1 3 2 O 。 矿区有简易公路与县城相连 ， 其交通务件一 般 。暮车村是华宁县唯一的回汉杂居的村委会。 主要 的经济作物是烤烟、 玉米、 小麦、 蚕豆、 土豆 和黄梨等。暮车村有房屋 4 8 0余间， 房屋结构以 土木 和砖 混结 构为主 ， 一般 为 1 ～ 2层 。 矿区所在区域属云贵高原 中部 ， 地貌类型属 1 每班人员对所需加油部件 ， 检查加油后 再 启 动。 2 每班司机班 中要随时观察 电磁 阀， 气缸 润滑情况， 并对三联体定期注合格干净的油。 3 ． 3 注意事项 1 跳汰机初启时， 要缓慢给料 。 2 每次清理床层后 ， 必须有机修人员对传 感器“ 零位” 进行校对 ， 如“ 零位” 不正确 ， 严禁启 动 自动排矸系统。 3 每次清空床层后 ， 重新启动跳汰机时 ， 只能使用手动排矸 ， 当床层正常辅好后 ， 方能转 入 自动排 矸 。 4 严禁不给料而采用大风来鼓动床层 ， 因 3 2 为这样对筛框 ， 筛板损坏最严重。 5 停车时必须将脱水斗式提升机 中的物料 全部卸尽才能停车， 否则再次开车时就会压住斗 子或拉环链板或烧坏保险， 甚至电机。 4结束 语 在使用 S K T _8跳汰机过程 中 ，要加强 日 常检查及维护 ，将隐患消灭在萌芽之 中。维护 保养 中要按 “ 四无” 、 “ 五不漏”的要求进行 ， 并保证各润滑部位不缺油 。司机 日常操作要严 格按照操作规程进行 ，不能错误操作 ，以致设 备损坏。生产中掌握科学合理的故障处理方法 ， 以保证跳汰机在生产 中的正常运行 ，使之更好 的为 生产服 务 。 维普资讯 云南煤炭 2 0 0 7年第 三期 构 造剥 蚀 中山地 形 。评 价 区 内受长期 强烈 剥蚀 切割作用和动力地质作用，地形相对平缓 ，地 形坡度小于 5 。 ，地面绝对 高程在 1 9 2 5 m 2 0 2 5 m 之 间。 暮车村所在位 置为 中山山前缓坡坡地 ， 坡 地 南部前沿为暮车露天矿所在位置 。暮车露天 矿为私营矿 山，年产量在 5 0 0 0 2 0 0 0 0吨之 间， 为小型矿 山。 勘探程度低 ， 设计阶段仅为可研阶 段 。从 1 9 9 9年开始露天采矿 活动 ， 至 2 0 0 4年 6 月已形成 了长约 1 3 0 m， 宽近 1 0 0 m， 深约 3 0 m左 右的露 天矿坑 。 露天坑近暮车村一侧即露天北帮形成 了一 人工边坡 。 其 高度约 2 8 m， 坡度约 4 2 。 。 2 ． 2地质 构造 矿 区处于滇桂 台向斜 、 滇 东台凹之 西南端。 位 于云南山字型构造体 系通 海前弧之 东翼 、 南 北 向构造与弧形构造线交接部位 ，小江断裂 带 南段 ， 南盘江断裂西暮车一带。 矿 区内地质构造较简单 ， 地层、 矿体均呈 北 东向展布。评价区有主要断层 F 。F l 为逆断层 ， 长约 l k m， 破碎 带宽 l O m 2 0 m， 角砾具挤压碎裂 的特征 ，在破碎 带中具构造热液作用的赤铁矿 充镇 ， 形成沿断层展布的赤铁矿体 ， 矿体及逆断 层产状为 2 9 0 。 L6 0 。 ， 断层特征明显 1 形成挤 压破碎带 1 O m一 2 0 m ； 2 沿断层 边发育方解石 脉充填的节理、 裂隙 ； 3 形成 赤铁矿体 ； 4 在 断层 边有挤压 的滑动 面， 产状 2 9 0 。 L6 0 。 ， 表 明 该 断层 为逆 断层 。 2 3地层岩 性 矿 区出露的地层为 第四 系崩塌体 Q 越 地 层、 二叠 系峨眉 山玄武岩 P 2 B 和 阳新组灰岩 P 为主。其呈北北东、 南南西展布 ， 峨眉山玄武岩 喷发不整合 于下伏阳新组灰岩之上 。 ①第四系崩塌体 Q d d 地层特征描述见 后 文 。 ②二 叠 系峨眉 山玄武岩 P ∞ 分布 于评价 区外围西部和南东部，在露天矿坑底部也有揭 露 ，总体 呈 北 东向展 布 ，长约 l k m，面积约 0 ． 2 k m ， 岩性为灰黄、 灰绿 色致 密块状、 杏仁状 、 斑状玄武岩夹凝灰岩、 疑灰质砂岩。它与下伏 阳 新组灰岩为喷发不整合接触。 ③二叠系下统阳新组灰岩 P 分布在评 价区外围、 暮车村 以北或 东北一带， 岩性为灰、 青 灰色中厚层状夹黑色薄层状泥晶、 粉晶灰岩、 白 云质灰岩 ， 产状 3 0 0 。 L5 0 。 。是玄武岩 地层 的下伏地层 。 ④赤铁矿矿体赋存在 F 1 断层破碎带中， 呈北 东向展布 ， 形态呈透镜状， 长约 3 0 0 m， 宽平 均 约 3 ． 6 3 m，矿 体产 状 与 断层基 本 一 致 2 9 0 。 L6 5 。 。 矿体沿走向上厚度变化在- 6 m之间。 矿 体形状复杂， 呈似层状、 脉状、 透镜状、 不规则状， 但总体沿断层破碎 带产出。赤铁矿矿石呈粒状、 浸染状和致密状。赤铁矿矿物呈 自形、 半 自形、 它形产出。 2 ． 4 工程地质与水文地质条件 矿 区暮车露天矿 北帮边坡坡体主要 由古崩 塌体构成。 崩塌体结构 中密或密实。边坡为碎石 类边坡 、 滑塌 斜坡 。 矿区暮车村位于古崩塌体上 ， 村庄 民房基础 一 般都置于崩塌体碎石土地层 中， 其天然地基承 载力特征值在 2 0 0 k p a以上 ， 地基基础条件较好。 矿 区区域位于峨眉山玄武岩和 阳新组灰岩 分布 区， 岩石中裂隙发育是弱含水层 。地下水主 要 受大气降水的补给 ， 由于河谷较 深， 河床坡度 较大， 地层 中水 自流排泄好 ， 基岩裂 隙水和岩溶 水及断裂破碎带水均径流到其它储水层 中。 边坡地层 由于为结构较 密实的灰岩块石 夹 粘土构成 ， 属弱含水层 ； 但在矿坑位置， 古崩塌体 与原始地 面 玄武岩 地层 接 触面处有泉水 出露， 在旱季流量不大。 暮车露天矿北帮边坡地下水补给除了受大 气降水的补给 ， 还受暮车村 中部水塘等地表水的 补给 。 3 矿 区地质 灾害特 征 3 ． 1 崩 塌 根据现场调查， 暮车露天矿北帮为一大型古 崩塌体坡体。其基本特征为 3 。 1 。 1 崩塌 体母 岩 为二 叠 系下统 阳新组灰 岩 P v 崩塌体岩性 由灰岩块石及粘土组成 ，产 状 凌 乱 ；块 石 含 量 约 占 6 0 ％，粒 径 1 0 5 0 0 c m 不等，风化 强烈 ，其 间充填褐红色粘土 ；结构 中密或密实。 3 ． 1 ． 2 在矿坑位置可以观察到 ， 古崩塌体与原始 地 面 该位置 为 玄武岩地层 接 触关 系， 3 3 维普资讯 某村镇地质灾 害与采矿影响分析 即阳新组灰岩 P y的上覆地层玄武岩 P 28 地层被覆盖在 了以阳新组灰岩 P v 为母岩的 崩塌体之下。 3 ． 1 ． 3 崩塌体后缘呈圈椅状地形 ，后缘 为陡峻 的、 岩性为阳新组灰岩的 中山地形， 即侵蚀 中山 的地形地貌为古崩塌体形成的条件之一。 3 ． 1 ． 4 崩塌体平面尺寸 东西宽在 1 4 0 m以上， 纵 向方向北部延展至评价区外围中山山麓 ，南部 在露天坑 南侧坡脚终止 ；在评价区内崩塌体 平 均厚度 约 2 5 m左右。 暮 车村古崩塌体边坡在 自然情况下，由于 地形平缓 ， 坡度小于 5 。 ， 坡体地层结构较密 实， 处于稳定状态之中。 3 ． 2 暮车村地裂缝 3 ． 2 ． 1 民房地坪裂缝 2 0 0 4年 2月 1 9日，暮车村少数农户开始发 现有房屋地坪、 墙壁出现开裂现象。 通过现场调查 发现， 暮车村的房屋裂缝主要有以下一些特点 1 房屋地坪的裂缝 出现位置主要 分布在 暮车村南部 包括清真寺在 内的近 1 0栋民房 ， 特 别是靠近露天矿坑方向的民房 ，土木和砖混结 构的房屋都有分布。调查期 间共记录地裂缝 1 6 条。 地裂缝走向一般呈近东西向 平均 N E 8 4 。 展 布 ，部分相邻 民房的地坪裂缝实际上 已穿墙贯 通。 其余地段则地表裂缝不明显或 肉眼难辨。 地 裂缝走向基本与露天矿北帮边坡走向一致 。 2 裂缝宽度在 1 5 m m左右 ， 延伸长度一般 在 3 m 6 m之间， 一般落差不明显 ； 除地板砖裂缝 沿砖缘线展布外， 大部裂缝呈锯齿状。 3 一些地裂缝贯通至房屋墙体 ， 墙体部 分 裂缝一般 下部 开1 2 大， 上部呈尖灭状 ， 裂缝宽度 最大达 5 m m， 但垂直位移不明显。 4 k k 2月 1 9日发现地 坪裂缝 始 ， 一 些农 户粘纸片于地 裂缝或墙体 两端， 纸片被拉裂 ， 且 屡贴屡裂， 断口呈锯齿状 ， 表 明裂缝 宽度在逐 渐 加大， 裂缝仍在发育。 3 ． 2 ． 2 暮车村耕地裂缝 通过现场调查 ，在暮车村地里有一条规模 较大的地裂缝 。该条裂缝分布在暮车村 与露天 矿矿坑之 间， 走 向近 东西， 长约 5 0 m， 最宽可达 1 5 c m， 落差 可 达 1 0 m m～ 3 0 m m， 下 沉 方 向为 露 天 矿北帮边坡方向 1 8 7 。 。 3 4 地裂缝性质为拉 张裂缝。 4暮车村地裂缝地质灾害评价 4 ． 1 暮车露天矿北帮边坡稳定性分析 分析前提 为评价暮车露天矿矿坑临空面一 北帮边坡对暮车村的稳定性影响程度， 本文采用 边坡主断面进行二维稳定性的检算。评价时考 虑 了下述几个因素 1 滑移控制面取古崩塌体与玄武岩基岩相 接触的面， 前沿沿展到露天矿坑 ， 后缘 以调查记 录的最北端地裂缝为切割面。 2 滑坡体的重度 滑坡体是块石土 为灰岩 块石夹粘土 ， 按邻近矿区类似古崩塌体经验值 ， 取 2 2 k N ／ m’ 。 3 滑面抗剪指标 以软 塑粘土作为滑动带 面 的抗剪强度指标通常很低， 尤其是在水的浸 润下尤甚，若 已滑动其滑面宜采用残余抗剪指 标。但本边坡处于初期变形阶段 ， 仍类比采用邻 近矿 区没有发生滑移的古崩塌体基底经验值 ， 取 内聚力 C 1 0 k p a ， 内摩擦角 q b 1 5 。 。 4 进行稳定性计算时， 由于无法测定地下 水位 ， 暂未考虑地下水的影响。 稳定系数计算 ， 对于滑坡稳定性评价方法， 采用滑动面呈折线形的条分法进行评价， 滑坡体 稳定性计算结果为 稳定性系数 F | 0 ． 9 8 6 。 以上结果尚未考虑水压力和建筑物的加栽 等因素的影响。 计算结果表明， 目前暮车村边坡 已处于不稳 定 状 态， 为不稳 定边坡 。 4 ． 2 导致暮车露天矿北帮边坡失稳的主要 因素 4 ． 2 ． 1 复杂的工程地质环境条件是导致暮车露 天矿北帮边坡失稳的地质基础。 1 暮车露天矿北帮边坡工程地质条件复 杂， 边坡为一滑塌边坡 ， 坡体由古崩塌体构成 ， 岩 性为灰岩块石 夹粘土。崩塌体与下伏地层的接 触面为潜在滑移面， 为边坡失稳 的滑移控制 面， 边坡前缘人 工开挖活动揭露该面， 加剧了滑面的 形成， 导致边坡失稳。 2 前文计算中未考虑水的影响。事实上， 在矿坑位置，古崩塌体与原始地 面 玄武岩 P 2 8 地层 接触面处有泉水出露； 暮车村边坡地下水 还 受村庄 中部水塘等地表 水的补给 ；水也是影 响边坡稳定的重要 因素。表现 为水在坡体 中 维普资讯 云南煤炭 2 0 0 7年第三期 产生较 高的孔隙水压力和动水压 力，加大坡体 的下滑力 ；地下水浮力 ，降低 了坡体 自重所产 生的岩土抗滑摩 阻力；地下水对潜在 滑动面岩 土的软化性能和 水解性能，降低 了滑面土的抗 剪强度 ，促使坡体滑动。 4 ． 2 ． 2 暮车铁矿露天坑人工边坡 的形成是暮车 村边 坡 失稳 的 直接 诱 因。 暮车露天北帮边坡原始地形坡度较缓 ，属 稳定边坡。随着边坡前沿不断的采矿活动，在 边坡 前 沿形 成 了长约 1 3 0 m，宽近 l O O m，深 3 0 m左右的露天矿坑 。露天坑近暮 车村一例 形 成了一人工边坡 ，其 高度约 2 8 m，坡度约 4 2 。 ， 构成 了暮车村边坡坡脚 巨大的临空面。临空面 的形成 。导致边坡应力分布发生改变，坡体 中 潜在滑动面应力更加集中，坡脚处应力集中带 最大剪应力值增 大，边坡后缘也容 易形成张应 力带，从而诱发边坡变形失稳。 4 ． 2 - 3 暮车村地裂缝成 因分析 从前 面对边坡稳定性的验 算也可 以看 出， 暮车露天矿北帮边坡 处于不稳定的状 态。按一 般边坡变形破坏的规律 ，边坡的变形破坏通常 要 经历 下列几 个阶段 蠕滑一拉裂阶段坡脚处应力集中带最大 剪应力值增大，边坡后缘形成张应力带， 后缘 部位 的坡体容易被拉 裂形成与坡面近于平行 的 拉 裂面。拉裂面即地裂缝 以水平位 移为主 ，垂 直位 移较 小或 不明显 。 潜在滑移面贯通剪切阶段随着坡体中潜 在 滑动面应力更加集 中，在 最大剪应 力的作用 下 ，地 裂缝均有 明显的水平位移和垂直位移 。 地裂缝 与潜在滑移面逐步贯通 ，使边坡滑移进 入加速阶段 。 破坏阶段 随着变形的加剧和应 力的进一 步集 中，潜在滑移 面剪切贯通 ，坡体 沿前缘 已 有临空面剪切而出，以达到新的平衡状态。此 阶段通常时间极短 ，对地质环境造成 的破坏也 最为严重。 从 以上的分析及现场的调查来看 ，暮车露 天矿北帮边坡耕地 中的较大规模 的地裂缝为边 坡 变形的主裂缝 ，该条裂缝分布在暮车村与铁 矿矿坑之 间，走 向近 东西，长约 5 0 m，最宽可 达 1 5 e m。垂直位移较小为 l O m m～ 3 0 m m；而暮 车村近矿坑方向的民房地坪裂缝，裂缝宽度在 l m m～ 5 m r a左 右 ，延 伸 长度一般 在 3 m～ 6 m之 间。一般 落差不明显 ；裂缝一般呈锯齿状 ；裂 缝 宽度在逐渐加 大；这些特征说 明；边坡 变形 正处于初期 变形阶段 蠕滑一拉裂阶段。 换 言之 ，暮车村耕地的大裂缝及暮车村近 矿坑方向的民房地坪裂缝属于暮车村边坡初期 变形阶段即蠕滑拉 裂阶段的拉张裂缝或受牵 引作用形成的拉张裂缝 。如果任 由边坡 变形延 续 。将最终导致滑移破坏，酿成严重地质 灾情。 5分 析 结论及 建议 5 ． 1结 论 1 、暮车露天矿北帮边坡是一滑塌边坡 ，即 由古崩塌体构成的边坡。在 自然情 况下 ，暮车 露天矿北帮边坡采矿前 由于地形平缓 ，坡度小 于 5 o ，坡体地层结构较密实，处于稳定状态之 中。 2 、 在 目前暮车露天矿北帮边坡边界条件 的 人 为改 变下 ， 边 坡 处于不稳 定状 态 ， 为 失稳 边坡 。 3 、导致暮车露天矿北帮边坡失稳的主要 因 素有 1 崩塌体、地 下水等复杂的工程地质环 境条件是导致暮车露天矿北帮边坡 失稳的地质 基础 。 2 暮车露天矿北帮人 工边坡的形成是暮 车村 边坡 失稳 的直接 诱 因。 4 、暮车露天矿北帮边坡变形正处于初期变 形阶段 蠕滑拉 裂阶段 ；如果任 由边坡 变形 延续，将最终导致滑移破坏 ，酿成严重地质 灾 情。 5 、暮车村耕地的大裂缝及暮车村近矿坑方 向的民房地坪 裂缝属 于暮车露天矿 北帮边坡初 期 变形阶段即蠕 滑一拉裂阶段的拉张裂缝或受 牵引作用形成的拉 张裂缝。 5 ． 2 建议措施 1 、由于目前暮车露天矿北帮边坡处于不稳 定状态，随着时间的推移，裂缝和变形破坏还 会加剧，因此，对于地表应加强观测 特别是 在雨季 ，以免发生房屋倒塌造成生命和财产的 损 失。 3 5 维普资讯 特殊条件下的一次微差爆破方法实验 特殊条件下的一次微差爆破 方法实验 小龙潭矿务局布沼坝露天矿 吴昌红 顾晓斌 摘要 特殊条件下，爆破参数的确定 ， 爆破 器材 的确定 ，爆破 方法确 定，爆破效果分 析。 关键词 特殊条件微 差爆破方法 实 验 一 、概 述 由于南盘江从东西方向穿过矿区．将矿 区 分为南北两部分 ，江北部分为小龙潭 露天矿 ， 江南部分为布沼坝露天矿 。布沼坝露天矿生产 规模不断扩大，2 0 0 3年生产能力为 4 6 0多万 t ， 剥采 比为 1 ． 3 3 6 m 3 ／ t ，2 0 0 4年生产能力为 5 2 0多 万 t ，剥采 比为 1 ． 5 2 3 m 3 ／ t 。煤 层埋 藏条件 是 ， 每向南 帮推进 5 0 m，煤层埋 深增加 8 m左右 ， 为 了缓解采煤工作面紧张局面，提供更多的可 采煤量 。矿务局决定从矿坑底 9 9 1 水平降段至 9 7 6水平 ，降段 1 5 m，采装设备 主要是 E X 3 3 0 液压反铲两台，要在 3个月内完成开挖一个东 西 宽 1 5 0 m，南北 长 1 7 0 m，为水泵 房的建设 ， 水泵的安装等创造条件 ，为明年 的防洪工作提 供保证。 二 、特殊 条件 特 殊 条 件 指 爆 破 区 域 环 境 复 杂 ，距 重 要 --4 -一 - 4 -- - 4 -一 - 4 -- -I -- -I -“ 4 -- - 4 -- - 4 -- -I -- -I - 的生 产设施距离 较近而且爆 破作业对 象为水 下 爆破 等 。水 面至孔 口的距 离 为 2 0 --5 0 e m， 所放 置 的爆破器 材均在水 面 以下 。所 以属水 下 爆破 作业 ，也 就是 特殊 条件 下爆 破作业 。 褐煤 性脆 ，层 理 、裂 隙较 发育 ，属含 水层 ， 线切 割 阻力 为 1 2 0 k g f ／ c m，硬度 普 氏系数 f _ 4 4． 5。 三 、爆破参 数的选择 和确 定 1 、孔 径 由于 矿 区所 采 用 电煤 钻 的钻 孔 直 径 为 D 1 2 0 mm，所 以孔 径 D 1 2 0 m m。 2 、台阶高度和台阶倾角 由采装 设备下 挖条 件确定 的台 阶高度 有 7 ． 5 m、6 ． 0 m两种 ，台阶倾角大于 7 5 。 。 取台阶高度 H 7 ． 5 。a 7 5 。 进行其它参数的 计算和选择 。 3 、底盘抵抗线的确定 ①由图 1 可知，wl 3 ． 5 4 ． 0 m， 取 B 4 ． 0 m 2 、对 于暮 车村边坡失稳 的治理 ，可采取 如 下措 施 1 露天边坡应进行规 范设计 ， 在边坡后缘 的农 户应搬 离不稳定边坡 范围，确保采矿安全 生产 ； 2 对暮车露天矿北帮边坡采取抗滑 支挡 措施 ． 以保证村庄所在坡体 的稳定； 3 对露天矿坑进行回填反压，恢复原始 地 形。 “ -3然．以上方案应作技术经济比较后再作 出决策。 3 、由于边坡 变形滑移对水特别敏感 ，而暮 车村又处在失稳坡体的上方 ，建议暮车村对排 水设施作出一定的处理，以避免地表水直接渗 透坡体 。对地面裂缝应进行填埋 ，防止地表水 下渗。 参考 文献 [ 1 ] 国土资源部． 建设用地地质灾害危险性 评估技术要求 试行 ， 1 9 9 9 [ 2 ] 云南省国土资源厅． 关于印发云南省矿 山地质灾害危 险性评估技术要求 试行 的通知， 20 0 3 维普资讯