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本文在收集相关地质资料的基础上,对灵川县源河湾铅锌矿山进行了详细的野外综合地质调查工作,根据矿山开采现状及未来开采主要是利用已有矿山地面设施及坑道系统,采用平硐开拓方式开采赋存于寒武系边溪组浅变质石英砂岩的88、90及92号铅锌矿体的特点,在研究矿山地质环境条件的基础上,对矿山的地质灾害危险性和防治对策进行了较为深入的研究。
1、基本查明灵川县源河湾铅锌矿地质环境条件。
矿山位于亚热带季风气候区,夏季雨量充沛,年平均气温18.6℃,年平均降雨量约1980.00mm,降雨多集中于4~8月份,年均降雨天数为70~199天,最大降雨量为197.20mm/d。矿山范围内地表水主要是在矿山中部有一条宽约3.0m的小溪由南向北穿过矿山,流量为0.001~0.23m3/s,该小溪是矿山地表水和地下水的主要排泄通道。
矿山内分布的地层主要有第四系残坡积层(Qel-dl)、下泥盆统莲花山组(D1l)及寒武系边溪组(Cb)。铅锌矿矿体赋存于寒武系边溪组浅变质石英砂岩中,矿体直接顶底板为寒武系边溪组浅变质石英砂岩,抗压强度80.00~100.00Mpa,属坚硬岩石,稳固性好。
矿山地下水类型主要为第四系残坡层中的孔隙水及赋存于残坡积层下伏碎屑岩中的基岩裂隙水。矿坑直接充水含水层为寒武系边溪组(Cb)裂隙含水层,该含水层富水性弱~中等。正常情况下矿坑涌水量小于100.00m3/日,最大涌水量为600.00m3/日。
2、基本查明矿山内地质灾害的发育特征,矿山范围内仅发育有1处小型土质滑坡(H1)的地质灾害,滑坡体积为20.00m3,影响矿山公路正常运行,没有造成人员伤亡,直接经济损失小于5.00万元,危害程度小,危险性小。
3、研究表明,矿山建设、开采可能引发的地质灾害有崩塌、滑坡、巷道冒顶与片帮、采空区地面沉陷和泥石流,危害程度小~中等,危险性小~中等;预测矿山建设、开采加剧的地质灾害为已有的小型土质滑坡地质灾害,危害程度小,危险性小;预测矿山建设、开采过程中将继续遭受崩塌、滑坡、巷道冒顶与片帮、采空区地面沉陷、泥石流地质灾害,同时还可能遭受矿坑老窿突水地质灾害,危害程度中等,危险性中等。
矿山前期已修建有公路、矿部、生活区及矿山配套设施等,因修建矿山公路、平整场地形成的挖土边坡,在暴雨时,边坡上部的含碎石粘土吸水变软,土体自重增大,减弱了土体的内聚力,同时雨水沿岩土界面渗透,促使边坡上的土体失稳,可能引发小型土质崩塌、滑坡地质灾害,对矿山公路的危害程度小,危险性小,对矿部、炸药库的危害程度中等,危险性中等。
矿山内88、90及92号铅锌矿体赋存于寒武系边溪组浅变质石英砂岩中,矿体的上覆岩石为浅变质石英砂岩,在未来开采过程中,对埋藏深度为0.00~34.85m的矿体,采空区的形成使其周边一定范围的岩体应力重新分布,导致岩石变形(破坏、移动或崩落),出现地表开裂、下沉或塌陷,但由于矿山范围为荒山林地,地面变形产生的危害较小;对埋藏深度大于34.85m的矿体,在未来开采过程中,地表产生变形的可能性较小。另外,现在88号矿体1280.00m标高以上为采空区,90、92号矿体东面1020.00m标高以上为采空区,这些采空区范围内,现场调查也未发现有地面开裂、地面塌陷等现象,因此,预测矿山建设、生产引发采空区地面沉陷地质灾害的可能性小,危害程度小,危险性小。
矿山矿体和围岩结构致密,均为稳固性较好的岩石,且矿脉厚度较小(平均厚度1.0m),预测矿山开采引发巷道冒顶与片帮的可能性小,危害程度小,危险性小。
矿山范围内雨量充沛,地形切割较强烈,山高坡陡,排碴场就近建于溪沟两岸,矿石和废碴沿坡沟堆放,当排碴场周边没有修建截水排水沟时,排碴场引发泥石流地质灾害的可能性中等,危害矿部、生活区、堆矿场及矿山相关配套设施,危险性中等;当排碴场周边设有截水排水沟时,排碴场引发泥石流地质灾害的可能性小,危害矿部、生活区、堆矿场及矿山相关配套设施,危险性小。
4、在基本查明矿山可能引发、加剧和遭受的地质灾害的基础上,对崩塌、滑坡、巷道冒顶、片帮、采空区地面沉陷、泥石流和矿坑突水等地质灾害提出了具体的防治对策。
对已有的H1滑坡体清除,对因修建矿山公路、平整场地形成的挖土边坡,进行削坡,降低公路边坡坡角,在边坡前缘采用浆砌石护坡,在边坡后缘修建截水排水沟,避免采场边坡引发崩塌、滑坡地质灾害。
选择合理、安全的采选矿方法,加强工作面顶板的管理与支护和维护。对岩石破碎地段,采用锚杆支护、喷射混凝土支护等方法维护采场和巷道的顶板,避免巷道冒顶与片帮。
在采矿过程中,可利用废弃石方及时回填采空区,应合理选择矿层围岩的抗压、抗拉强度,对可能造成塌陷的位置提出预警措施,对现有的建筑和设置采取必要的预防措施。
对矿山内的排碴场,应依地形在排碴场内修建多级阶梯式浆砌石拦碴坝,并在排碴场周边设置截水、排水沟,防止大气降水进入排碴场内。在排碴堆放过程中,要严格控制堆碴高度,并派专人检查拦碴坝的稳定性及堆碴情况,避免堆碴高度超过拦碴坝高度,产生崩塌、滑坡、泥石流地质灾害。