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河北省太行山区蕴藏着多种矿产资源,有金矿、煤矿、铁矿、石灰岩矿等。在矿山开采带来巨大经济效益的同时,也产生大量的废渣。由于矿渣堆放不规则及其与强降雨等的叠加作用,矿渣堆放区经常会发生滑坡、泥石流等矿山环境问题。降雨是诱发矿山地质灾害的主导因素,如果对雨水进行收集利用,可减少或控制雨水径流,不仅可以防止灾害发生,还可解决山区用水问题。因此,本文以河北保定满城灰石矿的矿渣为主要研究对象,采用室内试验和野外调查相结合的方法,探求不同类型及粒级组成的矿渣的降雨入渗特性,进而解决矿区用水及降雨灾害问题,促进矿山生态环境良好发展。研究结果表明:(1)石灰石矿矿粉型矿渣颗粒以粒径2mm-7mm的矿渣为主,占37.23%,该型矿渣堆以细料为主。矿渣的自然状态休止角在30到45度之间,随含水量的增大,其休止角逐渐增大。当降雨使矿渣含水率大于16%时,样品矿渣开始由固态变为流体,造成渣堆的不稳定。(2)随着粒径的增大,矿渣容水度由19.18%增大到35.28%。天然土中,黏土及粉质黏土的容水度较大为22.15%和18.85%,从粉土到碎石土的容水度则随粒径的增大从11.86%增加到14.37%。与矿渣相比,天然土的容水度较小,不考虑渗透速率的影响时,当雨量超过土层容水度,则易形成径流。与天然土相比,矿渣的给水度较大,变化在9%到35%之间,容易将水向下运移。天然土的持水度较大,在1.37%到20.15%之间,容易保存水分,适宜植物生长,因此,可将矿渣和天然土进行配比做基质用于植被恢复,这样既利用了矿渣,也有利于矿山生态环境。(3)各粒径矿渣的渗透系数变化于1.2m/d-126.7m/d之间。矿粉型原状渣堆的渗透系数为100.4m/d,当降雨强度大于100.4m/d时,该灰石矿粉渣堆则会产生径流;天然土中,粘土的渗透系数仅为0.001m/d,碎石土的渗透系数较大,为22m/d,比矿渣的渗透系数明显减小,这与颗粒大小密切相关。相同降雨强度下,只有天然土覆盖的矿山边坡区域则容易形成降雨径流。(4)各粒径的矿渣入渗系数在0.53到0.96之间,天然土的入渗系数在0.28到0.77之间,与矿渣相比较小。土体的入渗系数越大,降雨进入土体就越容易,其含水量就越大,但在休止角试验中结果表明,当土体的含水量足够大时,就会破坏土体的稳定性。(5)矿渣的入渗系数和渗透系数均呈正相关关系,构建出入渗系数与渗透系数的回归方程为:y=0.05941n(x)+0.6357,天然土的入渗系数与渗透系数关系方程为y=0.03521n(x)+0.6455。