甘肅省礦山地質(zhì)特征及地質(zhì)災(zāi)害的治理措施探討

李大彥，王 毅

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

礦產(chǎn)資源的地下開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，形成地面形變與沉陷等災(zāi)害現(xiàn)象，對礦區(qū)周邊建筑物、地下管線、農(nóng)田等都會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)與破壞，造成一系列生態(tài)環(huán)境問題和生命財(cái)產(chǎn)損失，下文主要針對甘肅省礦山地質(zhì)特征及地質(zhì)災(zāi)害治理措施進(jìn)行探討和研究，希望能為該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供一些參考價(jià)值[1]。

1 礦山地質(zhì)災(zāi)害形成條件

趙河溝屬于甘肅省龍南成縣管轄范圍，該區(qū)氣候特點(diǎn)為溫帶濕潤氣候，呈現(xiàn)四季分明的特點(diǎn)，冬季干旱少雨，夏天的雨水較多，特別是暴雨天氣主要集中在夏季，尤其是7-9月份，達(dá)到了700mm的年平均降水量，24h最大降雨量在平均75.0mm作用，1h最大降雨量在55.5mm，這些都明顯的高過隴南地區(qū)泥石流的發(fā)生指標(biāo)。該區(qū)流域水文特征非常的迅猛，不僅上張快，而且降落也快，存在非常大的水位流量變化[2]。區(qū)內(nèi)山高坡陡，構(gòu)造比較發(fā)育，存在大量的礦石破碎。同時(shí)該區(qū)一直存在采礦工作，采砂活動(dòng)以及災(zāi)后重建的工作，極大的增加了礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生率，尤其是2010年8月12日和2011年8月17日發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，不僅破壞嚴(yán)重，而且是歷史最大，引發(fā)非常大的經(jīng)濟(jì)損失，還造成大量人員傷亡，嚴(yán)重影響到該區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 礦山地質(zhì)災(zāi)害特征

災(zāi)害發(fā)生的頻率和規(guī)模:每年礦區(qū)內(nèi)都有泥石流情況的發(fā)生，多是小規(guī)模的，規(guī)模較大的泥石流主要發(fā)生在2010年8月12日和2011年8月17日不僅破壞嚴(yán)重，而且是歷史最大，引發(fā)非常大的經(jīng)濟(jì)損失，還造成大量人員傷亡，嚴(yán)重影響到礦企的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。泥石流性質(zhì):依照本溝泥石流容重，并對8·12特大泥石流發(fā)生情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究，并利用有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，通過加權(quán)平均綜合取值，對區(qū)泥石流容重進(jìn)行確定為1.50t/m3，為稀性泥石流溝道。

3 地質(zhì)災(zāi)害的流形成機(jī)制

支溝侵蝕型:依照勘查發(fā)現(xiàn)，泥石流堆積物以及坡積物和滑塌體在各個(gè)支溝之內(nèi)非常的豐富，受水流的影響不斷沖切以及侵蝕，并存在非常嚴(yán)重的溝岸坍塌情況，如果在暴雨侵蝕情況下，便會(huì)出現(xiàn)非常大的洪水，出現(xiàn)侵蝕沖刷，在洪流之中卷入大量的礦體邊坡碎石發(fā)展成泥石流。

主溝匯流下切型:共有24條支溝共同組成趙河溝主溝，洪積物在支溝中不斷地進(jìn)行沖刷和堆積，存在非常多的固體松散物質(zhì)。受暴雨的影響，山洪通過支溝匯集與主溝之內(nèi)，大大增加了主溝的流量，更使其沖刷力得到進(jìn)一步提升，將積累的松散固體物質(zhì)進(jìn)行啟動(dòng)，一并在洪流中卷入，形成泥石流，傾瀉而下。

4 礦山地質(zhì)災(zāi)害防治方案和改進(jìn)措施

4.1 防治原則

通過綜合性的措施，來對礦山地質(zhì)災(zāi)害的形成各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行治理，加強(qiáng)治理工程的建設(shè)與實(shí)施，對泥石流的強(qiáng)度與規(guī)模等進(jìn)行有效地控制，綜合分析該泥石流的形成以及其流動(dòng)和堆積情況，治理過程中必須要將下面的原則進(jìn)行認(rèn)真的落實(shí)。①全面規(guī)劃，綜合治理。泥石流的形成非常的復(fù)雜，存在多種成因，所以治理泥石流應(yīng)當(dāng)對其堆積以及流通和形成等進(jìn)行充分考慮，開展全面的規(guī)劃以及系統(tǒng)的治理，這樣才能達(dá)到良好的防治效果。②攔排結(jié)合。對于支溝的治理應(yīng)當(dāng)通過攔擋措施進(jìn)行治理，在主溝位置進(jìn)行排導(dǎo)，或者固定主溝等。③溝坡兼治，以治溝為主。泥石流是通過溝道而流動(dòng)形成的，利用治溝措施，不僅能夠?qū)⒛嗍鞯牧魍ㄒ约靶纬蛇M(jìn)行阻止，同時(shí)還能達(dá)到固溝和穩(wěn)定坡面的效果，有效的控制固體物質(zhì)的來源，對泥石流起到防治的效果。

4.2 防治方案

對該泥石流情況進(jìn)行綜合分析前提下，依照治理的目的以及任務(wù)和原則，各種特征進(jìn)行全面考慮，并對地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)生區(qū)域工程治理的費(fèi)用進(jìn)行核算，將攔擋以及防沖和排導(dǎo)工程進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用開展該泥石流的治理工作，將攔擋壩4道設(shè)置于主溝之內(nèi)，防沖檻設(shè)置13道，排導(dǎo)堤3939m以及便橋3座，將攔擋壩13道設(shè)置于支溝之內(nèi)，防沖檻設(shè)置10道，排導(dǎo)堤515米。

4.3 改進(jìn)措施

設(shè)置攔擋壩:分析攔擋壩前有積水壩前后存在沖刷的特征，對治理措施進(jìn)行改進(jìn)。①為了有效地應(yīng)對壩前積水問題，平齊與現(xiàn)在地面進(jìn)行泄水涵洞進(jìn)水口進(jìn)行一定坡度設(shè)計(jì)，為7%的坡率。②過壩之后水體存在非常大的落差，對壩體的沖刷較為嚴(yán)重，易因引發(fā)基礎(chǔ)懸空。較陡坡降以及較窄坡降支溝，將防沖檻以及副壩修筑于壩體下游15m～20m位置上，避免引發(fā)溝床下切；較緩坡度以及較寬的主溝，將護(hù)坦修建于壩體背水位置上，并進(jìn)行1：0.07的坡率設(shè)置于下游方向上，避免對壩體基礎(chǔ)形成沖刷。③壩肩會(huì)受到壩體兩側(cè)坡面匯水以及壩體攔擋回流水的沖刷，易有落水洞形成于溝岸和壩體相互交接的部位上，對壩體的穩(wěn)定性造成很大影響。建議將側(cè)墻修筑于壩體的兩側(cè)位置上，不僅對壩體兩側(cè)的坡腳進(jìn)行固定，同時(shí)也能避免水體側(cè)蝕壩體。

防沖檻：松散堆積物在溝坡坡面以及堆積物在溝床具有非常大的儲(chǔ)量，存在嚴(yán)重的下切特征。利用防沖檻固溝效果，使溝床的侵蝕面發(fā)生抬高，并能將溝床給拓寬，對溝床的比將進(jìn)行調(diào)緩，有效的控制泥石流的流動(dòng)速度，使對岸的沖刷也有效的減少，水流的搬運(yùn)與沖蝕作用也會(huì)得到有效的控制，使得泥石流的流量以及泥沙量得到有效的控制。此次針對該泥石流防治進(jìn)行了以下優(yōu)化措施。

①將清水溢流口和洪水溢流口設(shè)置在防沖檻上，平常利用清水溢流口進(jìn)行長流水，遇有下雨情況，水量會(huì)在溝內(nèi)迅速增加，便可利用洪水溢流向下游排泄。②因研究礦區(qū)周邊的河溝不僅寬而且緩，在發(fā)生“8·12”地質(zhì)災(zāi)害之前，趙河村以及太山村范圍之內(nèi)都是耕地區(qū)域，此次在家宴出露山體位置上機(jī)械能溢流口設(shè)置，不僅將溝岸受小泥石流的沖刷得到有效控制，而且又能利用防沖檻達(dá)到固溝效果。

排導(dǎo)堤：因便橋沒有較高的防洪標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，會(huì)將大量的石塊以及樹木阻擋在這個(gè)位置上，對泥石流的去路給阻斷，溝道被泥石流快速的滿過，對礦區(qū)周邊的居民房屋以及耕地和道路等造成很大的破壞。此次將左側(cè)護(hù)岸外側(cè)進(jìn)行3m的人行通道設(shè)置，并將3座公路橋設(shè)置于排導(dǎo)堤段位置上，這對礦區(qū)周邊地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)有著非常重要的意義。

5 結(jié)論

文中詳細(xì)分析了甘肅省礦山地質(zhì)災(zāi)害形成條件以及發(fā)育情況與基本特征，有效的改進(jìn)了溝道防護(hù)工程，建成后的工程，可以有效的消除對礦區(qū)周邊居民生產(chǎn)與生活的威脅。通過本為研究為相關(guān)工程的開展提供了有效的指導(dǎo)作用。