罗 帅，梁倍源

（浙江省第四地质大队，浙江 绍兴 312000）

矿产资源的开发，不仅提高人民的生活水平，也带动了地方经济发展，促进国民经济水平的提高。但矿山开发也面临一定问题，尤其在地质环境方面存在严重的弊端。在矿山开发过程中，由于一味追求经济效益，不科学的开采策略以及技术手段的欠缺，导致矿山周边地质环境和生态系统被破坏，严重影响周边居民的生活，严重时还会诱发地质灾害，对此，需要采取有效的保护和治理措施，恢复矿山周边的地质和生态环境。为制定高效、有针对性的治理恢复措施，需要确定矿山地质灾害的形成条件以及发展规律，了解矿山地质灾害的影响因素和破坏程度的差异性，提前对不同类型的地质灾害进行预警，最大程度地降低地质灾害风险和破坏力，减少矿山地质灾害带来的危害[1]。因此，本文对矿山地质灾害形成条件以及发育规律进行研究，为地质防护和治理提供理论参考。

1 矿山地质灾害形成条件

根据对以往矿山地质灾害的调查和研究，可将其形成条件区分为自然因素和人为因素，多数情况下，地质灾害是在二者共同作用下形成的，下面对其进行具体说明。

1.1 河流侵蚀作用

矿山的地层演变与地质构造的形成，离不开河流和坡谷的演变。在河流不断侵蚀的过程中，会诱发滑坡和崩塌等地质灾害。根据地层运动时期，可以将河流侵蚀作用，分为以下三种类型：下方侵蚀、侧方侵蚀和溯源侵蚀。在地层向上运动阶段，侵蚀进准面下降，此时下方侵蚀作用为主导；在地层稳定阶段，侧方侵蚀作用为主导；在上述两个阶段中，均有溯源侵蚀作用对地层产生影响。侧方侵蚀作用对坡谷造成强烈的冲击力，坡体受到冲击作用力，当所受的冲击作用力大于坡体抗滑力时，坡体易出现失稳现象从而导致滑坡灾害[2]。下方侵蚀作用不断向下冲刷河道和坡谷，形成的裂隙陡峭且狭窄，易出现崩塌灾害。溯源侵蚀作用导致河流源头不断向矿山中心区域延伸，切割坡谷平坦区域地层，切割速度快，进而诱发滑坡灾害。

1.2 降雨作用

降雨作用对地质灾害的形成具有重大影响，其作用机理主要为以下几种类型。首先，降雨增加坡体重量，在降雨量高的区域，容易出现滑坡灾害。降雨量减少了坡体自身的力学强度，承重能力和抗滑能力下降，随降雨量的渗入，坡体滑落的概率增加。其次，矿山地层中常发育节理和裂隙等结构，为矿产资源提供富集空间和流动通道，同时也为降雨渗入矿山地层提供通道，并经由此过程形成地下水。随着降雨渗透作用，雨水与地下水产生水动力压力，并作用于坡体与围岩裂隙，当裂隙贯穿量过大时，出现滑坡灾害的风险增大。然后，雨水渗透进地表，进一步软化泥化夹层等软弱结构层，导致坡体和围岩的稳定性下降，加剧堆积层滑坡的风险。最后，经过降雨补给作用，矿山地区地下水达到新的平衡，地下水通过迁移作用，形成不稳定饱和带，降雨量过大时，不稳定饱和带含水量增大，易形成泥石流灾害。

1.3 冻融作用

在水文地质影响因素中，冻融作用对地质灾害的形成具有周期性影响。现有研究发现，矿山地区温度回升时，有可能出现黄土灾害。其原因在于，温度较低的阶段，液态水会以固态冰的状态长期赋存于矿山地层中，由于冻结作用使矿山坡体和围岩的结构发生变化，坡体和围岩体积膨胀变大，节理和裂隙等地质结构扩张。随温度升高，固态冰熔化为液态水状态，固态时期形成的裂隙通道，加速了液态水渗透，同时破坏了原有的稳定结构，使坡体和围岩强度降低，增大黄土灾害风险。

1.4 地质构造运动

矿山地区资源的形成与富集离不开地质构造运动，一些幅度巨大的构造活动具有继承性的表现。从宏观构造格局上看，地质构造运动在矿山地区形成隆起单元和断陷单元，矿产资源多形成于断陷单元包围的区域。从演化时间上看，地质构造运动一般较为缓慢，这一类构造运动对地质灾害形成的影响较小。但差异性升降运动和地震动力荷载是形成地质灾害的主要原因。

断裂带附近地层具有巨大的落差，为滑坡和崩塌等灾害发育提供了结构空间。地震产生动力荷载，驱动结构松散的坡体和围岩滑落，粉粒级颗粒在达到饱和含水量后，在地震动力作用下，易在地下浅水位和隔水层滑动，进而形成滑坡灾害。

1.5 矿山工程建设与开采

除了上述自然因素外，人类活动也是地质灾害形成的主要原因，具体包括矿山工程建设与矿山开采等。矿山坡脚开挖卸载和坡顶承重堆积等活动，是工程建设形成地质灾害的主要形式。

矿山工程受到矿区地形条件的限制，通常在斜坡和两侧坡谷搭建房屋，并且矿山工程使用大型设施设备，体积和重量都较大，在一定程度上增加了坡体的重量[3]。在矿产资源持续开采的过程中，矿山内部形成临空面和采空区，破坏矿山内部的原始应力平衡，使应力分布严重不均匀。在此条件下，受到外力作用、持续降雨和地表水渗透的影响，容易形成崩塌、滑坡和泥石流等灾害。除此之外，为保障矿山工程的持续进行，还需要建设运输矿山资源的交通道路，其路线一般按河岸和坡谷走向进行规划。为形成运输通道，需要挖掘坡体和坡脚，形成高陡边坡具有不稳定性，有潜在的地质灾害风险。尾矿区域地质结构松散，形成大量人工边坡，支护措施较少，不利于斜坡的稳定性。

2 矿山地质灾害发育规律

2.1 地质灾害的空间展布规律

根据搜集的野外地质调查资料，可以看出地质灾害在空间上，具有明显的分布特征和规律，通常情况下，地质灾害发生在河流带线状区域和断裂带分段区域内，并且在河流上、中、下游的分布情况不同。在河流上游区域，地块隆起明显，河谷下切作用强烈，发育有大型堆积体和滑坡带，地质灾害整体以滑动变形为主。河流中游区域，地形以高山、峡谷和盆地为主，呈阶地式形状发展，地质灾害的形成与人类工程活动密切相关，主要发生断裂和崩塌等灾害。河流下游区域，地层相对高差较小，一般出现小规模的滑坡灾害。经统计，大型地质灾害集中岩河流发育，造成这种现象的原因在于河流临空面为地层变形和运动提供了空间。特别在强烈抬升区，受到流体快速下切作用的影响，坡体和围岩向临空面回弹，当应力超过岩体抗拉强度时，矿上坡体内部出现拉张裂隙，导致地质灾害的出现。断裂带为地质灾害的形成提供了移动空间，随着与断裂带距离的增大，地质灾害出现的次数和规模都逐渐减少。

由上述分析可知，地质灾害在空间上与距河流和断裂带的距离有关，坡度和起伏度高的区域，地质灾害发生的频率相对较高。

2.2 地质灾害的时间展布规律

为研究地质灾害的时间展布特征和规律，以某矿区为研究对象，统计地质灾害的发生次数和时间，如图1所示。

图1 地质灾害发生时间分布图

根据图1可知，矿山地质灾害表现出明显的时间分布规律。地质灾害主要集中发生在2016年7～12月份，这是由于7～8月份为该地区的主汛期，持续性降雨和强降雨较多。通过上文对地质灾害形成条件的研究可知，河流侵蚀作用和降雨作用是产生地质灾害的主要因素，因此，在2016年7～12月份，地质灾害发生次数最多，显著高于其他年份。在2015年和2017年的1～6月份，地质灾害发生次数也较少。综合上述分析，地质灾害在空间和时间分布上均具有一定规律性，根据不同阶段特征，可采取有针对性多措施对地质灾害进行预防和治理。

3 结语

本文主要研究了矿山地质灾害的形成条件和发育规律，为地质灾害预防和治理提供参考依据。本文研究虽然取得一定成果，但还存在不足之处，后续可进行更加深入的研究。由于矿山地质条件复杂多变，为准确分析其发育过程和特征，需要建立准确的评价体系和模型，未来可对地质灾害发生次数较多的区域，建立灾害预警和评估模型，得到准确的预测结果，提升矿山工程安全性。