摘要：矿区内赋矿地层为奥陶系中统妖魔山组，矿区自北往南分为①、②两个矿组，共11个矿层。矿区现状分布2处生活办公区；露天采场1处；2个排土场；腰泉工业场；矿区道路；运输破碎系统；炸药库及水源地。占用土地类型为草地及林地，破坏方式为挖损和占压，破坏程度为严重—较严重。矿区内发育有6处不稳定斜坡，主要由人工堆渣和石灰岩组成，由于高度过大，坡度过陡，在地震、降雨、爆破及运输车辆震动等外荷载作用下，坡面可能变形失稳产生滑坡、崩塌灾害。对不稳定斜坡底部采用挡土墙进行支挡，顶部采用主动防护网进行防护，清除不稳定斜坡坡面上的表层浮石，预防地质灾害发生。

　　关键词：肃南县；西沟石灰岩；地质灾害评估；地质灾害防治

　　1矿区地质环境

　　矿区内地层较为简单，主要为奥陶系中统妖魔山组和第四系全新统。妖魔山组主要岩性为石灰岩、硅质岩、硅质灰岩等，该套岩层矿区出露长约1200m，宽约500m，厚约420m，倾向180°~230°，倾角45°~60°；全新统主要岩性为松散的粉土和碎石土。

　　矿区内发育有一组斜切的逆冲压性断裂构造—走廊南缘大断裂，走向近于北西—南东向，该断裂形成时期为志留纪末期，即加里东运动的主幕所形成。

　　2矿体地质

　　2.1矿体特征

　　矿体赋存与奥陶系中统妖魔山组地层中，呈单斜层状产出，倾向180°~230°，倾角在地表45°~60°，矿层总体产状变化不大，较稳定。矿区自北往南分为①、②两个矿组，共11个矿层，目前开采矿体主要为①矿组O26、O27、O28、O210、O211、和②矿组O213六个矿层。

　　O26矿层。主要由灰-深灰色中-厚层状细晶灰岩组成，位于矿区北部05勘探线~25勘探线，控制长度290m，控制厚度14.8m~43.46m，平均24.73m，厚度变化系数(V)43.77%，厚度变化较稳定。呈层状产出，控制斜深346m。该层北部多为人工堆渣，厚度较大，无法采集样品，故其北部边界未能控制。矿层在9勘探线北部有一千枚岩夹层，夹层厚约20m，长约60m，呈透镜状产出。

　　O27矿层。主要由深灰-灰黑色薄层细晶灰岩组成，位于矿区北部04勘探线~15勘探线，控制长度583m，控制厚度19.23m~51.44m，平均31.42m，厚度变化系数(V)24.85%，厚度变化稳定。该层在34勘探线附近各有1条夹层，形态呈透镜状，长约50m，厚约5m，岩性为绢云母钙质千枚岩和硅质灰岩等。

　　O28矿层。主要由深灰色薄-厚层细晶灰岩组成，位于矿区开采平台北部，贯穿01勘探线~17勘探线，控制长度大于843m，控制矿层厚20.07m~143.14m，平均89.61m，厚度变化系数(V)40.45%，厚度变化较稳定。受F42、F8和F13断层影响矿层形态不完整。矿层内部夹有3条千枚岩非矿夹层，分别位于25、29勘探线和16勘探线~17勘探线，夹层形态呈透镜状。

　　O210矿层。主要由深灰-黑色细晶灰岩组成，因为断层切割不连续分布，分别位于01勘探线~07勘探线和14勘探线~33勘探线南部。控制长度401m，控制矿层厚1.79m~83.39m，平均厚25.42m，厚度变化系数(V)93.42%，厚度变化不稳定。由于该层西部灰岩多相变为千枚岩夹凝灰岩，同时又受到F42、F8和F13断层影响，故厚度变化较大。

　　O211矿层。由浅灰-灰白色条纹状细晶灰岩组成，位于矿区开采平台东南部边缘13勘探线~18勘探线，控制长度310m，控制的厚度16.86m~42.23m，平均厚29.96m，厚度变化系数33.11%，厚度变化稳定。矿体内部结构简单，无夹层分布。

　　O213矿层。位于矿区南部，由TC36、TC37控制，控制长度50m，控制矿层厚13.75m~30.05m，平均厚21.90m，厚度变化系数(V)52.63%，厚度变化较稳定。

　　2.2矿石特征

　　矿石中主要矿物成分为方解石(85%~98%)，其次为白云石(0~12%)和石英(0~5%)，另外还有少量黏土和铁质。

　　方解石。细晶状，颗粒大小0.05mm~0.25mm，颗粒间呈紧密镶嵌状排列。

　　白云石。细晶状，自形程度较高，粒径0.05mm~0.1mm，常混杂于方解石中，偶尔呈团粒集合体混杂于方解石中。

　　石英。呈粒状，粒径0.03mm~0.06mm，多零散分布于岩石中，也有呈集合集状分布的。

　　黏土、铁质。呈粉末状混杂于岩石中。

　　3矿区现状及破坏土地类型

　　该矿山已开采多年，矿区现状分布2处生活办公区；露天采场1处；2个排土场；腰泉工业场；矿区道路；运输破碎系统；炸药库及水源地。特征描述如下。

　　(1)生活办公区对地形地貌景观的影响和破坏。矿区2处生活办公区，包括办公楼、宿舍楼、食堂、车库、设备库房、锅炉房等建筑，占地面积17.66hm2。对局部的微地貌形态造成破坏。生活办公区对所在区域原生的地形地貌景观影响和破坏程度较严重。

　　(2)露天采场对地形地貌景观的影响和破坏。露天采场共1处，采用露天台阶式开采方法，台阶平均高度12m，穿孔深度14m。采场现已形成固定帮台阶为3368m~3344m、3344m~3320m、3320m~3296m，开采平台为3296m~3284m、3284m~3272m、3272m~3260m。现状露天开采面积约59.98hm2。对局部的微地貌造成破坏。露天采场对矿区原生的地形地貌景观影响和破坏程度严重。

　　(3)排土场对地形地貌景观的影响和破坏。西沟矿区有2个排土场，分别位于采场南侧(目前高约250m)和北侧(目前高约400m)，均为边坡形排土场，目前已分别堆存408万m3和2350万m3。对局部的微地貌形态造成破坏。现状排土场对矿区原生的地形地貌影响和破坏程度严重。

　　(4)腰泉工业场地对地形地貌景观的影响和破坏。腰泉工业场地位于采场东北侧约12km处，包括筛分系统、皮带运输系统、露天储矿仓、成品装矿溜口。占地面积38.39hm2，对局部的微地貌形态造成破坏。腰泉工业场地对原生的地形地貌景观影响和破坏程度严重。

　　(5)矿区道路对地形地貌景观的影响和破坏。矿山现有一条矿区道路，矿山道路采用环形山路，为单车道，路面宽度6.0m，最小内缘转弯半径6m，占地面积约1.23hm2；生产道路为原地整平压实，上覆混凝土而成，占地面积约3.52hm2。矿山道路依地形而建，路面较为平整，对矿山原始地形地貌景观破坏较严重。

　　(6)运输破碎系统对地形地貌景观的影响和破坏。破碎系统包括粗破碎系统(一台sp900旋回破)和中破碎系统(一台2200圆锥破)，依山而建，均处于3100m地表，占地面积约3.38hm2。矿石胶带运输系统由1条胶带机组成，运输总距离约13115.15m，占地面积约1.43hm2。运输破碎系统总占地面积约4.81hm2，对局部的微地貌形态造成破坏。运输破碎系统对所在区域原生的地形地貌景观影响和破坏程度严重。

　　(7)炸药库及水源地对地形地貌景观的影响和破坏。炸药库及水源地位于采场东南侧沟谷内，包括炸药库、硝铵库、雷管库、万立方米蓄水池及2口供水井，占地面积11.26hm2，对局部的微地貌形态造成破坏。炸药库及水源地对原生的地形地貌景观影响和破坏程度较严重。

　　4矿山地质灾害现状评估

　　西沟石灰石矿现状条件下在评估区范围内发育的地质灾害主要为不稳定斜坡，评估区内现状发育6处不稳定斜坡。

　　4.1不稳定斜坡基本特征及形成原因

　　评估区共发育有6处不稳定斜坡，编号分别为X01、X02、X03、X04、X05、X06。

　　经现场实地调查，评估区内发育的6处不稳定斜坡高陡，主要由人工堆渣和石灰岩组成。人工堆渣主要为碎石土，其物质结构松散，干燥，具大孔隙，降水易入渗；石灰岩节理裂隙发育，表层岩体破碎，呈破裂状结构，岩层产状为200°∠50°。坡体结构松散，利于降水入渗，增加坡体荷载。由于高度过大，坡度过陡，在地震、降雨、爆破及运输车辆震动等外荷载作用下，坡面可能变形失稳产生滑坡、崩塌灾害。

　　4.2不稳定斜坡稳定性评价

　　矿区内6处不稳定斜坡临空条件良好，坡脚处均无地表径流对其冲刷，岩体干燥，不稳定斜坡坡度均大于45°，坡面基本无植被。除X05、X06不稳定斜坡已局部挂主动防护网外，坡脚均无支档措施，局部坡面小型崩塌发育，坡脚散落有大块石；不稳定斜坡特征如下：

　　X01不稳定斜坡位于采场西侧固定帮，坡脚临空性良好，无地表径流冲刷，坡度大于50°，无支护措施。坡体平均坡度大于55°，未发现小型崩塌，存在软弱结构面；坡肩未发现变形迹象，无积水，也不存在积水地形，斜坡稳定性较差。

　　X02不稳定斜坡位于采场东侧固定帮，坡脚临空性良好，无地表径流冲刷，坡度大于50°，无支护措施；坡体平均坡度大于50°，未发现小型崩塌，存在软弱结构面；坡肩未发现变形迹象，无积水，也不存在积水地形，斜坡稳定性较差。

　　X03不稳定斜坡为露天采场3260m水平临时边坡，坡脚临空性良好，无地表径流冲刷，坡度大于60°，无支护措施；坡体平均坡度大于60°，未发现小型崩塌，存在软弱结构面；坡肩发育小型裂缝，未发现变形迹象，无积水，也不存在积水地形；斜坡稳定性较差。

　　X04不稳定斜坡位于北排土场所在斜坡，坡脚临空性良好，无地表径流冲刷，坡度大于45°，无支护措施；坡体平均坡度大于45°，坡面上局部发育小型裂缝，存在软弱结构面；坡肩发育小型裂缝，未发现变形迹象，无积水，也不存在积水地形；斜坡稳定性较差。

　　X05不稳定斜坡位于卷扬机站所在斜坡，坡脚临空性良好，无地表径流冲刷，坡度大于50°，已局部挂网；坡体平均坡度大于50°，未发现小型崩塌，存在软弱结构面；坡肩未发现变形迹象，无积水，也不存在积水地形；

　　X06不稳定斜坡位于破碎系统所在斜坡，坡脚临空性良好，无地表径流冲刷，坡度大于50°，已局部挂网；坡体平均坡度大于50°，未发现小型崩塌，存在软弱结构面；坡肩未发现变形迹象，无积水，也不存在积水地形；斜坡稳定性较差。

　　4.3地质环境影响程度评价

　　受不稳定斜坡威胁的主要对象是采矿机械设备、驾驶员、矿区道路过往车辆行人等以及坡脚的矿山工作人员，受威胁人数5人~10人，可能造成的直接经济损失300万元~500万元。综合评估矿区内6处不稳定斜坡危险性中等，发生灾害的可能性均为较大，主要影响矿山工人和机械设备，威胁人数小于10人，造成的损失小于500万元。根据矿山地质环境影响程度分级，可判定现状条件下，6处不稳定斜坡对矿山地质环境影响程度均为较严重。

　　4.4矿山地质灾害预测评估

　　地质灾害危险性预测评估，包括矿山建设和运行过程中可能遭受地质灾害的危险性预测评估，以及矿山建设与矿山开采过程中可能引发、加剧地质灾害的危险性预测评估。

　　随着矿山建设工程的运行和采矿活动的持续进行，将对原有地质环境产生影响和破坏，可能引发新的地质灾害，并加剧已有的地质灾害。由于本矿山各场地地质环境条件和工程活动特点基本相同，其工程活动可能引发或加剧的地质灾害类型和危险性也相同。矿区道路已修筑完善，办公、工业场地和雷管炸药库后期工程活动少，不会引发或加剧地质灾害。因此地质灾害预测评估主要从矿山开采加剧和引发两个方面进行预测评估。

　　(1)采矿活动加剧露天采矿边坡地质灾害的评估。由于后期开采过程中采矿权范围逐渐扩大，根据矿山开发利用方案中露天开采终了境界，采矿活动使得前期开采形成的2处临时人工边坡(X03、X04)逐渐消失。在后期矿山开采过程中，随着露天开采向着矿山深部的进行，露天采矿边坡的高度将会进一步增加，2处固定帮边坡(X02、X01)稳定性将会降低，且露天开采爆破震动将会进一步加剧边坡的不稳定性，故后期开采过程中露天采坑边坡稳定性较差，发生崩塌滑坡灾害的可能性较大，发生崩塌、滑坡的规模为小型。但由于矿区地处人员较少，采坑边坡发生崩塌、滑坡主要威胁采矿人员和采矿机械，预测威胁人数约15人~30人，威胁财产约200万元~300万元，损失为中等。故预测后期露天开采加剧采坑边坡产生崩塌、滑坡对矿山地质环境影响较严重。

　　(2)采矿活动加剧排土场边坡地质灾害的预测评估。在后期开采过程中，随着矿山开采向矿山深部的进行，开采出的废石将逐渐增多，废石将堆放在北排土场，导致随排土场高度逐渐下降，排土场边坡(X05)稳定性将会降低，且露天开采爆破震动将会进一步加剧边坡的不稳定性，故后期开采过程中排土场边坡稳定性较差，发生崩塌、滑坡灾害的可能性较大，发生崩塌、滑坡的规模为小型。但由于矿区地处人员较少，排土场边坡发生崩塌、滑坡主要威胁采矿人员和采矿机械，预测威胁人数约3人~5人、财产约100万元~200万元，损失为中等。故预测后期露天开采加剧排土场边坡产生崩塌、滑坡对矿山地质环境影响较严重。

　　(3)工程建设加剧矿区道路边坡地质灾害的预测评估。X06不稳定斜坡规模均为小型，发生崩塌灾害的可能性较大，受不稳定斜坡威胁的主要对象是矿区道路上的过往车辆行人等以及坡脚的矿山工作人员，受威胁人数3人~6人，可能造成的直接经济损失150万~200万，可能造成的损失中等。根据矿山地质环境影响程度分级表，预测X06不稳定斜坡对矿山地质环境影响程度较严重。

　　5矿山地质灾害治理

　　根据地质灾害现状评估和预测，可知矿区内存在的地质灾害类型主要为矿山道路2处不稳定斜坡地质灾害、露天采场最终边坡2处不稳定斜坡地质灾害、露天采场临时边坡2处不稳定斜坡地质灾害，因此，要采取必要的预防措施减少或避免矿山地质灾害的发生。

　　对不稳定斜坡底部采用挡土墙进行支挡，顶部采用主动防护网进行防护。清除不稳定斜坡坡面上的表层浮石，预防崩塌、落石等造成灾害，不稳定斜坡底部修建挡土墙进行支挡，同时加强斜坡变形监测，通过地面观察、变形测量等手段监测斜坡位移、裂缝变形，建立汛期巡查制度。

　　设计挡土墙为高4.3m(含基础)的浆砌块石挡土墙，其中基础埋深为1.3m，地面上高3.0m，顶宽为0.5m，墙顶做厚20cm的C25混凝土压顶，墙胸坡比为1：0.3，背坡比为1：0.1，墙底设0.2：1的反坡。墙体采用M10浆砌块石。在距地面0.5m处起设置1排~3排泄水孔，孔径为110mm，材料为PVC管，坡率5%，泄水孔横向间距2.0m，竖向间距1.5m，呈梅花形布置，泄水孔以下填筑厚30cm的粘土(压实)，墙背填筑厚30cm，直径2mm~5mm的砾石反滤层。间隔10m设伸缩缝，缝宽2.0cm，缝内填塞浸沥青木板条。基地采用0.2m厚2：8水泥土垫层。

　　设计采用主动防护，主动防护为GAR2型环保网：钢绳锚杆+铁丝网。纵横交错的φ16横向支撑绳和φ16纵向支撑绳与4.0m×4.0m正方形模式(边沿局部根据需要有时为4.0m×2.0m)布置的锚杆相联结并进行预张拉，支撑绳构成的每个4.0m×4.0m(或4.0m×2.0m)，网格内铺设一张DO/08/300/4×4m(或4×2m)型钢丝绳网，每张钢丝绳网与四周支撑绳间用缝合绳缝合联结并拉紧，该预张拉工艺能使系统对坡面施以一定的法向预紧压力，从而提高表层岩土体的稳定性，尽可能地阻止崩塌落石的发生并将小部分落石限制在一定的空间内运动(GPS1和G AR1型为部分阻止崩塌落石的发生并将落石限制在一定的空间内运动)，同时，在钢绳网下铺设小网孔的SO/2.2/50型格栅网，以阻止小尺寸岩块的崩落或限制局部岩土体的破坏。

　　由于岩体风化强烈，节理裂隙发育，加之勘察精度的限制，主动防护网间的随机锚杆位置无法明确给出，因此在施工的过程中由设计方与施工方协调进行动态设计确定随机锚杆位置

　　6结论

　　(1)石灰岩矿地层出露简单，以奥陶系中统妖魔山组为主，主要岩性为石灰岩、硅质岩、硅质灰岩等，是矿区主要含矿地层。矿区自北往南分为①、②两个矿组，共11个矿层，目前开采矿体主要为①矿组O26、O27、O28、O210、O211和②矿组O213六个矿层。

　　(2)矿区现状分布2处生活办公区；露天采场1处；2个排土场；腰泉工业场；矿区道路；运输破碎系统；炸药库及水源地。占用土地类型为草地及林地，破坏方式为挖损和占压，破坏程度为严重—较严重。

　　(3)矿区内发育有6处不稳定斜坡，主要由人工堆渣和石灰岩组成，由于高度过大，坡度过陡，在地震、降雨、爆破及运输车辆震动等外荷载作用下，坡面可能变形失稳产生滑坡、崩塌灾害。

　　(4)对不稳定斜坡底部采用挡土墙进行支挡，顶部采用主动防护网进行防护。清除不稳定斜坡坡面上的表层浮石，预防崩塌、落石等造成灾害，不稳定斜坡底部修建挡土墙进行支挡，因此要加强斜坡变形监测，通过地面观察、变形测量等手段监测斜坡位移、裂缝变形，建立汛期巡查制度，防治不稳定斜坡崩塌。