兰坪金顶矿山泥石流.pdf

2 0 0 0年 1月 第 2 9卷第 1期 有色矿山 卜 k f e no u s M i n e s J a n ． ， 2 0 0 0 vo 1 ． 2 9 No． 1 一 兰坪金顶矿 山泥石流 。 争 。 f 陈孟利 昆明勘察设计研冤蘸 一 6 5 0 0 5 6 饲] 肭； 墼 艘坠 [ 摘 要] r 在实地调查的基础一 E ， 对兰坪金顶铅锌矿箭太沟及北r J 沟泥石流作较全面的介绍 和分析。 [ 中田分类号 ] T J ． 6 7 【 文献标识码]A 【 文章编号】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 0 0 1 4 } 0 4 7 4 } 3 T h e d e t r i t u s s t r e a m i n La n pi n g J i n d i n g M i n e CHEN M e n g - l i Ku n mi n g Pr o s p e c t i n g D e s i g n I n s t i t u t e ， Ku n mi n g 6 5 0 0 5 6， C h i n a Ke y wo r d s d e t r i t u s s t r e a m ； ma i n g u l l y ；s l o pe ； wa s t e r o c k a n d e a r t h Ab s t r a c t B a s e d o n t h e p I a c e i n v e s t i g a t i o n， t h e d e t r i t u s s e a m o f Na n d a g u l l y a n d B e i c h a n g g u l l y i n L a n p i n gJ i n d i n g PbZ n Mi n e i s i n t r o d u c e d a n d a n a l y s e d． 兰坪金顶矿区位于滇西纵谷山区7 比 江河 谷东岸， 矿区山高沟深 ． 地势陡峻， 相对高差 6 O O 多米 ， 为中等切割的中山地 区。矿 区气 候属 于温 带 ， 雨 季为 6～9月 ， 年 降雨 量 1 0 0 8 4 3 m m． 雨量充沛集中。从地形及气候 上看为泥石流易发地区。 矿区地表岩层除部分为三迭系坚硬灰岩 外 ， 主要为侏罗系、 白垩系及第三系半坚硬至 软质的砂岩、 泥岩。白垩纪末 以来 ． 矿区构造 运动强烈 ， 岩体松动破碎 ， 风化剧烈。随着近 十几年来开山采矿、 超负荷 的人类活动， 植被 的严重破坏 ， 特别是每年十多万立方米的废 石土排放 ， 矿 山地区南大沟形成 了大型高频 泥石流； 近年来 ， 北厂沟也出现了小型高频泥 石流 ． 见图 1 。 1 泥石流的形成 1 ． 1 南大沟 南大沟源于凤凰山西侧， 汇 水 面 积 约 【 作者简介】 陈孟利 ． 男 ， 工程师。 阁 捌 ／舟 承 l冲淘 圈 1 兰坪盒质矿山泥石漉面圈 3 ． 3 k ， 主 沟长 2 ． 7 k in， 纵坡 坡降平 均 为 1 2 ％， 是讹江的一大支沟。 在沟的中上游 1 ． 4 k in至 2 ． 3 k in段为矿 山影响区段 ， 该段南侧即为矿 区的南厂及西 坡采场 ， 每年露采及坑采排放废石土近 5万 m 3 ， 均随意倾倒在该段沟的南J嘲山坡地带 ， 每当雨季 ． 废石土体饱和后 ， 就形成坡面型泥 石流 ， 同时沟床洪水对坡脚进行掏蚀， 也形成 塌滑型泥石流。 在沟的 2 ． 3 k m处北侧 ． 为架崖山采场的 后阱沟排废场 ． 已堆积松散废石土方量约 3 5 万 ， 并以每年约 l O万 m3 的逢定增加， 由 维普资讯 有色矿山 2 0 0 0在 于部分废石土以自然安息角堆放 ， 未能形成 台阶， 废石土体饱和后 ， 也易形成坡面型泥石 r 流。 在南大沟 1 ． 3 k m处北侧 ， 发育一架崖山 支沟 ， 主 沟 长 约 5 0 0 m， 纵 坡 坡 降平 均 为 2 O ％， 它源于架崖山西侧 ， 该处自然堆放架崖 山采场部分废石土， 遇雨即成坡面型泥石流。 同时， 该地带植被破坏严重 ， 山体破碎， 也易 形成小型山体滑坡型泥石流。 1 ． 2北厂沟 北厂沟源于北厂矿 区西侧 ， 整体发育在 坡度 1 6 。 的大斜坡地带上 ， 汇水面积 1 ． 1 ， 主沟长 1 3 k m， 纵坡坡降平均为 2 5 ％， 坡度 较大 ， 愿沟在地形上表现并不明显 ， 只是由于 B 石流对沟两帮及沟底的侵蚀作用 ， 才使沟 加宽、 加深 ， 形成 现在深 1 0 ～1 5 m， 宽 1 O ～ 2 0 m的“ v ’字形状。北厂沟泥石流源于北厂 坑采排放的废石土体， 在饱和情况下形成的 坡面型泥石流。由于该处废石土量少且汇水 面积小 ， 泥石流最初规模很小 ， 但是， 由于北 厂沟流经的斜坡地带为矿山主干公路， 人类 活动频繁 ， 植被破坏严重 ， 斜坡坡度大， 致使 泥石流下切和侧蚀作用强烈 ， 两侧沟壁物质 不断汇入其中， 从而使泥石流规模逐渐加大。 2 泥石流的输移和沉积 2 ． 1 南大 沟 南大沟泥石流主要由南厂 、 西坡排废 区 形成的泥石流与架崖山采场后阱沟排废场及 其西梗 I 排废区形成的泥石流汇集而成 。 源于架崖山西侧的架崖山沟， 由于纵坡 坡度较大， 泥石流侧蚀下切作用明显 ， 除有个 别巨石 粒径 1 ～3 m 堆积外 ， 无明显的堆积 作用。两侧岩石为第三系泥质砂岩， 在沟床 泥石流掏蚀作用下 ， 两侧沟壁光滑 ， 常见小型 塌滑体痕迹 ， 沟谷主要呈“ v” 字型 ， 局部地段 为窄的“ u” 型 。 ．架崖山支沟在南大沟 1 3 k m处与主沟 汇合 ， 汇合处南大沟沟谷较为开阔， 为一小盆 地 ， 泥石流在此处形成第一沉积区段， 经逐年 堆积现最大厚度达 2 0余米 ， 方量约 5 万 。 在 0 ． 9 ～i ． 3 k m段， 随着岩石由第三系 砂泥岩突变为三迭系坚硬灰岩 ， 掏咎呈“ v” 字型 ， 并伴有跌水台阶， 两侧沟壁 4 ～5 m高 内岩石光滑 ， 泥石流表现为强烈的下切和侧 蚀作用。随后 ， 组成沟谷岩石又变为第三系 砂泥岩 ， 坡度变缀 ， 沟谷 演变为宽“ u” 字形 状 ， 谷底宽 2 0 --3 0 m， 两侧沟壁局部有塌滑体 形成 ， 泥石流表现为侧蚀和堆积作用。经逐 年堆积 ， 厚度达 1 5 m左右， 方量约 1 5万 m3 ， 已完全改变 了原“ V” 字型沟谷形态， 形成 第 二沉积 区段 。 在南太沟出口， 即与 江交汇处 ， 由于地 形变宽， 坡度平缓 ， 泥石流呈放射状散开 ， 形 成一巨大最终堆积扇 ， 堆积扇厚度达 2 0．余 米 ， 前缘已抵 江对岸， 轴长百余米 ， 前缘在 江水带动下 ， 宽 已达 2 0 0余米 ， 堆积 方量 约 3 o万 。 南大沟泥石流沉积物以小 漂石为主， 一 般粒径 0 ． 2 0 ～0 ． 5 0 m， 最大 1 ． 0 0 m， 次棱角 I 形 ， 充填砂及碎石 土 3 0 ％～4 0 ％， 级配较均 匀 ， 结构松散 ， 过水性较好。整个堆积区段， l 无粘性泥石流漂砾形成的“ 侧堤” 及“ 龙头” 堆 积特征 。 根据观察与推算 ， 南大沟泥石流容重一 f 般为 1 5 ～1 7 k N ／ m3 ， 最大流速 约为 2 6 m ／ s ， 最大流量约为 3 0 m ] ／ s 。 、 2 ． 2 北厂沟 i 北厂沟泥石流在运动过程中， 由于沟床 】 纵坡坡度大， 组成 沟谷物质为第 四系坡洪积 { 松散碎石土 ， 表现为强烈的下切和侧蚀作用 ， 输移过程也是其继续形成和规模扩 大的过 程 。 - 在沟的出口及与池江交汇处形成一次性 - 扇形堆积， 堆积物粒径一般 0 ． 2 -0 ． 7 m， 最大 1 ． 5 m， 次棱角形， 碎石及砂的含量约 2 0 ％， 完 全松散， 过水性好， 堆积最大厚度约 1 0 m， 方 I 量约 5万 。 l 一 ～ ＼ j j 【 维普资讯 第 1 期 陈盂利 兰坪金顶矿 山泥石流 4 9 根据观察与推算 ， 北厂沟泥石流容重为 1 7 ～l 9 k N ／ m 3 ， 最大流速约 2 ． 7 s ， 最大流量 约 7 ， s 。 3 泥石流活动及其发展特点 1 废石土体在雨季来临之初， 充分吸收 水分 ， 不遇暴雨一般不会形成泥石流 ， 但当其 充分饱和后 ， 常出现小雨小泥石流、 暴雨大泥 石流的情况 ， 泥石 流活动与降雨强度紧密相 联 。 2 泥石流活动规模常与排放 的废石土 量成正 比， 如南厂、 西坡废石土均被形成泥石 流而带走 ， 废石土排放越多， 形成的泥石流规 模就越大。 3 爆发频繁。由于废石土体饱和后， 常 遇雨就形成泥石流， 一年 中较大规模泥石流 常可出现 5次左右 ， 为高频泥石流。 4 根据泥石流物质特征 ， 两沟泥石流分 类不同。南大沟泥石流在形成区上游尚有约 1 ． 5 k m2的汇水 面积 ， 虽然在泥石流形 成时为 粘性 ， 但与上游来 水搅和后 ， 沉积 了部分 巨 砾 ， 被稀释为稀性泥石流。同时 ， 从堆积情况 来看 ， 也无粘性泥石流的“ 侧堤” 及“ 岗状” 堆 积特征 。而北厂 沟泥 石流 ， 在输移过程中 ． 虽 有雨水不断汇人 ． 但两侧沟壁 的固体物质不 断加人 ， 使其规模越来越大 ， 为粘性泥石流， 从堆积情况来看 ， 北厂沟出口在左公路及桥 上常出现漂砾的“ 岗状” 堆积 ， 这也表现出粘 性泥石流的堆积特征 。 5 近年来， 由于人类活动对环境的破坏 和废石土排放量的增加 ， 南大沟架崖山支沟 与北厂沟泥石流有明显的加剧扩大趋势。南 厂 、 西坡由于排废量稳定 ． 其泥石流活动处于 一 个相对稳定阶段。而南大沟后阱沟排废场 由于新修建了挡土坝， 泥石流已大 为减缓 。 这些情况都是 由人为因素控制决定的。 4 泥石流的危害 1 It 厂沟泥石流有几处经过矿山主干 公路 ， 泥石流爆发常冲毁、 堵塞公路 ， 使交通 中断。同时 ． 公路旁铺设的供水管线也常一 同损坏 ， 严重时， 可造成停工停产 ， 如 1 9 9 8 年 6月 3 0日爆 发 的泥 石流 ， 使 整个 厂矿 三天处 于瘫痪状态 。 2 南大沟、 北厂沟泥石流堆积扇前缘均 已抵 } 江对岸 ． 使该段及下游河床抬高 ， 同时 河床变窄到原来的三分之一。因此泥石流爆 发时 ， 易使河道堵塞， 江水猛涨 ， 水位急剧增 高 ， 最高可达 2 m左右。为疏通河道， 拓宽河 床 ． 不得不用推土机清除南大沟出口堆积扇 。 3 南大沟出口左侧， 即为麦秆甸村 ， 为 保护其农 田房屋， 砌起 了一道 3 m高的防护 堤。但是 ， 泥石流堆积物高度现已超过 防护 堤 ， 已直接冲毁农 田数十亩 ， 并威胁到部分房 屋的安全。同时， 河道堵塞， 江水猛抬 ， 将淹 没到上游金凤村等部分农 田房屋。 4 温庄小水电站的取水 口处于北厂沟 与南大沟出口之间， 北厂沟泥石流顺江堆积 到该取水 口， 而南大沟泥石流堆积扇的不断 扩大 ， 也使其越过出口右侧防护堤直接覆盖 到该取水 口。北厂沟出口右侧桥粱为矿山的 过江通道 ， 而泥石流常将 巨石冲上桥面， 直接 威胁到桥的安全使用。 5 泥石流的防治对策 矿山泥石流是矿山开采和建设所产生的 一 个突出问题 ． 从保护生态环境和预防灾害、 减少损失的角度 出发 ， 泥石流的防治应首先 引起相关部门特别是矿山开采企业 的高度重 视， 把泥石流的预防、 治理纳人矿山开发建设 的总体规戈 设计 ， 最大限度地减少泥石流的 发生和降低泥石流的危害。 1 选择合适的排废场． 集 中有序排放 。 排废场应谷内宽阔， 运输方便。停止西坡 、 南 厂、 北厂 、 架崖山西侧 目前形成 的满坡排放 ． 应采用后阱沟式集中排放。同时排放废石土 应尽可能形成高度、 角度合 适 的台阶． 防止 下转第 5 2页 维普资讯 有色矿山 2 0 加 年 增强。本研究探索了超声预处理对用黑曲霉 素天然 菌株浸出镍的影响。2 0天后可达到 镍的最大浸 出率 9 2 ％ ， 同时， 在控制试验 未加超声处理 中， 铁回收率为 l 2 ． 5 ％。另 一 方 面 ， 在超 声处理试 验 中， 仅 l 4天后 ， 9 5 ％ Ni 可选 择性 浸 出 。这 种在镍 生 物浸 出 时有 机物增多可能是由于强化黑曲霉素生长引起 的 。 许孙 曲摘译 使用过氧化氢 的金的氰化作用 玻利维亚和西班牙用动力学实验， 开路 电位测定和伏安法研究了使用过氧化氢作氧 化剂的金氰化作用。过氧化氢使氰化速率 比 常规氰化低 ， 但较 大量时使氰化速率加倍。 低温下， 过程受化学反应控制 ， 而在较高温度 下， 受扩散控制 。 比在大气压下的传统金氰化 速率高。由于过氰化氢的存在将氰化的混合 电位移至更正的电位 ， 这时氧的活性变为 0 。 氰化可在低氧压下进行 。 在此条件下， 氰化在 金阳极溶解的过钝化电位 区进行， 并用氰化 物浓度来确定氰化速率。在用过氧化氢氰化 时， 加人少量 T ／ I 离子， 氰化速率可增 大两 倍 。 许孙 曲摘译 上接第 4 9页 出现不合适的高台阶和不分 台阶的 自然堆 放 。 2 加强排废场的管理和建设。对排废 场应筑坝锁沟， 防止废石土体大面积或整体 滑动 ， 控制大规模泥石流的产生。同时应加 强排废场坡面及其上部 山坡截洪沟的建设 ， 减少水流冲刷， 防止出现大规模的坡面型泥 石流 。另外 ， 对停用的排废场或其一部分 ， 尽 可能及时绿化， 防止水土流失。 3 加强对矿山公路和其它场地的管理 与建设。由于矿山公路缺少必要的工程保护 措施 ， 每到雨季 ， 矿山公路特别是新劈公路常 出现边坡失稳 、 路基塌滑现象。因此 ， 应对矿 山主干公路采取一定 的工程保护措施 ， 如护 坡、 绿化等， 尽可能减少泥石流的物质来源。 同时， 应禁止乱采乱挖， 控制上山人员 ， 防止 过度的人类活动对生态环境 的破坏。 4 修建拦挡设施。为减少泥石流固体 物质输出， 降低危害， 应选择合适的地点修建 格栅等一级或多级拦挡设施 ， 使泥石流在输 移过程中停积下来。如在南太沟约 1 ． 1 k m 处石灰岩“ v” 字型沟地段， 修建拦挡设施 ， 利 用上游小盆地作为粗颗粒停积场 ， 可极大地 减少泥石流固体物质的输出， 降低危害。 维普资讯