广东省封开县七星花岗岩石场排土场泥石流动力学条件及其防治措施

[摘要]通过对广东省封开县七星花岗岩石场排土场泥石流的地形、水源、物源等基本条件的分析，计算了泥石流的各项动力学参数。其中暴雨强度指标R为5.185，排土场泥石流发生机率为0.2～0.8；石块运动速度VS为3.6m/s；整体冲压力δ为30.20 kPa。根据计算得出的各项动力学参数进而分析矿区排土场泥石流的发展趋势，并提出相应的防治措施。

[关键词]七星花岗岩石场 排土场 泥石流 动力学条件 防治措施

[中图分类号] P5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-8-268-2

1引言

矿产资源的开发给人类带来了丰富的物质财富，极大地促进了经济繁荣、社会进步和人类文明。然而，人类在开发利用矿产资源以满足自身需要的同时，不断改变和破坏矿区的地质环境，从而产生了大量的地质灾害隐患。如矿山开采过程中对地表残坡积层、围岩等进行剥离，并将土石堆放在排土场。排土场的设置解决了矿山剥离层的堆放问题，却引发出矿山环境地质问题隐患，如崩塌、滑坡、泥石流等。矿山地质环境保护与安全生产是矿山企业在实际生产过程中面临的两大主题，也是当今社会、政府主管部门以及矿山企业所关注的热点问题[1]。

人类活动改变了自然生态系统的结构和功能，从而导致坡面水土流失作用强烈，因其坡度大，在暴雨中产生暴涨暴落的强大沟谷径流，为泥石流形成提供了水动力条件[2]。泥石流是暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流，它的面积、体积和流量都较大，典型的泥石流由悬浮着粗大固体碎屑物并富含粉砂及粘土的粘稠泥浆组成[3]。在适当的地形条件下，大量的水体浸透流水山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。

2013年6月中旬，封开县河儿口镇因强降雨引发泥石流，损毁房屋4栋，没有造成人员伤亡。该泥石流的诱因即在山坡处人为剥离了一大片植被覆盖区域，造成表土，在强降雨冲刷下山坡局部淤塞形成堰塞湖，在水流的冲刷作用不断增大后瞬间爆发冲下山谷底部的村级公路及民房。而七星花岗岩石场即在该泥石流物源头山脊的西南面。因此，七星花岗岩石场露天采场及排土场泥石流的地质环境及动力学参数的研究对泥石流的防治十分必要。

2矿区概况

3.1地形条件

3.2松散固体物源条件

3.3水动力条件

综上所述，排土场的地形地貌条件、水动力条件、物源条件均具备了形成泥石流的条件。

4 泥石流动力学条件

4.1暴雨强度指标

泥石流活动强度按暴雨强度指标来进行判别。根据《泥石流灾害防治工程勘测规范》（DZ/T0220-2006）（以下简称规范），暴雨强度指标计算见公式（计算方法采用规范附录B[5]）。

排土场采用分层压实堆积，堆积面积约为4390m2；堆积总高度为18m；堆积总坡面角为31°。排土场内堆积的固体废弃物具备了形成泥石流的潜在物源条件。

（3）本矿区排土场泥石流防治可采用排导槽+多级拦渣格栅坝进行治理。排导作用是防止泥石流满槽外溢并引导泥石流进入下游山谷，并被带走。由于山谷狭窄，要将泥石流全部拦截的工程量较大，拦挡的作用只能是拦粗排细，防止大块石进入下游山谷淤塞通道。

（4）拦渣坝以中风化花岗岩作为基础持力层的天然地基方案，基础进入中风化花岗岩1.2m左右，或满足抗冲刷要求；为了在排导槽内对泥石流能量有所消减，排导槽在平面上应为弧形，同时为了让冲出的泥砂易于被溪水带走，应与山谷下游锐角相交。

参考文献

[1]李长洪，任涛，蔡美峰，等.矿山地质生态环境问题及其防治对策与方法[J].中国矿业，2005，14（1）：29-33.

[2]唐川.美姑河牛牛坝水电站库区泥石流基本特征[J].防灾减灾工程学报.2006，5（2）：129-135.

[3]谭万沛.中国暴雨泥石流预报研究基本理论与现状[J].土壤侵蚀与水土保持学报.1996.2（1）：65-71.

[4] 广东省有色金属地质局九三三队，等.广东省封开县七星花岗岩石场饰面用花岗岩矿矿山地质环境保护与恢复治理方案[R].2014.

[5]中华人民共和国国土资源部.泥石流灾害防治工程勘察规范（DZ/T0220-2006）[S].2006.