贵州金沙金鸡矿山白龙会环山地面变形区山体稳定性评价

世界有色金属 2023年 5月上
202贵州金沙金鸡矿山白龙会环山地面变形区
山体稳定性评价
赵祥聪1，王 兵2*
（１．贵州省有色金属和核工业地质勘查局七总队，贵州　贵阳　５５０００５；２．贵州省有色金属和核工业地质勘查局一总队，贵州　贵阳　５５１４００）
摘 要：贵州独特的地理位置、脆弱的地质条件和极端变化的气候，致使滑坡、崩塌灾害频发，使人民的生命财产及安全受到威胁。

通过详细的野外地质调查、变形监控，并结合地面变形影响因素分析，　金鸡矿山白龙会环山地面变形共有地表裂缝６条和塌陷坑３处。

综合分析，白龙会环山西面地形坡度上陡下缓，斜坡呈缓倾坡内的逆向坡，同时斜坡呈“上软下硬”的斜坡结构，中下部为玉龙山段灰岩，厚度大、稳定、质密、较坚硬￣坚硬、力学强度高、节理不发育，岩体总体完整性较好，岩体工程地质性质良好，现状条件下形成整体滑坡或崩塌的可能性小，山体整体较稳定。

关键词：
斜坡；滑坡；稳定；金鸡矿山；金沙；贵州中图分类号：Ｐ６４２．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：
１００２－５０６５（２０２３）０９－０２０２－３Evaluation of mountain stability in ground deformation area of Bailonghui Ring Mountain
in Jinsha Jinji Mine, Guizhou Province
ZHAO Xiang-cong 1，WANG Bing 2*
（１．Ｔｈｅ　７ｔｈ　ｔｅａｍ　ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｎｏｎｆｅｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌ　ａｎｄ　Ｎｕｃｌｅｕｓ　Ｉｎｔｕｓｔｒｙ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｘｐｏｒａｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ，　Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００５，　Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｈｅ　１ｔｈ　ｔｅａｍ　ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｎｏｎｆｅｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌ　ａｎｄ　Ｎｕｃｌｅｕｓ　Ｉｎｔｕｓｔｒｙ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｘｐｏｒａｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ，　Ｇｕｉｙａｎｇ　５５１４００，　Ｃｈｉｎａ）
Abstract: Ｇｕｉｚｈｏｕ＇ｓ　ｕｎｉｑｕｅ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ　ｌｏｃａｔｉｏｎ，　ｆｒａｇｉｌｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ　ｃｈａｎｇｉｎｇ　ｃｌｉｍａｔｅ　ｈａｖｅ　
ｒｅｓｕｌｔｅｄ　ｉｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｔ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　ａｎｄ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｄｉｓａｓｔｅｒｓ，　ｔｈｒｅａｔｅｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｐｅｏｐｌｅ＇ｓ　ｌｉｖｅｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｆｏｒ　ａ　ｌｏｎｇ　ｔｉｍｅ．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ｆｉｅｌｄ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｕｒｖｅｙ，　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　６　ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｒａｃｋｓ　ａｎｄ　３　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｐｉｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂａｉｌｏｎｇｈｕｉ　Ｈｕａｎｓｈａｎ　ｉｎ　Ｊｉｎｊｉ Ｍｉｎｅ．　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｒｒａｉｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｗｅｓｔ　ｓｉｄｅ　ｏｆ　Ｂａｉｌｏｎｇｈｕｉｈｕａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎ　ｉｓ　ｓｔｅｅｐ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｕｐｐｅｒ　ｐａｒｔ　ａｎｄ　ｇｅｎｔｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｒ　ｐａｒｔ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｌｏｐｅ　ｉｓ　ａ　ｒｅｖｅｒｓｅ　ｓｌｏｐｅ　ｗｉｔｈｉｎ　ｔｈｅ　ｇｅｎｔｌｙ　ｓｌｏｐｉｎｇ　ｓｌｏｐｅ，　ｓｔａｂｌｅ，　ｄｅｎｓｅ，　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｈａｒｄ　ｔｏ　ｈａｒｄ，　ｈｉｇｈ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，　ｕｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｊｏｉｎｔｓ，　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｉｓ　ｇｏｏｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ａｒｅ　ｇｏｏｄ　ａｎｄ　ｓｔａｂｌｉｚｅ．
Keywords: Ｓｌｏｐｅ；　Ｌａｎｄｓｌｉｄｅ；　Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；　Ｊｉｎｊｉ　Ｍｉｎｅ；　Ｊｉｎｓｈａ；　Ｇｕｉｚｈｏｕ
收稿日期：
２０２３－０３作者简介：
赵祥聪，男，生于１９８９年，工程师，研究方向：地质找矿。

通讯作者：
王兵，男，生于１９８３年，高级工程师，研究方向：矿产勘查。

金鸡矿山地处金沙县新化乡，位于金沙县城以南（方位约180°），距金沙县城约9km （直距）。

地理位置为东经106°12′24″~106°13′29″，北纬27°21′47″~27°22′38″。

南北长1.54km，东西宽1.79km。

1 区域地质背景
调查区所处大地构造单元属扬子准地台(I 级)黔北台隆(II 级)遵义断拱(III 级)，位于黔北矿山近东西走向的官田向斜（即金沙向斜）南东翼，近南北走向的官寨向斜（即中坝向斜）北西翼，见图1。

其中，官寨向斜与工作区关联最为密切。

官寨向斜始于矿区东部，沿西南方向延伸至黔西县东南部。

在本区域内，北西翼倾角较缓，一般5°~13°，发育有次级褶皱。

2 区域地质概况
2.1 地层特征
区内主要隐伏与出露地层由老至新依次如下：（1）二叠系阳新统茅口组（P 2m）。

岩性为浅灰至灰白色、中厚层状至厚层状灰岩及生物碎屑灰岩，含少量燧石结核；厚度179m~392m，
区内未出露。

图1 区域地质简图
（2）二叠系乐平统龙潭组（P 3l）。

上部岩性为泥质粉砂
岩、粉砂质泥岩、粉砂岩为主，局部夹灰岩，多呈薄-中厚层状。

下部岩性主要为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及煤层，局部夹灰岩，底部为-套铝土质泥岩与下伏茅口组分界。

（3）二叠系乐平统长兴组（P 3c）。

深灰色薄层状灰岩及泥质灰岩，微晶及细晶结构，层间偶夹泥质条带，具缝合线构造，含较多的燧石结核；厚度37.86m~46.95m，区内未出露。

（4）三叠系下统夜郎组沙堡湾段（T 1y 1）。

灰至深灰色薄层状粉砂岩、粉砂质泥岩，具水平层理，局部见缓波状层理，夹薄层泥质灰岩及蒙脱石泥岩；厚度37.86m~46.95m，区内未出露。

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（5）三叠系下统夜郎组玉龙山段（T 1y 2）。

分布于白龙会大部，在白龙会环山一带出露于斜坡中下部及底部平缓地带。

岩性为灰色中厚层状-块状灰岩、泥质灰岩，隐晶结构，节理不发育、局部见溶蚀裂隙、缝合线构造。

出露的岩层产状为81°∠5°。

（6）三叠系下统夜郎组九级滩段(T 1y 3)。

分布于白龙会环山顶部，由灰紫色、紫红色、黄绿色薄层状钙质泥岩，间夹浅灰色粉砂质泥岩，底部夹泥质灰岩；节理裂隙发育，岩体风化强烈、破碎。

（7）第四系（Q）。

由土黄色坡积、冲积、残积之亚粘土、粘土、冲积砂、砾石等松散沉积物，堆积覆盖于T 1y 2、T 1y 3之上，厚度0~8m，区内零星分布。

2.2 构造特征
工作区位于金沙-黔西向斜西翼，总体呈单斜构造，地层走NW350°，倾向北东，倾角5°~12°，一般5°。

未见褶曲、断层，构造复杂程度为简单类型。

3 地面变形类型及特征
经实地调查及访问，地面变形发生于2021年6月，变
形区域位于白龙会环山西面斜坡中部至底部一带，面积约2.4万m2。

变形区域内目前变形较为明显的裂缝主要有6条（LF1、LF2、LF3、LF4、LF5、LF6、）、塌陷坑3个（TX1、TX2、TX3），裂缝主要呈弧状分布于白龙会环山西面斜坡中下部，塌陷坑分布于白龙会环山西面斜坡中下部及底部平缓地带（见图2）。

图2 地面变形分布图
各裂缝及塌陷坑特征分述如下：（1）LF1裂缝，位于白龙会环山西面斜坡中下部，裂缝南部与公路相连，裂缝两侧为灰岩断裂，中部伴随土体下沉，裂缝南侧与塌陷坑TX1相连。

裂缝走向320°~360°，总长约50m，在平面上呈近弧形展布，属于剪切拉裂型。

裂缝在灰岩处张开宽度10cm~20cm，下错深度约15cm，下错方向240°，可见深度约5m，裂缝两侧灰岩溶蚀裂隙、溶蚀沟槽发育。

裂缝中部土体整体下沉，长约20m，宽约6m，下沉深度约40cm，见照片3a。

（2）LF2裂缝，位于白龙会环山西面斜坡中下部，裂缝走向约20°，总长约45m，裂缝张开宽度10cm~50cm，可见深度0.4m~4m，下错方向270°~300°，下错深度5cm~20cm，大部分地段可见灰岩断裂。

裂缝两侧灰岩溶蚀裂隙、溶蚀沟槽发育，见照片3b。

（3）LF3裂缝，位于白龙会环山西面斜坡中下部，裂缝走向0~30°，总长约25m，裂缝张开宽度10cm~50cm，可见深度约3m，大部分地段可见灰岩断裂。

裂缝两侧灰岩溶
蚀裂隙、溶蚀沟槽发育。

见照片3c。

（4）LF4裂缝，位于白龙会环山西面斜坡中下部，裂缝走向约10°，总长约20m，裂缝张开宽度5cm~10cm，可见深度约2m，大部分地段可见灰岩断裂，部分地段表现为基岩与土层脱离。

裂缝北侧灰岩溶蚀裂隙、溶蚀沟槽发育，见图
3d。

图3 裂缝（LF）与塌陷（TX）野外照片
（5）LF5裂缝，位于白龙会环山西面斜坡中下部耕地中，裂缝走向约340°~30°，总长约12m，在平面上呈弧形展布，属于滑移拉裂型。

裂缝张开宽度5cm~10cm，可见深度0.2m~0.5m，下错方向280°，垂直错距10cm~40cm，见图3e。

（6）LF6裂缝，位于白龙会环山西面斜坡下部耕地与公路连接处，裂缝走向约近南北向，总长约9m，裂缝张开宽度10~40cm，可见深度约1m，在公路处被填封，见图3f。

（7）塌陷TX01，位于白龙会环山中下部耕地中，与DLF1相连。

塌陷呈漏斗状，可视深约5.0m，直径约5.0m，靠近DLF1处洞壁垂直，为块状灰岩，其余洞壁为第四系松散堆积物夹碎石，见图3a。

（8）塌陷TX02，位于白龙会环山中下部耕地中，处DLF1与DLF3之间。

塌陷在平面上呈圆形，可视深约0.7m，直径约2.0m，洞壁近直立，充填物为第四系松散堆积物夹碎石，洞底见少量植物，见图3g。

（9）塌陷TX03，位于白龙会环山山脚平缓地带耕地中。

塌陷在平面上呈圆形，直径约1m，可视深约1.2m，洞壁为第四系松散堆积物夹碎石，充填物为第四系松散堆积物夹碎石，见图3h。

地面变形发生后，金鸡矿山于2021年7月分别在LF1、LF2裂缝处安装监测设备GS1、LX1（见图3），根据矿方提供的2021年9月-2022年5月监测数据资料，GS1截止2022年5月31日水平位移累计变化量161.5mm，竖向位移累计变化量3.1mm，LX1累积变化量-11.9mm。

从LF1裂缝监测数据（GS1）可以看出，目前裂缝处于持续变形过程中，在2021年8月至12月变形速率逐渐加快，在2022年1月至5月变形速率逐渐减慢，地表移动逐渐由活跃期转为衰退期。

2021年12月至2022年5月连续6个月地表累计下沉值仍大于30mm，仍处于地表移动期内，采空区地表变形影响范围内有新增裂缝、塌陷坑的可能，已有裂缝、塌陷坑可能继续扩大。

4 影响因素分析
坡体变形失稳与多种因素有关，是多种因素综合作用的结果。

根据调查区现状特征，主要包括两个方面：一是内因，如：地形地貌、地层岩性等；二是外因，如降雨及人工活动
影响等，现初步分析如下。

（1）地形地貌。

就工作区而言，总体上属于风化剥蚀低中山山地地貌。

白龙会环山地形坡度上陡下缓，斜坡中上部坡度35°~45°，下部坡度25°~35°，地形切割一般为100m~128m，构成了重力应力的不均匀分布。

（2）地层岩性。

白龙会环山自上而下发育岩层岩性为夜郎组三段泥质粉砂岩，夜郎组二段灰岩、夜郎组一段粉砂岩、粉砂质泥岩、长兴组泥灰岩、龙潭组泥岩，形成多层软硬相间不良岩土组合关系。

（3）降水。

大气降雨形成坡面流沿节理裂隙入渗，侵蚀裂缝结构面，降低岩体抗剪强度，同时局部充填裂缝形成静水侧压力，对岩体完整性形成一定扰动破坏。

（4）人类工程活动。

根据金鸡矿山提供的2022年第一季度井上井下对照图，该矿山目前已经开采的矿层只有9号矿层。

其临近白龙会环山的2906采面采空区总体上以长方形呈近南北向展布，开采方式为走向长壁后退式采矿，形成采空区时间为2020年四季度至2021年四季度。

工作区矿层开采为单层开采，矿山开采使矿层及围岩失去原始应力状态，应力重新分布。

在采动应力作用下，矿层及围岩产生变形、断裂和垮落，最终导致整个上覆岩层移动和变形，在地表形成大范围沉陷盆地。

特别是矿区采用综采放顶矿开采方法后，开采强度增大，地表沉陷更加剧烈。

这是工作区产生采空塌陷的最主要原因。

地表移动与变形分布形态为间断的，地面塌陷显现为塌陷盆地、地表裂缝。

斜坡内部采空后，坡体内部原有应力场将会破坏，产生应力重分布和应力分异现象。

典型特征为顶板冒落，上部岩层弯曲下沉。

此时坡体内部产生附加竖向拉应力和附加水平应力，而这些附加应力是坡体变形破坏的内在因素。

5 评价过程
5.1 斜坡发育地质环境条件
白龙会环山西面、南面、北面为斜坡、东面为地势较缓的“垭口”，山体西面地形坡度上陡下缓，斜坡中上部坡度约35°~45°，下部坡度25°~35°，最大高差128m。

地层产状总体上为81∠5°，为缓倾坡内的逆向坡。

斜坡上部出露地层为三叠系下统夜郎组九节滩段粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，节理裂隙发育，岩体风化强烈、破碎。

中下部出露地层为玉龙山段灰岩，厚度大、稳定、质密、较坚硬~坚硬、力学强度高、节理不发育，局部见溶蚀裂隙、缝合线构造，岩体总体完整性较好，岩体工程地质性质良好。

地表土层主要为泥岩风化形成的粘土、粉砂质粘土，厚0~5m。

5.2 斜坡变形特征、变形过程及发展趋势
调查期间地面变形主要为6条地表裂缝和3处塌陷坑，裂缝位于斜坡中下部较平缓区域，位于矿山2906采面采空区影响范围，以沉降剪切为主，通过LX1、GS1监测数据统计分析，地表移动逐渐由活跃期转为衰退期，但仍处于地表移动期内，采空区地表变形影响范围内有新增裂缝、塌陷坑的可能，已有裂缝、塌陷坑可能继续扩大。

裂缝未对斜坡体形成较大切割破坏，未形成斜坡滑坡、崩塌控制性结构面及边界特征。

山体整体发生滑坡、崩塌可能性小。

斜坡体整体处于2906采面采空区影响范围内，初步计算2906采面引起地表移动持续时间为1.57~2.05年，采空区处欠稳定状态，在采空区变形影响范围内地面持续变形，地面塌陷及裂缝存在进一步加剧或新增可能。

斜坡中上部坡度约35°~45°，斜坡上部出露九节滩段粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，节理裂隙发育，岩体风化强烈、破碎，斜坡中部表土层厚0~5m，地表裂缝发育，岩土体有发生零星崩塌和局部土体垮塌的可能，主要威胁斜坡中下部耕种人员及矿区公路车辆、行人等生命财产安全。

6 稳定性评价结果
综合分析，白龙会环山西面地形坡度上陡下缓，斜坡呈缓倾坡内的逆向坡，同时斜坡呈“上软下硬”的斜坡结构，中下部为玉龙山段灰岩，厚度大、稳定、质密、较坚硬~坚硬、力学强度高、节理不发育，岩体总体完整性较好，岩体工程地质性质良好，现状条件下形成整体滑坡或崩塌的可能性小，山体整体较稳定。

（1）目前发育有裂缝6条（LF1、LF2、LF3、LF4、LF5、LF6、）、塌陷坑3个（TX1、TX2、TX3）。

（2）初步分析现状地面变形与区域地质环境条件、降雨作用及矿山采掘工程活动相关。

（3）据现状地质环境条件及斜坡变形特征分析，现状条件下白龙会环山可能发生零星崩塌和局部土体垮塌，整体形成滑坡或崩塌的可能性小，山体整体较稳定。

[1] 贵州省金沙县重点地区重大地质灾害隐患详细调查[R].2011,贵州省地
矿局一一四地质大队.
[2] 金沙县煤矿及学校地质灾害隐患调查报告[R].2017,贵州煤矿地质工程
咨询与地质环境监测中心.
[3] 贵州省金沙县高位隐蔽性地质灾害隐患专业排查报告[R].2018,贵州煤
矿地质工程咨询与地质环境监测中心.
[4] 贵州省金沙县地质灾害详细调查及风险评价报告[R].2021,贵州省地质
矿产勘查开发局一O四地质大队.
表1 LX1、GS1监测数据统计表
LX1监测数据统计表
时间2021年2022年
8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月测量值（mm）104210281030.11030103010301030103010301030累计变化量（mm）0.1-13.9-11.8-11.9-11.9-11.9-11.9-11.9-11.9-11.9
GS1监测数据统计表
时间2021年2022年
8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月竖向位移累计变化量（mm）-7.9-14.9-26-28-14.9-17-16-10-5 3.1变形速率（mm/月）-7.9-7-11.1-213.1-2.11658.1水平位移累计变化量（mm）4 6.824.784.9131.6136.6142.3147150.8161.5变形速率（mm/月）4 2.817.960.246.65 5.7 4.7 3.810.7
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