影响小秦岭金矿区矿渣型泥石流形成的主要因素研究

摘要

矿山泥石流起动机理是当今泥石流形成学及泥石流预警的热点领域和学科前缘问题，开展影响矿山泥石流起动的主要控制因素研究不仅具有推动与完善泥石流形成的理论意义，而且对于矿山泥石流气象预警的防灾减灾工作具有重要的指导意义。
　　 本文依托中国地质调查局西安地质调查中心“陕西潼关金矿区环境地质问题专题调查”和“小秦岭金矿区矿山地质环境调查与评价”项目，就影响矿渣型泥石流起动的物源特征及临界雨量两大主控因素开展了深化调查、分析、测试及研究工作，首次较为系统地完成了废渣物源岩土工程参数测定、临界降雨条件分析，提出了研究区矿渣型泥石流起动模式。
　　 主要成果及认识包括：
　　 (1)积累了研究区矿渣型泥石流起动的一批原创性数据，包括渣堆状态、颗粒级配、渗透系数、物源容重、孔隙率、泥石流体容重、抗剪强度指标等。
　　 (2)矿渣型泥石流废渣堆特点包括：采矿废石渣堆高度在5～15m，个别高达30m；自然安息角在30°～45°之间；无工程保护措施的渣堆占总数的65％；稳定性差、极差的占76％；挤占2/3或堆满沟道的占58.37％；粗颗粒含量大，P5为78.19％～91.38％；孔隙率为34％～57％且连通性好；渗透性好，为0.094～0.127cm/s；据此在普通降雨条件下难以起动的新认识。
　　 (3)模拟了导致矿渣堆起动的临界雨强。得到大西岔沟矿渣型泥石流起动的降雨临界雨强为67.14～134.29mm/h，即遭遇50a或100a一遇的特大暴雨时有大约50％的固体颗粒处于临界起动状态。研究表明颗粒越细，临界起动的雨强越小；沟谷泄洪“卡口”愈严重，泥石流起动所需的雨强愈小。很好解释了研究区矿渣型泥石流“不易”发生的原因。
　　 (4)提出了矿渣型泥石流起动模式。通过对物源特征和降雨强度对矿渣型泥石流影响的分析，得出研究区矿渣型泥石流主要为暴雨型水石流。其起动模式主要包括“河谷起动型”和“坡面滑塌—堵塞—溃决型”两种起动模式。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 国内外泥石流研究现状

1.1.1 国外泥石流研究现状

1.1.2 国内泥石流研究现状

1.2 国内外矿山泥石流的研究现状

1.2.1 国外矿山泥石流研究现状

1.2.2 我国矿山泥石流研究现状

1.2.2 矿山泥石流危害及其特点

1.2.3 矿山泥石流研究现状及发展方向

1.3 矿山泥石流研究思路及意义

1.3.1 选题意义

1.3.2 研究的思路及方法

1.3.3 研究的主要内容

1.3.4 论文特点及创新

第二章 小秦岭金矿区概况

2.1 金矿开发现状

2.2 地质环境条件

2.2.1 地形地貌

2.2.2 地质构造

2.2.3 岩土工程性质

2.3 气象水文

2.3.1 气候条件

2.3.2 大气降雨

2.3.3 水文地质概况

2.3.4 水系流域概况

2.4 自然泥石流发育史

第三章 矿渣型泥石流及其隐患

3.1 矿渣型泥石流地质灾害

3.2 矿渣型泥石流沟隐患沟评价

第四章 矿渣型泥石流形成条件分析

4.1 地形地貌

4.2 水文气象

4.3 物源条件

第五章 矿渣型泥石流起动的主要控制因素及模式

5.1 矿渣堆对泥石流起动的作用

5.1.1 矿山废渣堆数量及稳定性

5.1.2 矿渣堆宏观特征

5.1.3 废渣堆岩土工程参数

5.2 降雨对矿渣性泥石流起动的影响

5.2.1 小秦岭地区降雨特征

5.2.2 研究区降雨洪流分析

5.2.3 泥石流模拟起动试验的降雨激发条件

5.2.4 沟床固体颗粒起动的条件分析

5.3 矿渣型泥石流起动模式

5.3.1 泥石流形成模式

5.3.2 研究区矿渣型泥石流起动模式

第六章 矿渣型泥石流防治对策.

6.1 选定稳定堆渣场所,减少废渣量

6.2 泥石流气象预警

6.3 矿渣型泥石流隐患治理

6.3.1 放坡工程

6.3.2 修筑支护工程

6.3.3 优化渣堆颗粒级配

6.3.4 清理疏通河道、修建排导渠

结论与建议

主要结论

主要建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢