（1）泥石流
是由浆体和石块共同组成的特殊流体，它的固体成分从粘径小于0.005mm的粘土颗粒到数m乃至10~20m的大漂砾，其级配范围之大是其它类型的夹沙水流所无法比拟的。此类泥石流在我国山区的分布范围比较广泛，危害也十分严重。
（2） 泥流
是指发育在我国黄土高原地区，以细粒泥沙为主要固体成分的泥质流。泥流中粘粒含量大于石质山区的泥石流，粘粒重量比可达15％以上。泥流含有少量碎石、岩屑，粘度大，呈稠泥状，结构比泥石流更为明显。我国黄河中游地区干流和支流中的泥沙，大多来自这些泥流沟。
（3） 水石流
是指发育于大理岩、白云岩、石灰岩、砾岩或部分花岗岩山区，由水和粗砂、砾石、大漂砾组成的特殊流体，其粘粒含量小于泥石流和泥流。水石流的性质和形成类似于山洪。 （四）泥石流流体性质分类
（1）粘性泥石流
指呈层流状态，固体和液体物质作整体运动，无垂直交换的高容重(1.6~2.3t/m3)浓稠浆体。托浮力大，能使比重大于浆体的巨大石块或漂砾呈悬移状(在特殊情况下，人体也可被托浮悬移。1939年7月四川汉源流沙河泥石流，将一人托浮悬运移了1.3km)，有时滚动，流体阵性明显，有堵塞、断流和浪头现象；流体直进性强，转向性弱，遇弯道爬高性强，沿涂渗漏不明显，沉积后呈舌状堆积。剖面中一次沉积物的层次不明显，但各层之间层次分明，沉积物分选性差，渗水性弱，洪水后不易干涸。
（2）稀性泥石流
流动过程呈紊流状，固、液两相运动速度不同，有垂直交换，泥浆体中石块有翻滚或跃移前进的特点，其容重1.2~1.8t／m3，浆体浑浊，运移过程阵性不明显，与含沙水流性质相近，有股流和散流现象。水与桨体沿途易渗漏、流失。沉积后呈垄岗状或扇状，洪水后短时间即干固通行，沉积物呈松散状，有分选性。 （五）泥石流发育阶段分类
（1）发展期泥石流
山坡以凸形坡为主，形成区分散并见逐步扩大，流通区较短，扇面新鲜，淤积作用逐渐加快。山坡块体运动明显发展，多见新生沟谷，有少量崩塌、滑坡等。塌方面积率约为1~10％。发展期泥石流一般有较大的破坏力。
（2）旺盛期泥石流
山坡由凸形被转化为凹形坡，沟槽堆积和堵塞现象严重。形成区扩大，有时比较集中。流通区向上延伸，扇而新鲜，漫流现象严重。山坡块体运动严重，松散固体物质主要来自崩塌、滑坡和错落等，片蚀和侧蚀作用也很发育。塌方面积率在10％以上。旺盛期泥石流危害程度最大。
（3）哀退期泥石流
山坡为凹形坡，形成区减小，流通区向上延伸，沟槽逐渐下切，扇面陈旧，有植物生长，植被发育较好。山坡块体运动明显衰退，坍塌渐趋稳定，固体物质以沟槽搬运及侧蚀供给为主。塌方面积率在10％至1％之间。处于衰退期的泥石流仍有较大的破坏力。
（4）停歇期泥石流
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全沟下切，沟槽稳定，形成区基本消失，泥石流逐渐演变为普通洪流。植被恢复良好。山坡块体运动基本消失，塌方面积率小于1%。停歇期泥石流破坏力很小。
四、泥石流的地貌特征
泥石流地貌一般可以划分为形成区、流通区和堆积区三部分 1. 形成区
包括汇水动力区和固体物质补给区。形成区的地形特征，是对泥石流进行评价的重要标志。形成区呈树冠状，有利于地表径流和固体物质的聚集；形成区呈羽毛状，则汇流时间长，形成区坡面多、山坡陡、沟壑密度大，则集流快，泥石流迅猛强烈，反之，则集流缓慢，泥石流较弱。固体物质补给区坡面呈凸形的，其冲蚀力大于凹形坡。固体物质补给区在扩大，标志着泥石流在发展；补给区在缩小，则表示泥石流趋向衰退。泥石流产生在固体补给区上游时，泥石流流量大；两区重叠时，泥石流流量小；水源在固体物质补给区下游时，泥石流甚至可能不会发生。固体物质补给区集中在下游或沟口，则易被上游水源一次搬出，泥石流冲出的力量强。 2. 流通区
泥石流沟谷的中下游，是泥石流搬运通过的区段——流通区。流通区纵坡的陡、缓、曲、直和长、短，对泥石流的强度有很大的影响。当纵坡陡而顺直时，泥石流流动通畅而势力强；相反，如果纵坡缓而弯曲，则泥石流容易受到堵塞而产生漫流、改道和淤积。一般的泥石流沟槽，多属于峡谷地形，比较顺直、稳定，沟槽坡度较大。有的流通区与形成区、堆积区互相穿插，形成宽窄相间的串珠状河段。山坡型泥石流的流通区通常很短，有时甚至不单独存在。 3. 堆积区
是泥石流固体物质（泥、砂、石）停积的场所，位于流域的下游或山口之外坡度比较平缓之处，呈扇形、锥形或带形。大小石块混杂堆积，地面垄岗起伏，坎坷不平。有些泥石流沟谷的中、下游、坡缓槽宽，呈葫芦形或喇叭形，也可成为堆积区。由于山前阶地比较宽阔，山前区泥石流的堆积扇往往发育完整。而山区泥石流的堆积区，受到主河流水切割，堆积扇体不能充分发育，常常不完整。山坡型泥石流的堆积体近似锥体，规模较小，当泥石流沟陡峻、能直接泻入主河，而主河搬运能力又很强时，泥石流堆积区就可能缺失。泥石流堆积扇的横断面常呈轴部隆起、两翼低洼的拱形，沟槽经常摆动，普遍漫流淤积。当泥石流发展旺盛时，扇顶的流速、淤积速度和厚度常大于扇缘，促使堆积区向流通区延伸扩展。当泥石流转为衰退期后，在堆积扇上下切成比较稳定的沟槽。受到新的地质构造运动的影响，有些早期堆积扇可以成为固体物质的源地或流通区，当然，也有新堆积扇掩覆于老堆积扇之上的情况发生。
五、泥石流的防治
（一）防治泥石流的原则
泥石流防治工作要采取全面规划、除害兴利、综合治理相结合的原则。要根据泥石流发生、发展及运动的规律，坚持沟坡兼治和以生物治理为主的办法，有计划、有步骤地开展整治工作，在整治过程中要不断地观察治理效果和所发商的变化，注意总结经验。 （二）防治泥石流的措施 1、工程措施
（1）跨越工程 跨越工程是指修建桥梁、涵洞从泥石流上方凌空跨越，让泥石流在其下方排泄。 （2）穿过工程 穿过工程是指修建隧道、明洞从泥石流下方穿过，泥石流在其上方排泄。这是
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通过泥石流地区的又一种主要工程形式。
（3）防护工程 防护工程是指对泥石流地区的桥梁、隧道、路基，泥石流集中的山区变迁型河流的沿河线路或其他重要工程设施作一定的防护建筑物，用以抵御或消除泥石流对主体建筑物的冲刷、冲击、侧蚀和淤埋等危害。防护工程主要有护坡、挡墙、顺坝和丁坝等。
（4）排导工程 排导工程的作用是改善泥石流流势，增大桥梁等建筑物的泄洪能力，使泥石流按设计意图顺利排泄。泥石流排导工程包括导流堤、急流槽和束流堤三种类型。
（5）拦挡工程 拦档工程是用以控制组成泥石流的固体物质和雨洪径流，削弱泥石流的流量、下泄总量和能量，减少泥石流对下游工程冲刷、撞击和淤积等危害的工程设施。拦挡工程包括拦碴坝、储淤场、支挡工程、截洪工程四类。 2、防治泥石流的生物措施
生物措施包括恢复植被和合理耕牧。 3、泥石流的全流域综合治理
泥石流全流域综合治理的目的是按照泥石流的其本性质，采用多种工程措施与生物措施相结合，上、中、下游统一规划，山、水、林、田综分整治，以制止泥石流形成或控制泥石流危害。这是大规模、长时期、多方面协调一致的统一行动。
六、我国发生的比较著名的泥石流灾害实例
（一）云南省蒋家沟泥石流
1977年7月27日，蒋家沟就爆发过一次大型的泥石流。7月26日夜间开始，蒋家沟一带乌云密布，次日凌晨3时，狂风呼风大雨倾盆。天亮以后，大雨逐渐转为细雨。6时25分左右，雨还在下，沟里传出的火车轰鸣般的巨响震撼着山谷。这种怪声就是泥石流爆发出的响声。在巨响传出之前，往常流水不大的沟槽中，流量很快增大到3~4m3/s。片刻间，突然出现断流状态。又过了几分队，随着响声增大，泥石流便滚滚流出。 （二）西藏波密县古乡沟泥石流
1953年9月29日(藏历蛇年8月24日)，我国西南边陲西藏波密县念青唐古拉山南麓的古乡沟爆发了一次特大泥石流，从晚上九点多钟开始，泥石流持续到次日凌晨一点多钟才停止，其间前后共发生过四次，每次历时约一小时左右。 （三）四川雅安旱季爆发的泥石流
1979外11月2日深夜，四川雅安县园光山的陆王沟和干溪沟，由于大暴雨和冰雹的激发，爆发了百年不遇的大型泥石流。这次泥石爆发于深秋的旱季，不仅为雅安一带历史上同一时期所罕见，从全国范围看也是由此出现的特殊气候条件下的泥石流。这次泥石流历时仅30分钟，但来势凶猛，流速高达10m/s，将上游山区的大量土石搬出山外，造成了严重的灾害，直接受灾的两个乡镇的7个村、十七个村民小组， 中央和地方的工厂四座，冲毁、淤埋农田840市、毁坏房屋36间以及大量粮食、牲畜、农具、水利工程设施和输电线路，中断了川藏公路的交通，使青衣江和陇西河淤塞断流。
（四）四川利子依达沟泥石流
1981年7月9日凌晨l时30分，四川凉川彝族自治州甘洛县大渡河的支流利子依达构爆发了一次大型的灾害性泥石流。这次泥石流是由当地连续降暴雨激发产生的。泥石流的总持续时间约1小时，固体物质输移量达84万m3，其中坠人大渡河中有60万m3。
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第四章 矿山与地下工程地质灾害
第一节 矿山与地下工程地质灾害的类型
矿山是人类工程活动对地质环境影响最为强烈的场所之一，人类在开发利用矿产资源的同时，也改变或破坏了矿区的自然地质环境。因大规模采矿活动而使矿区自然地质环境发生变异，产生影响人类正常生活和生产的灾害性地质作用或现象，称为矿山地质灾害。
采矿过程中能量交换和物质转移是影响矿山地质环境的主要原因，矿山地质灾害的种类、强度和时空分布特征取决于矿区的地质地理环境、矿床开采方式、选冶工艺等因素。具体的灾害类型见下表。 环境要素 作用形式 地下采空 地面及边坡开挖 爆破及震动 地下水位降低 废水排放 废渣、尾矿排放 主要地质灾害种类 采空区地面沉降 山体开裂 崩塌、滑坡、泥石流 水土流失与土地荒漠化 岩溶塌陷 采矿诱发地震 尾矿库溃坝 煤层自燃 水动力条件改变 井、泉枯竭 海水入侵 水质污染 粉尘 煤与瓦斯突出 突水、溃泥 岩爆 地下热害 坑道变形 露采边坡失稳 地表环境 水环境 地下水位降低 废水排放 废渣、尾矿排放 地下采空 地面及边坡开挖 爆破及震动 地下水位降低 采场环境
第二节 矿区地面变形与荒漠化
全球每年从地下开采的各种矿石（包括煤和石油等）约500×108t，再加上运到地面的各种矸石、废石，数量非常可观。大量的矿石和矸石从地下开采出来所形成的地下空间必然在地表造成普遍而严重的矿区地面变形灾害，表现为矿区内大面积的地面塌陷与大规模的地裂缝。矿区地面变形和露采剥离土及废石堆、尾矿堆的不合理排放造成了矿区荒漠化。
一、矿区地面塌陷与地裂缝
采用地下开采的矿山，由于采空区上覆岩土体冒落或变形而在地表发生大面积变形破坏并造成人员伤亡或财产损失的现象和过程，称为矿区地面变形地质灾害。如果地面变形呈现面状分布，则为地面塌陷，如果为线状分布，则为地裂缝。矿区地面塌陷造成大量农田损毁，地表建筑物遭受严重破坏。
（一）矿区地面塌陷与地裂缝的危害 1、破坏土地资源，影响农业生产
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塌陷主要由地下开采造成的， 而我国的矿山开采中，以地下开采为主，约占矿山总面积的75％，煤的开采中地下开采占绝对优势，在煤矿中占92.5%，就是在全国所有矿山用地中也占67.3%，可见煤矿的地下开采是我国矿山开采占面积最大的类型。而我国是产煤大国，年产原煤约10亿吨，其中96％为地下开采。如淮北煤矿，平均每采万吨煤塌陷土地4.5－5.5亩，按目前的开采能力，每年约塌陷土地1万亩，到目前为止淮北煤矿塌陷土地累计为17.5万亩。塌陷区不仅改变了区域环境质量，而且使区内居民生活也无从安置。由此可见，塌陷区对土地资源的破坏在采矿中占有重要地位。 2、损坏地表建筑物
矿山塌陷灾害的范围广，塌陷具有突发性、累进性和不均匀性等特点，对于各种地面建筑物工程的危害非常大。在城镇建筑物、水坝、桥梁和铁路、公路之下通常是不允许开采固体矿产资料，否则就可能引起地表塌陷，造成各种建筑的破坏和城市基础设施的损坏，破坏了正常生产、生活和交通的安全。例如黑龙江省七台河市就是最典型的案例。 （二）矿区地面塌陷与地裂缝的成因
矿区地面塌陷和地裂缝的主要诱发因素是开采方式和矿体赋存条件。矿床地下开采，形成采空区，是造成地面塌陷和地裂缝形成的主要原因。采空区深度与面积、采掘面高度、地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等自然条件决定了地面塌陷和地裂缝的规模与空间分布。
矿层开采后，采空区主要依靠洞壁和支撑柱维持围岩稳定。但由于在岩体内部形成一个空洞，使其天然应力平衡状态受到破坏，产生局部的周围应力集中（如下图）。
Z工作面推进方向由于支承压力在拐角处重叠而造成的尖峰压力Y前支承压力x1x采空区2xx1侧面岩层支承压力采空区内底层荷载的再分布x2Y
工作面周围支撑压力分布示意图
煤层开采后，煤层底板层面支承压力会在拐角处重叠造成尖峰压力，底板岩层在上部支承压力和下部水压力的联合作用下，此处煤层及底板岩层处于受压状态，称为超前压力压缩段，此段内整个结构岩体呈现以矿压水平分量传递、深度为全厚的整体上半部受水平挤压，下半部分受水平扩张的力，岩体呈整体上凹形状。煤体应力一直处于上升（增压）状态，底板岩体处于压缩状态。随着工作面向前推进，在切眼附近底板应力总是处于下降（卸压）状态，采空区内地层载荷的再分布，使底板岩体处于膨胀状态，此段称为卸压膨胀段。随着采空区范围的不断增大，冒落的岩体增多，会逐渐压实，重新回到平衡稳定状态，称为采后压缩稳定段。因此正常回采阶段底板岩体则分别处于采前增压（压缩）—卸压（膨胀）—恢复阶段，且随着工作面的推进重复出现。
当采空区面积面积较大、围岩强度不足以抵抗上覆岩土体重力时，顶板岩层内部形成的拉张应力超过岩层抗拉强度极限时产生向下的弯曲和移动，进而发生断裂、破碎并相继冒落，随着采掘工
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