新疆阜康市新世纪煤矿地质灾害危险性预测评估研究

崔德广

(新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队，乌鲁木齐 830009)

新疆阜康市新世纪煤矿地质灾害危险性预测评估研究

崔德广

(新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队，乌鲁木齐 830009)

预测评估是指对工程建设场地可能危及工程建设安全,对邻近地区可能引发和加剧工程设施遭受地质灾害的危险性做出评估。依据工程项目类型、规模，预测工程项目在建设过程中和建设后，对地质环境的改变及影响，评价是否会引发或加剧对本工程建设有危害的地质灾害。

崩塌；滑坡；泥石流；地面塌陷；地裂缝

1 工程建设引发或加剧地质灾害危险性的预测

1.1 崩塌

评估区开采方式为地下开采，在地面不会形成高陡边坡。

新建工业广场、生活区等所处地段地势较为平缓，施工时基本没有大规模开挖坡角和填方工程，不易形成高陡边坡。评估区堆放场自然坡度3°～5°，矸石拟堆放坡度约30°，堆高尽量控制在3 m以内，废矸石边坡稳定性较好，不易引发崩塌灾害。综上所述，预测评估工程建设引发崩塌的可能性小，危害性小，危险性小。

1.2 滑坡

评估区开采方式为地下开采，在地面不会形成高陡边坡。新建工业广场、生活区等所处地段地势相对平缓，施工时不存在大规模开挖坡角和填方工程，不易形成高陡边坡。评估区矸石堆放场自然坡度3°～5°，拟堆放坡度约30°，高度控制在3 m以内，底部由基岩组成，无软弱岩层，矸石堆体稳定性均较好，故规划矸石堆放场不易引发滑坡灾害，危害程度小，预测评估危险性小。综上所述，预测评估工程建设引发滑坡的可能性小，危害性小，危险性小。

1.3 泥石流

评估区内虽然具有工程建设引发泥石流的物源煤矸石，但矿区矸石、炉渣永久堆放点位于矿区北东、沟谷北部，场地形平缓，不易积水，自然坡度3°～5°，其上植被覆盖较好，场地周围无水流冲刷的痕迹，不易堵塞沟道成为泥石流灾害的物源条件，预测工程建设不易引发或加剧泥石流灾害，危害程度小，危险性小。

1.4 地面塌陷

据《可行性研究报告》，本矿改扩建后可采煤层8层。煤层顶底板单轴饱和抗压强度2～29.1 MPa, 产状160°∠37°～47°，属软弱岩层。现状下，矿区已形成采空区0.020 6 km2，预计最终形成的新老采空区2.822 5 km2。

下面用冒落带、导水裂隙带法(简称冒裂带法)对矿区老、新采空区产生地面塌陷的可能性大小、规模、危害性和危险性做出预测评估。

冒落带、导水裂隙带计算公式采用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(煤炭工业出版社2000年6月第一版第232页)和《煤矿(井工、露天)建设工程安全设施设计审查标准》(国家煤矿安全监察局编制)推荐的缓倾斜煤层计算公式。

冒落带最大高度：

计算公式：HC=(3-4)M

式中,HC为冒落带最大高度(m)。

导水裂隙带最大高度(包括冒落带高度)：

式中,Hf为导水裂隙带最大高度(m)(各煤层冒落带和导水裂隙带高度计算结果见表1；上山下部的煤层根据煤层走向顶底板移动角65°，塌陷范围包括移动角影响范围)；M取各煤层最大厚度。

表1 冒落带和导水裂隙带计算结果

由预测剖面图圈定地面塌陷依据为：剖面图上采空区上部导水裂隙带最大高度标高大于在垂直投影方向上相应点地面标高的区域发生地面塌陷的可能性较大, 圈定后为可能引发地面塌陷区域中的一部分(图1、 2)。

另外，沿煤层露头线的火烧区，烧变深度达300 m，烧变后增加了岩体裂隙的发育程度，而与火烧区相接的为采空区，采空区导水裂隙带与烧变岩体裂隙相沟通的可能性较大，发生地面塌陷的可能性较大，为防患于未然将火烧区也划在可能发生地面塌陷的区域中。

圈定方法：塌陷预测选定的2条剖面(勘探剖面)在平面上的相应位置。利用剖面图预测的地面塌陷危险性中等区界线、剖面图中的采空区界线在平面上(剖面线上)有对应的界线；在平面图中(图3)将2条剖面线上地面塌陷中等区界线逐个连结所形成的范围为可能发生地面塌陷的区域，将采空区界线逐个连结所形成的范围为采空区在平面上的投影。

依上述方法圈定的可能发生地面塌陷的区域分布在采空区北部沿煤层露头线，该区导水裂隙带最大高度标高大于在垂直投影方向上相应点地面标高，与采空区相接壤的为火烧区岩体裂隙发育，二者总面积为0.44 km2， 可能会发生地面塌陷，塌陷的主要危害对象为过往行人和地下采煤活动，预测评估危害程度中等，危险性中等。

图1 71剖面的地面塌陷范围预测计算图

图2 75剖面的地面塌陷范围预测计算图

图3 新疆新世纪矿业有限公司新世纪煤矿改扩建工程地质灾害分布及危险性综合分区评估图

1.5 地裂缝

根据《县(市)地质灾害调查与区划基本要求实施细则(修订稿)》所指地裂缝为区域构造性地裂缝，内营力作用引起，地震、火山活动和构造蠕动是其主要成因。评估区主要进行地下采矿活动，不会引发构造地裂缝。地裂缝灾害不发育，预测评估危害性小，危险性小。

1.6 地面沉降

地面沉降是由地下抽取大量液体、气体引发的，评估区地下工程建设为采矿活动，不会引发地面沉降。预测地面沉降灾害不发育，预测评估危害性小，危险性小。

2 工程建设遭受地质灾害危险性的预测

工程建设遭受地质灾害危险性的预测是指工程建设可能遭受地质灾害危害的可能性、危险性和危害程度做出预测评估。

2.1 地面工程建设遭受地质灾害危险性预测评估

(1) 崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂缝

现状条件下评估区崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂缝地质灾害不发育，危害性小，危险性小；预测评估工程建设引发或加剧崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地裂缝地质灾害危害性小，危险性小；地面工程建设遭受上述地质灾害的危害性小，危险性小。

(2) 地面塌陷

根据预测评估结果，矿井改扩建后拟采空区和已有采空区将引发地面塌陷，地面塌陷面积0.44 km2，危害对象为矿区从业人员、车辆、途经此地放牧的牧民和牲畜及井下作业人员、设备的安全，危害程度中等，危险性中等。

矿井改扩建后，地下煤层采空后将形成面积为2.822 5 km2的采空区，根据预测评估结果，部分采空区不易引发地面塌陷，但考虑防患于未然，此区域对道路、管线、电力线等工程建设有潜在威胁。

2.2 井下工程建设遭受地质灾害危险性预测

井下工程建设包括巷道开拓及采区工作面布置。根据《可行性研究报告》，井筒均有保留煤柱保护，不易遭受采空区顶板冒落影响；火烧区中含有大量的水，为保证矿井的安全，设计中留设了较多的安全煤柱，但煤层顶板导水裂隙带延伸至火烧区中，火烧区中水体顺裂隙溃入井下，对井下作业人员和设备造成危害，危害程度中等，危险性中等。

地面塌陷使得采空区与地表水体通过裂隙沟通，降雨季节地表水体溃入井下将对井下作业人员及设备造成危害，井下工程建设遭受地质灾害的危害程度中等，危险性中等。

3 结论及建议

应加强评估区地质环境管理，严格规划、规范人类工程活动。把地质灾害的防治与评估区发展建设协调统一起来，使资源开发、地质环境保护及人类工程活动三者达到动态平衡，促进评估区生态环境向良性转化。

[1] 新疆新世纪煤矿改扩建工程地质灾害危险性评估报告[R].北京岩土工程勘察院，2009.

[2] 地质灾害防治条例(国务院令第394号)[S]：2003.

[3] 国土资源部.县(市)地质灾害调查与区划基本要求实施细则(修订稿)[S].2006.

[4] 国土资源部.地质灾害危险性评估技术要求(试行)[S].2004.

[5] 新疆煤田地质局一五六队.新疆阜康市新世纪煤矿生产地质报告[R].2005.

STUDY ON THE PREDICTION AND EVALUATION OF THE GEOLOGICAL HAZARD IN XINJIANG FUKANG NEW CENTURY COAL MINE

CUI De-guang

(No.156 Coalfield Geological Exploration Team of Xinjiang Coalfield Geology Bureau , Wulumuqi 830009,China)

Prediction and assessment means that the construction site may endanger the safety of the project construction, and may cause and intensify the risk of the geological hazard of the engineering facilities in the adjacent areas. According to the type and scale of the project, it can predict whether the project will cause or exacerbate the geological hazard which is harmful to the construction of the project during the course of construction and the change and influence of the geological environment.

Collapse； Landslide； Debris flow； Ground collapse； Ground fissure

余会明(1982- )，男，汉族，湖北赤壁人，工程师，硕士研究生，目前主要从事水文地质、工程地质、环境地质相关的研究工作。 E-mail：yuhm1192@126.com

1006-4362(2017)01-0025-05

2016-12-16 改回日期： 2017-01-09

TD167

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