盘州市竹海镇滑石板村一带地质灾害特征及成因分析

张洪 丁恒

摘要：调查区地处云贵高原向黔中高原向南倾斜的斜坡地带，大地构造扬子准地台黔北台隆六盘水断陷普安旋扭构造变形区。矿床属裂隙充水矿床水文，调查区岩土体工程地质条件总体较差。区内发育4条地裂缝和1处潜在滑坡，位于煤矿矿区范围内的三叠系下统飞仙关组地层和二叠系上统龙潭组地层，为岩、土层裂缝。安全采深、爆破震动、矿井疏排水和采空区覆岩移动变形等都影响房屋开裂。这些地质灾害与云贵煤矿采煤活动有关，研究结果为地质灾害治理提供可靠的数据。

关键词：黔西南州；老山田村一带；地质灾害特征；成因分析

1.地质概况

调查区出露地层由老至新分别为：峨眉山玄武岩组、二叠系上统龙潭组、三叠系下统飞仙关组及第四系。区内煤系地层为上二叠统龙潭组，煤系地层厚度约260m，含煤20层～30层，一般25层，自上而下编号5号～28号，煤层总厚20m～36m，平均28m，含煤系数11.1%，可采煤层9层（5、9、12、17-1、17-2、19、24、26、28煤层），可采煤层总厚18.42m，可采煤层含煤系数为7.08%。调查区属扬子准地台黔北台隆六盘水断陷普安旋扭构造变形区。区域内多发育北东南西向褶曲。本区位于盘南背斜南东翼，整体呈一单斜构造，走向N30°～50°E，倾向S20°～40°E，倾角15°～22°，区内见断层2条，F1位于中部，为斜交正断层，断距100m，F2位于北部，为走向正断层，断距50m。

2.水文地质特征

2.1矿区水文概况

调查区属珠江流域南盘江水系，位于地表分水岭地带，属平塘河支流上游补给区范围。为侵蚀剥蚀低中山峰丛谷地，地势陡峭，地形总体上呈南西北东向带状展布，南边形成高陡斜坡，北边成为河谷，坡度较大。

碎屑岩分布在矿区内大部分地区，碎屑岩主要为三叠系飞仙关组及二叠系龙潭组。碎屑岩靠近地表时风化作用较强烈，风化裂隙较发育，含风化裂隙水，深部发育构造裂隙地段以构造裂隙水为主，碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气降水补给，受地势影响，一般为近源补给、就近排泄。

2.2地下水的补给、径流、排泄条件

根据地下水的循环特点，补给区主要分布于调查区南西至北东侧高山补给区，水位埋深>50m。地下水主要靠大气降水补给。

调查区受地质构造、地貌条件等因素影响，地下水总体流向为南西向北东径流。由于受采矿、构造裂隙影响，自然状態受到不同程度破坏，地下水在调查区有穿层运动的可能，有一定水力联系。径流特点为：大气降水则通过基岩裂隙及孔隙形式补给地下水。以下降泉散状溢流的方式集中排泄于地表。地下水多沿裂隙、孔隙呈脉状流、网状流及分散流的形式径流。地下水具有：运移距离近、流量小、分散排泄等特点。

2.3水文地质类型

根据各含水层水文地质特征、区内地下水补给来源主要以大气降水为主，调查区区内有2条断层，断距最大为F1断层，落差100m，落差最小为F2断层，落差50m，F2断层导水性强。综上所述，矿床属裂隙充水矿床水文，地质条件中等，水文地质类型属二类二型。

3.岩土工程地质特征

通过矿区工程地质调查，按地层岩性、厚度、物理力学性质将矿区工程地质岩组划分为松散岩组、软弱岩组和坚硬岩组，现分述如下：

3.1松散岩组

为第四系，岩性疏松，成分为粘土、砂、碎石土等。其工程地质条件极为复杂。因孔隙大，整体基本无胶结。虽富水性弱，但透水能力强。易于疏干，边坡极不稳定。疏干过程中容易产生滑体、崩塌等。

3.2软弱岩组

主要为强风化的三叠系下统飞仙关组（T1f）粉砂质粘土岩、二叠系上统龙潭组（P3l）强风化粉砂质粘土岩、粘土岩及煤层等。这类岩石质地软弱，力学强度很低，工程稳定性差。

3.3坚硬岩组

主要为二叠统峨眉山玄武岩组（P3β）中的玄武岩，岩体力学强度高，抗风化能力强，工程稳定性好。

综上所述，调查区岩土体工程地质条件总体较差。

4.调查区地质灾害现状及特征

根据实地调查和资料收集，目前调查区内出现的地质灾害为地裂缝，根据本次实地核实，区内发育4条地裂缝和1处潜在滑坡。各特征如下：

4.1地裂缝（DL1）

根据实地调查，该地裂缝位于二道岩山顶，裂缝呈直线型展布，裂缝走向45°，倾向330°，宽10cm～15cm，长约95m，可视深1.5m，为基岩裂缝，据村民介绍，该地裂缝于2018年形成。

4.2地裂缝（DL2）

根据实地调查，该地裂缝位于二道岩山体上部，裂缝顺山体形状搌布，呈明显下错趋势，下错方位为260°，下错高度为1.5m～2.0m。裂缝长371m，裂宽约0.1m～0.2m，为岩层裂缝，岩石为紫红色粉砂岩，岩层倾向120°，倾角22°。根据村民介绍，该地裂缝于2018年6月被发现。

4.3地裂缝（DL3）

根据实地调查，该地裂缝位于小鱼塘东北部，煤矿采空区上部，裂缝走向40°方位，裂宽约0.1m，长约120m，可见深度0.5m，为岩层裂缝。根据村民介绍，该地裂缝于2018年6月被发现。

4.4地裂缝（DL4）

根据实地调查，该地裂缝位于调查区南部，呈半弧形搌布，裂缝走向80°方位，倾向170°，裂宽0.1m～0.5m，长约50m，沿170°方位下错，下错深度30cm～65cm，为岩质裂缝，裂缝连续分布。根据村民介绍，该地裂缝于2018年11月形成。

4.5潜在滑坡（HP01）

据调查，该潜在滑坡发育于盘州市竹海镇滑石板居委会四、五组小鱼塘北东侧后山二道岩西侧的斜坡地带。属构造侵蚀而成的低中山地貌，斜坡北西侧为陡崖临空面，坡向330°，地形坡度约45°，见大量崩落堆积物；南西侧地形坡度则约30°，坡向为260°。从地层岩性上看，该区出露地层为三叠系下统飞仙关组灰绿色、紫色、紫红色相间钙质泥岩与细砂岩互层，夹薄至厚层状细砂岩，局部见细砂岩透镜体。区内风化强烈，风化后形成粘土、粉砂质粘土。粒径大小为1mm～30mm，下部为二叠系上统龙潭组的由灰、深灰色粉砂岩、细砂岩、泥岩及煤组成，呈软硬相间，该煤层的直接顶板以粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，其次是细砂岩、粉砂岩以及泥岩。二道岩北西侧为逆向坡，西侧为切向坡。

位于斜坡上部出露的DL02沿山体搌布，呈明显下错趋势，下错高度为1.5m～2.0m。裂缝长度为371m，后缘部分裂缝呈闭合状态，两侧裂缝宽0.05m～0.5m。此外，滑坡体上还发育有大小不等细小裂缝。位于小鱼塘附近的村民房屋，部分地面均匀不同程度的鼓胀现象，从地形上看，小鱼塘村民集中居住区位于斜坡中下部，前沿为一小型山头，滑坡体向下推力在该区受到前沿山体阻挡。从地层岩性上看，该区位于三叠系下统飞仙关组底部与二叠系上统龙潭组煤系地层分界地带，则推测该区域为滑坡体的前沿剪出口地段。

5.地质灾害成因综合分析

调查区内主要的地质灾害为地裂缝地质灾害，地裂缝4处和1处潜在滑坡，分别位于盘州市竹海镇煤矿矿区范围内的三叠系下统飞仙关组地层和二叠系上统龙潭组地层，裂缝走向30°～60°方位，裂宽约5cm～20cm，长约51m～ 370m，为岩、土层裂缝。

调查区内地裂缝与采空区走向平行，位于采空区覆岩移动影响范围之内，由煤矿开采引起；由于采空区覆岩移动变形，使巖体产生次生节理裂隙，在陡坡位置处，由于节理裂隙发育使岩体力学强度降低，在山体下部由于挤压形成地鼓现象。

在煤矿采矿权范围内，本次调查房屋78栋，其中大部分房屋都有不同程度的开裂损坏。根据房屋分布位置，采空区发育情况，下面分别从安全深度、爆破震动、矿井疏排水和采空区覆岩移动变形影响范围等方面分析与房屋开裂的关系。

5.1安全采深分析

煤矿采区范围内开采煤层为28号煤层时，其煤层安全开采深度为759m，而28号煤层顶板覆岩厚度最大值为452m，即均小于煤层安全开采深度。因此，煤层开采形成采空区崩顶后，产生采空区覆岩移动变形将导致地表发生变形，即位于采空区上部的地表建筑物会受到一定程度的影响。

5.2采空区覆岩移动变形影响范围与地下采煤活动关系分析

煤层采空区一旦发生顶板崩落垮塌，其采空区覆岩移动变形的影响范围因垮塌和上覆岩层边界角的上延而大于采空区范围，且矿层愈厚，倾角越陡，其采空区覆岩移动变形影响范围向下山方向偏移的距离越大。通过对盘州市老厂镇煤矿采矿权范围内地下采煤活动形成的采空区变形影响范围的圈定：本次调查的78栋房屋有37栋民房在采空区覆岩移动变形地表影响范围。

5.3巷道掘进爆破振动影响关系分析

煤矿提供12804运输巷、12804回风巷掘进作业时炸药使用量资料，根据前述第七章第三节盘州市煤矿12804掘进爆破振动影响范围计算结果表明：盘州市煤矿主井巷道掘进爆破振动安全允许距离为40.08m，不会对地表建筑物造成损坏。

5.4滑坡影响关系分析

据调查，HP01位于二道岩附近，出露地层为三叠系下统飞仙关组细砂岩、砂岩、泥质粉砂岩，属于岩质边坡，上部陡，下部缓。主要分布有DL02，在平面上呈半弧型，地形北东高南西低，DL02位于陡崖斜坡地带，后壁近于陡立，前缘坡度30°。根据变形体后缘发育的主要下错裂缝及两侧微地貌，按照角平分线法求得该变形体主要破坏方向260°，裂缝深度10cm～40cm。在煤层开采扰动的过程中，由于采空区在煤层开采初期一般设有临时支撑，顶板变形较小，对斜坡岩体稳定性影响不大；坡体内裂隙的产生主要受煤层在采动过程中的影响，多在采空区顶板处形成裂缝，延伸长度一般较小。煤层开采一定时间后，采空区中的临时支撑失去维护，而逐渐破坏，导致顶板岩体弯曲下沉，并迅速扩展到顶板以上岩体，导致坡体内部一定范围内岩体节理裂隙发育，上部岩体向着采空方向弯曲变形，后缘拉应力集中，随着变形的日益加剧，最终在坡体后缘形成拉裂缝。因此，位于二道岩南西部的潜在滑坡HP01，根据剖面10、11、12得出其影响范围内村民房屋为22栋82户。

5.5煤矿开采综合影响范围划定

综合以上因素的分析，在煤矿采矿权范围内，本次调查的78栋房屋，有59栋房屋在煤矿地下开采影响范围之内，19栋房屋不在煤矿地下开采影响范围之内。煤矿地下开采影响范围内的67栋房屋，其中：有37栋房屋在煤矿采空区覆岩移动变形影响范围；有22栋房屋在滑坡影响范围之内。

5.6未在煤矿开采影响范围内房屋开裂情况及开裂成因分析

本次调查的78栋房屋，不在采煤影响范围之内有19栋房屋，这19栋23户，新修房屋占绝大多数。房屋开裂受损程度轻微至轻度损坏7栋，未见明显开裂房屋11栋，严重破坏1栋。未在煤矿开采影响范围内房屋开裂成因分析：

（1）地形地貌，经实地调查及测量，未在煤矿开采影响范围内的19栋房屋皆分布位于丫口上组距离煤矿采空区距离较远，所处地貌为山脊及斜坡，地形坡度较大（15°～30°）。

（2）地层岩性，房屋所处地层为：①第四系（Q）：岩性为残坡积物和冲积物，红粘土、粉质粘土、亚粘土、砾石块、人工堆积物等。厚度0～15m；②上二叠统龙潭组（P3l）：岩性为细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩及煤层组成。

（3）房屋基础及结构，房屋基础座落于第四系松散堆积物、二叠系上统龙潭组地层，房屋基础多置于斜坡、缓坡台地土层和基岩风化层上，地基土层结构松散，其岩土工程地质性质较差，基础脆弱，房屋自身砌筑结构较差。

（4）房屋开裂成因分析，由于该地段位于斜坡地带，地基多为厚度不等的第四系粘土等软弱层，其力学强度低，由于地基的不均匀沉降导致房屋开裂受损，由自然原因造成。

（5）朱恩相房屋开裂成因分析，在本次地质灾害成因分析论证且不在煤矿影响范围中的19栋房子中，朱恩相房屋受损最为严重。经现场核实，该房屋位于山体鞍部地段，所处地层为三叠系飞仙关组泥岩、粉砂质泥岩地层。房屋后缘靠山一侧为挖方，但未设置截排水沟，在雨季地表山水沿坡面汇集于该处，且长时间浸泡。泥岩或粉砂质泥岩遇水易软化，其力学强度变低，从而使得地基的不均匀沉降导致房屋开裂受损，故系自然原因造成。

6.结论

地质灾害与云贵煤矿采煤活动有关，随着地下采煤活动的不断深入或雨水沿地裂缝的不断渗入，今后可能会加剧或引发新的地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷，故应在各现状地质灾害分布点建立观测标志，进行观察、监测，特别是在雨季、大暴雨更要注意监测，一旦出现险情及时采取避让等有效的防治措施，保证人民生命财产安全。对地裂缝采取充填或回填处理，避免地表水流入岩土体中，使岩土体含水量过于饱和，加剧地面塌陷、地裂缝的发生。房屋损坏严重的建议搬迁至矿区外围无地质灾害地段居住。对滑坡影响范围内的居民，建议搬迁至安全地带。

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