大灘煤礦開發(fā)建設(shè)中的地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

摘要：大灘煤礦工業(yè)場地建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害危險性評估是在地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評估的基礎(chǔ)上對工程建設(shè)引發(fā)和加劇的地質(zhì)災(zāi)害，以及建設(shè)工程本身可能遭受地質(zhì)災(zāi)害的危險性進(jìn)行綜合分區(qū)評估，將評估區(qū)劃分為地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)和地質(zhì)災(zāi)害危險性小區(qū)，提出地質(zhì)災(zāi)害防治建議，做出煤礦建設(shè)場地適宜性評價結(jié)論，為該工程建設(shè)用地規(guī)劃和地質(zhì)災(zāi)害防治提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害;危險性評估;綜合評估

引言

地質(zhì)災(zāi)害是影響和制約煤礦建設(shè)和生產(chǎn)的重要因素之一，而未來煤礦建設(shè)和生產(chǎn)本身又可能誘發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。大灘煤礦屬褶皺斷塊中高山地，礦區(qū)呈東西兩側(cè)高、中間低的溝谷地形，不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。因此有必要對其地質(zhì)災(zāi)害危險性進(jìn)行評估，以評價未來工業(yè)場地建設(shè)適宜性，并提出具體防治措施。

1 工程概況

大灘煤礦隸屬天?？h管轄，礦區(qū)占地面積為1.62km²。煤礦設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模75萬噸/年，設(shè)計服務(wù)年限31年，開采方式為露天開采。根據(jù)煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力和擬投入資金情況，大灘煤礦建設(shè)工程屬較重要建設(shè)項目。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

評估區(qū)屬河西走廊南部高寒半干旱氣候區(qū)，氣溫低，無霜期短。礦區(qū)總呈一向斜構(gòu)造，礦區(qū)出露地層有震旦系中統(tǒng)薊縣～青白口系花石山群、侏羅系中統(tǒng)窯街群、白堊系下統(tǒng)及第四系。

區(qū)內(nèi)人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境的影響較強烈。評定地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為中等。

3 地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

根據(jù)評估區(qū)所處地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜程度和擬建工程的重要性，依據(jù)部頒“評估規(guī)范”，確定本項目地質(zhì)災(zāi)害危險性評估級別為二級。

分析評估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害對礦區(qū)建設(shè)工程的影響范圍和程度，同時結(jié)合該工程特點，確定評估范圍東以礦區(qū)東側(cè)地表水分水嶺為界，西、北、南側(cè)以采礦權(quán)邊界各延伸500米為界，組成一個多邊形，總評估面積約5.01km²。

3.1 地質(zhì)災(zāi)害危險性現(xiàn)狀評估

3.1.1不穩(wěn)定斜坡

通過對礦山現(xiàn)場調(diào)查分析，現(xiàn)狀條件下發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害主要為不穩(wěn)定邊坡，共發(fā)育2處。

一處分布于礦區(qū)2號采坑四周，由于采煤開挖后形成的邊坡，采坑?xùn)|、南、西側(cè)邊坡體高約30-42m，長約1100m，山體坡度約為50°-70°，北側(cè)為開采掌子面，邊坡高約10-15m，分級開挖，每級高8-10m。由于坡面開挖角度大，產(chǎn)生御荷作用明顯，邊坡局部地段發(fā)生崩塌對坡底采煤人員及機械造成威脅。

另一處為廢石場東、南、北三面，堆高10-20m左右，呈臺階式堆放，邊坡角度約40°，西側(cè)為靠山側(cè)，堆高10m左右。廢石場呈矩形狀，長約200m，寬約100m，體積32×10⁴m²。渣堆成分主要為煤矸石，次為采坑上表剝離的黃土。

2處不穩(wěn)定斜坡威脅對象主要為采礦人員和機械設(shè)備，分析判定2號采坑周邊的不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性差，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性較大，可能造成直接經(jīng)濟(jì)損失約80萬元，受威脅人數(shù)約11人，地質(zhì)災(zāi)害危害程度中等;廢石場不穩(wěn)定斜坡的穩(wěn)定性較差，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生可能性較大，可能造成直接經(jīng)濟(jì)損失約40萬元，受威脅人數(shù)約6人，地質(zhì)災(zāi)害危害程度小。

3.1.2采空區(qū)地面塌陷災(zāi)害現(xiàn)狀評估

評估區(qū)范圍內(nèi)有4處小煤窯，其開采活動始于1997年以前，皆分布在煤層露頭淺部一帶，小煤窯由生產(chǎn)隊經(jīng)營，開采深度約10～20米，1997年已全部關(guān)閉廢棄。經(jīng)調(diào)查，上述小煤窯采煤后形成采空區(qū)均為長條狀，平面分布范圍很小，地質(zhì)災(zāi)害危險性小。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

3.2.1 工程建設(shè)可能引發(fā)或加劇的地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

隨著采煤活動的繼續(xù)，2號采坑?xùn)|西兩側(cè)邊坡會加長，隨著開采層位下降、開采深度的增加，邊坡會向礦區(qū)北端延伸，隨著邊坡的加長，整體邊坡高而陡，高陡的邊坡將會在礦坑周圍產(chǎn)生裂縫，礦坑不穩(wěn)定邊坡有失穩(wěn)產(chǎn)生滑坡、崩塌災(zāi)害的可能性。采坑開挖所形成的邊坡坡度較大，在降雨、風(fēng)化等條件下將會形成危巖體。邊坡在采礦影響下發(fā)生失穩(wěn)可能性大。主要威脅邊坡下部的采煤人員、車輛、設(shè)備的安全，受威脅人員約40人，可能造成直接經(jīng)濟(jì)損失約350萬元。分析判定地質(zhì)災(zāi)害危害程度中等。

礦山整個服務(wù)年限所產(chǎn)廢石部分運往廢石場，部分用于回填2號采坑，采礦過程中產(chǎn)生大量的廢石、煤矸石及表土，廢石量隨著采礦活動的進(jìn)行將不斷減少。不穩(wěn)定斜坡主要威脅邊坡東側(cè)道路的通行人員及車輛的安全。邊坡在采礦影響下失穩(wěn)可能性較小，一般為小規(guī)?；问桨l(fā)生。預(yù)計威脅人員約15人，可能造成直接經(jīng)濟(jì)損失約60萬元。分析判定地質(zhì)災(zāi)害危害程度中等。

3.2.2 工程建設(shè)中可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測評估

工程建設(shè)中可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害主要為不穩(wěn)定斜坡，不穩(wěn)定斜坡位于規(guī)劃采坑內(nèi)，在露天開采過程中不穩(wěn)定邊坡的部分將被挖出，一部分保留，在不穩(wěn)定邊坡挖出過程中邊坡部分地段失穩(wěn)產(chǎn)生災(zāi)害可能性大，保留的不穩(wěn)定邊坡臨空面將會增大，在降雨、振動等不利工況下失穩(wěn)產(chǎn)生滑坡崩塌的可能性大，預(yù)計威脅人數(shù)小于30人，可能造成直接經(jīng)濟(jì)損失小于200萬元，地質(zhì)災(zāi)害危害程度中等。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估及防治措施

3.3.1地質(zhì)災(zāi)害危險性評估分區(qū)

（1）地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)：分布于評估區(qū)中南部，災(zāi)害類型為2號采坑四周和廢石場的不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害，面積0.49km²。危害對象主要為坡底采煤人員、機械設(shè)備和邊坡東側(cè)道路的通行人員及車輛的安全，現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害危害程度中等;預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害危害程度中等。

（2）地質(zhì)災(zāi)害危險性小區(qū)：在評估區(qū)不同地段均有分布，面積4.52km²，主要地質(zhì)災(zāi)害為采空區(qū)地面塌陷及礦山道路及其它地表未開發(fā)利用區(qū)域，這些區(qū)域現(xiàn)狀及采煤的進(jìn)一步開拓，對現(xiàn)狀危害程度輕微，危險性均為小;預(yù)測評估危險性小。

3.3.2地質(zhì)災(zāi)害防治措施

對不穩(wěn)定斜坡在露天開采過程中清除采坑邊坡的危巖體;采坑設(shè)置鐵絲圍欄和警示牌，穩(wěn)定前期采煤產(chǎn)生的高邊坡，防治坡面松散物質(zhì)滑塌產(chǎn)生災(zāi)害;排土場呈階梯狀布置，排土段總高25m，分兩級臺階，采用安全坡率下的坡度;對廢石場的廢石棄渣應(yīng)有序、合理堆放，先修建攔擋墻，再將廢石堆積于其中。

3.3.3工程建設(shè)場地適宜性評價

地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)：地質(zhì)環(huán)境條件中等，主要災(zāi)害類型為不穩(wěn)定斜坡。對2號采坑前期采煤產(chǎn)生的采坑實施回填，穩(wěn)定斜坡，上部覆土綠化，坡頂設(shè)置圍欄;廢石場的廢渣最終將用于1、2號采坑回填，故暫不設(shè)治理措施，只對廢石場實施碾壓平整、定期灑水等措施。場地基本適宜工程建設(shè)。

地質(zhì)災(zāi)害危險性小區(qū)：地質(zhì)環(huán)境條件中等，采空區(qū)地面塌陷及礦山道路其它地表未開發(fā)利用區(qū)域。采取有針對性的防護(hù)措施后，場地適宜于工程建設(shè)。

4 結(jié)論

大灘煤礦建設(shè)工程屬較重要建設(shè)項目，綜合判定評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件中等，確定本項目評估級別為二級?，F(xiàn)狀條件下地質(zhì)災(zāi)害為不穩(wěn)定斜坡和采空區(qū)地面塌陷，不穩(wěn)定斜坡危險性預(yù)測評估危險性中等，采空區(qū)地面塌陷預(yù)測評估危險性小。預(yù)測評估礦區(qū)建設(shè)引發(fā)或加劇泥不穩(wěn)定斜坡的危險性為危險性中等。評估區(qū)劃分為地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)和危險性小區(qū)。在采取適當(dāng)?shù)姆乐未胧┖?，建設(shè)場地為基本適宜—適宜，礦山建設(shè)工程是可行的。

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（作者單位：甘肅煤田地質(zhì)局一四九隊）