河北礦山采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估及防治措施

劉才云，董龍騰

（河北省地礦局第九地質(zhì)大隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000）

1 評(píng)估工作概述

1.1 工程規(guī)劃概況

礦山開采工作由礦山企業(yè)承辦，評(píng)估區(qū)緊鄰市區(qū)，交通便利。

1.2 工作方法

本次評(píng)估工作以收集資料和野外實(shí)地調(diào)查為主要工作手段。首先，收集了礦山內(nèi)外的自然地理、地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的詳細(xì)基線數(shù)據(jù)，在此資料的基礎(chǔ)上開展評(píng)估區(qū)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查，經(jīng)綜合分析，對(duì)該擬建工程建設(shè)用地進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估。本次評(píng)估工作流程按《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估規(guī)范》（DZ/T0286-2015）執(zhí)行。

1.3 評(píng)估范圍與級(jí)別的確定

根據(jù)評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件，結(jié)合調(diào)查情況分析，評(píng)估區(qū)可能受到的地質(zhì)災(zāi)害僅存在于征地范圍內(nèi)，不會(huì)對(duì)礦山周邊地質(zhì)環(huán)境造成影響，因此評(píng)估范圍以征地范圍為界。

該項(xiàng)目類別屬工業(yè)建筑，根據(jù)《規(guī)范》附錄表B.2，確定該項(xiàng)目為一般工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目。

依據(jù)規(guī)范附表B.1地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度分類表確定地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為中等。

本建設(shè)項(xiàng)目屬一般建設(shè)項(xiàng)目，礦山評(píng)估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度中等，根據(jù)《規(guī)范》表1地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估分級(jí)表，確定該項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估級(jí)別為三級(jí)。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 氣象、水文

本礦山區(qū)域?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明，春季干旱，風(fēng)砂較多，夏末秋初炎熱多雨，盛行東南風(fēng)，冬季寒冷少雪，多西北風(fēng)。本區(qū)歷年平均氣溫13.5℃，極端最低氣溫-22.4℃，極端最高氣溫41.8℃。多年平均降水量516.1mm，最低228.2mm，最高1269.0mm，日降水量最大為304.3mm，降水量年際間變化大，且具10～11年的周期性特點(diǎn)。年內(nèi)則多集中于6～9月份，占全年的70%以上。最大年蒸發(fā)量2190.6mm，最小年蒸發(fā)量1257.1mm，平均年蒸發(fā)量1887.0mm。本區(qū)最大風(fēng)速18m/s，最大季節(jié)性凍土深度41cm，平均相對(duì)濕度為59.6%，年平均日照時(shí)數(shù)為2297h，全年無霜期200天。

評(píng)估區(qū)距離最近的河流主要有北側(cè)七里河。

七里河發(fā)源于邢臺(tái)縣西部龍尾尖后溝，經(jīng)黃店、皇臺(tái)底、邢臺(tái)市、王快，經(jīng)南和縣，由任縣注入大陸澤。全長(zhǎng)59km。流域面積505km2。1963年8月4日洪峰流量12000m3/s（阪上村），1996年8月4日洪峰流量1105m3/s（阪上村）。上游1967年建成東川口水庫，流域面積84km2，總庫容為928萬m3，1996年8月4日洪峰入庫流量1239m3/s。

2.2 地形地貌

礦山評(píng)估區(qū)屬太行山東麓新沖洪積平原亞區(qū)扇上平地或緩斜地小區(qū)，地勢(shì)總體上呈西高東低，地形較平坦，地貌類型單一；地形標(biāo)高為69.5m～70.0m，相對(duì)高差約0.5m，地形坡度約0.5°，評(píng)估區(qū)地形簡(jiǎn)單，地貌類型較單一。

2.3 地層巖性

評(píng)估區(qū)地表覆蓋第四系松散層，其下為奧陶系地層，自下而上分述如下。

2.3.1 奧陶系中統(tǒng)馬家溝組峰峰組（O2f）

上部巖性為淺、深灰色致密灰?guī)r，花斑灰?guī)r夾角礫狀灰?guī)r及灰黃色泥質(zhì)灰?guī)r，下部巖性為淺黃色、黃色泥質(zhì)灰?guī)r，灰色致密灰?guī)r，肉紅色淺灰角礫狀灰?guī)r。

2.3.2 新生界第四系（Q）

全新統(tǒng)（Q4）：由沖洪、洪、風(fēng)積物組成。巖性主要為卵礫石、砂、亞砂土、亞粘土。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造

評(píng)估內(nèi)無構(gòu)造發(fā)育，附近主要發(fā)育NNE向斷裂，均為非活動(dòng)性斷裂。本區(qū)以北東及北北東向斷裂為主，均為正斷層。規(guī)模較大的構(gòu)造為F1（邢臺(tái)—安陽深斷裂），自北向南呈SN向～NNE向，為正斷層。

2.5 礦層類型及工程地質(zhì)性質(zhì)

評(píng)估區(qū)內(nèi)未做礦山工程勘察，根據(jù)評(píng)估區(qū)最近建設(shè)項(xiàng)目礦山工程勘察報(bào)告，根據(jù)鉆井識(shí)別、巖土試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，將鉆井暴露深度內(nèi)的地層從上到下劃分為8個(gè)工程地質(zhì)層，①雜填土、②粉質(zhì)粘土、③粉質(zhì)粘土、④細(xì)砂、⑤粉質(zhì)粘土、⑥中砂、⑦卵石和⑧粉質(zhì)粘土，其中③層又劃出③-1層粉砂。各層巖性土及工程地質(zhì)特性分述如下：

根據(jù)礦山勘查試驗(yàn)和當(dāng)?shù)乜辈旖?jīng)驗(yàn)，確定各層地基土的承載力特征值見表1。

表1 各土層承載力特征值

2.6 水文地質(zhì)條件

根據(jù)礦山施工內(nèi)的評(píng)估區(qū)內(nèi)地下水賦存條件、水動(dòng)力特征和含水層水理性質(zhì)，劃分為兩種基本類型，即松散巖類孔隙水和巖溶水。分別簡(jiǎn)述如下：

（1）孔隙水。該層主要由更新統(tǒng)沖洪積層相（Q3+Q2）地層構(gòu)成，含水層巖性以砂卵石及中粗砂為主，厚度6.5m～16.5m，評(píng)估區(qū)單井單位涌水量在30m3/h·m～50m3/h·m之間。水化學(xué)類型為Cl·HCO3·SO4-Ca。地下水孔隙水補(bǔ)給、徑流、排放特征及動(dòng)力特征：主要通過雨季降水入滲和河水入滲補(bǔ)充、西部側(cè)向逕流補(bǔ)給和豐水年巖溶水頂托補(bǔ)給，人工開采和向東逕流排泄。

（2）巖溶水。巖溶水屬百泉泉域，評(píng)估區(qū)位于百泉泉域南邊緣。含水層為奧陶系中統(tǒng)致密灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r。巖溶裂隙較發(fā)育，主要巖溶形態(tài)為溶隙、溶孔及溶洞。單位涌水量為20.0m3/h·m～30.0m3/h.m，地下水類型為HCO3—Ca·Mg。巖溶水為本區(qū)工農(nóng)業(yè)主要供水水源。據(jù)2015年枯水期巖溶水流場(chǎng)圖顯示：地下水徑流方向總體自西向東，水力坡度為0.13‰。巖溶水水位動(dòng)態(tài)主要受降水和人工開采影響：一般每年的11月中、下旬至翌年2月下旬水位較為平穩(wěn)，之后受農(nóng)業(yè)開采量的增大而迅速下降，至6月中下旬之后接受降水又快速回升，年內(nèi)水位變幅2～3m。

3 礦山地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估

3.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害類型特征

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)研究及相關(guān)資料，在目前條件下，評(píng)價(jià)區(qū)未發(fā)生采礦地質(zhì)災(zāi)害。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性現(xiàn)狀評(píng)估

經(jīng)查閱有關(guān)資料及實(shí)地調(diào)查，在目前條件下，評(píng)價(jià)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，評(píng)價(jià)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較低。

4 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

4.1 工程建設(shè)中、建設(shè)后可能引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

根據(jù)礦山及地質(zhì)環(huán)境條件分析，開采對(duì)象本身可能面臨的地質(zhì)災(zāi)害隱患主要為巖溶塌陷。通過物探及附近鉆孔資料，本區(qū)灰?guī)r巖性較純，連續(xù)厚度較大，巖溶裂隙發(fā)育，但上部大部被粘土充填；通過走訪調(diào)查地面塌陷、開裂不明顯，地表礦山工程施工建筑物無變形、開裂現(xiàn)象；評(píng)估區(qū)第四系松散層厚度195m，底部為卵石（孔隙以粘性土或中細(xì)砂充填）；評(píng)估區(qū)巖溶水水位埋深在32m左右，年內(nèi)變幅2m～3m。通過以上分析，依據(jù)《規(guī)范》中表D.7，判定評(píng)估區(qū)，可能產(chǎn)生少量或零星的巖溶塌陷，巖溶塌陷發(fā)育程度弱。

巖溶塌陷的危害主要表現(xiàn)為破壞公路、礦山、水庫堤防等工程設(shè)施，巖溶塌陷雖具有偶發(fā)性，但對(duì)威脅對(duì)象造成的損壞過程緩慢，一般不會(huì)造成人員傷亡，故地質(zhì)災(zāi)害受威脅人數(shù)小于100人，做好防范措施的話，可能的直接經(jīng)濟(jì)損失小于500萬元，依據(jù)《規(guī)范》表2地質(zhì)災(zāi)害危害程度分級(jí)表，預(yù)測(cè)評(píng)估區(qū)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害危害程度中等。

擬建礦山工程建筑物高度未定，暫定按高度約7.8m。工程基坑開挖過程中應(yīng)放坡或采取適當(dāng)?shù)幕又ёo(hù)措施。根據(jù)巖土體工程地質(zhì)特征，本項(xiàng)目建筑物施工過程中，無深基坑開挖，不會(huì)形成高陡邊坡，引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性小。工程建設(shè)臨近巖溶塌陷影響范圍，危害程度中等，依據(jù)《規(guī)范》表7，本項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)營(yíng)期間發(fā)生或加劇地質(zhì)災(zāi)害的可能性為中等，預(yù)計(jì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)為中等。

4.2 礦山工程自身可能遭受的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)估

根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件分析，評(píng)估區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患為巖溶塌陷，發(fā)育程度弱，建設(shè)工程位于其影響范圍外，危害程度小，根據(jù)《規(guī)范》表12施工場(chǎng)地本身可能面臨的地質(zhì)災(zāi)害潛在危險(xiǎn)是巖溶塌陷，受地質(zhì)災(zāi)害影響的可能性小，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)低。

5 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)評(píng)估及防治措施

5.1 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合評(píng)估原則與量化指標(biāo)的確定

地質(zhì)災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是在當(dāng)前地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果的基礎(chǔ)上，充分考慮評(píng)估區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件、分布情況和預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果，進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。潛在地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)程度。根據(jù)“異”原則，采用定性和半定量分析方法，區(qū)分工程建設(shè)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)礦山工程構(gòu)筑物施工場(chǎng)地的適宜性。災(zāi)害、預(yù)防的復(fù)雜性和防控的效益。地質(zhì)災(zāi)害防治措施與建議。

5.2 地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)評(píng)估

現(xiàn)狀評(píng)價(jià)：在目前條件下，地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)展，破壞程度小，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)低。

預(yù)測(cè)：礦山建設(shè)期間及之后可能發(fā)生或惡化地質(zhì)災(zāi)害的可能性為中等，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)為中等。施工場(chǎng)地本身可能存在巖溶塌陷等地質(zhì)隱患，受地質(zhì)災(zāi)害影響的可能性小，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)低。

綜合評(píng)價(jià)：評(píng)價(jià)區(qū)巖溶塌陷風(fēng)險(xiǎn)中等。因此，評(píng)價(jià)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)中等。

5.3 建設(shè)用地適宜性評(píng)估

依據(jù)現(xiàn)狀評(píng)估、預(yù)測(cè)評(píng)估、綜合評(píng)估結(jié)果，擬建場(chǎng)地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性中等。依據(jù)《規(guī)范》建設(shè)用地適宜性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表24），建設(shè)場(chǎng)地適宜性為基本適宜。

5.4 防治措施

地質(zhì)災(zāi)害防治，應(yīng)堅(jiān)持以預(yù)防為主，防治結(jié)合，全面規(guī)劃與重點(diǎn)防治相結(jié)合的原則，以達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。評(píng)估區(qū)存在巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害隱患，地質(zhì)災(zāi)害防治措施如下。進(jìn)一步查明評(píng)估區(qū)所存在的溶洞和土洞，并依據(jù)巖土工程報(bào)告采取相應(yīng)的防治措施。對(duì)影響較大的溶洞和土洞采取灌注法、洞底支撐和過梁法等措施處理。若存在高度小于20cm的溶洞則應(yīng)適當(dāng)提高基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)內(nèi)剛度預(yù)防零星塌陷對(duì)建設(shè)物的不良影響。

6 結(jié)論與建議

6.1 結(jié)論

（1）項(xiàng)目為工業(yè)建筑，屬于一般工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，地質(zhì)環(huán)境中等難度，項(xiàng)目地質(zhì)災(zāi)害等級(jí)確定為三級(jí)。

（2）現(xiàn)狀評(píng)價(jià)：在現(xiàn)狀條件下，評(píng)價(jià)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害不發(fā)育，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)較低。

（3）預(yù)測(cè)與評(píng)估：項(xiàng)目建設(shè)期間及建設(shè)后可能發(fā)生或加劇地質(zhì)災(zāi)害的可能性為中等，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)為中等。施工場(chǎng)地本身可能存在巖溶塌陷等地質(zhì)隱患，受地質(zhì)災(zāi)害影響的可能性小，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)低。

（4）綜合評(píng)價(jià)：建設(shè)項(xiàng)目本身可能受巖溶塌陷等地質(zhì)災(zāi)害影響，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)中等。

（5）建設(shè)場(chǎng)地適宜性為基本適宜。

6.2 建議

（1）在礦山工程建設(shè)之前做好巖土工程勘察，并依據(jù)勘察報(bào)告結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，如發(fā)生巖溶塌陷，及時(shí)采取相關(guān)防治措施。

（2）建議建設(shè)單位和設(shè)計(jì)單位嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范采取相應(yīng)措施。