煤礦采空區(qū)山體誘發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理分析及其應(yīng)用
——以大平煤礦為例

張世峰，鄧麗霞，王傳志

(河南省地質(zhì)局礦產(chǎn)資源勘查中心，河南省鄭州市，450000)

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生產(chǎn)生活對能源的需求量越來越大。為了充分利用煤炭資源，煤礦企業(yè)對礦山進(jìn)行了多種形式的開采和挖掘。其中，在山體下部進(jìn)行開采作業(yè)會導(dǎo)致山體巖石被破壞，使巖石塊體松散，導(dǎo)致出現(xiàn)危巖及不穩(wěn)固塊體。采空區(qū)一旦受到外界因素的影響，很容易誘發(fā)山體崩塌、下滑等地質(zhì)災(zāi)害[1-2]。而山體崩塌災(zāi)害的發(fā)生速度較快，大面積巖石會沿著垂直方向墜落，在短時間內(nèi)就會造成危及面積較大的災(zāi)難，對周邊居民的生命和財產(chǎn)安全形成極大威脅。因此，針對煤礦采空區(qū)山體可能誘發(fā)的崩塌地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行相應(yīng)的形成機(jī)理分析，從而作為山體巖石提前防護(hù)的依據(jù)十分必要[3]。

牛小明等[4]基于地質(zhì)災(zāi)害的基本特征，分析了石人嶂礦蓮花山采空區(qū)山體崩塌的特點(diǎn)，通過采用無人機(jī)遙感建立該區(qū)域的地表模型，完成了形成機(jī)理分析。然而該方法對形成崩塌災(zāi)害的主要成因分析未考慮山體崩塌的外部環(huán)境主要誘發(fā)因素，研究出的崩塌機(jī)理實際應(yīng)用性有待提高；楊忠平等[5]根據(jù)山體裂隙及坡體的失穩(wěn)破壞程度，針對性建立離散元數(shù)值模擬，研究采動作用下巖溶山體深大裂隙擴(kuò)展貫通機(jī)理及誘發(fā)裂隙的擴(kuò)展原因，完成了崩塌機(jī)理的研究，但該研究未考慮不規(guī)則形態(tài)的地質(zhì)單元的力學(xué)特征，建立的數(shù)值模擬模型未結(jié)合破壞準(zhǔn)則，因此分析結(jié)果上有提升空間；張輝等[6]提出納雍鬃嶺煤礦區(qū)高位崩塌災(zāi)害的機(jī)理分析，通過Frictional模型與Voellmy模型模擬崩塌運(yùn)動特征研究崩塌機(jī)理，該分析沒有將邊坡上部危巖塊體、臨空狀態(tài)、軟弱結(jié)構(gòu)等作為崩塌災(zāi)害的主要成因，分析結(jié)果也不夠理想。

針對以上研究成果的不足，筆者針對鄭州煤炭工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司大平煤礦(以下簡稱“大平煤礦”)采空區(qū)的山體崩塌災(zāi)害形成原因進(jìn)行了深度的研究和分析。首先，根據(jù)所選礦山的地質(zhì)環(huán)境和條件進(jìn)行了實地考察和勘測，并根據(jù)該礦山內(nèi)的采礦活動及年限分析礦山目前的真實地質(zhì)情況；其次，提取礦山所處環(huán)境的各方位影響因素及山體崩塌形成特征，創(chuàng)新地結(jié)合破壞準(zhǔn)則構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害臨界判別機(jī)理分析模型，完成了對礦山山體崩塌形成過程的機(jī)理分析；最后，在實際工程中應(yīng)用該機(jī)理分析能有效穩(wěn)定地質(zhì)結(jié)構(gòu)并減少崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

1 大平煤礦采空區(qū)工程概況

選擇大平煤礦5號采區(qū)(內(nèi)含采空區(qū))作為工程應(yīng)用研究區(qū)，該研究區(qū)山脈相對較高且坡度陡、溝壑深，自然形成坡度通常在50°～ 60°，是典型的構(gòu)造剝蝕地形，礦體整體呈東高西低特點(diǎn)，西部是一個陡峭的懸崖，下面發(fā)育著一條河流，河流最低點(diǎn)對應(yīng)高度為113 m。研究區(qū)所處山體的地質(zhì)巖層實際狀態(tài)如圖1所示。

圖1 研究區(qū)所處山體的地質(zhì)巖層實際狀態(tài)

在圖1中，大平煤礦采空區(qū)所處山體的上半部分巖層屬于豫北區(qū)下二疊統(tǒng)太原組(P1q)，為含不同層位的火山巖型結(jié)核狀灰?guī)r，厚度超過50 m；二疊系下統(tǒng)梁山組(P1L)位于中間部分，含有薄層炭黑的碳質(zhì)頁巖，其中以灰白色中厚層狀巖為主，英砂巖為星點(diǎn)狀黃鐵礦，整體厚度大約為16.4 m；該層還包含泥盆系的上統(tǒng)經(jīng)四組(D3x)，上層主要分布為厚層狀灰?guī)r體，巖體頂端則為黃綠色相間的薄層狀頁巖，中間部分為灰色層狀泥灰?guī)r和黃綠色薄層狀頁巖，下層部分為灰白細(xì)石英砂巖和粉砂巖，整體的厚度約80 m；山體下半部分主要為上統(tǒng)黃家河組(D3h)，上層分布著黃綠相間的頁巖，中層分布著薄層狀的帶云母碎片頁巖，包含發(fā)育期的赤鐵礦及對應(yīng)小晶體，其整體厚度為40.4 m。

在現(xiàn)場勘測過程中發(fā)現(xiàn)大平煤礦采空區(qū)所在的山體中以巖溶裂縫含水層為主，僅有部分儲水，在水結(jié)構(gòu)的有利部位存在著壓力自流水的分布，富水程度相對不均勻，主要是弱中等富水性，巖體表面存在發(fā)育性巖溶，以溶隙、溶蝕槽、落水洞為主要形式，其大小有一定的差別，并且無明顯的空間分布規(guī)律。

煤脈存在于山體斷層中，礦脈由偉晶巖、混合巖以及黑云母、花崗巖等多種不同的巖石結(jié)構(gòu)組成，礦山的整體巖石硬度系數(shù)在8～10以上。

經(jīng)過歷史時間推算和考證，該區(qū)域從20世紀(jì)50年代至今就一直存在煤炭開采活動。該采礦工程的開采方式自上而下共分為9個階段，每個階段的開采高度為22～23 m，斜向長度為60 m，沿著煤層走向進(jìn)行相應(yīng)布置，開采幅度寬為1.5 m，煤礦空采頂柱高2 m，底柱高3 m，留取不規(guī)則礦柱輔助人工漿砌廢石柱作為頂板支護(hù)，針對頂板碎裂較為嚴(yán)重的采場，已預(yù)留出足夠數(shù)量的礦柱，另外通過錨桿進(jìn)行維護(hù)。在2019年底，上部分的7個分段基本開采完畢，第8個分段約開采4/5，第9個分段僅完成個別礦房的開采。2017-2019年，山體斷層部分的下部礦房頂板存在明顯的下滑痕跡，下滑距離大約30 cm，煤柱由于受到塊體間接牽引而發(fā)生剝落。

2 采空區(qū)山體崩塌破壞特征和影響因素

2.1 山體崩塌破壞特征分析

通過現(xiàn)場勘測和實際巖層比對可以發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)具有以下山體崩塌破壞特征：

(1)研究區(qū)山體邊坡上端為長期風(fēng)化而形成的巖石，顏色特征呈現(xiàn)出土黃色或灰白色，并形成了斷裂斜坡構(gòu)造。在沿采空方向的軟弱構(gòu)造面貫通時，受重力或外力的影響，巖體貫通面逐漸出現(xiàn)近似弧形的切向滑動破壞特征。

(2)在風(fēng)化作用不大的礦井內(nèi)，由于開挖負(fù)載的作用，整個巖體中產(chǎn)生了大量的負(fù)荷裂縫，此時不僅巖石之間存在裂縫，巖體內(nèi)部也存在結(jié)構(gòu)面的裂隙。巖體出現(xiàn)斷裂和體位傾斜情況，分析該巖石已形成危巖具有崩塌破壞特征。

(3)由于煤礦采掘施工不規(guī)范，一些邊坡出現(xiàn)下伏基巖被掏空的狀態(tài)，形成了不可逆的凹巖現(xiàn)象，在外力作用下斜坡的傾角幾乎垂直于斜坡，產(chǎn)生了負(fù)荷裂縫，該斜坡所處凹巖的上部楔形構(gòu)造面主要控制巖體的整體結(jié)構(gòu)面，該結(jié)構(gòu)面具有較好的支撐作用，但受地心引力及其他動力作用，裂縫逐步擴(kuò)大并貫穿危險巖石開始變形，具有形成墜落式崩塌地質(zhì)災(zāi)害的特征。

(4)研究區(qū)內(nèi)的斜坡為一平坦的臨空巖層，構(gòu)造面平坦，部分巖石上充填粘土，其強(qiáng)度比一般的斜坡低，屬于容易造成崩塌災(zāi)害的破壞特征。

(5)山體上大部分巖石均屬于石灰?guī)r一類堅硬的碳酸鹽巖石，從而形成了陡峭的邊坡，節(jié)理裂縫較多，侵蝕作用較大，對巖體的完整性造成了嚴(yán)重的損害，更容易形成崩塌災(zāi)害。

2.2 影響誘發(fā)因素分析

研究區(qū)巖質(zhì)邊坡滑坡崩塌的主要影響因素為地質(zhì)環(huán)境和外部環(huán)境，地質(zhì)環(huán)境影響因素主要包含邊坡的高度、坡度巖體結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和巖土體特性等，外部環(huán)境誘發(fā)因素包括降雨、地震和人為因素活動等[7]。

2.2.1 地質(zhì)環(huán)境主要誘發(fā)因素

研究區(qū)邊坡高度對山體誘發(fā)崩塌產(chǎn)生的作用和影響較大。部分高于30 m的坡體容易發(fā)生大規(guī)模的巖崩，崩塌源頭主要集中在邊坡的上半部分，這一部分受到的風(fēng)化程度更強(qiáng)，石塊破碎程度更大，容易發(fā)生崩塌[8]。

從研究區(qū)采空區(qū)的邊坡坡度來看，主要采用圈椅式開挖方式直接造成了邊坡的傾斜度較大，高陡峭度是危巖崩塌的主要條件，而凹巖形態(tài)也使危巖處于臨空面環(huán)境，更容易發(fā)生山體崩塌災(zāi)害。

研究區(qū)巖體的組成結(jié)構(gòu)也是內(nèi)在因素的組成部分，破碎和分散的巖體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其完整性不足，易形成不穩(wěn)定的塊體。根據(jù)勘探結(jié)果發(fā)現(xiàn)研究區(qū)采空區(qū)內(nèi)的邊坡巖體節(jié)理裂縫多、完整性差，因風(fēng)化而形成疏松的巖石，在自然風(fēng)化或極端環(huán)境下，極易導(dǎo)致松散巖塊從巖石母體中脫離并發(fā)生山體崩塌災(zāi)害[9]。

2.2.2 外部環(huán)境主要誘發(fā)因素

從降雨方面的因素來考慮，強(qiáng)降雨對地質(zhì)災(zāi)害的影響較大，降水最密集的時期和地段是崩塌災(zāi)害頻繁發(fā)生的時段[10-12]。大平煤礦所在新密市屬溫帶季風(fēng)氣候，每年有3個月左右時間處于雨季，降雨量最高能達(dá)到1 200 mm。該研究區(qū)采空區(qū)山體巖石的負(fù)荷裂縫較多，且多處于發(fā)育期，在雨季雨水很容易滲入其中，進(jìn)一步瓦解巖層，引起礦山采空區(qū)的危巖崩塌災(zāi)害。

除此之外地震也是引發(fā)崩塌坡災(zāi)害的主要原因，地震作用力會引起巖體的構(gòu)造狀況發(fā)生改變，容易發(fā)生危險的巖體坍塌。大平煤礦處于地處華北平原地震帶頻發(fā)區(qū)域，轄區(qū)內(nèi)的盤谷寺-新鄉(xiāng)斷裂和鳳凰嶺斷裂橫貫東西，容易受到地震誘發(fā)。

研究區(qū)在進(jìn)行采礦和施工等相應(yīng)活動時，很容易破壞已有的壓力均衡，對邊坡的穩(wěn)定性有不利影響。該采區(qū)形成采空區(qū)后，仍有個別礦房進(jìn)行開采，2017-2019年，山體斷層部分的下部礦房頂板存在明顯的下滑痕跡，是打破山體巖石平衡結(jié)構(gòu)的主要誘因。

3 采空區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害臨界判別機(jī)理建模研究

分析采空區(qū)地形結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征，結(jié)合破壞準(zhǔn)則計算破壞準(zhǔn)則參數(shù)，構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害臨界判別機(jī)理分析模型作為采空區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害臨界判別的基礎(chǔ)。

采空區(qū)山體后緣除了巖石表面以外，還有多組節(jié)理和以上構(gòu)造面強(qiáng)烈切割而形成的裂縫，在后山巖體中存在一部分破碎且不連續(xù)的巖石塊體如圖2所示。

圖2 采空區(qū)山體后緣巖石塊體

經(jīng)過現(xiàn)場細(xì)致勘察發(fā)現(xiàn)，采空區(qū)山體的后沿斜坡陡峭且伴有卸荷開裂發(fā)育，裂縫擴(kuò)展度為0.2～1.0 m，深度為2～7 m。經(jīng)過分析負(fù)荷裂縫是造成這種前緣和后緣分離的主要原因，致使條形或圓柱形危巖懸垂，其底部為穩(wěn)定性較大的底座巖石[13]。

由于研究區(qū)地形結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，地勢起伏較大，山脈溝壑自然形成坡度通常在50°～60°，且斜坡多為臨空巖層，受到來自山體各方向多向力的作用，結(jié)構(gòu)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易引發(fā)崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。若臨空巖層一旦發(fā)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，由于其所在的高空位置及其沖擊力，會對周圍環(huán)境和生命安全造成不良影響。因此，在分析該區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害臨界判別機(jī)理前，需要考慮當(dāng)?shù)氐匦谓Y(jié)構(gòu)的力學(xué)特征(不規(guī)則形態(tài)的地質(zhì)單元)，結(jié)合破壞準(zhǔn)則，獲得相應(yīng)的破壞準(zhǔn)則參數(shù)。將這些參數(shù)應(yīng)用到地質(zhì)災(zāi)害臨界判別機(jī)理分析模型中，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生可能性和規(guī)模，以此保障判別機(jī)理分析模型的全面性與實際應(yīng)用性。

在上述條件下建立煤礦采空區(qū)山體崩塌和礦柱破壞的臨界判別模型。首先假設(shè)礦柱的抗壓強(qiáng)度為σ，對應(yīng)的破壞準(zhǔn)則表示見式(1)：

(1)

式中：η1——礦柱受到破壞后的最小面積采空率，%；

N——崩塌面上的正壓力，MPa；

σ——礦柱的抗壓強(qiáng)度，MPa；

S0——煤礦采空區(qū)內(nèi)準(zhǔn)崩塌面面積，m2。

山體巖石在發(fā)生崩塌時的最小面積采空率主要受到巖體的安全系數(shù)影響，并可以根據(jù)極限值推導(dǎo)得出式(2)：

(2)

式中：η2——崩塌發(fā)生時的面積采空率，%；

F——準(zhǔn)崩塌體對應(yīng)的致滑力，MPa；

A、B——山體巖石材質(zhì)有關(guān)的常數(shù)[14-16]。

在得到η1、η2后，根據(jù)采空區(qū)巖體結(jié)構(gòu)，選擇適用性較強(qiáng)的Mohr-Coulomb破壞準(zhǔn)則，分析采空區(qū)山體及支撐柱的受力情況，得到破壞準(zhǔn)則的力學(xué)參數(shù)見式(3)和式(4)：

?——巖體在受力載荷超過量S0范圍時的內(nèi)摩擦角系數(shù)；

c——土體力學(xué)影響因子；

sint——巖體抗剪切強(qiáng)度值；

u?——采空區(qū)巖體壓縮模量；

uζ——采空區(qū)巖體彈性模量；

uΦ——采空區(qū)巖體形變模量。

利用獲取的破壞準(zhǔn)則力學(xué)參數(shù)，對研究區(qū)域受力情況與產(chǎn)生形變、位移的范圍進(jìn)行全面分析，限定不同時段山體結(jié)構(gòu)變化與受力條件，細(xì)化引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的成因。采空區(qū)山體在礦柱破壞之前發(fā)生崩塌的條件見式(5)：

η2≤η≤η1

(5)

根據(jù)以上條件，采空區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害崩塌的臨界判別模型具體見式(6)：

(6)

式中：α——礦脈發(fā)生崩塌的真實傾斜角，(°)。

通過式(5)和式(6)可以證明在采空區(qū)某一特定位置存在對應(yīng)的軟弱層[17-19]，當(dāng)?shù)V柱的實際礦壓能力滿足式(5)和式(6)條件時，山體巖石可能會發(fā)生巖移模式，礦柱發(fā)生崩塌，由此完成采空區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害臨界判別機(jī)理分析，作為崩塌地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理分析的依據(jù)。

4 基于模型的大平煤礦采空區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害形成

機(jī)理分析

根據(jù)以上臨界判別模型和崩塌破壞特征分析，對研究區(qū)的崩塌地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理進(jìn)行分析。

4.1 山體的優(yōu)勢發(fā)育機(jī)理

煤礦采空區(qū)的山體巖層呈110°∠48°，隨著巖層分布會相繼發(fā)育出較多的薄軟夾層，將實地勘測的巖層角度等數(shù)據(jù)輸入地質(zhì)災(zāi)害臨界判別機(jī)理分析模型中，獲得采空區(qū)山體的優(yōu)勢發(fā)育機(jī)理分析結(jié)果，主要分為3個階段：首先產(chǎn)狀機(jī)理的角度維持在295°～310°∠60°～65°之間時[20-21]，間距為3.0～3.5 m，機(jī)理延伸長度為15～18 m；當(dāng)產(chǎn)狀機(jī)理角度在210°∠65°時，間距維持在2.0～2.5 m，機(jī)理的延伸長度在18～28 m，此時山體巖層機(jī)理之間的裂隙延伸長度較大，但能保持平直光滑；當(dāng)產(chǎn)狀機(jī)理角度在155°∠45°之間時，間距將縮小至1.5～3.0 m，此時巖體狀態(tài)多呈棱塊狀態(tài)，實際完整度相對較差，該階段是引發(fā)山體崩塌的階段。這是因為棱塊狀的巖體通常位于坡地或山體中，受到重力和坡度的影響，當(dāng)坡度較大或受到其他外力作用時，巖體上的應(yīng)力會累積并超過其抗剪強(qiáng)度。這會導(dǎo)致巖體內(nèi)部的斷裂擴(kuò)展和破碎，使棱塊狀態(tài)的巖體更容易發(fā)生崩塌。

4.2 山體的崩塌發(fā)育機(jī)理

對山體的崩塌發(fā)育機(jī)理進(jìn)行分層分析：山體的上統(tǒng)黃家河組(D3h)部分主要富含鐵砂巖礦，最早開始的露天開采，主要分布于道路東向50 m區(qū)域范圍，露采區(qū)沿礦體的走向長度為115 m，在高點(diǎn)970 m處形成寬18 m、高20 m的露天采礦坑，分析該礦坑的地質(zhì)情況可知裂縫主要沿著巖層方向延伸[22]。2000年初期，煤礦開采活動逐漸轉(zhuǎn)向地下礦井開采模式至今，主要分為1號和2號礦井進(jìn)行地下橫向開采，因此礦山山體的頂部陸續(xù)開始出現(xiàn)4條較大裂縫，寬度為0.8～1.8 m，深度為22～32 m，在巖頂裂隙較大的區(qū)域出現(xiàn)較為明顯的彎曲傾覆斷裂破壞痕跡，目前觀測發(fā)育深度約為25 m。這是因為巖石體受到構(gòu)造應(yīng)力和人為開挖應(yīng)力的作用，當(dāng)巖層中存在裂隙時，該區(qū)域容易發(fā)生應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力超過巖石強(qiáng)度時，巖石體會發(fā)生斷裂和變形。巖頂裂隙較大是因為巖石受到剪切、抬升或拉伸等力學(xué)作用而發(fā)生了斷裂。在地下橫向開采應(yīng)力和重力雙重影響下，巖石體裂縫會斜向擴(kuò)展和延伸，發(fā)生傾斜和斷裂滑動。這種滑動導(dǎo)致了明顯的彎曲傾覆斷裂破壞痕跡的形成。將山體的崩塌發(fā)育機(jī)理進(jìn)行分層分解預(yù)測，山體崩塌發(fā)育剖面分析如圖3所示。

圖3 山體崩塌發(fā)育剖面分析

由圖3可知，山體近脈部分存在較為明顯的蝕變分帶，底部的蝕變相對更加強(qiáng)烈。蝕變寬度變化強(qiáng)度較大，大多數(shù)保持在0.2～0.3 m左右，也存在幾厘米的小型蝕變。經(jīng)過蝕變后礦脈上巖石的相對強(qiáng)度發(fā)生明顯的降低，致使煤礦采空區(qū)產(chǎn)生軟弱夾層，遭受降雨等誘發(fā)因素后發(fā)生崩塌。這是因為軟弱夾層通常由蝕變作用導(dǎo)致的較弱、不均勻的巖石區(qū)域組成。在煤礦開采過程中，這些軟弱夾層往往成為應(yīng)力集中和失穩(wěn)的區(qū)域，因為它們無法提供足夠的支撐和剛度。在遭受降雨等誘發(fā)因素時，由于軟弱夾層的存在，這些區(qū)域更容易發(fā)生崩塌。當(dāng)降雨滲入軟弱夾層時，雨水會進(jìn)一步洗刷沉積物、破壞巖石的完整性，增加巖體的飽和程度。這會導(dǎo)致軟弱夾層的強(qiáng)度降低，進(jìn)而造成局部崩塌或滑動。由地質(zhì)層級分析，煤礦脈絡(luò)所處的上覆山體被礦脈的幾個斷層從母體巖石中割離出并形成了較大的楔體，在此基礎(chǔ)上又被其他的斷層分別切割成為8塊較小的楔體，對應(yīng)的采空區(qū)斷層結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 采空區(qū)礦脈斷層巖體結(jié)構(gòu)

圖4中，山體斷層部分的Ⅴ號塊體對應(yīng)的下部礦房頂板在2017-2019年間存在明顯的下滑痕跡，沿著F0、F6之間的交線逐漸向下傾滑了大約30 cm，一些已存在的煤柱由于受到間接牽引而發(fā)生剝落。這是因為斷層活動會導(dǎo)致上盤巖體和下盤巖體之間發(fā)生相對位移和滑動。如果下部礦房頂板剛好位于斷層的上盤巖石上，斷層活動和下滑會對礦房頂板造成影響，產(chǎn)生明顯的下滑痕跡。當(dāng)斷層滑動時，上盤巖體和下盤巖體之間的相對位移會對煤柱施加不均勻的應(yīng)力。這種應(yīng)力會導(dǎo)致煤柱發(fā)生剪切和變形，最終導(dǎo)致部分煤柱剝落。結(jié)構(gòu)面力學(xué)特征參數(shù)見表1。

表1 結(jié)構(gòu)面力學(xué)特征參數(shù)

將上述參數(shù)代入地質(zhì)災(zāi)害臨界判別機(jī)理分析模型中獲得采空區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害分析結(jié)果，得出結(jié)構(gòu)面中的F6、F21、F22、F26超出判別臨界值。由上述崩塌地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理分析可知，為了有效防止山體的持續(xù)滑坡誘發(fā)崩塌，應(yīng)減少并停止該板塊的煤礦開采工作，針對山體實施放頂并通過人工修筑礦柱等方法，增大礦山巖體的接觸面積，提高礦井開采區(qū)的應(yīng)力分布。該工程施工部門根據(jù)分析結(jié)果，進(jìn)行了停工和山體加固，目前煤礦采空區(qū)的上覆山體基本穩(wěn)定，沒有繼續(xù)出現(xiàn)下滑或是崩塌的跡象。

5 結(jié)語

地下采礦容易引起上覆山體的移動，造成山體下沉、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，筆者以大平煤礦為例研究了煤礦采空區(qū)山體誘發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理，通過實地考察和勘探，研究實例礦脈的山體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、周圍環(huán)境等多方面因素；分析山體崩塌的破壞特征和影響誘發(fā)因素；通過量化影響因素指標(biāo)，結(jié)合破壞準(zhǔn)則，構(gòu)建地質(zhì)災(zāi)害臨界判別機(jī)理分析模型，完成山體崩塌的形成機(jī)理分析。筆者分析的機(jī)理應(yīng)用于該礦區(qū)改造中，能更好地避免和減少山體誘發(fā)崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。