甘肃魏家地煤矿矿山地质灾害特征及预测评估

　　摘要：目前魏家地煤矿发育地质灾害有崩塌4处、地面塌陷1处、泥石流沟1条。预测新建工业场地引发崩塌灾害对矿山地质环境的影响程度属较轻，面积21.2hm2;预测引发地面塌陷对矿山地质环境影响程度属严重，面积约878hm2;预测加剧N1泥石流对矿山地质环境的影响程度属较轻，面积约18hm2;预测地表变形加剧T1地面塌陷的影响程度严重、加剧B1-B4崩塌、N1泥石流灾害的影响程度较轻;对公路、矿区专用铁路的影响程度较严重。预测遭受4处崩塌灾害对矿山地质环境的影响程度属较轻，面积计约0.065hm2。本文针对矿山地质灾害提出了相应的预防措施，研究结果为矿山地质环境保护与治理提供依据。

　　关键词：魏家地煤矿;矿山地质灾害;特征;预测评估

　　1.地质概况

　　甘肃魏家地煤矿位于白银市平川区东南部，祁连山余脉向黄土高原的过渡地带，区内总的地势是东南高、西北低，由东南向西北倾斜。井田覆盖层厚度大，煤层埋藏较深，采用立井开拓方式综采放顶煤采煤方法，共有五条井筒(一对中央主副立井、一个回风立井和一对南回风斜井)，主要开采西一采区1、2、3层煤，西二采区1、2层煤和东一采区1层煤。截至目前，西一采区1、2、3层煤所剩储量不多，东一采区1层煤、西二采区1、2层煤正在回采，北一采区大巷正在掘进。目前魏家地煤矿共有采空区3处。

　　魏家地井田位于宝积山复式向斜的东部，向斜内部除党家水一带有较多的中侏罗统新河组出露于地表外，其余大部分被第四系所掩盖。中侏罗统窑街组为区内主要含煤地层，上三迭统南营儿群则构成侏罗纪煤系地层的基底。区内发育的褶皱及断裂。根据区内含水层埋藏及含水介质条件和相应隔水层的分布情况，本区地下水可分为松散岩类孔隙裂隙潜水、碎屑岩类孔隙裂隙水和断裂带脉状水等三类。对矿井开采有影响的含水层主要为碎屑岩类孔隙裂隙水，而松散岩类孔隙裂隙潜水和断裂带脉状水分布有限，对矿井开采影响小。矿区岩体类型简单，依据沉积建造、岩体结构类型、工程特性及工程地质指标划分，区内岩体工程地质类型主要有：坚硬薄层—中厚层状结构岩组，较坚硬薄层—中厚层状岩组。按土体的岩性、结构、工程特性及工程地质指标划分为以下两类：砾质土，黄土。

　　2.矿山地质灾害特征

　　根据调查，调查区目前发育地质灾害有崩塌4处、地面塌陷及伴生地裂缝1处、泥石流沟1条。

　　2.1崩塌分布及特征

　　评估区共发育有4处崩塌灾害。

　　2.1.1 B1崩塌

　　B1崩塌位于G3黄土灌浆取土场，此处为侵蚀—堆积黄土丘陵地貌，坡高约8m，坡长10m，坡宽25m，坡体近于直立。出露地层为第四系上更新统马兰黄土(Q32eol)，土体结构疏松，垂直节理发育，表部见有小规模落水洞。已崩体积约0.25×104m3，属小型崩塌。形成原因是人工取土造成边坡失稳。由于仍在取土，故该崩塌的坡长和坡宽仍在不断变化中。

　　2.1.2 B2崩塌

　　B2崩塌位于G1黄土灌浆取土场，此处为侵蚀—堆积黄土丘陵地貌，坡高约6m，坡长8m，坡宽15m，坡度70°。出露地层为第四系上更新统马兰黄土(Q32eol)，土体结构疏松，垂直节理发育，已崩体积约0.05×104m3，属小型崩塌。形成原因是人工取土造成边坡失稳。G1黄土灌浆取土场目前已废弃，故该崩塌规模再未发生变化。

　　2.1.3 B3崩塌

　　B3崩塌位于主井至Z5排矸渣场道路旁，此处为侵蚀—堆积黄土丘陵地貌，发育崩塌的边坡高约8m，坡长10m，坡寬21m，坡体近于直立。出露地层为第四系上更新统马兰黄土(Q32eol)，土体结构疏松，垂直节理发育，已崩体积约0.15×104m3，属小型崩塌。形成原因是修路时人工开挖造成边坡失稳。

　　2.1.4 B4崩塌

　　B4崩塌位于G2黄土灌浆取土场内，此处为侵蚀—堆积黄土丘陵地貌，发育崩塌的边坡高约5m，坡长6m，坡宽11m，坡体近于直立，局部形成凹腔。出露地层为第四系上更新统马兰黄土(Q32eol)，土体结构疏松，垂直节理发育，已崩体积约0.15×104m3，属小型崩塌。形成原因是人工开挖取土造成边坡失稳。目前虽然该取土场已废弃，但仍有村民在此取土，故该崩塌的坡长和坡宽仍在不断变化中。

　　根据崩塌所处地质环境条件，现有变形破坏迹象，对比区域黄土斜坡发生失稳条件，结合规范所给定崩塌(危岩体)稳定性评判，进行崩塌稳定性评判。评估区内发育的4处崩塌灾害稳定性均为差，发生的可能性均为大。

　　2.2泥石流(N1)

　　据调查，矿区东部尖山沟为泥石流沟谷，其黄土丘陵区汇水面积较大，发生时除对两岸大、小路面和临河床废弃矿渣堆造成直接冲刷破坏及对两岸居民、矿山工作人员在生产、生活上造成一定程度的影响。

　　尖山沟泥石流以其现代河床、河漫滩为流通区和堆积区，在河床、河漫滩较窄处流过，在较宽处泥石流携带物会释放动能停留下来，因河谷谷底宽度不一，每次泥石流规模不一，所以两者界限不明显。以黄土丘陵区大小冲沟区为泥石流形成区。

　　泥石流重度大小是其含沙量多少的反映，其性质主要取决于含沙量，当然还与泥沙粒度和级配有关。矿区内因无实测资料，其泥石流重度根据县市地质灾害区划资料类比，按体积比法和固体物质储备量法确定，其中砂水体积比3∶7，固体物质贮量14.8×104m3/km2，最终泥石流重度选用14.65kN/m3，为稀性泥流，与实际接近。

　　2.3地面塌陷

　　2.3.1 T1地面塌陷特征

　　T1地面塌陷区位于魏家地煤矿西一采区井巷密集带正上方，经企业简易监测判断，地面塌陷最大深度2.5m，陷坑形状梯形，长轴方向近南北向，变形区面积约357hm2，规模等级属中型，发生时间为2008年前后，尚在进一步发展中，所处地貌为黄土丘陵和低中山区。地面塌陷伴生裂缝的单缝多呈直线、弧线型，拉张、下挫状，缝宽0.02m～0.50m不等，深度达3m以上，近于贯通，长度可达200m～800m，倾向与阶步指向相同，倾角近直立。群缝排列组合形式呈平行、环围状，裂缝间距不一，一般1m～5m多见，最大下错距离达3.5m。经野外调查，地裂缝主要发育于塌陷区西南侧，面积41.6hm2。

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