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灾害地质学读书报告

矿区地质灾害分析 摘要:中国是世界上矿山地质灾害多发的国家之一。矿山地质灾害关系到国计民生,关系到社会的可持续发展,常见的矿山地质灾害包括矿井突水、瓦斯爆炸、采空区塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失等。对矿山地质灾害必须予以高度关注,矿山地质灾害的防治是项综合的系统工程。本文对矿区地质灾害发生原因，表现形式与防治等对简要分析。

关键字:地质灾害，原因，表现形式，防治 一、 前言

能源、冶金、 有色金属等矿产资源的开采和利用，对国民经济的发展具有巨大促进作用。但地下矿产资源的开发会引起开采沉陷， 从而引发一系列地质灾害，必须采取措施对灾害进行防治。开采沉陷是指地下有用矿物采出后，开采区域周围岩体的原始应力状态受到破坏，应力重新分布以达到新的平衡，在此过程中，岩层和地表产生连续的移动变形和非连续的开裂、冒落等破坏现象[1]。

二、 采矿引起地质灾害的原因

当开采面积达到一定范围之后，起始于采场附近岩体的移动

和破坏将扩展到地表，引起地表变形，导致位于移动岩体内的井巷、峒室等以及位于开采影响范围内地表的房屋、建筑物、水体、铁路和管线等改变其原有状态，甚至破坏，称之为采动损害[2]。矿区开采沉陷引起的损害是一种突发性地质灾害，其实质是地下开采空间扩大而引起的岩体内应力变化且向其周围介质传播扩散的结果。岩体本身是一种非常复杂的介质，它不仅是由各种不同性质的岩层组成，而且还由于褶皱、断层等各种地质作用而产生了大量的不连续面。在一定的地质采矿条件下，开采引起的岩体应力变化，并向采空区上方岩层至地表传播扩散，按形变程度不同，可分为冒落带、断裂带、离层带和弯曲带。这4种变形带的出现

完全取决于由开采强度所导致的应力变化程度。 从空间上来说，若地下开采的范围较小，开采煤层的埋藏深度较深，则开采沉陷波及的范围往往只局限于开采区域周围的岩体;若开采范围较大，开采煤层的埋藏深度较浅，则开采沉陷波及的范围就会从岩体迅速发展到地表，引起地表移动。

所谓地表移动，是指采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动发展到地表，使地表产生移动和变形的过程。在开采影响波及到地表以后，结果是受采动影响的地表从原有标高向下沉降， 从而在采空区上方地表形成一个比采空区面积大得多的沉陷区域， 这种地表沉陷区域称为地表移动盆地(下沉盆地)俗称采煤塌陷地。同时，在地表移动盆地的外边缘区，地表可能产生裂缝;而在急倾斜煤层开采条件下，地表则可能出现漏斗状塌陷坑。这样，在地表移动盆地、裂缝及塌陷坑等灾害现象形成的过程中，改变了地表原有的形态，引起了

地表高低坡度及水平位置的变化，从而对位于影响范围内的道路，管路，河渠，建筑物，生态环境等等，都带来不同程度的影响和破坏。

三、 采矿引起地质灾害的表现形式 3.1 采矿活动直接影响矿区内的水源

地下开采造成上覆岩层原始应力的破坏,上覆岩层出现冒落、断裂、离层、弯曲等现象,当破坏发育至地表时地表出现下沉、裂缝、塌陷坑等破坏形式[3]。这种破坏一方面在一定程度上改变了地面降水的径流与汇水条件,使地表水通过裂缝渗入地下,引起河流水系的流量减小,严重时地表河流水系甚至出现断流现象;另一方面,由于采空区上覆岩层受到破坏,岩层裂隙更加发育,上覆岩层的含水层在水位和流向上受到干扰,地下水沿着发育的裂隙加速向采空区或深部岩体渗漏,使水位降低,严重时导致地下水疏干,井泉干涸。 3.2 采矿活动对地表建(构)筑物造成影响

开采引起地表沉陷,使地表出现下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等移动和变形,不同程度的引起地表建(构)筑物的破坏。对于矿井井田范围内大量的建

(构)筑物来讲(诸如自然村庄、永久性纪念物、铁路、公路、工业广场等),由于地下开采活动,位于开采影响范围内的建(构)筑物将受到破坏,严重时将失去原有使用价值[4]。如阳泉矿务局四矿前家掌中央风井,由于受采矿影响,造成中央风井错位而报废;潞安矿务局屯留矿井铁路专用线大部分位于塌陷区,最大塌陷

深度在4 m左右,地表倾斜达30 mm/m以上,致使该铁路营运受到严重威胁。至于对居民住宅的破坏更是屡见不鲜。

3.3 地表塌陷与裂缝等不断发生 采矿活动引起大面积

的地表塌陷,据不完全统计, 至1996年全国煤矿范围内 约有30万公顷塌陷面积, 平均每采万吨煤塌陷面积 0.2 公顷,在塌陷同时,地表 出现高度、深度不等的裂缝

[5]。如位于阳泉矿务局井田范围内的狮脑山,由于塌陷造成地表形态损坏,形成长300 m,宽1.2,1.3 m,深0.6,1.5 m的大裂缝,使地面产生高低不平。1995年,山西省孟县青城村北侧,煤矿采空区突发塌陷,范围达4万余平方米,使村庄80%的民房产生裂缝。1994大同黄土坡煤矿采空区塌陷,致使楼房倒塌,21人死亡,40多人受伤。