大灘煤礦開發建設中的地質災害危險性評估

摘要：大灘煤礦工業場地建設地質災害危險性評估是在地質災害現狀評估的基礎上對工程建設引發和加劇的地質災害，以及建設工程本身可能遭受地質災害的危險性進行綜合分區評估，將評估區劃分為地質災害危險性中等區和地質災害危險性小區，提出地質災害防治建議，做出煤礦建設場地適宜性評價結論，為該工程建設用地規劃和地質災害防治提供依據。

關鍵詞：地質災害;危險性評估;綜合評估

引言

地質災害是影響和制約煤礦建設和生產的重要因素之一，而未來煤礦建設和生產本身又可能誘發或加劇地質災害的發生。大灘煤礦屬褶皺斷塊中高山地，礦區呈東西兩側高、中間低的溝谷地形，不穩定斜坡地質災害發育。因此有必要對其地質災害危險性進行評估，以評價未來工業場地建設適宜性，并提出具體防治措施。

1 工程概況

大灘煤礦隸屬天祝縣管轄，礦區占地面積為1.62km²。煤礦設計生產規模75萬噸/年，設計服務年限31年，開采方式為露天開采。根據煤礦設計生產能力和擬投入資金情況，大灘煤礦建設工程屬較重要建設項目。

2 地質環境條件

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

區內人類工程活動對地質環境的影響較強烈。評定地質環境條件復雜程度為中等。

3 地質災害危險性評估

根據評估區所處地質環境復雜程度和擬建工程的重要性，依據部頒“評估規范”，確定本項目地質災害危險性評估級別為二級。

分析評估區內地質災害對礦區建設工程的影響范圍和程度，同時結合該工程特點，確定評估范圍東以礦區東側地表水分水嶺為界，西、北、南側以采礦權邊界各延伸500米為界，組成一個多邊形，總評估面積約5.01km²。

3.1 地質災害危險性現狀評估

3.1.1不穩定斜坡

通過對礦山現場調查分析，現狀條件下發育的地質災害主要為不穩定邊坡，共發育2處。

一處分布于礦區2號采坑四周，由于采煤開挖后形成的邊坡，采坑東、南、西側邊坡體高約30-42m，長約1100m，山體坡度約為50°-70°，北側為開采掌子面，邊坡高約10-15m，分級開挖，每級高8-10m。由于坡面開挖角度大，產生御荷作用明顯，邊坡局部地段發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°，西側為靠山側，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處不穩定斜坡威脅對象主要為采礦人員和機械設備，分析判定2號采坑周邊的不穩定斜坡穩定性差，地質災害發生可能性較大，可能造成直接經濟損失約80萬元，受威脅人數約11人，地質災害危害程度中等;廢石場不穩定斜坡的穩定性較差，地質災害發生可能性較大，可能造成直接經濟損失約40萬元，受威脅人數約6人，地質災害危害程度小。

3.1.2采空區地面塌陷災害現狀評估

評估區范圍內有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，小煤窯由生產隊經營，開采深度約10～20米，1997年已全部關閉廢棄。經調查，上述小煤窯采煤后形成采空區均為長條狀，平面分布范圍很小，地質災害危險性小。

3.2 地質災害危險性預測評估

3.2.1 工程建設可能引發或加劇的地質災害危險性預測評估

隨著采煤活動的繼續，2號采坑東西兩側邊坡會加長，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生裂縫，礦坑不穩定邊坡有失穩產生滑坡、崩塌災害的可能性。采坑開挖所形成的邊坡坡度較大，在降雨、風化等條件下將會形成危巖體。邊坡在采礦影響下發生失穩可能性大。主要威脅邊坡下部的采煤人員、車輛、設備的安全，受威脅人員約40人，可能造成直接經濟損失約350萬元。分析判定地質災害危害程度中等。

礦山整個服務年限所產廢石部分運往廢石場，部分用于回填2號采坑，采礦過程中產生大量的廢石、煤矸石及表土，廢石量隨著采礦活動的進行將不斷減少。不穩定斜坡主要威脅邊坡東側道路的通行人員及車輛的安全。邊坡在采礦影響下失穩可能性較小，一般為小規模滑塌形式發生。預計威脅人員約15人，可能造成直接經濟損失約60萬元。分析判定地質災害危害程度中等。

3.2.2 工程建設中可能遭受的地質災害危險性預測評估

工程建設中可能遭受的地質災害主要為不穩定斜坡，不穩定斜坡位于規劃采坑內，在露天開采過程中不穩定邊坡的部分將被挖出，一部分保留，在不穩定邊坡挖出過程中邊坡部分地段失穩產生災害可能性大，保留的不穩定邊坡臨空面將會增大，在降雨、振動等不利工況下失穩產生滑坡崩塌的可能性大，預計威脅人數小于30人，可能造成直接經濟損失小于200萬元，地質災害危害程度中等。

3.3 地質災害危險性綜合評估及防治措施

3.3.1地質災害危險性評估分區

（1）地質災害危險性中等區：分布于評估區中南部，災害類型為2號采坑四周和廢石場的不穩定斜坡災害，面積0.49km²。危害對象主要為坡底采煤人員、機械設備和邊坡東側道路的通行人員及車輛的安全，現狀地質災害危害程度中等;預測地質災害危害程度中等。

（2）地質災害危險性小區：在評估區不同地段均有分布，面積4.52km²，主要地質災害為采空區地面塌陷及礦山道路及其它地表未開發利用區域，這些區域現狀及采煤的進一步開拓，對現狀危害程度輕微，危險性均為小;預測評估危險性小。

3.3.2地質災害防治措施

對不穩定斜坡在露天開采過程中清除采坑邊坡的危巖體;采坑設置鐵絲圍欄和警示牌，穩定前期采煤產生的高邊坡，防治坡面松散物質滑塌產生災害;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工程建設場地適宜性評價

地質災害危險性中等區：地質環境條件中等，主要災害類型為不穩定斜坡。對2號采坑前期采煤產生的采坑實施回填，穩定斜坡，上部覆土綠化，坡頂設置圍欄;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。

地質災害危險性小區：地質環境條件中等，采空區地面塌陷及礦山道路其它地表未開發利用區域。采取有針對性的防護措施后，場地適宜于工程建設。

4 結論

大灘煤礦建設工程屬較重要建設項目，綜合判定評估區地質環境條件中等，確定本項目評估級別為二級。現狀條件下地質災害為不穩定斜坡和采空區地面塌陷，不穩定斜坡危險性預測評估危險性中等，采空區地面塌陷預測評估危險性小。預測評估礦區建設引發或加劇泥不穩定斜坡的危險性為危險性中等。評估區劃分為地質災害危險性中等區和危險性小區。在采取適當的防治措施后，建設場地為基本適宜—適宜，礦山建設工程是可行的。

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（作者單位：甘肅煤田地質局一四九隊）