河北礦山采空區地質災害危險性評估及防治措施

劉才云，董龍騰

（河北省地礦局第九地質大隊，河北 邢臺 054000）

1 評估工作概述

1.1 工程規劃概況

礦山開采工作由礦山企業承辦，評估區緊鄰市區，交通便利。

1.2 工作方法

本次評估工作以收集資料和野外實地調查為主要工作手段。首先，收集了礦山內外的自然地理、地質、水文地質、工程地質和環境地質的詳細基線數據，在此資料的基礎上開展評估區環境地質調查，經綜合分析，對該擬建工程建設用地進行地質災害危險性評估。本次評估工作流程按《地質災害危險性評估規范》（DZ/T0286-2015）執行。

1.3 評估范圍與級別的確定

根據評估區地質環境條件，結合調查情況分析，評估區可能受到的地質災害僅存在于征地范圍內，不會對礦山周邊地質環境造成影響，因此評估范圍以征地范圍為界。

該項目類別屬工業建筑，根據《規范》附錄表B.2，確定該項目為一般工業建設項目。

依據規范附表B.1地質環境條件復雜程度分類表確定地質環境條件復雜程度為中等。

本建設項目屬一般建設項目，礦山評估區地質環境條件復雜程度中等，根據《規范》表1地質災害危險性評估分級表，確定該項目地質災害危險性評估級別為三級。

2 地質環境條件

2.1 氣象、水文

本礦山區域屬暖溫帶大陸性季風氣候區，四季分明，春季干旱，風砂較多，夏末秋初炎熱多雨，盛行東南風，冬季寒冷少雪，多西北風。本區歷年平均氣溫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。年內則多集中于6～9月份，占全年的70%以上。最大年蒸發量2190.6mm，最小年蒸發量1257.1mm，平均年蒸發量1887.0mm。本區最大風速18m/s，最大季節性凍土深度41cm，平均相對濕度為59.6%，年平均日照時數為2297h，全年無霜期200天。

評估區距離最近的河流主要有北側七里河。

七里河發源于邢臺縣西部龍尾尖后溝，經黃店、皇臺底、邢臺市、王快，經南和縣，由任縣注入大陸澤。全長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

礦山評估區屬太行山東麓新沖洪積平原亞區扇上平地或緩斜地小區，地勢總體上呈西高東低，地形較平坦，地貌類型單一；地形標高為69.5m～70.0m，相對高差約0.5m，地形坡度約0.5°，評估區地形簡單，地貌類型較單一。

2.3 地層巖性

評估區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 奧陶系中統馬家溝組峰峰組（O2f）

上部巖性為淺、深灰色致密灰巖，花斑灰巖夾角礫狀灰巖及灰黃色泥質灰巖，下部巖性為淺黃色、黃色泥質灰巖，灰色致密灰巖，肉紅色淺灰角礫狀灰巖。

2.3.2 新生界第四系（Q）

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

2.4 地質構造

評估內無構造發育，附近主要發育NNE向斷裂，均為非活動性斷裂。本區以北東及北北東向斷裂為主，均為正斷層。規模較大的構造為F1（邢臺—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性質

評估區內未做礦山工程勘察，根據評估區最近建設項目礦山工程勘察報告，根據鉆井識別、巖土試驗和現場試驗結果，將鉆井暴露深度內的地層從上到下劃分為8個工程地質層，①雜填土、②粉質粘土、③粉質粘土、④細砂、⑤粉質粘土、⑥中砂、⑦卵石和⑧粉質粘土，其中③層又劃出③-1層粉砂。各層巖性土及工程地質特性分述如下：

根據礦山勘查試驗和當地勘察經驗，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 水文地質條件

根據礦山施工內的評估區內地下水賦存條件、水動力特征和含水層水理性質，劃分為兩種基本類型，即松散巖類孔隙水和巖溶水。分別簡述如下：

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

（2）巖溶水。巖溶水屬百泉泉域，評估區位于百泉泉域南邊緣。含水層為奧陶系中統致密灰巖和泥質灰巖。巖溶裂隙較發育，主要巖溶形態為溶隙、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。巖溶水為本區工農業主要供水水源。據2015年枯水期巖溶水流場圖顯示：地下水徑流方向總體自西向東，水力坡度為0.13‰。巖溶水水位動態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，之后受農業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，年內水位變幅2～3m。

3 礦山地質災害危險性現狀評估

3.1 礦山地質災害類型特征

根據現場研究及相關資料，在目前條件下，評價區未發生采礦地質災害。

3.2 地質災害危險性現狀評估

經查閱有關資料及實地調查，在目前條件下，評價區地質災害不發育，評價區地質災害風險較低。

4 地質災害危險性預測評估

4.1 工程建設中、建設后可能引發或加劇地質災害危險性預測評估

根據礦山及地質環境條件分析，開采對象本身可能面臨的地質災害隱患主要為巖溶塌陷。通過物探及附近鉆孔資料，本區灰巖巖性較純，連續厚度較大，巖溶裂隙發育，但上部大部被粘土充填；通過走訪調查地面塌陷、開裂不明顯，地表礦山工程施工建筑物無變形、開裂現象；評估區第四系松散層厚度195m，底部為卵石（孔隙以粘性土或中細砂充填）；評估區巖溶水水位埋深在32m左右，年內變幅2m～3m。通過以上分析，依據《規范》中表D.7，判定評估區，可能產生少量或零星的巖溶塌陷，巖溶塌陷發育程度弱。

巖溶塌陷的危害主要表現為破壞公路、礦山、水庫堤防等工程設施，巖溶塌陷雖具有偶發性，但對威脅對象造成的損壞過程緩慢，一般不會造成人員傷亡，故地質災害受威脅人數小于100人，做好防范措施的話，可能的直接經濟損失小于500萬元，依據《規范》表2地質災害危害程度分級表，預測評估區巖溶塌陷地質災害危害程度中等。

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放坡或采取適當的基坑支護措施。根據巖土體工程地質特征，本項目建筑物施工過程中，無深基坑開挖，不會形成高陡邊坡，引發或加劇地質災害發生的可能性小。工程建設臨近巖溶塌陷影響范圍，危害程度中等，依據《規范》表7，本項目建設和運營期間發生或加劇地質災害的可能性為中等，預計發生地質災害的風險為中等。

4.2 礦山工程自身可能遭受的地質災害危險性預測評估

根據地質環境條件分析，評估區地質災害隱患為巖溶塌陷，發育程度弱，建設工程位于其影響范圍外，危害程度小，根據《規范》表12施工場地本身可能面臨的地質災害潛在危險是巖溶塌陷，受地質災害影響的可能性小，發生地質災害的風險低。

5 地質災害危險性綜合分區評估及防治措施

5.1 地質災害危險性綜合評估原則與量化指標的確定

地質災害綜合風險評估是在當前地質災害風險評估和預測評估結果的基礎上，充分考慮評估區環境地質條件、分布情況和預測評估結果，進行地質災害綜合風險評估。潛在地質災害點的風險程度。根據“異”原則，采用定性和半定量分析方法，區分工程建設區地質災害風險等級，根據地質災害風險評價礦山工程構筑物施工場地的適宜性。災害、預防的復雜性和防控的效益。地質災害防治措施與建議。

5.2 地質災害危險性綜合分區評估

現狀評價：在目前條件下，地質災害不發展，破壞程度小，地質災害風險低。

預測：礦山建設期間及之后可能發生或惡化地質災害的可能性為中等，發生地質災害的風險為中等。施工場地本身可能存在巖溶塌陷等地質隱患，受地質災害影響的可能性小，發生地質災害的風險低。

綜合評價：評價區巖溶塌陷風險中等。因此，評價區地質災害風險中等。

5.3 建設用地適宜性評估

依據現狀評估、預測評估、綜合評估結果，擬建場地地質災害危險性中等。依據《規范》建設用地適宜性分級標準（表24），建設場地適宜性為基本適宜。

5.4 防治措施

地質災害防治，應堅持以預防為主，防治結合，全面規劃與重點防治相結合的原則，以達到防災減災的目的。評估區存在巖溶塌陷地質災害隱患，地質災害防治措施如下。進一步查明評估區所存在的溶洞和土洞，并依據巖土工程報告采取相應的防治措施。對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的溶洞則應適當提高基礎和上部結構內剛度預防零星塌陷對建設物的不良影響。

6 結論與建議

6.1 結論

（1）項目為工業建筑，屬于一般工業建設項目，地質環境中等難度，項目地質災害等級確定為三級。

（2）現狀評價：在現狀條件下，評價區地質災害不發育，地質災害風險較低。

（3）預測與評估：項目建設期間及建設后可能發生或加劇地質災害的可能性為中等，發生地質災害的風險為中等。施工場地本身可能存在巖溶塌陷等地質隱患，受地質災害影響的可能性小，發生地質災害的風險低。

（4）綜合評價：建設項目本身可能受巖溶塌陷等地質災害影響，地質災害風險中等。

（5）建設場地適宜性為基本適宜。

6.2 建議

（1）在礦山工程建設之前做好巖土工程勘察，并依據勘察報告結果進行設計與施工，如發生巖溶塌陷，及時采取相關防治措施。

（2）建議建設單位和設計單位嚴格按照相關技術規范采取相應措施。