靖远矿区地面塌陷地裂缝特征与治理研究

论文关键词:地面塌陷  地裂缝  稳定性分析  灾害治理

　　论文摘要:在研究靖远矿区地质环境的基础上,较为详细地叙述了地面塌陷、地裂缝地质灾害发育特征,对地面塌陷进行了分区稳定性分析评价和地裂缝稳定性分析,针对不同灾害类型、区段,提出了回填、夯填、耕地恢复等治理建议。

　　1　基本概况

　　20世纪80年代中期至20世纪末靖远矿区有多达上百家地方煤矿与私营小煤窑进行煤炭开采经营,不仅造成矿区煤炭资源严重浪费,而且导致矿区地质灾害进一步加剧。小煤窑基本在矿区煤田的浅部开采,其无序的乱挖滥采不仅严重破坏了煤炭资源的分布,而且给煤炭开采埋下了严重的安全隐患,加剧了矿区地面塌陷、地裂缝等地质灾害的危害程度。

　　2　矿区地面塌陷现状

　　2.1　地面塌陷

　　悠久的开采历史和大量的煤炭开采在靖远矿区形成了大范围的地下采空区,导致矿区地面塌陷变形强烈、变形范围大。1)变形特征:地面塌陷变形特征包括地表最大下沉量、最大水平移动、最大倾斜变形、最大水平变形和最大曲率变形量等。根据现场调查结果,经计算分析,靖远煤矿地表最大下塌、最大水平移动、最大倾斜变形、最大水平变形和最大曲率变形量见表1,靖远矿区的地面塌陷面积见表2

　　2)塌陷程度分析:红会矿区地面塌陷面积11.39 km2,地表最大下沉值11.7 m,最大水平移动3.7 m,最大倾斜309 mm/m,最大水平变形+83.66 mm/m,-120.13 mm/m,最大曲率变形为+11.11×10-3/m,-3.09×10-3/m。王家山矿区地面塌陷面积4.37 km2,地表最大下沉值11.5 m,最大水平移动值5.2 m,最大倾斜值157 mm/m,最大水平变形值+81.88 mm/m,-92.79 mm/m,最大曲率变形为+4.24×10-3/m,-4.2×10-3/m。

　　2.2　地裂缝

　　煤矿开采形成的地裂缝往往与地面塌陷地质灾害相伴而生,地裂缝发育特征受地质条件、地下采空区特征等因素控制。1)根据矿区地裂缝地表延伸长度特征及危害性将矿区地裂缝分成三级规模。矿区的Ⅱ级地裂缝最发育,其次为Ⅲ级地裂缝,Ⅰ级地裂缝最不发育,但其危害性最大,Ⅰ级地裂缝不仅会使受危害的建筑物报废,并且易使矿井产生透水事故。矿区的Ⅱ级地裂缝不仅对建筑物危害较大,而且可能发生地表水渗漏现象。因此矿区的Ⅱ级地裂缝和Ⅰ级地裂缝是地质灾害研究的重点。

　　2)一般地面塌陷范围与地裂缝级别相辅相成,地面塌陷区范围大,则地裂缝规模随之增大,反之亦然,矿区地裂缝分布主要具有以下特征:

　　a.塌陷区周边附近的地裂缝发育数量较少,塌陷