山西某煤礦工業廣場災害分析與治理

費 煒

(山西省煤炭地質資源環境調查院，山西 太原 030006)

山西某煤礦工業廣場災害分析與治理

費 煒

(山西省煤炭地質資源環境調查院，山西 太原 030006)

以采煤引發的滑坡災害為例，分析了某煤礦工業廣場滑坡的分布情況，并對滑坡的誘發原因進行了計算研究，探討了滑坡的防治對策以及治理方法，以期為采煤深陷引發的地質災害綜合治理提供一定的思路。

采煤區，沉陷，滑坡，綜合治理

0 引言

國民經濟的快速發展，煤炭資源的開采強度不斷加大，但是由此引起的采空塌陷災害日益嚴重。山西作為全國煤炭生產大省，采煤引起的地面沉降、地質災害頻發，水資源和生態資源受到了一系列的影響。實施煤礦采煤沉陷區綜合治理、構建和諧社會和生態文明顯得特別重要。本文以山西和順某煤礦為例，分析煤礦采煤引發的滑坡災害現象以及綜合治理措施，以期為采煤沉陷區的治理提供一定的指導。

1 工區概況

1.1 工區自然條件

和順縣地處高寒山區，屬北暖溫帶大陸性季風氣候，采煤沉陷區地質災害綜合治理工程勘查區面積2.171 km2，區內無常年性河流。勘查區基巖大面積裸露，溝谷縱橫發育，切割劇烈，相對高差為288.58 m。采煤沉陷勘查區土地類型主要為采礦用地，周邊為部分林地，植被覆蓋良好。

1.2 工區地質概況

勘查區總體上為傾向北西的單斜構造，地層傾角為5°～11°，未發現有巖漿侵入活動。勘查區地層由老到新有：奧陶系中統峰峰組；石炭系中統本溪組、上統太原組；二疊系下統山西組、下石盒子組，上統上石盒子組及第四系地層。石炭系上統太原組(C3t)為本區主要煤系地層，由灰色砂巖、深灰、灰黑色砂質泥巖、泥巖、石灰巖及煤層組成，15號煤層為全區穩定可采煤層，14號煤層為較穩定的可采煤層。

2 采煤區滑坡災害與治理

根據野外地質調查，本文以滑坡災害為例，分析其分布情況和治理方法。

2.1 滑坡分布

經調查，勘查區內發育兩處滑坡，如表1，圖1所示。

表1 山西某礦區滑坡情況統計表

滑坡H1位于煤礦場地機修車間的東側。滑坡H1主軸長60 m，最寬100 m，滑體厚度8 m～20 m，平均厚度15 m，體積9萬m3，滑坡前緣較陡，主滑方向270°，平均坡度50°，滑向前緣高程1 445 m，后緣高程1 480 m，高差35 m，滑坡后壁明顯，高約1.0 m。

滑坡H2位于行政生活區的北東側，該滑坡微地貌為斜坡，滑坡平面形態呈不規則橢圓形，滑體主軸長55 m，寬約50 m，滑體厚度5 m～30 m，平均厚度15 m，體積約4萬m3，滑坡體后緣呈弧形，滑坡后壁明顯，高約1.0 m，滑坡前緣較陡，主滑方向260°，平均坡度40°，滑向前緣高程1 439 m，后緣高程1 467 m，高差28 m。

2.2 滑坡原因分析

1)計算方法。用Bishop法對該滑坡沿滑面進行定量穩定性評價和推力計算。

(1)

(2)

2)計算模型。依據測繪資料及鉆探工作成果，確定滑坡的橫剖面進行穩定性計算，計算模型見圖2。

3)原因分析。該地段原為弓家溝村煤礦二坑的15號煤層2000年前的采空區范圍，煤層厚度4.39 m～7.60 m，埋深在110 m～130 m左右，煤層采空沉陷致使上覆巖層變形破壞、裂隙發育、坡體穩定性變差，后期工業場地建設中削坡又破壞了巖土體的原始應力分布，致使巖土體失穩發生滑坡，目前該滑坡仍處在變形中，整體處于欠穩定狀態。

2.3 滑坡防治對策

減輕沉陷帶來的滑坡損害途徑主要有三方面措施：一是采用先進的采礦方法和技術措施，減小對地表的損害程度，以降低地表的變形量和沉降量；二是在采礦過程中加強地下礦井的加固措施，并增強當地工民建的遷移措施；三是沉陷后加強治理，防止二次災害。

2.4 治理方法

1)滑坡H1治理方法。根據勘查結果，滑坡H1位于機修車間的東側，前緣威脅機修車間的安全；可采用“削坡減載+錨索、混凝土格構+截、排水溝”方案，并在局部結合抗滑樁進行治理。

2)滑坡H2治理方法。滑坡H2前緣距行政生活區的職工宿舍樓距離僅12 m左右，且位于采空區范圍內，嚴重威脅宿舍樓的安全；可采用“清除部分滑坡體(刷方減載)+水泥漿填實裂縫+錨索、混凝土格構+截、排水溝”方案進行治理。

3 結果與結論

煤礦在開采過程中，會引起各種地質災害，如滑坡、邊坡不穩、地表沉降等，本文以山西某煤礦開采區的滑坡災害為例，從工區的基本概況出發，了解其地理、地質、含水性的基本情況，重點分析滑坡災害的分布情況、原因以及治理方案和對策，以期為采煤引起的各種地質災害防治提供方法指導。

[1] 劉敏龍.平原采煤塌陷區生態治理研究[D].青島：青島大學，2009.

[2] 霍布斯.礦區環境保護與復墾技術[M].北京：中國科學技術出版社，2003.

[3] 徐亮驥，嚴家平，高詠梅.淮南礦區塌陷水域環境效應[J].煤炭學報，2009，33(4)：419-422.

On analysis and treatment of disasters on some coal mine industrial square in Shanxi

Fei Wei

(ShanxiCoalGeologicalResourceEnvironmentInvestigationInstitute,Taiyuan030006,China)

Taking some landslide disasters caused by coal mine exploitation as the example, the paper analyzes the distribution of the landslides at some coal mine industrial square, undertakes the calculation and research for the leading reasons for disasters, and explores the prevention strategies and treatment methods, so as to provide some ideas for the comprehensive treatment of geological disasters caused by coal exploitation settlement.

coal mining district, settlement, landslide, comprehensive treatment

2015-02-12

費 煒(1964- )，男，工程師

1009-6825(2015)12-0069-02

P694

A