孝義市柱濮鎮崩塌和地裂縫成因分析

蘇光建（1.太原理工大學 礦業工程學院，太原 030024；2.孝義市發展和改革局，山西孝義 032300）

孝義市柱濮鎮崩塌和地裂縫成因分析

蘇光建1，2
（1.太原理工大學 礦業工程學院，太原 030024；2.孝義市發展和改革局，山西孝義 032300）

隨著山西礦山開采進程的不斷發展，礦山采空區成為一個比較嚴峻的問題，尤其是采空區對于地面的破壞性非常嚴重。通過對采空區造成的地裂縫和崩塌進行現場調查，了解它們的特征，分析造成崩塌和地裂縫的原因。

采空區；崩塌；地裂縫

近年來隨著我國能源發展的不斷加快，礦產資源的開采也不斷增強，隨之而來的地質災害也不斷給人類的活動造成威脅，崩塌和地裂縫是其中較為嚴重的地質災害[1]。

孝義柱濮鎮采空區造成的崩塌和滑坡，共造成地裂縫40條，崩塌嚴重區域2個，給周圍居民的生活和安全造成了嚴重災害，必須根據實際情況提出合理的治理措施。

1　工程地質條件

1）地形地貌。其中區域屬于黃土丘陵區，大部分有植被覆蓋。在最高點處地形較平緩，山體溝谷發育，呈樹枝狀排列，地形切割強烈。

2）地層巖性。據以往地質資料以及現場地質調查，區地層主要包括奧陶系、石炭系、二疊系、第三系、第四系等。中奧陶統由灰色石灰巖、泥質灰巖、泥巖、石膏質灰巖、夾石膏層組成。中石炭統為灰色鋁土礦、鋁土質泥巖、薄層石灰巖、泥石集成。上石炭統太原組，由灰色砂巖、石灰巖、灰黑色粉砂巖、泥巖、炭質泥巖、煤層8-9層組成。下二疊統山西組由灰色粉砂巖、石英長石砂巖及黑色泥巖夾炭質泥巖、煤層組成。二疊系下統下石盒子組上部以灰綠、黃綠色中粗砂巖為主，夾砂質泥巖及泥巖，頂部有一層桃花色鋁質泥巖（俗稱“桃花泥巖”）；下部以深灰色、灰色細砂巖及黑灰色泥巖，粉砂巖為主。上二疊統上石盒子組區內僅見下部地層由灰色、黃色、紫色粉砂巖與白色砂巖和中粗粒石英長石組成。第三系上新統，主要為半膠結之砂礫層，棕黃、淺棕紅色亞粘土、土黃色亞粘土、鈣質土等組成。第四系中、下更新統以深紅、淺紅色亞粘土為主，深紅色砂土及粉砂土次之，與下伏地層為不整合接觸，厚度不一，厚6 m~55 m。在亞粘土中夾幾層暗紅色和紅色條帶及不穩定之鈣質結核層。

3）地質構造。受華夏系及新華夏構造體系的影響，斷層走向大部分為北東及北北東向。

2　崩塌及地裂縫基本形態特征

2.1地裂縫

根據工程地質測繪，該區共發育40條裂縫，長度一般為9.5 m~163.9 m，寬度0.1 m~1.4 m，深度0.5 m~2.1 m，地裂縫相連，形成大面積地面塌陷，裂縫危害對象為耕地及鄉間公路，見圖1-圖4。

圖1　研究區地裂縫破壞核桃林　

圖2　研究區地裂縫破壞核桃林

圖3　研究區地裂縫

圖4　研究區地裂縫破壞的公路

2.2塌陷密集區

根據實際情況研究區內發育有2處塌陷密集區，現分述如下：

1）塌陷密集一區。系采煤沉陷造成，塌陷區地裂縫密集發育，呈臺階狀，可見深度0.5 m~3.0 m，寬度0.2 m~3.0 m，主要延伸方向133°，塌陷區整體塌陷形成塌陷階地，和周圍地面形成1.0 m~2.5 m落差。該塌陷密集區危害對象為林地及其它草地，危害程度嚴重，見圖5。

2）塌陷密集二區。系采煤沉陷造成，塌陷區地裂縫密集發育，可見深度1.0 m~2.5 m，寬度0.4 m~ 3.5 m，裂縫延伸方向縱橫交錯，塌陷區整體塌陷形成塌陷階地，和周圍地面形成1.5 m~3.0 m落差。該塌陷密集區破壞對象為耕地及其它草地，危害程度嚴重，見圖6。

圖5　塌陷密集一區　

圖6　塌陷密集二區

3　崩塌及地裂縫成因分析

地下煤層開采達到一定范圍后，采空區上方的直接頂和老頂巖層發生離層、裂隙、松動以至于破碎垮落，形成垮落帶；垮落向上發展到一定高度后，停止垮落，出現交錯的豎向、斜向或離層裂縫，形成導水裂縫帶；導水裂縫向上發展到一定高度后逐漸消失，其上覆巖層不再發生斷裂或離層，僅產生指向采空區的整體彎曲變形，形成彎曲帶；彎曲帶向上發展到地表，在采空區上方地表形成一個比采空區面積大得多的沉陷區域，這種地表沉陷區域稱為地表移動盆地[2]。在地表移動盆地形成的過程中，地表原有的形態發生改變，引起了高低、坡度和水平位置的變化。因此，對位于盆地內部的地形地貌、道路、建筑物等都帶來不同程度的影響[3]。隨著采煤的延續，采空面積的不斷擴大，可能會引起地裂縫和地面塌陷以及山體開裂，在重力、降雨等因素作用下容易誘發崩塌和滑坡等地質災害[4]。

根據現場調查資料分析，區內地裂縫與地面塌陷災害具有分布范圍廣的特征，既出現在農田中，還橫貫于交通道路表面。裂陷的垂直位移大，裂陷呈寬條帶狀弧形分布之特點。在塌陷密集發育帶，形成不同規模的塌陷。

4　結束語

本文對山西孝義柱濮崩塌及地裂縫進行調查，查清了崩塌和地裂縫周圍的地質情況，收集了它們的特征，清楚了由于采空而造成的崩塌和地裂縫可能帶來的危害。

[1]文曄，徐愛功，楊帆，等.礦區三維地質建模與地裂縫成因分析[J].測繪科學，2013，38（4）:43-45.

[2]郭沖.邊坡崩塌成因及修復分析[J].科技創新與應用，2015（16）:235.

[3]王凱，王龍.住宅小區后山崩塌成因機制及穩定性評價[J].長春工程學院學報：自然科學版，2012，13（2）：84-86.

[4]胥良，李云貴，劉艷梅，等.川西108國道高位崩塌成因與運動特征[J].水文地質工程地質，2008，35（2）：29-31.

（編輯：楊鵬）

Cause Analysis on Collapse and Ground Fissure in Zhupuzhen，Xiaoyi

SU Guangjian1，2
（1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China；2.Xiaoyi Development and Reform Bureau，Xiaoyi 032300，China）

With the development of mining in Shanxi province，goaf has become a serious destructive threat to the surface ground.The paper analyzes features and reasons of ground fissure and collapse caused by gob on the field exploration.

goaf；collapse；ground fissure

P694

A

1672-5050（2016）02-0068-02

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.02.021

2015-11-31

蘇光建（1972-），男，山西孝義人，在讀工程碩士，從事地質災害研究。