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淺談農(nóng)村采空塌陷地質災害的應對措施

文檔作者：任曉亮劉紹卿文檔來源： 1．中國地質大學環(huán)境學院 2．山西省地質勘查局212地質隊		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年11月28日
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總第134期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．11．015
淺談農(nóng)村采空塌陷地質災害的應對措施
任曉亮 。，劉紹卿 ，
(1．中國地質大學環(huán)境學院，湖北武漢430074；2．山西省地質勘查局212地質隊，山西長治046000)
摘要：廣大農(nóng)村居民人身和財產(chǎn)安全是煤礦采空區(qū)引發(fā)的地面塌陷及伴生的地裂縫的主要威脅對象。
通過野外調(diào)查和實際資料的分析，就采空區(qū)塌陷形式和土地破壞狀況及危害進行討論，闡述農(nóng)村地面塌陷
地質災害的成因，并對農(nóng)村應對地質災害的措施進行了分析。
關鍵詞：地面塌陷；采空區(qū)治理；搬遷
中圖分類號：P694 文獻標識碼：B 文章編號：1005—2798(2010)11—0036．01
山西省蘊藏著豐富的煤鐵等礦產(chǎn)資源。近年
來，隨著礦產(chǎn)資源開發(fā)程度的不斷提高，礦山地質災
害日趨嚴重。因采礦形成的地面塌陷、地裂縫，以及
誘發(fā)的滑坡、崩塌等地質災害所造成的重要設施破
壞、房屋、道路及耕地等受損，嚴重威脅著居民生命
財產(chǎn)安全和影響了當?shù)亟?jīng)濟和社會的和諧發(fā)展。由
于山西省農(nóng)村居民居住地面積廣闊、人口分散的特
點，農(nóng)民人身和財產(chǎn)安全就成為農(nóng)村地面塌陷地質
災害的主要威脅對象?，F(xiàn)就煤礦采空區(qū)形成的地面
塌陷及其伴生的地裂縫地質災害的危害和防治措施
淺談如下。
1 地質災害形成原因及影響因素
1．1 形成原因
地面塌陷及其伴生的地裂縫常常與采空塌陷地
質災害相伴出現(xiàn)，其空間分布范圍及展布方向與煤
礦開采狀況密切相關，主要受采空區(qū)范圍、采煤巷道
方位及上覆巖土體的工程特性所控制。當?shù)叵碌V層
大面積采空后，原有的周圍應力平衡狀態(tài)遭到破壞，
礦層上部巖(土)層失去支撐，在自重和上覆巖土體
的壓力作用下向采空區(qū)垮落沉降，以致發(fā)展到地表，
從而使地表土和地面發(fā)生水平和垂直變形，并在采
空區(qū)上方形成冒落帶、裂隙帶和沉降帶三個開采影
響帶，進而在地表形成地裂縫及塌陷坑，隨著采空區(qū)
范圍擴大，地表形成塌陷及地裂縫相應加劇。
地面塌陷及其伴生地裂縫的形成和加劇使得地
表建筑物(民房)墻體產(chǎn)生裂縫，建筑物的損壞等級
可參照國家煤炭工業(yè)局2000年5月26日頒發(fā)的
《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開
采規(guī)程》劃分(見表1)?。
表l 磚混結構建筑物的損壞等級
孥 建筑物損壞程度—
e／ (m n． m -J)
—
l(n m ~m -~
—
)K
—
(1) -3．m-I)
地表變形值 蒡霎
表中地表變形值按照以下公式計算：
最大下沉值： rm =m· ·COSO~
最大曲率值：gm ：4- _1．52 ／r
最大傾斜值：，m =W ／r
最大水平移動值：U? =b·Wm
最大水平變形值： ? =±1．52 b·Wm ／r
式中：叼為下沉系數(shù)；m為采空區(qū)厚度，111；b為
水平移動系數(shù)，一般取0．26；Ol為煤層傾角；r為主
要影響半徑，111，可按下式計算：r=H／tanfl；H為開
采深度，in；／3為影響角。
1．2 影響因素
1) 開采規(guī)模及開采方式的影響。不同開采
規(guī)模與開采方式下形成的采空塌陷、地裂縫地質災
害的規(guī)模是不同的。 (下轉第44頁)
收稿日期：2010~8—18
作者簡介：任曉亮(1982一)，男，山西長治人，助理工程師，在讀碩士研究生，從事巖土工程勘察和地質災害治理設計、施
工、檢測、監(jiān)測工作。
36
2010年11月 鄧 濤等：煤礦企業(yè)安全風險控制對策探討 第l9卷第11期
(上接第36頁)大型煤礦采用長壁式采煤，開采技術
先進，開采規(guī)模較大，回采率較大，在其采空區(qū)上方
則形成規(guī)模較大的地面塌陷區(qū)及地裂縫；相對而言，
中、小型煤礦的開采規(guī)模較小，開采技術落后，地表
變形以地裂縫為主。
2) 礦層埋深的影響。在相同開采條件下，地
表變形隨采深的增大而減小，隨采厚的增大而增大，
即采深采厚比越小，地表變形越強烈。同時采掘寬
度越大，地表塌陷和裂縫范圍越大。
綜上所述，采空塌陷和地裂縫是由于地下出現(xiàn)
空洞后，上覆巖體失去平衡，發(fā)生冒落或下沉而形成
的。影響采空塌陷和地裂縫的因素有多種，如地形、
地貌、地層巖性、地質構造、地下水活動、采礦方法和
開采條件等，其中采礦方法和開采條件是主要因素，
在其它條件一定的情況下，礦體埋深淺，深厚比小，
地表變形嚴重。
1．3 地質災害發(fā)展趨勢
近年來，經(jīng)煤炭資源整合，中小型煤礦關閉或整
合為大型礦山，在煤炭資源開采力度逐步加大的情
況下，采空區(qū)規(guī)模和地面塌陷、地裂縫將繼續(xù)并迅速
發(fā)展
2 地質災害防治措施
地面塌陷、地裂縫主要是由開采煤層形成地下
采空區(qū)所致，因此可對下伏采空區(qū)進行注漿全填充
治理，然后對受損房屋進行維修或重建，這樣能有效
阻止房屋裂縫和地裂縫繼續(xù)產(chǎn)生和加劇。另一方
面，可采取搬遷移民工程，以確保調(diào)查區(qū)的村莊居民
不受房屋裂縫和地裂縫的危險，從而安居樂業(yè)，進而
44
推動經(jīng)濟社會和諧發(fā)展。
兩種方案相比較，對村莊下伏采空區(qū)進行填充
治理，面臨的主要問題是農(nóng)村人口居住相對分散、居
住面積大，治理工程難度大、耗資大，且這樣各村莊
下伏以及按《三下》開采規(guī)程要求預留的各村保安
煤柱區(qū)內(nèi)煤炭資源將浪費。相反，采取搬遷移民工
程，工程耗資相對較小，而且可使壓覆煤炭資源達到
充分利用；另一方面搬遷移民后原村莊進行土地復
墾或恢復林地，可以抵削部分因移民而占用的耕地。
因此，農(nóng)村地質災害防治措施宜選擇搬遷移民工程。
3 結語
采空區(qū)引起的地面塌陷、房屋裂縫因強降暴雨、
在村莊周邊繼續(xù)圍采等因素影響下，多數(shù)呈加劇趨
勢，房屋受損程度由輕度轉至中度、嚴重、極度嚴重
損壞，水資源枯竭，有的村莊滑坡、崩塌等地質災害
發(fā)育，自然環(huán)境更趨惡化，搬遷房屋嚴重損壞的住戶
不解決根本性問題。同時，村莊壓覆煤炭資源量較
大，得不到充分開發(fā)利用。因此建議對受地質災害
威脅的居民居住分散的農(nóng)村進行土地置換，對原有
村莊進行清理復墾，擴大耕地面積，促進社會、經(jīng)濟
效益及自然環(huán)境和諧發(fā)展。
參考文獻：
[1] 國家煤炭工業(yè)局．建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱
留設與壓煤開采規(guī)程[S]．2000．
[責任編輯：路方]

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