摘要:矿山开采的不断深入,地下采空区引发的地质灾害给矿区周围居民生产、生活带来了严重的经济损失,本文研究矿山开采区地裂缝出现存在的安全隐患,在细致勘查该区域之后,勘查区内发现了一条跨度二十米左右的地裂缝带,根据本次勘查所采取的方法,笔者总结了矿山开采区地裂缝地质灾害的勘查经验,以供同行参考。
关键词:矿山开采区;地裂缝;地质灾害;勘查方法
引言
矿产资源丰富。多年来由于矿业开发开采规模大,形式粗放,地质环境破坏较为严重,但对其的保护与治理工作非常欠缺,地质灾害频有发生,主要有地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降等。严重威胁人民群众的生命财产安全,制约经济的发展。本文通过对承德市矿山地质灾害现状的分析,提出了防治对策,希望可以对该区域矿山地质灾害的防治有所帮助。
1矿山地质灾害的现状
矿山开采区地质灾害具有滞后性,而且在未来也存在继续发展的可能性,后果十分严重。最近几年,矿山开采及建设迅速发展导致了严重的地裂缝灾害,甚至已经变成地质灾害中的顽疾。矿山开采地裂缝灾害所带来的损失也是不容小觑的,严重时会阻碍社会的持续发展并威胁到人民的安全。
2主要矿山地质灾害类型及灾害现状
2.1地面塌陷
地面塌陷形成的原因多为如下几种:开采时间久,地面变形程度大,在重力振动和水的侵蚀作用下产生陷落;浅部井下开采,硐顶距地表距离小,其覆盖层缺乏足够的强度和支撑能力;断裂裂隙发育,顶板岩层破碎导致坠落。研究区部分矿山由于开采历史悠久,地下采空,故地面塌陷严重。地面塌陷主要分布在鹰手营子矿区、宽城县、承德县等地。
2.2地裂缝
研究区地裂缝大多发生在矿山采空区,是岩体由于陷落引起张拉裂形成的,是矿山采空塌陷的伴生物。如营子矿区汪庄煤矿南山地裂缝长达1公里以上,东西延展。
2.3滑坡
研究区因矿山开采造成的滑坡时有发生。滑坡形成的原因主要是因为在露天采矿时,开挖路堑,破坏稳定性,边坡形成高陡的临空面,使岩土体失去支撑。降雨时,雨水入渗坡体,增加坡体自重,润滑滑动面,降低抗滑阻力,当下滑力大于抗滑阻力时,土体沿基岩接触面下滑,在自重和降水等外力作用下,岩土体失稳,形成滑坡。
2.4崩塌
研究区崩塌灾害主要分布于公路沿线及矿区。区内片麻岩、花岗岩、石英岩等硬度较大的硬质岩层出露广泛,陡坡和悬崖较多,受地质构造影响及风化作用影响,节理裂隙发育,部分岩层破碎。在修建公路和开挖矿山时,破坏了山体的原始应力平衡状态,易发生崩塌。如101国道的高陡边坡地段及高寺台镇铁矿露天采区等地,均存在崩塌灾害点。
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3矿山开采区地裂缝地质灾害勘查方法
3.1放射性气体测量法研究中所使用到的仪器性能稳定、较为灵敏
基于此,在测量放射性气体之时共设置了四条测线,测线设置的主要依据为地表硬化情况以及地质构造特征,这些测量均匀的分布在勘查区的各个方位之中,从而起着控制建设用地的作用。此外,放射性气体测线的总体长度为五百米,分布有一百五十个物理点,每一个点之间相差五米。此外,在得出了大范围气体数据异常地区之后,还需要对于气体浓度较高的位置进行加密操作。测量成果:在经过勘察之后,发现所研究地区的放射气体脉冲值位于十五到三十之间,而大多数观测点的气体脉冲值为十五到三十五之间,小部分的脉冲值在此范畴之外。得到此结果的主要原因如下所示。一类剖面处在矿山开采区的北部地区,测线走向以及测点都呈现南北排列形式,并没有地裂缝通过。二类剖面处在矿山开采区的东部地区,测线走向以及测点也为南北排列,并没有地裂缝通过。三类剖面处在矿山开采区的西部,测线走向以及测点仍为南至北排列,经过首次测量之后发现此处地区存在异常点并进行了加密测量,每点之间的距离为三米。在经过三分钟的放射气体检测之后,发现其在五十米至七十米之间的位置存在异常,气体脉冲值为四十到九十之间,很有可能为地裂缝带区域。而其它地区在经过三分钟的气体脉冲值检测之后,结果均小于六十,认定为没有地裂缝存在。四类剖面处在勘查区的南部,测点以及测线走向为南北走向,经过初步测量之后认定其中存在异常点,于是在四十至八十米之中的地区进行加密测量,每点之间的距离为三米。并且在五十米至七十米之间的脉冲值在五十到一百一十之间,表明出现了脉冲值异常问题,因此推测是地裂缝带区域。其它点的气体脉冲值小于六十,故认为不经过地裂缝。
3.2勘查结果
第一条测线存在矿区场地限制,在测线三百米后的接地电极完全位于树坑之中,三百米之后具有比较高的视电阻率。于是在开采区出现了小部分的异常区域,出现异常的区域和放射性气体测量数据异常的区域完全吻合,分析推断该视电阻率变化异常区域为地裂缝带通过位置。第二条测线在近地表约二十五米左右的地区,剖面上的两百米到二百五十米之间的区域中出现了小部分异常区域,在勘察之后发现异常区域对应的位置为涵洞位置,而在此区域出现异常现象的位置也与出现放射气体异常数据的位置相吻合,在经过分析之后,得出了此处为地裂缝带的结论。第三条测线的树坑中出现了许多接地电极,并且地面土质坚硬,从而视电阻率也比较高。在使用反演法测量第一条测线之后发现结果存在较大的误差,而在剖面横向中则显示出现了大规模的异常区域,不过在反演成果中还是能够清楚看到其中的视电阻率发生较大变化,而异常区域也与放射性气体异常点位置相吻合。
结语
在推测矿山开采区存在地裂缝带之后,需要加固已经出现地裂缝的地点。在矿山开采区地裂缝带周围进行防排水以及防渗漏操作。落实监督地裂缝带工作,定时定期派遣专业的人员监督地裂缝情况并记录下来,如果发现问题则要及时使用相应的措施加以解决。在今后的矿山建设过程之中也需要严格注意地裂缝带问题,从而避免地裂缝带所带来的严重隐患。
参考文献:
[1]袁小平,牛爱平.承德市地质灾害现状及防治对策.工程技术.
[2]郭瑞林.承德市地质灾害特征及防治应急系统建立.河北地质,2014年第3期.
[3]罗太旭.承德地质灾害分布特征及防治,河北地质矿产信息,2004年第2期.
[4]河北省地质灾害调查与区划报告.
论文作者:杜介
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签:裂缝论文; 矿山论文; 地质灾害论文; 气体论文; 异常论文; 区域论文; 脉冲论文; 《基层建设》2018年第2期论文;