长湾煤矿矿区地质灾害危险性评估说明书
目 录
前 言 1
一、任务的由来 1
二、评估目的及任务 1
三、评估工作依据及执行标准 2
第一章 评估工作概述 3
一、矿山工程概况 3
X 4
Y 4
二、以往工作程度 6
三、工作方法、完成工作量及质量评述 7
四、评估区范围与级别的确定 8
第二章 地质环境条件 9
一、气象水文 9
二、地形地貌 9
三、地层岩性 10
四、地质构造与区域地壳稳定性 10
五、工程地质条件 11
六、水文地质条件 11
七、人为工程活动对地质环境的影响 14
八、社会环境条件 14
九、小结 14
第三章 地质灾害危险性现状评估 15
第四章 地质灾害危险性预测评估 15
一、工程建设引发地质灾害的危险性预测评估 15
二、工程建设可能遭受地质灾害的危险性评估 17
三、小结 17
第五章 地质灾害危险性综合分区评估及防治措施 18
一、地质灾害危险性综合评估原则及量化指标的确定 18
二、地质灾害危险性综合分区评估 19
三、矿山开采适宜性评估 20
四、地质灾害防治措施建议 20
结论与建议 20
一、结论 20
二、建议 21
附 图
序号 图号 图 名 比例尺
1 1 贵州省安龙县海子长湾煤矿环境地质图 1:5000
2 2 贵州省安龙县海子长湾煤矿矿区地质灾害危险性综合评估图 1:5000
3 3 贵州省安龙县海子长湾煤矿地质灾害危险性评估剖面图 1:5000
附 件
1、贵州省安龙县海子长湾煤矿矿区地质灾害危险性评估委托书
2、资质证书(复印件)
3、贵州省安龙县海子长湾煤矿矿区地质灾害危险性评估审查意见
4、评审专家组名单
前 言
一、任务的由来
为贯切执行《地质灾害防治条例》、《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知》(国土资发[2004]69号),合理开发利用煤炭资源,促进矿山安全生产,避免矿山开采过程中引发、加剧地质灾害或遭受地质灾害的危害,达到防灾减灾的目的,受安龙县海子长湾煤矿委托,贵州源远地矿科技有限责任公司对其安龙县海子长湾煤矿矿区开展地质灾害危险性评估工作。
二、评估目的及任务
(一) 评估目的
评估工作目的:评价、预测该项目可能引发和遭受地质灾害的危害,为预防矿山因开采活动等引发的地质灾害,确保矿区范围内及周边人民生命财产安全,为该项目在地质灾害防治方面提供科学依据。以避免因地质灾害造成损失,达到防灾减灾的目的。
(二) 评估的任务
1、对该工程按《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估的通知》(国土资发[2004]69号)附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)等要求,确定地质灾害危险性评估范围,并进行地质灾害危险性评估。
2、初步查明评估区内的地质环境条件及现状条件下的采掘现状,对评估区内各种地质灾害进行逐一调查,查明其类型、分布、规模、稳定状态和危害对象,进行地质灾害现状评估。
3、对矿山工程建设引发、加剧地质灾害的可能性及工程本身可能遭受地质灾害的危险性进行预测评估。
4、在现状评估和预测评估的基础上,综合评估地质灾害的危险性,
进行地质灾害危险性分区,对矿山生产的适宜性作出评估,提出地质灾害防治措施建议。
5、针对地表保护性构筑物及村寨,提出相应的防治措施建议。
(三)工作要求
依据《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知》(国土资发[2004]69号)及附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)等要求,根据矿山所处的地理位置、水文及工程地质、环境地质条件,对矿山开采过程中、地面工程建成后及采空后可能引发或加剧的地质灾害危险性,以及工程本身可能遭受地质灾害的危险程度进行危险性评估,提出合理的防治措施和建议,以达到防灾、减灾目的,避免或减少国家、集体、个人财产遭受损失,确保人民群众生命安全。
三、评估工作依据及执行标准
(一)相关法规、文件、标准、规程及技术规范
1、《地质灾害防治条例》(国务院令第394号)。
2、《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估的通知》(国土资发[2004]69号)及附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)。
3、《贵州省地质环境管理条例》(2007-03)。
4、《矿山生产建设规模分类》(国土资发[2004]208号)。
5、《工程岩体分级标准》(GB50218-94)。
6、《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719-91)。
7、《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)。
8、《三下采煤新技术应用与煤柱留设及压煤开采规程实用手册》(中国煤炭出版社,2005)。
9、《煤矿矿井采矿设计手册》(煤炭部规划设计院,1996)。
10、地质灾害危险性评估委托书。
(二)地质资料及有关矿山基础资料
1、1:20万《兴仁幅区域水文地质普查报告》。
2、贵州省安龙县海子长湾煤矿井上下对照图及开采工程平面图。
3、《贵州省安龙县海子长湾煤矿(整合)资源储量核实报告》(贵州奇星资源勘查开发有限公司,2008年01月,黔国土资储备字[2007[550号)。
4、《贵州省安龙县海子长湾煤矿(整合)开发利用方案》(贵州宏景矿产资源开发服务有限公司,2008年02月,经贵州省国土资源厅评审)。
5、本次野外实地调查资料和收集的相关资料。
第一章 评估工作概述
一、矿山工程概况
1、交通位置
长湾煤矿位于安龙县海子乡,距安龙县城约25km,行政区隶属于黔西南州安龙县海子乡管辖。矿区有简易公路与兴义-海子乡级公路连接, 矿区距南昆铁路 约40km,煤炭运输较为便利(图1-1)。矿区地理坐标:东经105°14′23″~105°15′28″,北纬25°14′12″~ 25°14′43″。
2、建设规模及矿界范围
根据2006年12月27日《贵州省人民政府关于黔西南自治州兴义市等六县(市)煤矿整合和布局方案的批复》(黔府(2006)201号)批示,长湾煤矿由海子乡长湾煤矿与海子乡海盛煤矿整合而成的新矿井。
整合后矿山设计生产规模为15万吨/年,矿区范围由15个拐点控制(表1—1),矿区面积:3.4912km2,开采标高+1610—+800m。
3、项目类型及平面布置
长湾煤矿为已建矿山,整合后设计生产能力15万吨/年,项目总投资约800万元,根据《矿山生产建设规模分类》(国土资发[2004]208号),属小型煤矿,为一般建设项目。
工程建设包括地面建设和地下建设。
地面建设主要是工业广场,建设于主井南面冲沟中,场内布置有机修车间、消防材料库、坑木加工房,10KV变电所,灯房、浴室、办公室等。地面建筑均为一至二层砖结构的小型建筑。
地下建设主要是井巷开采系统,包括主斜井和回风斜井两条井筒。
图1 交通位置图
表1—1 矿区拐点坐标一览表
主斜井:主要承担全矿煤炭、进风、掘进断面积9.36m2,净断面积5.73m2;采用锚喷或砌碹支护,敷设800胶带运输机。回风斜井:掘进断面积9.04m2,净断面积5.51m2;采用锚喷或砌碹支护,主要用于回风,不安设轨道。井筒特征见表1—2。
表1—2 井 筒 特 征 表
4、矿床地质特征
矿区含煤地层为二叠系上统龙潭组(P3l),地层厚度大于200m。矿区范围内该套地层含可采煤层为C3煤层,煤层厚度稳定,全区可采;煤层倾角10~16°,平均倾角12°,为单斜煤层。
C3煤层位于二叠系上统龙潭组中部,直接项板为灰色薄层钙质粉砂岩、细砂岩,部分地段煤层直接与老顶接触;直接底板为灰、灰黑色薄至中厚层粉砂质粘土岩、粘土岩。煤厚0.93~1.58m,平均厚1.55m,无夹矸。该煤层在区域内属稳定可采煤层。
根据《贵州省安龙县海子长湾煤矿()资源储量核实报告》(2008年01月),至2007年底,整合后安龙县海子长湾煤矿矿区内(1610—800米标高)C3煤层总资源量为678万t。其中保有资源量为642万t(332资源量为90万t, 333资源量为291万t,334?资源量261万t);122b采空区资源量为36万吨。
5、矿床以往开采概况
贵州省安龙县海子长湾煤矿为本次资源整合保留矿山,该矿区开采历史久远。自上世纪七十年代就有民采小窑对煤层近地表部分进行小规模采掘,自九十年代开始发展为小窑井下开采。煤层露头部分已基本采完。原贵州省安龙县海子乡长湾煤矿2001年12月办理了《采矿许可证》, 根据2006年12月27日贵州省人民政府《关于黔西南自治州兴义市等六县(市)煤矿整合和布局方案的批复》(黔府(2006)201号)批示,海子乡长湾煤矿与海子乡海盛煤矿列入本次资源整合技改范围。现主采煤层为C3煤层。
6、井田开拓及开采方案
整合后为井下开采,斜井+平硐开拓,走向长壁后退式采煤法,采用放炮落煤,皮带及电瓶机车运输。
7、重点保护对象及重要性
评估区内的重点保护对象为零星分布的村寨、矿山地面工业广场及井下巷道等,根据《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估的通知》(国土资发[2004]69号)附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行),属一般建设项目。
二、以往工作程度
评估区属海子煤矿区(井田),区内煤矿地质工作开展较早,地质调查工作始于二十世纪四十年代初。
1、解放前蒋溶、乐森寻等地质学家曾对该区作过煤矿调查,绘有1:25万煤田地质图。
2、解放后,1958年贵州省煤管局159队对兴仁向斜(龙头山向斜)开展过煤矿普查评价;同年,贵州省地矿局安顺专区地质队对本矿区内可采煤层进行过取样化验工作;1977年,省地矿局112队为满足地方需要,对海子煤厂一带开展过普查评价。
3、1976—1979年,省地矿局108队在区内开展过1:20万兴仁幅区域地质及区域矿产调查;1987年省地矿局105队开展过1:5万贞丰幅区域地质调查。
4、1998年12月贵州省地矿局102地质大队提交的《贵州省安龙县海子煤矿区地质简测报告》,该报告由102地质队内部审核,达到地质简测要求。
5、2004年8月,贵州省地矿局117地质大队通过1:5000的地形地质填图、1:2000的剖面测量、老洞调查、煤层采样测试及水文地质、工程地质的简测工作,并提交了《贵州省安龙县海子乡长湾煤矿资源量核实报告》。
6、2004年,该县开展过安龙县地质灾害调查与区划工作。
7、2008年01月,贵州奇星资源勘查开发有限公司为该矿编制了《贵州省安龙县海子长湾煤矿(整合)资源储量核实报告》,由贵州省国土资源厅组织专家评审通过(黔国土资储备字[2007]550号)。
8、2008年02月,贵州宏景矿产资源开发服务有限公司为该矿编制了《贵州省安龙县海子长湾煤矿(整合)开发利用方案》,同年02月经贵州省国土资源厅组织专家评审通过。
以上有关地质工作为开展本次地质灾害评估工作打下了良好的基础,并提供了可靠的相关资料。
三、工作方法、完成工作量及质量评述
(一) 评估工作方法
本次评估工作是根据《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估的通知》(国土资发[2004]69号)附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)等的有关规定,在充分收集、掌握了评估区内的相关地质环境、社会环境和地质灾害等资料的基础上,在矿区范围内利用矿方提供的井上、下对照图,在外围利用1:1万地形图放大后作补充,开展矿区及其周边地区环境地质调查工作。在调查过程中,对每种现象进行认真记录,初步查明了评估区地形地貌、地质构造、工程地质、水文地质条件、不良物理地质现象及人类工程活动等地质环境条件,在此基础上及时进行室内整理工作,编制图件和文字说明书,及时地完成了评估工作任务。
(二) 完成工作量及质量评述
接受委托后,项目组于2008年03月02日至2008年03月22日对矿区范围内及其周边区域进行野外调查,采用1:5000地形图作底图,进行地质、水文地质、工程地质、环境地质调查,重点对地面和房屋变形情况进行调查,同时收集相关资料。于2008年03月23日至04月05日进行室内资料整理及评估说明书的编制工作,并于2008年04月08日提交 《贵州省安龙县海子长湾煤矿矿区地质灾害危险性评估说明书》。项目的完成,严格按照相关规范执行,能满足地质灾害危险性三级评估的质量要不。该项工作所投入的工作量见表1-3。
四、评估区范围与级别的确定
(一) 评估区范围
评估区范围不应小于矿区范围,视矿山评估项目的特点及影响范围、地质环境条件和地质灾害种类按下列原则确定:
——可能受崩塌、滑坡影响的矿山评估项目,其评估区范围应包含崩塌、滑坡所涉及的范围;可能受泥石流影响的,其评估区范围宜包含完整的泥石流流域面积;可能受地裂缝影响的,其评估区范围应包含地裂缝可能延展的范围;可能受地面塌陷影响的,其评估区范围应包含初步推测的可能塌陷范围。
——可能受采矿活动影响的区域也应包括在评估区范围内。
因此,以矿区范围及地面工业场地范围为基本范围,预测整个矿区采空后,在“移动盆地”影响范围的基础上适当外延,以最低一级的地表分水岭或沟谷为界,综合确定评估范围。
确定“移动盆地”影响范围是根据《三下采煤新技术应用与煤柱留设及压煤开采规程》的有关规定,据本矿区的地质构造及岩土工程地质条件,以矿界为采区边界,采用图解法按采空区移动角确定。在矿区的走向和倾向方向上,先作出采区评估剖面图,采用覆岩的影响移动角划定“移动盆地”边界。
根据上述原则、方法和矿区范围内的地质环境条件及“移动盆地”影响范围,确定煤矿地质灾害危险性评估区范围面积约6.0Km2(附图1)。
(二) 评估级别
该矿设计生产规模15万吨/年,属小型矿山,评估区地质环境条件复杂程度属中等复杂类型(第二章),评估区内保护对象项目重要性属一般建设项目。根据《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估的通知》(国土资发[2004]69号)附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)表1地质灾害危险性评估分级表及相关规定,确定该建设工程地质灾害评估级别为三级评估。
第二章 地质环境条件
一、气象水文
评估区属中亚热带季风气候区,因受南、北气流和高原地貌的双重制约,季节更替不分明,气温变化小,冬无严寒,夏无酷署。据历年气象资料,极端最高气温为34.1℃,极端最低气温-9.6℃,年平均气温13.6℃,无霜期265d,基本属温和气候。雨量充沛,年平均降雨量1243mm,多集中在6~8月,此段时间内降雨量可多达670~680mm;平均风速为2.3m/s,最大风速为20.0m/s,风向多为东风。
区内无大的河流,但冲沟较发育,且多呈树技状分布,切割较深,沟溪流量变化较大,雨季常发生山洪,枯季流量小至干涸,动态变化显著。泉点较少,主要分布在村庄附近,仅供附近村民作饮用水源用。
总之,评估区地表水不发育,受大气降水影响显著。
二、地形地貌
评估区属岩溶发育的侵蚀—溶蚀高原中山地貌。山形较陡,地势南高北低,海拨高程1657.7—1375m,相对高差282.7m。
三、地层岩性
评估区内仅出露三叠系下上统飞仙关组(T1f)和上二叠统龙潭组(P3l)地层,在沟谷及缓坡地带有零星分布的第四系。由新至老分述如下:
1、第四系( Q )
由残积、坡积、冲击形成的砂、卵砾石及亚粘土组成,零星分布于区内沟谷和缓坡地带,不整合覆盖于各时代地层之上,厚度 0~5m。
2、三叠系下上统飞仙关组(T1f)
分为上下两段,下段为灰色细砂岩,平均厚48m,上段为细晶灰岩。平均厚57m。
3、二叠系上统龙潭组(P3l)
为矿区含煤岩系,主要分布于矿区的中部至北部,岩性为灰色至深灰色厚层至块状强硅化灰岩、泥灰岩、粉砂质粘土岩、炭质粘土岩;中厚层至薄层细砂岩、粉砂岩与粘土岩互层,组内含煤层(线)多层,但达到可采的仅有一层(C3煤层),C3煤层位于本组中上部,平均厚度1.55m。区内龙潭组出露厚度大于200m。
四、地质构造与区域地壳稳定性
评估区地处扬子古陆西南边缘前陆褶皱冲断带中的弱变形区域内,区域 戈塘背斜南翼。位于鲁沟断层的北西盘,地层走向近东西向,总体倾向南东 ,倾角10°~16°,平均12°。总体为较缓的单斜构造。受主要的断裂构造影响,区内会有次一级褶皱和次生断层存在,在今后的生产过程中预计会遇到小型断裂构造。对煤层一般会有破坏作用,对开采有一定影响。
评估区构造复杂程度属简单类型。
据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),评估区地震基本烈度为Ⅵ度,区域地壳较为稳定。
五、工程地质条件
根据《工程岩体分级标准》(GB50218-94)及岩石的力学性质,可将评估区内的工程地质岩组划分为三类,即硬质岩类、软质岩类和第四系松散岩类。
1、松散岩类
为第四系粘土及粉质粘土,局部混块石及碎石。分布于矿区的季节性冲沟、山间洼地及各个斜坡地段。该类岩组结构松散,一般呈可塑状态,具中~高压缩性。。其中粘土层结构稍密,透水性弱,粘土夹碎石层结构较疏松,孔隙度较大,力学强度较低,在有人工切坡时,较易形成地表小型滑塌。
2、软质岩类
龙潭组、飞仙关组的泥岩、砂质泥岩、粘土岩.泥质砂岩次之,抗压强度较低,透水性弱,能起到阻水作用,与硬质岩类相间分布,岩层强度低。
3、硬质岩类
龙潭组硅化灰岩及飞仙关组上部细晶灰岩,位于可采煤层C3的顶部。岩石坚硬性脆,抗压强度高,在深切峡谷地区之陡坡仍然较稳定,岩石力学性能稳固,稳定性好,不易坍塌、片帮。
综上所述,区内岩土工程地质条件中等复杂。
六、水文地质条件
(一) 地下水类型及富水性
根据调查和1:20万《兴仁幅区域水文地质普查报告》,评估区地下水类型主要为碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水和松散岩类孔隙水三大类。
1、碳酸盐岩岩溶水
三叠系下统飞仙关组(T1f)上段细晶灰岩,平均厚度48m,为岩溶水含水层。泉流量10.15 L/s,富水性强。
2、基岩岩裂隙水
三叠系下统飞仙关组(T1f)下段细砂岩夹砂质泥岩、上二叠统龙潭组煤系地层,在地表浅部强风化带,由于风化节理裂隙发育,地下水赋存于节理裂隙中;而在强风化带下部基岩中,含水岩组由含水层(细砂岩)与隔水层(粉砂岩及泥岩)相间组成,在地势低洼处形成井泉排泄,但流量较小,泉流量小于1.0 L/s,富水性弱。。地下水的补给主要来源于大气降水。
3、松散岩类孔隙水
零星分布于洼地及平缓斜坡地带,主要为残坡积土层。岩性为褐黄色粘土及砂质粘土,断续夹分布不均的碎石及块石,结构松散。该层透水性好,含孔隙水。邻区泉流量0.03-0.99 L/s,富水性弱。
(二) 地下水的补、迳、排特征
1、地下水的补给特征
大气降水垂向渗入是区内地下水主要补给来源
松散岩类孔隙水区,由于第四系砾岩层结构松散,透水性好,利于降雨渗入补给。碳酸盐岩岩溶水区岩溶裂隙发育,基岩裂隙水区岩石风化节理裂隙发育,有有利于大气降水和地表溪沟水垂向直接渗入。
2、地下水迳流、排泄特征
松散岩类孔隙水:地下水沿岩溶裂隙补给岩溶水或沿基岩风化节理裂隙补给基岩裂隙水,或排泄于地表低洼处。斜坡地带松散岩类孔隙水的迳流、排泄,特别是雨季,是引发滑坡、崩塌地质灾害的主要原因之一。
基岩裂隙水:地下水沿风化节理裂隙垂直于地表冲沟流向排泄于地表。
碳酸盐岩岩溶水:地下水主要沿区域性节理发育的岩溶裂隙,顺相对隔水层由南西向北东排泄补给区外地下水。
(三) 矿床充水特征分析
1、充水水源
(1)地表冲沟水
冲沟水沿途接受泉水及煤窑水补给,雨季还有较大面积大气降水汇入,水量较大,这些冲沟多位于含煤地层露头地带,冲沟附近的网状、脉状裂隙密集,它们与煤层风化、氧化带直接接触,将来沿溪沟一带开采煤层时,冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井,为矿井浅部开采的直接充水水源。
(2)第四系孔隙水
矿区内覆盖的第四系,含水性弱,加之厚度不大,分布范围小蓄水量有限,对煤矿开采影响小。
(3)老窑采空区积水
老窑积水:矿区上部有许多老窑分布,由于老窑垮塌且无泄水通道,贮有大量积水,直接或间接地增大矿井涌水量,另外个别老窑井巷较深,开采年限较长,采空区较乱,老窑积水较多,矿山开采时,对老窑了解不够,探水困难,易引发井下突水事故,因此老窑积水对矿区威胁较大。
2、充水通道
(1)岩石天然节理裂隙
矿区内的龙潭组含煤地层在接近地表附近,岩石风化节理、裂隙很发育,而深部则发育成岩或构造节理、裂隙,尤其是内部粉砂岩等脆性岩石更为发育,它们是地下水活动的良好通道,并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。
(2)人为采矿冒落裂隙
未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙,这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系,成为地下水活动的良好通道。
(3)老窑采空区
矿区内老窑,其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积水、部分地表水进入矿井的通道。
3、充水方式
由于矿井直接充水含水层露头分布不广,接受大气降水补给不强,为中等~弱含水层,充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主,规模一般不大,少量为断层、老窑巷道、岩溶管道导水,因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主,局部可能发生突水。
4、水文地质类型
矿区内的地下水靠大气降雨补给,大气降雨一部份蒸发回到大气层,另一部份通过裂隙、岩溶管道下渗补给地下水。地下水的流向受岩性、构造的控制,其总体流向为由东至西向,以盘江为排泄基准面。
矿区内煤层大部分位于最低侵蚀基准面以上,直接充水水源主要为龙潭组的基岩裂隙水和老窑采空区积水、地表冲沟水,故本矿属于以裂隙充水为主,水文地质勘查类型应属二类二型,水文地质条件复杂程度为简单类型。
七、人为工程活动对地质环境的影响
区内人类工程活动对地质环境的影响主要为采煤活动。区内过去曾有一些人工开挖的小煤窑,对局部地表的稳定性有过一些影响,但封停几年后,现已基本稳定。
由于乱砍滥伐和陡坡耕植,斜坡上植被少,主要是耕地、草被和零星灌木。植被的破坏和陡坡耕植造成地表水土流失,促使岩土体风化裂隙的发展。
总之,区内人类工程活动对地质环境的影响较强烈。
八、社会环境条件
评估区范围主要为荒山,少量耕地。评估区内南部有车家坟、上卡作、新田湾、牛场大地等村寨,约百余户,三百余人。房屋结构以一层木质结构为主,少量砖混结构。评估区内有乡村公路及矿山公路。评估区总体社会环境条件较好。
九、小结
综上所述,评估区地貌类型单一,地层岩性中等复杂,岩土体工程地质条件中等复杂、水文地质条件简单,破坏地质环境的人类工程活动较强烈,根据《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估的通知》(国土资发[2004]69号)附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行) “地质环境复杂程度划分”表,地质环境条件复杂程度类型属中等复杂类型。
第三章 地质灾害危险性现状评估
经实地调查和访问,评估区内未发现地质灾害,现状地质灾害不发育。
第四章 地质灾害危险性预测评估
煤矿在井下开采过程中,必然会导致一系列的矿山地质环境的改变,可能引发地质灾害发生。本章参考《贵州省安龙县海子长湾煤矿开发利用方案》和矿山实际情况,从矿山生产(包括地面工业广场和井下开采)引发地质灾害的可能性和矿区本身可能遭受的地质灾害的危害性两方面进行预测评估。
一、工程建设引发地质灾害的危险性预测评估
(一)井下工程建设可能引发地质灾害的危险性评估
1、安全开采深度的确定
该矿采用走向长壁式采煤方法,全部垮落法管理顶板,年生产能力为15万吨,设计为多层煤重复开采。
为确定井下开采对地面造成影响的范围,根据《煤矿矿井采矿设计手册》(1996)第一篇第一章中的安全深度计算公式估算煤矿安全深度。估算公式如下:
Hδ=M×k
式中: Hδ--安全深度(m)
M--各煤层综合作用厚度(m)
k--安全系数
煤矿地面建筑均为一至二层砖结构的小型建筑,煤矿为小型矿山,属一般性建设项目,地面建筑和主要井巷级别为Ⅲ类;煤田类别为Ⅲ类,煤层平均倾角12°。
k值根据表4-1取值为125。
表4-1 地面建筑和主要井巷安全系数k取值表
注:据《煤矿矿井采矿设计手册》(1996)
该矿区煤层为缓倾斜煤层,煤层厚度小于2.2m,按2.2m计算。
安全深度:Hδ = 125 × 2.2 = 275(米)
2、移动盆地角的确定
该矿区煤层顶板为二叠系上统龙潭组软硬相间岩组,煤层平均倾角12°,为缓倾斜煤层,参照《三下采煤新技术应用与煤柱留设及压煤开采规程实用手册》(2005)国内同类型典型矿区,走向移动角及上山移动角取值:
δ=γ=65º
下山移动角:
β=δ - 0.6×α = 65– 0.6×12 = 58º
式中:δ—走向移动角
γ—上山移动角
β—下山移动角
α—煤层平均倾角
据以上参数采用图解法,圈定井下采空区形成后将严重引发地质灾害的范围,即“移动盆地”范围(见综合分区评估图)。
3、井下工程建设可能引发地质灾害的危险性评估
根据安全开采深度的计算结果,在矿区内,可采煤层埋深小于275m。在整个矿区充分开采,形成采空区后,在矿区及其影响范围内,地表受到采空区顶板移动变形的影响,引发地裂缝、地面塌陷、崩塌和滑坡等地质灾害的可能性大,危害性大。
(二)地面工业广场可能引发地质灾害的危险性评估
该矿为已建矿山,地面工业广场建于主井南面冲沟中,包括机修车间、消防材料库、坑木加工房,10KV变电所,灯房、浴室、办公室等。均为一至二层砖结构的小型建筑。自建设以来,场地边坡稳定,工业广场尚未产生任何不良地质及灾害现象。因此,地面工业广场引发地质灾害的可能性小。
(三)弃渣场可能引发地质灾害的危险性评估
采矿弃渣如果不合理堆放,引发滑坡、泥石流地质灾害的可能性大,危害性。
二、工程建设可能遭受地质灾害的危险性评估
(一)地面工业广场可能遭受地质灾害的危险性评估
矿区地面工业广场建于主井南面冲沟中,并且在“移动盆地”影响范围内,遭受滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性大,危险性大。
(二)井下开采可能遭受地质灾害的危险性评估
采矿过程中会形成一定的采空区,矿区内矿层顶板厚度部小于安全厚度,遭受地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性大,危险性大。
(三)村寨可能遭受地质灾害的危险性评估
上卡作等村寨在“移动盆地”影响范围内,遭受地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性大,危险性大。
三、小结
综上所述,“移动盆地”影响范围内,地下开采引发和遭受地裂缝、地面塌陷、崩塌和滑坡地质灾害的可能性大,危害性和危险性大。地面工业广场引发地质灾害的可能性小,遭受滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝地质灾害的可能性大,危险性大。采矿弃渣引发滑坡、泥石流地质灾害的可能性大,危害性性大。上卡作等村寨遭受地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性大,危险性大。
第五章 地质灾害危险性综合分区评估及防治措施
一、地质灾害危险性综合评估原则及量化指标的确定
(一) 地质灾害危险性综合评估原则
根据评估区地质环境条件、地质灾害的危险程度、居民住宅的分布、采矿影响程度分析、现状地质灾害危险性评估和矿山地质灾害危险性预测评估结果以及国土资发[2004]69号文《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估工作的通知》的有关规定拟定危险性分区的原则和依据,并结合已建矿山工程特点,对矿区及其引发地质灾害可能影响的区域进行分区。并遵循以下原则:
1、“区内相似,区际相异”的原则。
2、“就大不就小”,“整体不分割”的原则
(二) 地质灾害危险性分区量化指标的确定
1、安全采深:275m
2、移动盆地角的取值
走向移动角:65°
上山移动角:65°
下山移动角:58°
3、围护带宽度
圈定围护带宽度,根据受保护对象的保护级别确定(表5-1)。
地面工业广场和村寨属Ⅲ类保护级别,设置临时保安煤柱时,取围护带宽度为10m,分别根据走向、上山和下山移动角在剖面图上圈定(附图3)。
注:据《三下采煤新技术应用与煤柱留设及压煤开采规程实用手册》(2005)
(三) 地质灾害危险性分区
根据上述原则、量化指标结合评估区实际情况,该区地质灾害危险性分区划分方案如下:
1、评估区内受“移动盆地”影响的范围划分为地质灾害危险性大区(A区)。
2、评估区内除地质灾害危险性大区以外的范围划分为地质灾害危险性小区(C区)。
二、地质灾害危险性综合分区评估
(一) 分区评估
根据评估区地质环境条件、地质灾害的危险程度、受保护对象的分布、采矿影响程度分析、现状地质灾害危险性评估和矿山地质灾害危险性预测评估,按《国土资源部关于加强地质灾害危险性评估的通知》(国土资发[2004]69号)附件《地质灾害危险性评估技术要求》(试行)表21中的"地质灾害危险性分区"表的要求,将评估区划分为1个地质灾害危险性大区(A)和1个地质灾害危险性小区(C)。
地质灾害危险性大区(A):该区为受“移动盆地”影响的范围,包括地面工业广场等地面建筑设施。地形上为斜坡、冲沟。当形成大规模的采空区后,引发地裂缝、地面塌陷、滑坡、崩塌等地质灾害的可能性大;井下工程遭受冒落、垮塌、透水、有害气体等灾害危害的可能性大。该区引发和遭受地质灾害的可能性大,危险性大。区内地面不适宜新建住房及其它工程设施。
地质灾害危险性小区(C):该区引发和遭受地质灾害的可能性较小,危险性小。
(二) 禁采区的圈定
矿区内受保护的地表建筑有该矿地面工业广场、部分村寨房屋等。
地面工业广场、村寨房屋建筑都是一至二层的砖结构或土木结构的低层房屋,保护等级属Ⅲ级,在“移动盆地”影响范围内。设置禁采区时,取围护带宽度为10m,分别根据走向、上山和下山移动角在剖面图上圈定(附图3)禁采区的平面范围。
三、矿山开采适宜性评估
该矿区地质环境条件中等复杂,可采煤层埋深小于安全厚度,煤矿开采后,顶板的移动位移变形将引发地裂缝、地面塌陷及崩塌、滑坡等地质灾害。因此,矿区及其影响范围内矿山建设的适宜性差,地面不适宜新建住房及其他工程设施。要禁采区内严格禁采,确保地面工业广场、矿山公路、村寨和公路的安全或将村寨搬迁后,并积极、主动地采取可靠有效的防护措施(如平时注意对地变形观测,及时清除可能出现的危岩,严格遵照安全施工规程规范生产等),该煤矿方适宜生产。
四、地质灾害防治措施建议
根据评估区地质环境条件、地质灾害的危险程度、受保护对象的分布、采矿影响程度分析、现状地质灾害危险性评估和矿山地质灾害危险性预测评估,有针对性地进行地质灾害的防治,采取切实可靠的防治措施。
1、地面工业广场和弃渣堆场护坡挡土墙、填方挡土墙要有一定的埋深及排水功能,墙体应具有一定的抗滑功能,以防挡土墙滑移及倾倒。
2、矿区煤层开采必须合理布设预留保安煤柱,以免产生地裂缝、地面沉降等地质灾害,从而避免或减轻地质灾害造成的损失。
3、在开采过程中,应注意监测地表是否变形,以免产生滑坡、地面塌陷及地裂缝等地质灾害。对采空变形区产生或其它因素引起的地面塌陷、地裂缝等地质灾害应及时采取夯填、封堵措施,防止地表水渗入后加剧地质灾害演变和发展。
4、对需要搬迁的对象,按采矿计划逐渐搬迁后再行开采。
结论与建议
一、结论
1、评估区地质构造中等复杂,地形地貌简单,岩土体工程地质条件中等复杂、水文地质条件简单,地质环境条件复杂程度类型为中等复杂类型。
2、安龙县海子长湾煤矿系小型煤矿,属于一般建设项目,建设工程所处地质环境条件复杂程度中等,地质灾害危险性评估确定为三级。
3、将评估区内划分为1个地质灾害危险性大区和1个地质灾害危险性小区。
4、“移动盆地”影响范围内,地下开采引发和遭受地裂缝、地面塌陷、崩塌和滑坡地质灾害的可能性大,危害性和危险性大。地面工业广场引发地质灾害的可能性小,遭受滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝地质灾害的可能性大,危险性大。采矿弃渣引发滑坡、泥石流地质灾害的可能性大,危害性性大。上卡作等村寨遭受地面塌陷、地裂缝等地质灾害的可能性大,危险性大。
二、建议
1、严格按有资质的部门设计方案开采,确保井上、井下人员的生命安全。
2、在煤矿生产过程中,对矿区地面进行监测,了解开采对地面的影响程度,以便及时采取措施,一旦出现可能产生崩塌或滑塌的危岩,要及时清除。
3、对煤矸石,要积极采取用其回填废弃巷道的措施,避免过量堆放带来的危害。
4、地下井巷施工中,对软弱破碎岩体要加强支护,严格按照煤矿安全生产操作规程进行生产。
5、为尽可能避免煤层采空引发山体滑坡、崩塌,建议采用条带法或充填法开采。
6、矿山弃渣场应修建拦渣坝、截排洪沟,做地表排水工作,严格执行《一般工业企业固体废弃物贮存、处置场污染控制标准》GB18599-2001。
7、保护生态环境,不得危害和污染环境。矿山生产中的酸性矿坑水和生产、生活污废水,应采用混凝沉淀、消毒处理,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准及《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006)要求。
8、村寨之下煤层应设临时保安煤柱,待搬迁后,方可开采。