辽宁省凌源市古桥子采区地灾现状及治理

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【摘 要】矿山地质环境保护是国家一直非常重视的一个问题，辽宁省凌源市古桥子采区地质环境的治理从井巷坍塌冒顶地质灾害、地面沉（塌）陷与地裂缝地质灾害、矿坑突水地质灾害及灾害对含水层、地形地貌景响、土地资源影响作了简述，从而给我们提供了一个良好的借鉴。

【关键词】 矿井 主副井 平硐 井巷坍塌 地面沉（塌）陷 地裂缝 含水层

中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-207-01

一、古桥子采区基本概况

古桥子采区位于辽宁省凌源市西南部，距凌源城区49km。行政区划隶属于沟门子镇管辖，北东部伸入三家子乡。东西长5.4km，宽3.75km，面积1329.9767hm2。

二、古桥子采区地质灾害现状

（一）地质灾害危险性预测

古桥子矿区铁矿层赋存在蓟县系下马岭组含铁砂页岩夹菱铁矿岩段中下部地层中，直接顶板围岩为含铁砂页岩夹薄层菱铁矿，直接顶板之上为粘土质页岩段。含矿层直接底板围岩为砂岩夹砂页岩，其下为铁岭组薄层灰岩段。采场内留有规则的或不规则矿柱，矿柱规格2～3m×2～3m，间距为12m，矿柱担负的面积150m2左右。根据古桥子矿区范围内地质环境条件，结合矿山工程建设方案，预测矿山建设可能引发、加剧地质灾害，矿山建设可能遭受地质灾害，并对其危险性进行评估。

1、井巷坍塌冒顶地质灾害

一期矿体走向长2100m，平均厚度2.47m，平均倾角21°～26°。矿体最低地表出露标高为470m，最高地表出露标高为575m，最深控制标高为64m，向下尚未封闭。地下岩层在采矿以前处于原始应力平衡状态，当开掘巷道和采铁矿时，围岩的原始应力遭到破坏，围岩应力将重新进行分布。采空区上部岩体应力会向矿井壁上方转移，引起应力升高。顶板岩层因失去支撑而在水平应力和自重作用下，弯曲下沉，在其底部出现拉力和剪应力，当这种应力超过极限强度时，顶板岩层遭到破坏。矿山在开采过程中有引发、加剧及遭受井巷坍塌冒顶地质灾害的可能性，危害对象为施工人员及设备安全.

2、地面沉（塌）陷与地裂缝地质灾害

地面沉（塌）陷与地裂缝地质灾害的形成主要原因是由于铁矿开采形成较大范围的采空区，使其顶板应力场发性变化，当顶板围岩强度不足以抵抗上覆岩体重力，超过围岩抗拉张强度时，在围岩脆弱带发生破坏。使岩体在采空内首先矿井坍塌冒顶。矿井顶板坍塌冒顶临空后，受重力拉张及围岩节理裂隙或断裂破碎带的影响，进一步形成裂隙发育带并使岩体下沉，波及地面形成地面沉（塌）陷与地裂缝。

3、矿坑突水地质灾害

矿山开采施工井巷工程开拓系统，矿体顶部有岩层裂隙小，矿区有F7断裂，长2000m，断裂破碎带较宽，透水性强，曾发现上盘大量漏水，矿层围岩破碎，坍塌严重。该断裂如沟通岩溶裂隙水和地表水，将引起矿井突水地质灾害。矿山建设可能会引发、加剧及遭受矿井突水地质灾害，可能性为中等，危害对象为井下作业人员和设备.

（二）对含水层影响

开采对第四系孔隙水含水层影响较小。基岩裂隙水含水层与矿床上下分别有40、70m厚页岩隔水层，开采对其影响较小。孔隙裂隙水含水层与矿层间一般有近50m的页岩相隔，开采对其影响较小。岩溶裂隙水含水层弱含水，开采对其影响较小。根据矿山地质环境影响程度分级表，预测含水层破坏较轻。

（三）对地形地貌景观影响

矿区地形地貌有构造剥蚀低山、坡洪积裙及冲洪积谷地。开采形成的几处工业场地对地形地貌影响较小，废石场和临时表土场处于山区内，虽然破坏了原来的地形、地貌，但只是轻微改变了局部原有的自然景观，对矿区整体的地形地貌景观影响较小。

对土地资源影响

对土地资源影响包括主副井工业场地、东风井工业场地、中央风井工业场地、二期进风井工业场地、二期回风井工业场地、平硐、废石场、运输道路、临时表土场、地面沉（塌）陷与地裂缝破坏土地等十个方面，总共挖损、压占破坏土地面积370.4597hm2。

三、治理恢复工程

（一）地质灾害治理恢复

1、矿井突水地质灾害

（1）工作面开采或巷道掘进时，应采取适当措施，提前打钻探水、泄水，防止地下水、断层充水突然涌出灾害的发生。同时完善排水设施。开采遇断层时断层两侧必须留设20 m防水矿柱。

（2）矿山开采时，防止断层涌水，注意井巷中漏水、突水的观察，完善排水设施。

（3）矿山要加强防排水工作，作好各坑口地表防洪工作，各井口地表附近要挖好防洪沟，避免雨季地表洪水涌入坑内。在井巷掘凿接近含水断层时必须实行超前探水，按安全规程有关防排水的规定做好有关工作，防止透水事故发生。

2、井巷坍塌、冒顶地质灾害

（1）严格按照国家有关规范和设计要求进行施工。

（2）矿山生产过程中要加强矿岩稳固性监测工作，积累掌握地压活动规律，及时支护不稳定地段，采取安全措施，避免事故发生。敲帮问顶，巡视。

（3）提高单体支柱的初撑力和刚度，有条件可采用单体液压支架。提高支架的稳定性。

（4）掘进回风、运输巷道时不要破坏复合顶板。

（5）应在井巷施工和开采过程中加强井巷特别是顶板的监测，对裂隙发育带、断裂带定时观察，发现异常及时采取支护措施。

（6）井巷可采用锚喷喷浆支护，围岩破碎巷道加U形钢棚作辅助支护。

3、地面塌（沉）陷、地裂缝地质灾害

（1）对地下斜井及运输巷道等硐室进行必要的支护。特别要注意硐顶崩落对采矿安全的威胁。可利用废石对形成的采空区进行回填。

（2）在铁矿开采过程中，按工作面、盘区开采情况，布设观测断面，进行长期地面变形观测，加强地面沉陷监测，设置固定观测标志，定期进行专职人员巡视，发现异常、险情及时报告，根据观测和研究结果，总结该区沉陷变形的规律。

（3）地表岩移范围内设置警示措施，防止人员进入地表岩移范围。对地表岩移范围内的主要的建筑进行避让迁移。

（4）如发现地面突发性沉陷和地裂缝，应及时组织人员回填。防止人员伤亡和财产损失。

（二）含水层治理恢复

矿山开采对含水层影响较轻，矿区生产采用井下涌水和河套取水相结合的办法。矿井涌水，废石场淋溶水等基本不含有害物质，经沉降澄清后外排。生活污水，经化粪池净化后排放，未污染周边水质。定期对矿山排放的废水进行监测，防止污染含水层。

（三）地形地貌景观和土地资源治理恢复

进行表土剥离，剥离的表土堆存在临时表土场，临时表土场种植紫花苜蓿。在运输道路两侧种植防护林带，两侧修建排水沟。闭矿后，拆除井口设施，回填井口，平整，绿化。废石场、表土场进行覆土、绿化。对工业场地拆除废弃附属设施，平整，覆土，绿化。

参考文献：

[1]张梁等：《地质灾害灾情评估理论与实践》，地质出版社1998年

[2]武强等：《矿山环境研究理论与实践》，地质出版社2005年