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【摘要】本文以阜新市银河煤矿为例，对阜新市银河煤矿的地质灾害进行现状评估和预测评估，并在此基础上进行了地质灾害危险性分区，并提出了地质灾害防治措施，为阜新市银河煤矿的安全生产及地质灾害防治提供了科学依据。
【关键词】煤矿；地质灾害评估；防治措施
引言
随着国家国民经济的发展，对能源的需求量日益增加，特别是占能源消费总量70%的煤炭，煤炭行业已在国民经济建设中占有重要地位[1]，而煤矿区地质灾害已严重制约煤炭工业的健康发展和社会经济的发展，对煤矿区生态环境造成严重的影响，严重威胁到了人民群众生命财产的安全，并造成了严重的经济损失。因此分析煤矿区的地质灾害特征，对煤矿区的地质灾害进行预测评估，并在此基础上制定煤矿区的地质灾害防治措施是有重要意义的，下面以阜新市银河煤矿为例，对银河煤矿的地质灾害进行现状和预测评估，并提出地质灾害的防治措施。
1、银河煤矿概况
阜新市银河煤矿位于阜新市清河门区河西镇河西村东0.5km，开拓方式为立井开拓，采煤方法为走向长壁后退式，条带式开采，生产规模为4万吨/年，设计回采率85%。顶板管理采用自然陷落法。
银河煤矿含煤地层为中生界白垩系下统沙海组（K1sh），按岩性特征分由下而上可为四个段：沙一段：以砾岩、砂岩为主，夹粉砂岩及泥岩；沙二段：以灰绿、灰白色砾岩、砂砾岩为主，夹粉砂岩及泥岩；沙三段：为含煤段，下部为灰色砂岩、细砂岩、灰黑色粉砂岩及泥岩；中部为灰及深灰色砂岩夹细砾岩、粉砂岩；上部为灰及浅灰色砂岩、粉砂岩、泥岩、炭泥岩和煤组成；沙四段：以灰、深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩为主，夹砂砾岩、砾岩及薄层砂岩，含大量软体动物化石。
银河煤矿可采煤层为白垩系沙海组五组1层、四组5层、四组3层，均为薄煤层。五组1层煤层厚度在0.65～0.75m，煤层走向156°，倾向北东，煤层倾角7～8°，顶板岩性为粉砂岩、砂岩，底板以砂岩为主，仅矿区范围东部分布；四组5层煤层厚度在0.65～0.80m，煤层走向158°，倾向北东，煤层倾角7～8°，顶板岩性为页岩，底板以砂岩为主，在矿区范围内全分布；四组3层煤层厚度在0.65～1.70m，煤层走向160°，倾向北东，煤层倾角7～8°，顶板岩性为粉砂岩、砂岩，底板以砂岩为主，在矿区范围内全分布。
2、地质灾害现状评估
阜新煤田经过100余年的开采，目前已成了20个相对独立的地表沉陷盆地和2个露天坑。银河煤矿位于清河门沉陷区范围内。经过地质灾害现状调查，评估区附近地面沉陷地质灾害弱发育，地质灾害危害程度小，危险性小。
3、地质灾害预测评估
该矿山建设引发加剧的地质灾害类型有地面塌陷、地裂缝、地面沉陷、井巷坍塌冒顶、矿井突水。
3.1地面塌陷及地裂缝
银河煤矿开采煤层赋存分布受单斜构造和断裂构造控制，煤层赋存深度较大，随着煤层倾向，煤层埋深向东逐渐加大，开采煤层平均总厚度为2.55m，煤层开采深度约为220m，采厚比为98。粉砂岩、砂岩、页岩，煤层底板为砂岩，上覆地层为白垩系的砾岩、砂岩，基本属于中等坚硬—坚硬岩石，根据矿区水文地质工程地质勘探规范[1-2]，跨落带和导水裂隙带由公式一计算，计算结果见表1。
根据计算结果，跨落带和导水裂隙带高度均小于上覆岩层高度，煤层采空后，顶板围岩塌落后，由于上覆岩层厚度大，强度较高，矿山采矿活动有引发加剧、遭受地面塌陷及地裂缝地质灾害的可能性，其危害程度和规模小，其地质灾害危险性小。
3.2地面沉陷
银河煤矿采动影响范围地面变形以地面沉陷为主。其中四组5层、四组3层为全分布煤层，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》[3-4]，预测银河煤矿完全开采后，地表沉陷值、水平变形及斜率最大值计算见公式二。计算结果见表2。
经计算，矿山开采引起的地面沉陷相对较小，对矿区地表土地、植被影响较小，矿山建设有引发加剧、遭受地面沉陷地质灾害的可能性和危险性，其危害程度和规模小，其地质灾害危险性小。
3.3井巷坍塌冒顶
采矿巷道大部分在煤层及砂岩、粉砂岩、页岩中掘进，回采区随着工作面的不断推进，采空区面积也随着扩大，煤层顶底板岩石为物理力学强度较低的软岩，其稳定性遭到破坏，加之局部节理裂隙及小构造破碎带发育，矿山建设有引发加剧、遭受井巷坍塌冒顶地质灾害可能性和危险性，井巷坍塌冒顶危害程度和规模中等，其地质灾害危险性中等。
3.4矿井突水
矿区经多年开采已形成较大的采空区，采空区内积水会成为矿井突水主要来源。雨季时，地表水补给充足时，地下水会沿着裂隙渗入矿井中，加之矿区断裂构造较发育，矿山建设有引发加剧、遭受矿井突水地质灾害可能性和危险性，矿井突水危害程度和规模中等，地质灾害危险性中等。
4、地质灾害危险性性综合评估
矿山建设有引发加剧、遭受地面塌陷、地裂缝、地面沉陷、井巷坍塌冒顶、矿井突水地质灾害的可能性和危险性，其中地面塌陷及地裂缝、地面沉陷地质灾害危险性小；其余地质灾害危险性中等，根据现状评估和预测评估结果，银河煤矿采动影响范围为地质灾害危险性中等区，其余区域为地质灾害危险性小区。
地质灾害危险性中等区矿山建设适宜性为基本适宜工程建设；地质灾害危险性小区矿山建设适宜性为适宜工程建设。
5、地质灾害防治措施
5.1地面塌陷及地裂缝、地面沉陷地质灾害防治措施
1）建议对煤矿区进行地质灾害踏勘工作，并在矿区采动影响范围内设置警示标志；
2）定期进行地质灾害巡查工作，如发现地面突发性塌陷和地裂缝，应及时组织人员回填，尽量恢复原始地貌和植被；
3）进行地面沉陷进行定期监测。
5.2井巷坍塌冒顶地质灾害防治措施
1）严格按照国家有关规范和设计要求进行施工；
2）井巷坍塌有期前预兆，应在井巷施工和开采过程中加强井巷特别是顶底板的监测，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；
3）对裂隙严重的稳定性较差围岩灌浆加固，对可能发生围岩变形的围岩进行支撑，衬砌与锚喷加固。
5.3矿井突水地质灾害防治措施
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测必须留设20m防水矿体；
2）开采前疏干老窿水；
3）封闭废弃的旧巷道。
6、结论
银河煤矿采动影响范围为地质灾害危险性中等区，矿山建设适宜性为基本适宜工程建设；其余区域为地质灾害危险性小区，矿山建设适宜性为适宜工程建设。
建议矿山应做好地质灾害灾害的防治工作，并严格按照《矿产资源开发利用方案》进行设计和开采。
参考文献
[1]国家技术监督局. 矿区水文地质工程地质勘探规范（GB1271-91）[S].1991.
[2]王新刚，张龙菊，冯晓腊，李云安.煤矿采空区塌陷地质灾害评估研究—以乌鲁木齐八道湾地区某煤矿采空区为例[J].安全域环境工程，2011.3，Vol.18（2）：18-22.
[3]国家煤炭工业局.建筑物、水体、铁路及主要巷道煤柱留设与压煤开采规程[M].北京：煤炭工业出版社，2000.
[4]谢飞鸿，王锦山，伊伯悦.开采沉陷地表变形可视化计算分析系统研究[J].岩土力学与工程学报，2005.4，Vol.24（7）：1202-1206.
作者简介
刘建（1970-），男，吉林东丰人，工程师，本科，从事环境评价和矿山复垦方面的研究工作。
【关键词】煤矿；地质灾害评估；防治措施
引言
随着国家国民经济的发展，对能源的需求量日益增加，特别是占能源消费总量70%的煤炭，煤炭行业已在国民经济建设中占有重要地位[1]，而煤矿区地质灾害已严重制约煤炭工业的健康发展和社会经济的发展，对煤矿区生态环境造成严重的影响，严重威胁到了人民群众生命财产的安全，并造成了严重的经济损失。因此分析煤矿区的地质灾害特征，对煤矿区的地质灾害进行预测评估，并在此基础上制定煤矿区的地质灾害防治措施是有重要意义的，下面以阜新市银河煤矿为例，对银河煤矿的地质灾害进行现状和预测评估，并提出地质灾害的防治措施。
1、银河煤矿概况
阜新市银河煤矿位于阜新市清河门区河西镇河西村东0.5km，开拓方式为立井开拓，采煤方法为走向长壁后退式，条带式开采，生产规模为4万吨/年，设计回采率85%。顶板管理采用自然陷落法。
银河煤矿含煤地层为中生界白垩系下统沙海组（K1sh），按岩性特征分由下而上可为四个段：沙一段：以砾岩、砂岩为主，夹粉砂岩及泥岩；沙二段：以灰绿、灰白色砾岩、砂砾岩为主，夹粉砂岩及泥岩；沙三段：为含煤段，下部为灰色砂岩、细砂岩、灰黑色粉砂岩及泥岩；中部为灰及深灰色砂岩夹细砾岩、粉砂岩；上部为灰及浅灰色砂岩、粉砂岩、泥岩、炭泥岩和煤组成；沙四段：以灰、深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩为主，夹砂砾岩、砾岩及薄层砂岩，含大量软体动物化石。
银河煤矿可采煤层为白垩系沙海组五组1层、四组5层、四组3层，均为薄煤层。五组1层煤层厚度在0.65～0.75m，煤层走向156°，倾向北东，煤层倾角7～8°，顶板岩性为粉砂岩、砂岩，底板以砂岩为主，仅矿区范围东部分布；四组5层煤层厚度在0.65～0.80m，煤层走向158°，倾向北东，煤层倾角7～8°，顶板岩性为页岩，底板以砂岩为主，在矿区范围内全分布；四组3层煤层厚度在0.65～1.70m，煤层走向160°，倾向北东，煤层倾角7～8°，顶板岩性为粉砂岩、砂岩，底板以砂岩为主，在矿区范围内全分布。
2、地质灾害现状评估
阜新煤田经过100余年的开采，目前已成了20个相对独立的地表沉陷盆地和2个露天坑。银河煤矿位于清河门沉陷区范围内。经过地质灾害现状调查，评估区附近地面沉陷地质灾害弱发育，地质灾害危害程度小，危险性小。
3、地质灾害预测评估
该矿山建设引发加剧的地质灾害类型有地面塌陷、地裂缝、地面沉陷、井巷坍塌冒顶、矿井突水。
3.1地面塌陷及地裂缝
银河煤矿开采煤层赋存分布受单斜构造和断裂构造控制，煤层赋存深度较大，随着煤层倾向，煤层埋深向东逐渐加大，开采煤层平均总厚度为2.55m，煤层开采深度约为220m，采厚比为98。粉砂岩、砂岩、页岩，煤层底板为砂岩，上覆地层为白垩系的砾岩、砂岩，基本属于中等坚硬—坚硬岩石，根据矿区水文地质工程地质勘探规范[1-2]，跨落带和导水裂隙带由公式一计算，计算结果见表1。
根据计算结果，跨落带和导水裂隙带高度均小于上覆岩层高度，煤层采空后，顶板围岩塌落后，由于上覆岩层厚度大，强度较高，矿山采矿活动有引发加剧、遭受地面塌陷及地裂缝地质灾害的可能性，其危害程度和规模小，其地质灾害危险性小。
3.2地面沉陷
银河煤矿采动影响范围地面变形以地面沉陷为主。其中四组5层、四组3层为全分布煤层，根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》[3-4]，预测银河煤矿完全开采后，地表沉陷值、水平变形及斜率最大值计算见公式二。计算结果见表2。
经计算，矿山开采引起的地面沉陷相对较小，对矿区地表土地、植被影响较小，矿山建设有引发加剧、遭受地面沉陷地质灾害的可能性和危险性，其危害程度和规模小，其地质灾害危险性小。
3.3井巷坍塌冒顶
采矿巷道大部分在煤层及砂岩、粉砂岩、页岩中掘进，回采区随着工作面的不断推进，采空区面积也随着扩大，煤层顶底板岩石为物理力学强度较低的软岩，其稳定性遭到破坏，加之局部节理裂隙及小构造破碎带发育，矿山建设有引发加剧、遭受井巷坍塌冒顶地质灾害可能性和危险性，井巷坍塌冒顶危害程度和规模中等，其地质灾害危险性中等。
3.4矿井突水
矿区经多年开采已形成较大的采空区，采空区内积水会成为矿井突水主要来源。雨季时，地表水补给充足时，地下水会沿着裂隙渗入矿井中，加之矿区断裂构造较发育，矿山建设有引发加剧、遭受矿井突水地质灾害可能性和危险性，矿井突水危害程度和规模中等，地质灾害危险性中等。
4、地质灾害危险性性综合评估
矿山建设有引发加剧、遭受地面塌陷、地裂缝、地面沉陷、井巷坍塌冒顶、矿井突水地质灾害的可能性和危险性，其中地面塌陷及地裂缝、地面沉陷地质灾害危险性小；其余地质灾害危险性中等，根据现状评估和预测评估结果，银河煤矿采动影响范围为地质灾害危险性中等区，其余区域为地质灾害危险性小区。
地质灾害危险性中等区矿山建设适宜性为基本适宜工程建设；地质灾害危险性小区矿山建设适宜性为适宜工程建设。
5、地质灾害防治措施
5.1地面塌陷及地裂缝、地面沉陷地质灾害防治措施
1）建议对煤矿区进行地质灾害踏勘工作，并在矿区采动影响范围内设置警示标志；
2）定期进行地质灾害巡查工作，如发现地面突发性塌陷和地裂缝，应及时组织人员回填，尽量恢复原始地貌和植被；
3）进行地面沉陷进行定期监测。
5.2井巷坍塌冒顶地质灾害防治措施
1）严格按照国家有关规范和设计要求进行施工；
2）井巷坍塌有期前预兆，应在井巷施工和开采过程中加强井巷特别是顶底板的监测，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；
3）对裂隙严重的稳定性较差围岩灌浆加固，对可能发生围岩变形的围岩进行支撑，衬砌与锚喷加固。
5.3矿井突水地质灾害防治措施
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测必须留设20m防水矿体；
2）开采前疏干老窿水；
3）封闭废弃的旧巷道。
6、结论
银河煤矿采动影响范围为地质灾害危险性中等区，矿山建设适宜性为基本适宜工程建设；其余区域为地质灾害危险性小区，矿山建设适宜性为适宜工程建设。
建议矿山应做好地质灾害灾害的防治工作，并严格按照《矿产资源开发利用方案》进行设计和开采。
参考文献
[1]国家技术监督局. 矿区水文地质工程地质勘探规范（GB1271-91）[S].1991.
[2]王新刚，张龙菊，冯晓腊，李云安.煤矿采空区塌陷地质灾害评估研究—以乌鲁木齐八道湾地区某煤矿采空区为例[J].安全域环境工程，2011.3，Vol.18（2）：18-22.
[3]国家煤炭工业局.建筑物、水体、铁路及主要巷道煤柱留设与压煤开采规程[M].北京：煤炭工业出版社，2000.
[4]谢飞鸿，王锦山，伊伯悦.开采沉陷地表变形可视化计算分析系统研究[J].岩土力学与工程学报，2005.4，Vol.24（7）：1202-1206.
作者简介
刘建（1970-），男，吉林东丰人，工程师，本科，从事环境评价和矿山复垦方面的研究工作。