松宜煤矿区采矿活动对地质灾害的影响分析

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1、松宜煤矿区采矿活动对地质灾害的影响分析　　【摘要】松宜煤矿区赋存丰富的煤炭资源，多年的采矿活动极大的破坏了当地的地质环境，诱发了众多的地质灾害。根据地质灾害野外调查的成果，分析采矿活动诱发地质灾害的机制及地灾的发育特征，提出煤矿区地质灾害防治治理的方向，为矿业经济的可持续性发展提供依据。　　【关键词】松宜煤矿区；诱发机制；发育特征；采空区　　1矿区地质环境现状　　松宜煤矿区地处鄂西山地的东部边缘向江汉平原过渡地带，为低山丘陵地貌区，地势总体西高东低，南北高中部河谷地带低。区内地形陡峭，沟谷发育，相对

2、高差约706.6m。矿区内赋存丰富的煤炭、铁矿、高岭土等资源，仅煤炭资源已探明储量就达8000万吨以上，累计开采6000多万吨。矿区内煤炭开采历史悠久，早在200多年前已有乡民在此采煤，近年主要为松宜煤业有限公司及湖北宜都华煜矿业集团有限公司下属矿山在此采矿。长期的矿产资源生产在缓解湖北省煤炭供给不足的紧张局面的同时，也极大地破坏了区内地质环境，矿区范围内发育了地面塌陷、崩塌（危岩体）、滑坡、地裂缝等众多地质灾害，直接威胁当地居民的生产生活安全。目前多数矿山开发进入资源枯竭期，地质灾害更加频发。　　

3、2地质灾害的诱发机制及发育特征　　根据矿区的地质灾害野外调查，分析采矿活动诱发地质灾害的机理及地灾的发育特征，其主要表现在以下几个方面：7　　2.1地下水的水位急剧下降　　矿区沟谷发育，河流主要有尖岩河、洛溪河和干沟河等，其中洛溪河为常年流水河，尖岩河、干沟河为季节性河流。本区地下水主要靠大气降水入渗补给，其排泄形式：一是，以泉水排出地表；二是，通过溶洞裂隙、暗河排出；三是，进入采空区及坑道后经人工排泄汇入地表河流。煤炭所赋存的二叠系梁山组砂岩，厚度较小，为一隔水层，但矿层顶板充水主要为二叠系栖霞组

4、及茅口组弱～中等无压溶隙溶洞水为主，该含水层厚约200m，地表岩溶中等发育，底板石炭系黄龙组为中等富水的碳酸盐岩岩组，该含水层厚约100m，岩溶发育，水量较丰富。由于坑道钻进过程中，经常越过砂岩，进入含水层，致使含水层与坑道、煤层沟通，大量的地下水涌入煤矿坑道及采空区中。在2000年后，煤矿区内的石家湾井田、猴子洞井田均出现过淹井事故。为了能延续采矿活动，煤矿矿山采用机械排水的方式，将坑道中的地下水排出至地表，井下抽水逐渐成为了本区地下水最主要的排泄方式。由于本区地下水的主要来源为大气降雨，其次为干

5、沟河、洛溪河等地表水的补给，因此，夏季地下水丰富，到了旱季，地下水水位急剧下降，矿井涌水量也受到明显减少。煤矿排水的过程，实则就是通过抽取地下水使其水位下降的过程，该变化在枯水季节表现尤为明显。常年的排泄地下水，已经使得整个矿区范围出现了地下水水位大幅度下降，泉水断流，局部地下水已经被疏干。地下水水位下降，为矿区地表发生岩溶塌陷、地裂缝、地面沉降等地质灾害发育提供了便利的条件。　　2.2采空区塌陷频现7　　松宜煤矿区经过多年的采煤活动，目前资源消耗已经达到75%，采空区面积超过了矿区范围的50%。长

6、期无序开采形成大面积采空区，导致岩体应力重分布和应力集中，从而自下而上形成采空冒落带、导水裂隙带、地表位移带，由于区内缓倾的二叠系栖霞组、茅口组地层累计平均厚度238.73m，垂向上正好处于采空冒落带及导水裂隙带内，在采空冒落、岩体自重等因素综合作用下，在煤层相对浅埋区（150-250m）易发生采空塌陷，目前明显的采空塌陷已达到240处。采空塌陷主要分布在松木坪镇、刘家场镇境内、王家畈乡境内。采空塌陷坑口多呈圆形、椭圆形和不规则形，单体直径多在1-10m之间，最大直径达80m，小者仅0.5m。规模最

7、大面积1800m2，长60m，宽30m；最小仅有0.1m2。剖面以筒状、漏斗状居多，可见深一般2～10m，少数深不见底或为后期土石掩埋。各地面塌陷单体规模不大，属小型地面塌陷。多个塌陷区单体密集分布，形成了多个塌陷坑群，范围较大，常伴随有地裂缝发育。随着采矿活动的持续进行，采空区范围的增大，近期来，区内地面塌陷发育具有变形渐趋加剧的特点，多数地面塌陷坑规模较先期略有增大。矿区内多个村庄频现的塌陷坑，不仅毁坏了农田、林地，还造成了成片区的房屋垮塌，严重威胁到当地村民的生存。　　2.3滑坡、崩塌活动频繁

8、7　　由于矿区属于低山丘陵区，山高坡陡，沟谷纵横，断裂发育，地质条件较复杂，早期人类活动频繁，开挖公路、修建铁路、建设矿区、采矿活动等。特殊的地形地质条件及人类活动，形成陡坡或陡坎，构成潜在滑移临空面，加之仅修筑有简易干砌块石挡土墙，未采取及时有效的支挡、排水等防护措施，在长期内外地质营力作用下，出现小规模塌滑变形，局部崩塌现象。松宜煤矿区共发现滑坡40处，其中，大型滑坡有8处，中型滑坡有15处，小型滑坡有17处，滑坡总面积174.5×104m2，总体积2360.24