矿山建设中的地质灾害危险性评估——以陕北煤电基地锦界煤矿 建设工程地质灾害危险性评估为例 报告人:刘天林 煤炭科学研究总院西安分院 二○○四年九月 报告提要 第一部分:工程实例 第二部分:评估工作的几点体会 第一部分:工程实例锦界煤矿建设工程地质灾害危险性评估 前言 建设工程概况 地质环境条件 地质灾害评估级别与评估范围 地质灾害危险性现状评估 地质灾害危险性预测评估 地质灾害危险性综合评估 地质灾害防治措施建议 结论与建议 前 言 任务由来 目的任务 评估依据及参考文献 技术路线与工作方法 工作概况及完成工作量 矿山建设的安全运营 工程建设征用土地 采矿许可证等 本项目起止时间为:2002年11月10日~2002年12月底。 查明开发建设区的地质环境条件, 防止与减轻地质灾害对拟建矿井的危害; 评估建设工程可能诱发或加剧地质灾害 发生的可能性和建设工程本身可能遭受 地质灾害的危害程度,提出防治措施。 查明、评价榆神矿区锦界井田的地质环境条件、地质灾害类型的分布现状和发展趋势。 分析预测建设工程可能诱发和加剧地质灾害发生的可能性。 分析评价工程建设本身可能遭受地质灾害的危险性。 对地质灾害的危害性进行等级划分,对建设用地进行适宜性评估。 提出防治地质灾害的措施和建议。 工作概况及完成工作量 建设工程名称及位置 建设工程概况 建设工程名称及交通位置 建设工程名称: 陕北煤电基地榆神矿区锦界煤矿建设工程 锦界井田位于陕北煤田中段榆神矿区中部,榆林市东北部的神木县西部、瑶镇乡东侧。地理坐标为:东经110°06′04″~110°24′26″,北纬38°46′32″~38°53′15″。 地面工程 井下工程 建设用地概况 建设用地概况 建设用地主要为工业场地区。矸石排放地可与当地政府协商,是回填复垦还是征用土地。而对于矿井地下开采煤层的地面可不征地,地面变形部位采取维护措施后可继续耕种。 工业场地0.291km2,且多为沙漠地。其中,建筑物占地5.32公顷(0.0532km2),道路专用场地占地10.70公顷(0. 107km2),场地绿化占地5.32公顷(0.0532km2),其它均为矿井井下采掘范围。 气象与水文 地形与地貌 地层岩性 煤层及顶底板特征 地质构造与地震 矿区水文地质条件 矿区工程地质条件 人类工程活动的影响 气象与水文 井田为暖温带半干旱大陆性季风气候区。特点是:冬季寒冷,夏季炎热,春季多风,秋季凉爽,冷热多变,温差悬殊,干旱少雨,蒸发量大。 锦界井田多年平均降雨量为440.8mm,多年平均蒸发量1774.4mm。 井田河流属于黄河水系。 地形与地貌 按地貌成因类型,可划分为: 风沙地貌 黄土地貌 沟谷地貌 亦称沙漠滩地区,占井田总面积的4/5以上,组成以第四系粉砂、细砂及中粗砂为主。风沙地貌可划分为风沙滩地和风成沙丘。 分布于黄土庙和马场梁一带。梁顶平缓,常被薄层片沙覆盖,冲沟陡深,一般15~35m,地形高差较大,植被稀疏,为较典型的黄土冲蚀地貌。 分布于青草界沟~沙母河沟、枣稍沟、河则沟 。为地表水侵蚀堆积形成的侵蚀冲积地貌。上游狭窄,下游宽畅,谷坡呈斜坡状,两侧不对称,谷底平坦,河床较窄,河水蜿蜒流淌其中,两岸的河漫滩和阶地较为肥沃,是区内主要的农业耕作区。 地层岩性 根据地质填图及钻孔揭露,矿区地层由老至新有: 三叠系上统永坪组(T3y) 侏罗系下统富县组(J1f) 侏罗系中统延安组(J2y) 侏罗系中统直罗组(J2z) 第三系 第四系 含煤地层及煤层 该区含煤地层为侏罗系中统延安组,区内无出露。虽然岩性在横向上变化较大,但在垂向上具有明显的层序韵律结构。该组含可采煤层六层,分别为: 3-1、4-2、4-3、4-4、5-2(5-2下)、5-3六层煤。分上下两个煤组,上煤组为3-1、4-2、4-3煤层;下煤组包括4-4、5-2(5-2下)、5-3三层煤。3-1、4-2、5-2煤层为中厚~厚煤层;4-3、4-4、5-3煤层为薄~中厚煤层。 地质构造与地震 地层总体为榆神矿区地层总体为水平岩层。 井田内属无震害区,区域稳定性好。 神木县地震烈度为Ⅵ度区。 矿区水文地质条件 评估区主要含(隔)水层: 第四系松散岩类孔隙潜水 第四系河谷冲积层(Q4al)潜水 第四系上更新统萨拉乌素组(Q3S)潜水 第四系中更新统离石黄土(Q21)及第三系上新统三趾马红土隔水层(N2j) 中侏罗系直罗组(J2Z)孔隙裂隙承压含水层 中侏罗系延安组(J2y)孔隙裂隙承压含水层 烧变岩裂隙孔洞潜水 地下水的补径排条件 第四系松散层孔隙潜水 地表沙层以接受大气降水直接补给(入渗系数0.10~0.40)和区域侧向补给为主,凝结水补给微弱。 中生界碎屑岩类孔隙裂隙承压水 主要接受区域侧向补给和上部地下水的渗透补给。 烧变岩裂隙孔洞潜水 分布范围小,主要是长期接受第四系松散层潜水侧向补给。 生产矿井充水水文地质特征 煤层顶、底板多为粉砂岩和细砂岩,其含水量极弱,矿井涌水量较小,仅在顶板出现淋水现象,4-2煤层矿井涌水量240m3/d,3-1煤层矿井涌水量20~40 m3/d (据小煤窑资料)。 据水文地质勘察最新资料:初步估算矿井涌水20000余m3/d。 充水因素分析 充水水源 (1)大气降水(2)地表水 (3)地下水 充水通道 (1)冒落裂隙 本区3-1煤层冒落带高度14.65~19.40m,导水裂隙带最大高度76.31~95.64m,大于3-1煤层上覆正常基岩厚度(2.09~73.81m),冒裂裂隙可直接沟通风化基岩含水层,成为全区主要的充水通道。青草界沟谷地带冒落带可能直接沟通松散含水层而造成突水溃沙。 (2)破碎带宽度几米~几十米,裂隙较发育,可沟通上部含水层,为局部地段重要的充水通道。 矿区水文地质特征总结 松散层潜水是区内主要含水层,基岩承压水富水性微弱,烧变岩富水性强。本区地下水主要接受大气降水补给,并接受少量凝结水补给及灌溉回渗水、渠水、库水渗漏补给。受地形影响,地下水的径流方向为西南向,在低洼地带转换成沟流向西南汇入秃尾河。 井田大部分地段3-1煤层开采后导水裂隙带不会穿透土层,因此,大部分地表水体为间接充水因素,仅在青草界沟附近地段,因3-1煤层上覆基岩薄,可能成为直接充水因素。区内水文地质勘探类型大部分地区为以裂隙充水为主,属水文地质条件简单的矿床。 青草界为矿区主要水源地之一,面积约50km2,主要含水层为第四系粉细砂。天然补给量8.58×104m3/d,可开采量4.47×104m3/d。该水源地目前尚未开采,矿山建设应对该水源地采取适
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