深大型露天煤矿闭坑前后滑坡及地表变形地质灾害分析与防治

深大型露天煤矿闭坑前后滑坡及地表变形地质灾害分析与防治

摘要：文章主要以辽宁抚顺深大型露天煤矿闭坑前后地质特征、灾害成因的分析、防治等为基本的行文过程进行探讨，结果显示，煤矿闭坑前后地质灾害发生主要受到岩体的断层、松软结构、水文水量等制约，同时边坡的稳定性较差，在边坡表破容易发生局部变形，伴随开采深度的增加，半坡的可塑性逐渐增强，地表沉降等变形较大，要及时按照区域条件进行搬迁，避免地质危害的产生。

关键词：深大型露天煤矿；滑坡；地表变形；分析与防治

Abstract:Article mainly in liaoning fushun deep large open-pit coal mine pits before and after the analysis of the geological features and the causes of disaster, prevention and control as the basic writing process were discussed, the results show that coal mine pits geological disaster mainly by the rock mass before and after fault, loose structure, hydrologic water restriction, at the same time, the stability of the slope is poorer, local deformation in slope break easily, along with the increase of mining depth, the plasticity of the banpo gradually strengthened, such as surface subsidence deformation is bigger, have to be relocated timely according to the regional conditions, avoid the generation of geological hazard.

Key words:deep large open-pit coal mine; Landslide; The earth's surface deformation; Analysis and prevention

伴随露天煤矿开采规模的增加，很多面积、深度大的矿坑形成，边坡陡峭，稳定性不高。在资源枯竭、开采到界后，就会出现煤矿闭坑。煤矿闭坑后，城市

周边将是陡峭高深的大坑，产生系列地质问题，严重的如闭坑前后滑坡、地表变形等现象。文章以辽宁抚顺煤矿为例，探析深大型露天煤矿闭坑前后滑坡及地表变形地质特征和条件、成灾主导原因、闭坑边坡稳定性分析、防治。

一、地质背景条件

1、边坡地质灾害分析

滑坡、泥石流、崩塌等是边坡的主要地质灾害，由于边坡岩层呈现水平或者接近水平状，较低的土体强度、丰富的夹层和结构面，如果边坡的稳定性差，容易引发滑坡。在露天煤矿闭坑前后的滑坡具有突发性、潜在性，往往对人员、设备、生产造成一定的影响。

煤矿边坡岩层的地层主要是近水平地层，其中又被分为水平岩层、同倾向岩层（岩层倾向和边坡倾向一致）、反倾向岩层（岩层倾向和边坡倾向相反）；边坡的滑坡主要经历张裂缝然后圆弧面最后平面。

导致滑坡发生的主要受到边坡稳定性的制约，其中影响边坡稳定性的主要有自然应力和采矿作业两方面的影响，同时受到内外两种因素的制约。内因为岩土体物理力学性质、地质结构面包括软弱夹层等；外因主要为地下水、爆破震动、边坡几何外形等，这些因素中主要的影响因素是边坡角、地质结构面层状、地下水、软弱夹层等。

辽宁抚顺煤田的岩组特征为南邦的软质凝灰岩发育呈现异常，岩性改变快，质地松软，有较多的粘土矿物，容易发生风化，遇水即为水状；北帮的褐色岩层

断含有泥化层3-5层，呈现连续分布，含水量超过25％，具有可塑性；北帮F

1A

层遇水即软化，强度低，F

断层较厚为1-3m，质地较软。这些岩组的特征已经

1

导致很多次的滑坡发生。

断裂和褶曲构造影响边坡的稳定性和地质变形等。F

断层第三系岩层褶曲牵

1

引，不对称向斜、复式褶曲构造，在向斜北翼岩层发生倒转后产生了北帮的倾倒滑移体，在泥化夹层的制约下，造成了北帮西区边坡的不稳定和地面厂区的变形。同时岩层倾角较小，夹层发育，深部在长期的胜利矿井工开采下，形成了沉陷变形低段，容易引发滑坡和沉陷滑移变形。在南邦有顺层层状结构，软质凝灰岩是南邦滑坡的主要因素。

煤矿闭坑后，水文地质条件改变，原来的干边坡就会成为没有疏干多水的湿边坡，岩体强度减少，边坡的稳定性变差。

二、影响滑坡和地表变形的主要原因

露天煤矿闭坑前后滑坡及地表变形产生主要受到闭坑前的采矿技术特征、闭坑边坡轮

廓最终帮坡角、水文条件变化后干边坡向湿边坡过渡中水的作用的影响。

（1）闭坑前的采矿技术特征。西区主要是内排土场，露天开采区域中深部井存在于西区，中区、东区常有胜利矿人工开采，北帮和周围的岩体在井采岩移带区域，在井采与露采综合干扰下，造成了闭坑后深大边坡的不稳定和地面的变形，通过增加西部的内排土排弃力度，从而加强压脚护坡功能，促进此区域的边坡稳定和减少地面变形。

（2）闭坑边坡轮廓最终帮坡角。东区31.8°，中区30.5°，西区28-31°。站场平盘宽度30 m、干线平盘宽度20m、非干线平盘宽度7m、汽车公路平盘宽度30m。这些数据在采取疏干排水对策后预期效果不理想前提下确定，发生闭坑后，疏干排水系统即终止运行，岩体的强度减弱，威胁着半坡的稳定，原有滑坡发生区域再次出现，甚至会产生更大规模的滑坡；同时加大了周围地面的变形，对地

面建筑物、企业安全等造成隐患。

（3）水文地质条件改变。在闭坑后，干半坡逐渐走向湿边坡，水量扩大，水位上升，使得浮托力增强，造成岩体强度减弱，边坡就是不稳。通常岩体强度随着含水量增加而降低，所以，滑坡的有一诱因为水的作用。

三、变形分区产生边坡不稳定的危害性分析

辽宁抚顺西区露天煤矿北帮岩体条件不良，还有F

1A 、F

1

断层以及3条次级断

裂切割破坏，在开采深度加深下，卸荷区领域增加，胜利地下采空区在斜坡处等多种原因导致岩受损，松弛化，人们的居住受到影响，应该立即撤出。

按照西露天矿北帮岩体变形的现状、地形地质条件、岩性、断裂组合的形式，北帮主要分为3个区即破坏变形区、变形牵引区、潜在变形区等。所谓破坏变形区即地面的裂缝、沉陷比较严重，房屋开裂，人们的生命财产受到威胁；变形牵引区即地面变形较小，可是有发展的趋势，有少部分房屋有显著开裂；潜在变形区即花岗片麻岩区没有地面变形和裂缝等，可是具有可能性，此区不宜建筑住宅区、办公楼、公共设施等，按照变形情况要逐渐搬迁。

四、滑坡和地表变形地质灾害防治措施

（1）滑坡防治。一是加强日常的地质勘察、明确地质条件，建立防治工程类型，具体位置确定等基础的资料依据；二是实施容易发生滑坡、后援施工拦挡、抗滑桩工程，建立稳定的滑坡体；三是通过滑消减负工程，规划的坡角要使边坡稳定，及时调整剥采比，将剥离量加大；四是通过疏排水工程、粘土填平拉张裂缝、建立排水渠、疏通排泄雨水等措施，避免地表水入滑坡带，从而减少和避免滑坡。

（2）地表开裂。一是将地表裂缝区域内的房屋给予及时的搬迁，同时在围

墙和道路上建立警示标志，以避让降低危害；找寻地面裂缝因素、地质条件等从而制定防治措施；三是采用粘土填平、建排水渠等手段避免地缝加大；四是加强对地裂缝段的加固和夯实工作，采用灌浆、回填平整等手段实现。

（3）地面坍塌。通过回填平整、建立排水渠道、排入矸石到塌陷区，综合性治理矸石山、未平整的塌陷坑，绿化改造，规划立体公园等；建立预警系统，及时掌握塌陷区状况等；未平整的塌陷坑可以适当进行蓄水养殖等。

（4）地面沉降。平整土地恢复种植，水洼地要挖深垫浅，填入煤矸石修建鱼塘、建立公园等；整合煤矿利用煤炭液化技术；应用沉降技术降低沉降区域、幅度，缩短沉降时间，从而减少危害。同时还要加强监测和隐患的消除。

结语

总之，深大型露天煤矿闭坑前后滑坡及地表变形由于岩组结构、地质断层褶曲构造、水文地质条件、闭坑前的采矿技术特征、闭坑边坡轮廓最终帮坡角、水文条件变化后干边坡向湿边坡过渡中水的作用等因素影响容易产生滑坡和地表变形地质灾害，因此要采区针对性的防治措施，避免地质灾害的再次发生。

参考文献

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