井陉矿区地质灾害防治分区研究

井陉矿区地质灾害防治分区研究

首先以自然地理及地质环境、地质灾害现状及成因为基础，结合区划原则，将矿区分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区，又依据各地质灾害的危险性及保护对象重要性的不同，进一步确定出重点防治对象及防治措施，为我国采矿城镇地质灾害防治提供了科学依据和重要借鉴作用。

标签：地质灾害；防治区划；防治措施；井陉矿区

doi：10.19311/ki.16723198.2017.01.099

据历史资料考证，多年来，井陉矿区自然灾害频发，主要是干旱、风雹灾、水灾等自然灾害，地质灾害较为少见。井陉矿区概因井陉煤田的开采而设立，煤炭是矿区主要的经济命脉。近几年矿区虽未发生过大规模的地质灾害，但因煤炭开采形成的采空区、废渣矸石、山体不平衡等给矿区埋下了严重的地质灾害隐患。由于长期开采，造成大面积地下采空区，导致大范围地面塌陷，对矿区人民的生命、生产和生活造成了严峻的威胁。合理的地质灾害防治分区可以为矿区城市地质灾害的防治、管理和规划提供科学依据。

1自然地理及地质环境概况

1.1自然地理

井陉矿区位于河北省西部，属太行山中段东麓的低山地带，东距省会石家庄48km，西临山西省界，四周与井陉县接壤。全区地跨北纬38°01′～38°08′，东经113°58′～114°06′之间。辖区面积70.29km2，总人口为12万人。井陉矿区地处暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候区，四季分明，年平均气温13℃。全区境内年平均降水量568.8mm，多集中在6月和9月之间。全区内无大型地表河流，南部有绵河和甘陶河，北部有小作河。

1.2地质环境

井陉矿区地形西高东低，是一个南北长约25km，东西宽约10km，三面环山，一面开阔的自然小盆地。盆地的底部地势低洼，地表水经横涧川流入绵河，北部和南部分别有小作河滩、荆蒲兰河滩，西侧为大合山和云凤山，东侧为青石岭山，形成了三山一丘、一洼、三河滩的地貌特征。盆地因燕山运动和喜马拉雅运动断层陷落而形成，周围被奥陶系石灰岩环绕，中间被第四系黄土覆盖。井陉矿区的地质构造形态是一个狭长的地堑。正断层、逆断层、褶曲及特殊的低角度层滑构造、岩浆岩侵入、陷落柱等相互切割和干扰，构成了本区的地质构造形态。

2地质灾害现状及成因分析

2.1地质灾害现状分析

据井陉矿区地质灾害情况的调查结果显示，全区各类地质灾害隐患点共19处，灾害类型有地面塌陷、地面沉降、滑坡、泥石流。全区内发现地面塌陷隐患点11处，地面沉降隐患点7处，其中红星煤矿蛤蟆山井、瑞丰煤业有限公司、贾庄煤矿山口矿井、原新王舍煤矿4处的隐患点既有地面塌陷隐患，又有地面沉降隐患，由此合计，全区地面塌陷、地面沉降隐患点共14处。全区内发现滑坡隐患点2处，泥石流隐患点3处，由于泥石流具有较强的隐蔽性和周期性，泥石流的隐患点应大于目前调查到的数量。综上分析，全区共19处地质灾害隐患点。大部分隐患点分布在采空区范围内，尤其是煤炭资源开采强烈的区域。地面塌陷、地面沉降隐患点居多，尤其是地面塌陷隐患点所涉及的村庄、企业单位数量最多，因此采空区地面塌陷也是井陉矿区主要的潜在地质灾害。

2.2地质灾害成因分析

2.2.1地面塌陷、地面沉降

井陉矿区采煤历史时间长，地下矿层（体）不同程度地被采空。采空区围岩原有的自然平衡状态受到破坏，应力重新分布。在达到新平衡状态的过程中，上覆岩层遭到破坏波及到地表，使地表产生垂直及水平变形，导致地表移动、开裂、沉降，因此造成地面塌陷、地面沉降及伴生地裂缝等地质环境问题。

2.2.2滑坡

煤炭开采是诱发矿区滑坡的主要决定因素。露天开采的边坡角、地质条件和地面塌陷都会引发滑坡。采空区形态和坡面控制着采空区地表斜坡岩体的运动，大范围的采空区，使上部岩层有效的支撑力减弱。受岩层性质、降雨和人类活动的影响，导致斜坡岩体沉裂和塌落，最后牵动岩体薄弱面，形成滑動面。

2.2.3泥石流

采煤形成的废石、煤矸石随意堆放，堆积量大，为泥石流的形成提供了大量固体物质来源。如遇汛期和强降水，地面塌陷、地面裂缝的程度加大，会进一步诱发泥石流的发生。

3地质灾害防治区划原则

（1）坚持“以人为本”原则，将受地质灾害严重威胁危害的居民点、村庄、生命线系统工程、公共服务设施较为集中的区域划为重点防治区，将人类活动相对较弱、居住较为分散的区域划为次重点区或一般防治区。

（2）地质灾害防治区划必须在野外地质调查的基础上，依据地质灾害的分布状况、变化趋势、危险程度及危险特征等，将地质灾害易发性强、危险性大的地段和发展趋势不稳定的区域，作为重要防治区。

（3）地质灾害防治区划应紧密结合当地经济和社会发展规划等，充分考虑经济、社会和环境综合效益，全面分析，划出不同类型的防治区。

4地质灾害防治区划

地质灾害的危险性和所在区域（地段）的重要程度是地质灾害防治区划须具备的两个条件。根据井陉矿区地质灾害易发性程度以及采空区、地质灾害隐患点数量的空间分布，兼顾地质环境条件，自然地理单元和乡镇辖区的完整性，结合区划原则，综合分析，将全区分为重点防治区、次重点防治区以及一般防治区。

4.1重点防治区

重点防治区为近期发生沉降塌陷的煤矿采空区和正在进行煤炭开采的区域。该区地质灾害隐患点13处，以地面塌陷、地面沉降为主，面积为7.74km2，占全区总面积的11%。该区人工开采活动较强烈，开采历史长达百年，地下采空区成面状和网状分布，历史上地面塌陷分布较密集，隐患突出，造成耕地损毁、道路破坏、水利设施废弃等。采空区塌陷对重要交通、工程、服务设施的破坏后果严重，潜在损失巨大。由于开采历史较长，地下采空区情况复杂，容易形成塌陷并伴生地裂缝。该区的重点防护对象包括区内村庄、社区、重要交通路线、厂矿、水利工程、电力设施等。该区的防治措施以工程治理和搬迁避让为主。加强地质灾害的详细勘察，密切监测发展动态，做好防灾避灾措施；严格管理采矿活动，严禁滥采乱挖，对已造成的采空塌陷区采取治理措施，如平整土地，恢复耕地的使用；及时组织受地质灾害严重影响的居民搬迁避让；修理整治损害严重的交通干线，设置危险警示标志；将重点灾害防治区列入禁建区，进行规划控制。在综合治理的同时，保持区内地质环境和生态环境稳定。

4.2次重点防治区

次重点防治区为停采时间长久、稳定性较好的煤矿采空区和滑坡、泥石流发生相对集中区。该区地质灾害隐患点5处，以滑坡、泥石流为主，面积为10.81km2，占全区总面积的15.4%。区内地表主要为农田及林地，人类活动主要为地下采煤、石灰岩矿开采及沟谷中修造梯田等。该区经多年煤矿资源开采，资源趋于枯竭，原采空区基本趋于稳定。重点防护对象为区内厂矿、重要交通路线、水利工程、电力设施等。

该区的防治措施以工程治理和生物工程为主。加强地质环境的监测整治，规范开采行为，对采煤矿的开采界线进行严格审批和检查，采取留设矿柱和回填采空区方式防止地面塌陷的发生；对已造成采空区塌陷的地区应采取工程治理，尽量减少人为工程活动对地形的扰动破坏；加强地面塌陷的专业监测，滑坡、泥石流实行群测群防，加强地质灾害隐患雨季的排查力度。

4.3一般防治区

一般防治区为矿区周边地形起伏较大的山地和丘陵地区。该区存在滑坡和泥