沙子井煤矿地质灾害危险性评估说明书

织金县以那镇沙子井煤矿矿山地质灾害危险性评估说明书贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心PAGEPAGE23目录前言 1一、任务由来 1二、评估依据 1三、拟建工程概况 1四、评估目的、任务和要求 2第一章评估工作概述 3一、煤矿矿山建设工程和规划概况 3二、以往工作程度 4三、工作方法及完成的工作量 5四、评估范围及级别的确定 5第二章地质环境条件 6一、气象、水文 6二、地形地貌 6三、地层岩性 7四、地质构造及区域地壳稳定性 9五、岩土体工程地质特征 10六、岩溶发育特征 10七、水文地质条件 11八、社会环境条件 11九、人类工程活动对地质环境的影响 13十、小结 13第三章地质灾害危险性现状评估 14第四章地质灾害危险性预测评估 16一、采煤生产引发、加剧地质灾害危险性的预测 16二、小结 19第五章地质灾害危险性综合评估 20一、地质灾害危险性综合分区原则 20二、地质灾害危险性分区评估 20三、建设场地适宜性评估 20四、防治措施 21五、小结 21第六章结论与建议 22一、结论 22二、建议 22附图：1.贵州省织金县以那镇沙子井煤矿环境地质图1∶50002.贵州省织金县以那镇沙子井煤矿矿山地质灾害危险性综合评估图1∶50003.贵州省织金县以那镇沙子井煤矿矿山地质灾害危险性评估剖面图1∶5000附件：1.资质证书2.内部审查意见3.专家评审意见4.评审专家组名单5.专家资质证书复印件6.委托书前言一、任务由来沙子井煤矿由原生产能力为3万吨/年的织金县以那镇沙子井煤矿和织金县小拱桥煤矿整合而成为生产能力15万吨/年的沙子井煤矿。受沙子井煤矿业主的委托，贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心承担了该煤矿矿山整合后采煤生产的地质灾害危险性评估工作。二、评估依据（1）中华人民共和国国务院令第394号《地质灾害防治条例》；（2）国土资发[2004]69号文附件《地质灾害危险性评估技术要求（试行）》；（3）地方煤矿实用手册（1989版）；（4）国家煤炭工业局煤行管字［2000］第81号文及附件《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》（以下简称“规程”）；（5）地质灾害危险性评估委托书。三、拟建工程概况沙子井煤矿整合工程，总投资约300万元。开拓方式均为斜井，开采方式为炮采或镐采，属小型矿井建设项目。开采上二叠系龙潭组14、16号两层煤，工业广场沿用原沙子井煤矿的工业场地及建筑，开采系统采用原两矿的部分系统，本次地质灾害危险性评估不包括工业场地的评估。四、评估目的、任务和要求1、目的通过开展地质灾害危险性评估工作，为采煤生产引发地质灾害提供防治方面的科学依据，以达到防灾减灾的目的。2、任务及要求（1）基本查明评估区内的地质环境条件及现状地质灾害类型、规模、特征、成因、危害程度等，对地质灾害危险性进行现状评估。（2）对矿山生产过程中引发、加剧地质灾害的可能性，矿区和周边居民住户及工程设施可能遭受地质灾害的危险性进行预测评估。（3）在现状评估和预测评估的基础上进行地质灾害危险性综合评估和危险性分区，并评估自然条件下和工程防治条件下采煤生产的适宜性。（4）对采煤生产中可能引发的地质灾害或终采后可能存在的地质灾害隐患提出有针对性的防治措施和建议。第一章评估工作概述一、煤矿矿山建设工程和规划概况沙子井煤矿位于织金县城NW方位，距织金县城直距约21Km，运距约37km，织金至金龙的县级公路从矿区南部通过，该矿紧邻以那镇，属织金县以那镇管辖。见交通位置图1矿区范围：东经105°40′31″～105°41′14″，北纬26°49′23″～26°50′08″，矿区形状呈一不规则九边形，长0.65～1.28km，宽0.42～1.15km，矿区面积1.16km2。矿权设置：以那镇沙子井煤矿矿业权人及采矿权人为织金县以那镇沙子井煤矿（麻立业），属整合矿井，由原织金县以那镇沙子井煤矿和织金县小拱桥煤矿整合而成，采矿许可证号为5200000710697，采矿权范围由10个拐点坐标圈定（见表1－1），矿区面积1.16km2，生产能力为15万吨/年。表1－1沙子井煤矿拐点坐标点号X坐标Y坐标点号X坐标Y坐标0296878435568325129685293556775022968470355678653296837035567865429682803556722552968685355674156296880035567250729692303556719082969643355671379296948035568327图1-1交通位置图二、以往工作程度1958年，西南煤田地质勘探局地质四队对织（金）纳（雍）煤田进行1:10万地质测量。1969年，贵州省地勘公司地测大队在织金地区进行1:5万地质测量2081km2，1971年提交了《织金煤田织金地区普查找矿报告》，1972年六盘水地勘公司以煤勘（72）革生字058号文批准该报告。2002年，贵州省煤田地质局174队在邻区进行了地质勘查工作，并于2002年11月提交《贵州省织金县以那煤矿详查地质报告》。黔国土资储函［2003］204号文件批准该报告。2007年７月贵州煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心提交有《贵州省织金县以那镇沙子井煤矿资源储量核实报告》。三、工作方法及完成的工作量2007年10月我单位接受沙子井煤矿业主的委托后，立即组成沙子井煤矿矿山地质灾害危险性评估小组进行工作，搜集已有资料并作现场踏勘、调查，完成工作量如下：（1）1∶5000评估区环境地质调查约3.90km2（2）地质环境调查点2个；（3）经对前述资料进行室内综合整理，编制评估说明书一份，附图3幅（环境地质图一幅，矿区综合评估图一幅及评估剖面图一幅）。四、评估范围及级别的确定1、评估区范围的确定根据拟建项目所处的环境地质条件，结合矿山地质灾害发育特征，以矿界为基准，原则上以邻近的分水岭为界确定评估区范围，评估区面积约3.90km2（见环境地质图2、评估级别的确定评估区地形起伏不大，地质构造中等，水文地质条件中等，岩土体工程地质性质较差，岩溶较发育，人类工程活动较强烈，现状地质灾害较发育，地质环境条件属中等复杂类型。拟建项目生产规模15万吨/年，属于小型矿山，故此，评估级别判定为三级。第二章地质环境条件一、气象、水文评估区所在区域属中亚热带季风气候区，因受南、北气流和高原地貌的双重制约，季节更替不明显，气温变化也不大，冬无严寒，夏无酷暑，属温和气候区。据织金县1992~2001年气象资料，极端最高气温34.1℃，极端最低气温-9.6℃，年平均气温14.2℃，年平均气温最高19.4℃(1998年)，年平均气温最低10.8℃(1996年)，日最高气温32.8℃(区内雨量充沛，年平均降雨量1438.4mm，年最大降雨量1758.4mm（1996年），年最小降雨量1115.3mm(1993年)。年平均蒸发量1114.6mm，年平均日照时数1269.3小时。每年5月中旬～10月中旬为大雨、暴雨季节，常有冰雹，其降雨量占年降雨量的75%。1～2月份多为凌冻期，平均风速2.3m/s，最大风速20.0m/s，风向多为东风。二、地形地貌矿区地势为中山地貌，北高南低，东高西低，区内海拔标高+1403.5～+1569.5m，最高点位于矿区中部一高山顶，海拔标高1569.5m，最低点位于矿区南西角5号拐点附近，海拔标高1403.5m，相对高差166m，矿区内含煤地层一般标高1403~1450m，矿区侵蚀基准面标高约为1400m。矿区地形除北部为同向坡外，其它地形均为反向坡，上覆地层山势较陡，形成悬崖峭壁，含煤地层总体上较平缓，但被第四系覆盖面积较大，矿区内植被较发育（见照片1）。照片1矿区一角地貌三、地层岩性评估区及周边出露的地层二叠系上统峨嵋山玄武岩组、龙潭组、长兴组、大隆组、三叠系下统飞仙关组及第四系，地层走向总体为东～西向，倾向北，倾角8～12°。现由老至新分述如下：1．峨嵋山玄武岩组（P3β）：主要分布在矿区外南面，为晚二叠系早期的基性火山喷发物，厚约60～150m。为灰绿色玄武岩，块状，致密坚硬。具气孔、杏仁构造。其上一般有2～22．龙潭组（P3l）：本矿区主要含煤地层，为一套以碎屑岩为主夹较多的泥岩、石灰岩、硅质岩、含菱铁质粉砂岩的含煤沉积。厚度226.4～239.7m，一般厚度龙潭组是典型的海陆交互相沉积，海相动物化石及植物化石都十分丰富。常见腕足类、瓣鳃类、海百合、螺等动物化石，代表浅海或滨海沉积；常见大羽羊齿、栉羊齿等植物化石，代表一种温暖潮湿的气候环境。3．长兴组（P3c）：以浅海相燧石灰岩为，夹钙质粉砂岩，本组厚度18.5～25.4m，一般厚度4．大隆组（P3d）：由黑灰色中厚层状硅质岩夹数层高岭石泥岩组成，硅质岩单层厚度0.15～0.25m，坚硬性脆，菱面体节理发育。高岭石泥岩颜色鲜艳，为鸭蛋绿或黄绿色，呈鳞片状，单层厚度0.05～0.10m，底部为一层泥灰岩。产丰富的腕足、瓣鳃类等动物化石。本组厚度2.8～6.4m，一般厚4m5．飞仙关组（T1f一段（T1f1）：浅灰绿色，薄层状钙质粉砂岩及钙质泥岩为主，夹泥质灰岩。向上钙质含量逐渐增加，底部常见深色硅质条带。厚52～75m，一般为66m二段（T1f2）：上部为中厚层状石灰岩，夹白云质、泥质条带，下为深灰色薄～中层状泥质灰岩，夹钙质泥岩及石灰岩，厚76～95m，一般为82m三段（T1f3）：浅灰微带淡红色，中厚～厚层状白云质灰岩，夹薄层状泥质灰岩及钙质泥岩，厚84～101m，一般为90m四段（T1f4）：灰～深灰色，中厚～厚层状石灰岩，夹薄层泥质灰岩及钙质泥岩，底部夹白云质灰岩，产腕足、瓣鳃类等动物化石，厚92～121m，一般为103m五段（T1f5）：紫灰色，薄层状钙紫粉砂岩为主，夹钙质泥岩、细砂岩及泥质灰岩，水平层理。厚43～71m，一般为53m六段（T1f6）：黄灰、紫灰色，薄层状钙质泥岩，夹钙质粉砂岩及泥质灰岩，厚41～63m，一般为45m6．第四系（Q）：主要为坡积、崩积、残积亚粘土、粘土、冲积砂、砾石等松散沉积物。四、地质构造及区域地壳稳定性评估区位于板桥向斜的南西翼，为一单斜构造，地层走向总体为东～西向，倾向以北为主，靠矿区西部倾向北东，倾角8～12°。评估区内发育有F12、F19、F11共3条正断层，无褶皱发育，井下见个别小断层。F12正断层：分布于矿区北部，区内延伸长度约1.14km，断层走向南西～北东，倾向北西，倾角约65°，断距约30m，切割地层：T1f、P3l、P3F19正断层：分布于矿区南东部边界外，断层走向南西～北东，倾向北西，倾角约70°，断距约30m，切割地层：P3l、P3βF11正断层：分布于矿区南部，断层走向北西～南东，倾向北西，倾角约60°，断距约110m，切割地层：P3l、P3βF19、F11、F12断层切割P3l综合分析本区构造特征以及其对煤层的影响程度，评估区内构造类型属中等构造。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），该区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35，相应的地震基本烈度数值小于Ⅵ度，评估区地壳稳定。五、岩土体工程地质特征1、工程岩组划分评估区内工程地质岩组可划分为坚硬岩组、中硬岩组、软弱岩组及松散岩组四类。坚硬岩组：二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P3β）、长兴组（P3c）及飞仙关二、三、四段的灰岩中硬岩组：主要包括中三叠系下统飞仙关组一段（T1f1）泥质粉砂岩；二叠系上统龙潭组（P3l）细砂岩、粉砂岩等碎屑岩软弱岩组：主要包括强风化的三叠系下统飞仙关组一段（T1f1）粉砂质泥岩、二叠系上统龙潭组（P3l）碎屑岩、煤层等，以及胶结程度中等~好的断层破碎带松散岩组：主要包括第四系碎屑岩残积、坡积土。工程力学性质差。2、岩土工程地质条件评述根据评估区内岩土的物质组成、岩体结构面特征，坚硬岩组力学强度高，岩溶对工程性能有一定影响，半坚硬岩组力学强度较高，两岩组的工程地质条件总体较好，软弱岩组及松散岩组，力学强度低，工程地质性质较差。六、岩溶发育特征评估区碳酸盐岩主要分布在飞仙关组2、3、4段及长兴组，岩溶较发育，地表岩溶主要表现为洼地、峰丛、溶丘等，地下局部发育有溶洞、暗河，生产过程中应该引起足够的重视。七、水文地质条件评估区地下水类型主要有松散岩类孔隙水，基岩裂隙水，碳酸盐岩溶洞水三类。松散岩类孔隙水主要赋存于第四系红粘土，残积、坡积土的孔隙中，由大气降雨补给，富水性弱。基岩裂隙水主要赋存于碎屑岩的节理裂隙和风化层中，由大气降雨、孔隙水及碳酸盐岩溶洞水补给，富水性中等。碳酸盐岩溶洞水主要赋存于三叠系下统飞仙关二、三、四段灰岩，二叠系上统长兴组灰岩的溶蚀裂隙、岩溶管道和溶洞中，富水性强。评估区内地下水主要由大气降雨补给，经岩溶管道及地下暗河径流，最后以岩溶大泉、岩溶泉群等形式集中排泄于当地河谷中。地下水由南向北径流，矿区内煤层位于当地最低侵蚀基准面1400m以下，地下水对煤层开采影响较大，矿区水文地质条件属于中等复杂类型。八、社会环境条件区内居民相对集中，据现场调查，评估区内集中分布的村寨有小拱桥、水井湾、沙子井等，现有常住人口47户229人（见表2-1），多分布在矿区中下部，其东南部居民点分布较多。表2-1沙子井煤矿及附近人口统计表户主家庭人口（人）房屋结构建筑面积（m2）村寨名称所属乡镇徐曼兰4砖混85小拱桥以那镇黄中伦5砖混96李继元10砖混112龙正荣5砖混105李继固2木房87李仁付5砖混100李仁华3砖混74李进4砖混165李仁明4砖混150黄得有5砖混210潘纪合4砖混180黄中国5砖混82黄得资5砖混87朱二母4砖混65陈祖奎5砖混76张林先5砖混82林科勋5砖混75张光云5砖混82李英明5砖混87李从高5砖混65龙正金1砖混76龙买金5砖混82龙田田5砖混75龙正华4砖混82李仁义7砖混87张忠美5砖混65张兴有10木房76水井湾张老伍4砖混82张老三5砖混75张有有5砖混82刘先进5砖混87曾大应6砖混65孙顺有6砖混76赵正才2砖混82潘顺龙6砖混75潘纪得5砖混82向成英4木房87沙子井向成陆5砖混65向开信5砖混76向开文5砖混82曾应英3砖混75曾应义4砖混82陈翠江6木房87陈翠明5砖混65陈翠银5砖混76陈翠永6砖混82王家玉5木房75九、人类工程活动对地质环境的影响评估区内人类工程活动主要为道路、村寨建设和小煤窑采煤生产；前两者对地质环境影响微弱，后者对地质环境的破坏影响较大，评估区内人类工程活动较强烈。十、小结评估区地形起伏不大，地质构造中等，水文地质条件中等，岩土体工程地质性质较差，岩溶较发育，人类工程活动较强烈，评估区地质环境条件属中等复杂类型。地质灾害危险性现状评估评估区地形较陡，岩土体较松散，土坎垮塌随处可见，调查表明，评估区内发现有滑塌、房屋开裂现象。滑塌（HT）：位于评估区内田家寨以东的公路旁，主要由于地下采煤引发，加之岩土体结构比较松散，抗剪强度低，岩土体在重力作用下脱离母体，发生小范围的滑塌。（见照片2）。照片2矿区内的岩土体滑塌2．房屋开裂：位于矿区内原小拱桥煤矿主井口以北附近的公路旁边，主要由于地下采煤引起，加之工程地质岩体本身不稳，在雨水的侵蚀和重力作用影响下，岩层的应力平衡受到破坏，容易造成岩层断裂和地面沉降，从而引起房屋开裂，调查发现房屋墙体裂缝长约4米，宽约1cm（见照片3照片3矿区内的房屋开裂目前矿区内的滑塌和房屋开裂正处于活动状态，在采煤影响下，加剧地表开裂、地面下沉、崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害产生的可能性大，对工业场地、矿山公路及建筑物的危害程度大。小结评估区地形较陡，岩土体较松散，土坎垮塌随处可见。经调查，发现有滑塌、房屋开裂等地质现象，评估区内现状地质灾害较发育。第四章地质灾害危险性预测评估一、采煤生产引发、加剧地质灾害危险性的预测1、可采煤层及其特征评估区内含可采煤层4层：6、14、16及30号煤层。其中：全区及大部可采2层(14、16号煤层)、局部可采2层(6、30号煤层)。根据沙子井煤矿现有开采情况，对局部可采6、30号煤层，因地表无出露又无巷道揭露，对其厚度、煤质、稳定性及变化情况不了解，本次评估工作不对其描述。只对区内主要可采煤层14、16号煤层进行评述，由上到下分述如下：（1）14号煤层位于龙潭组中部，煤层厚度变化不大，属较稳定煤层，是本区主要可采煤层。煤层厚1.87～2.65m，一般为2.17m。含夹石0～3层，顶板：为深灰色泥岩或炭质泥岩，局部相变为粉砂质泥岩，层位稳定，岩性较稳定，产大量腕足类动物化石。底板：为深灰色泥岩，或炭质泥岩。（2）16号煤层位于龙潭组中部，煤层厚度变化不大，属较稳定煤层，是本区主要可采煤层。煤层厚2.10～2.70m，一般为2.30m，该煤层含夹石0～2层，顶板：为深灰色粉砂质泥岩，间接顶板为粉砂岩夹薄层状菱铁岩。底板：为含植物根部化石的泥岩，间接顶板为浅灰色粉砂岩或细砂岩。综上所述，矿区14、16号煤煤层结构总体上较简单，煤层稳定类型均为较稳定型煤层。2、煤田类别沙子井煤矿覆岩主要由三叠系飞仙关组（T1f）浅海相石灰岩、泥灰岩、钙质粉砂岩及泥岩组成，属中硬覆岩，3、采空区移动盆地参数的确定(1)综合作用厚度及安全深度沙子井煤矿为山区煤矿，主要可采煤层有14、16号，共2层，属重复采动之山区煤矿，取煤层平均倾角为12°，其安全开采深度按公式H=M×k。计算，其中安全系数k取值为150，综合作用厚度计算见下表。表4-2沙子井煤矿煤层综合作用厚度计算表142.1721.852.171.002M2=m22.17162.309.51.001M1=m2+C2M4.47煤层平均倾角为12°，其安全开采深度按公式H=M×kM：煤层厚度K：安全系数计算。按Ⅱ类煤田，Ⅱ级保护取安全系数k值为150，由此得安全开采深度为：H＝150×4.47＝67(2)移动角的确定根据“规程”，结合沙子井煤矿开拓方式的特点，参照“规程”附录5中附表5-2及附表5-3，设计保护煤柱时选用以下移动角：δ=γ=70°β=δ-Ka=70°-0.6a式中：δ：走向移动角γ：上山移动角β：下山移动角根据矿区地层总体走向，煤层平均倾角12，属缓倾角煤层。δ=γ=70°β=δ-Ka=70°-0.6a=考虑到重复采动和山区煤矿的影响，最后取走向移动角δ及上山移动角γ为60°，下山移动角β为53°。4、采矿活动引发、加剧地质灾害的预测评估本矿山区域覆岩厚度在671m以内，隐伏岩溶较发育，采煤生产导致地面移动变形、地裂缝、地面塌陷、滑坡、崩塌等地质灾害的可能性大，对矿区及采矿活动影响范围内的村寨、公路和地面工业场地的危害程度大（见照片4照片4采煤活动对矿区内房屋的危害二、小结沙子井煤矿采煤生产影响范围内引发地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的可能性大；矿区及采矿活动影响范围内的村寨、公路和地面工业场地遭受地质灾害的可能性大、危害程度大。第五章地质灾害危险性综合评估一、地质灾害危险性综合分区原则1、根据地质灾害危险性现状评估、预测评估结果，结合工程建设特点及场地的地质环境条件，遵循“区内相似、区际相异”、“就大不就小”及“分区相对独立、完整”的原则，进行地质灾害危险性分区。2、按照走向移动角、上山移动角60°，下山移动角53°，进行矿山地质灾害危险性分区。二、地质灾害危险性分区评估地质灾害危险性大区（I）：该煤矿覆岩厚度小于安全开采深度671m，且地形坡度较陡，采煤生产导致地面移动变形，引发地裂缝、地面塌陷、滑坡、崩塌、泥石流