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塌陷预测

来源:世旅网
4、塌陷

(1)塌陷、裂缝预测依据

因煤炭资源开采形成的采空区有可能引起地表形成塌陷和地裂缝,对土地资源造成破坏,依据有:

a.资源赋存情况及矿山开采工艺; b.煤层采深及开采方式; c.煤层倾角及主要影响角正切; d.煤层顶板岩性及顶板管理方式。 (2)预测方法

1)预测塌陷区破坏面积预测:塌陷区多集中在煤层露头附近煤层埋深较浅的地段,可能产生的塌陷区范围根据《矿区水文地质规程及勘探规范》(GB12719-91)附录F:冒落、裂隙带最大高度经验公式预测。

在计算得出具体的导水裂隙带最大高度后根据《贵州省晴隆县兴鑫煤矿地质灾害危险性评估说明书》中地形地质剖面图、地质地形图和矿体走向进行相应的投影计算,初步确定预测塌陷区的范围,结合塌陷区一般产生在地形较平缓的地段,扣除其中的煤柱保护区域和风氧化带后最终确定预测塌陷区的具体面积。

2) 破坏土地的利用类型预测方法:根据晴隆县国土资源局1:10000土地利用现状图将预测破坏范围勾绘在图上,并进行分析统计的方法。

3)土地拟破坏程度预测:参照同类地质条件及产量的煤矿矿山已发生的塌陷区破坏情况进行分析。

(3)预测塌陷区面积、破坏地类

项目区为中山地貌,塌陷区多集中在煤层露头附近煤层埋深较浅的地段,可能产生的塌陷范围与煤层的上覆围岩岩性、岩石抗压强度、煤层的倾角、矿山开采方法、顶板管理方式等关系密切。

1)塌陷区范围预测

塌陷区多集中在煤层露头附近煤层埋深较浅、地面较缓的地段,可能产生的塌陷范围根据《项目区水文地质规程及勘探规范》(附录F:冒落带导水裂隙带最大高度经验公式预测。见表3-3。

表3-3 冒落带导水裂隙带最大高度经验公式预测

倾角(º) 岩石抗压强度 上覆围岩岩性 顶板管理方式 全部 跨落发 全部 跨落发 全部 跨落发 全部 跨落发 全部 跨落发 冒落带最大高度 Hc= (4~5)M Hc= (3~4)M Hc= (1~2)M Hc= 0.5M 导水裂隙带(包括冒落带最大高度)最大高度 ①Ht=11.2+(100×M)/(2.4×n+2.1) ②Ht=5.1+(100×M)/(3.3×n+3.8) ③Ht=5.1+(100×M)/(5.1×n+5.2) ④Ht=8.4+(100×M)/(4.1×n+133) ⑤Ht=7.4+(100×M)/(7.5×n+293) 40~60 石灰岩、砾岩、砂质泥岩、 粉砂质泥岩、泥质粉0~54 20~40 <20 砂岩、页岩 粘土岩、页岩、第四系、第三系松散层 石灰岩、砾岩 砂砾岩 粘土岩、页岩、第四系、第三系松散层 40~60 55~85 <40 Ht / Hc —导水裂隙/冒落带最大高度(m);M—累计采厚(m);n—煤分层层数。 项目区内可采煤层特征见表3-4

3-4 主采煤层特征表 煤层 名称 M3 M6-1 M6-2 M6-3 平均倾角(º) 20 20 22 22 最小~最大 岩石抗矿山开 采方法 长壁后退式 采煤法 长壁后退式 采煤法 长壁后退式 采煤法 长壁后退式 采煤法 顶板管理方式 全部跨落发 全部跨落发 全部跨落发 全部跨落发 平 均 压强度 平 均 0.26~1.97 1.46 0.23~4.54 1.50 0.78~2.29 1.32 0.60~1.61 1.18 40~60 上覆围岩岩性 石灰岩、砾岩 石灰岩、砾岩 砂质泥岩 砂质泥岩 40~60 40~60 40~60

将表3-4中可采煤层特征与表3-3进行对比,本次选择公式①:Ht=11.2+(100×M)/(2.4×n+3.1)计算出项目区可采煤层的导水裂隙带最大高度值为54.19m(M=5.46m,n=4)。

根据《贵州省晴隆县青利煤矿矿山地质灾害危险性评估说明书》,青利煤矿矿山综合评估剖面图确定矿体走向移动角、上山移动角取δ=γ=60°,下山方向移动角取β=54°,将导水裂隙带最大高度值54.19m投影在地形地质剖面图上,结合上山移动角,可量得采空塌陷影响地表范围是86.53m,再将86.53m反投在地形地质图上,在地质地形图投影计算后圈出预测塌陷区影响范围127.67hm2。

由于塌陷一般发生在地形较平坦、坡度较小地段,在地形较陡地方产生塌陷的可能性较小,故该项目区内扣除煤柱保留区域及地形较陡区域(面积40.56 hm2)后,可圈出项目区预测塌陷范围(见附图3拟破坏土地预测分析图),面积为87.11hm2,具体范围参见附图3。

以晴隆县国土资源局1:10000土地利用现状图为底图将预测破坏范围勾绘在图上,并进行分析统计分析得出预测塌陷区破坏的地类属于旱地、水田,总面积87.11 hm2。(详见附图3预测塌陷分析图)。

由于项目区内山高坡陡,沟壑纵横,煤炭开采后造成的地表沉陷表现形式主要是出现不同程度的崩塌、滑坡、地表裂缝等。在煤矿浅部地势较平缓地段,可能发生小范围且沉陷深度较小塌陷,而在较陡的地段则易形成地表裂缝,是采煤塌陷破坏主要方式,故本次土地破坏程度主要按地表塌陷、裂缝指标划分,其中裂缝宽度小于10cm,裂缝间距大于50m的为轻度破坏;裂缝宽度10~30cm,裂缝间距30~

50m的为中度破坏;裂缝宽度大于30cm,裂缝间距小于30m的为重度破坏。

故本次预测塌陷区破坏程度预测为轻度-中度破坏。

根据以上预测分析,青利煤矿生产期间因为地下采空区将可能造成的塌陷范围结果见表3-5。

表3-5 项目区预测塌陷区破坏土地统计 单位:hm2 名称 破坏地类及面积 合计 望天田 预测塌陷区 18.45

63.21 5.45 87.11 塌陷 轻-中度破坏 旱地 林地 破坏方式 破坏程度

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