1、教案,7-矿山地质灾害,矿山建设项目地质灾害危险性评工作的特殊性和重要性（几点认识）,1、矿山建设项目的特殊性： 总体而言，矿山建设项目不论露天还是井下开采，无一例外的都要对地质结构、水文地质条件、工程地质结构、环境地质条件，造成严重的破坏。工程活动必将影响边坡稳定，引发地面形变，改变地下水水动力场、水化学场特征等。由于煤、铁等资源供不应求，价格飞涨，以往被认为成本过高、矿床地质条件复杂、不宜开采的矿床也将被开发。随着矿产资源开采强度的增加，今后新建矿山的开采条件越来越复杂，矿山活动破坏地质环境将不可避免，对地质环境的破坏程度也将更加剧烈，引发地质灾害的可能性增加。因此，有别于其它建设项目，矿
2、山开发项目更加有必要开展地质灾害危险性评估工作。,2、促进矿山建设项目开展“地质灾害危险性评估”工作的措施：,地质灾害防治条例：在地质灾害易发区内进行工程建设，必须在可研阶段进行地质灾害评估工作。因此，在地质灾害防治规划中，应当把矿产资源调查、评价区，特别是具备探矿权人，今后一定时间可能开发的矿产资源分布地段，划为地质灾害易发区，以此为依据，可以保证矿山建设项目都能在建设前开展地质灾害危险性评估工作。从而有效保护矿山地质环境，保证矿山的顺利建设、安全运行。在崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、岩溶塌陷都发育较弱的地段，如果忽略了地下矿产资源的存在及未来开采的可能，往往容易被规划为不易发区，从而失去了
3、要求矿山建设项目进行灾害评估的法律依据。要求新建、改扩建矿山项目必须进行矿山地质环境影响评价，从而要求所有新建、改扩建矿山项目开展地质灾害危险评估工作（包含在矿山地质环境影响评价报告中）。,一、接受评估委托的注意事项,应充分了解矿山地质灾害危险性评估工作的复杂性和特殊性： 与其它项目比较，矿业活动，对地质环境影响更剧烈。引发的地质灾害较多。评估工作难度大。因此，在接受评估之前，更应该对工作程序及每一阶段工作内容、难度有所了解。合理设计工作周期和评估费用。让甲方清楚评估工作的特殊性、难度、特殊性，才能获得合理的或较理想的评估经费。,二、建设项目初步分析及现场踏勘阶段的工作内容,1、开采方式、开采
4、深度、矿区面积等。2、是新建还是改扩建工程。3、自然地理、社会经济概况4、周围敏感目标分布情况：水源地、泉、地质遗迹、居民地、地面地下设施等。5、基本的地质环境特征、灾害类型、发育程度。6、初步确定评估范围、评估级别。基本了解评估工作难度。,三、地质环境条件分析 的重点,1、地形地貌：与斜坡重力灾害相关；2、矿山地质概况：区域地层、矿区地层区域构造、矿区构造；3、区域水文地质条件、矿床水文地质条件；4、工程地质特征、顶底板稳定性分析；,矿床水文地质条件及充水水源研究要点,矿坑突水不作为地质灾害评价，但应研究充水水源、充水途径、富水性，使矿床水文地质条件更系统、全面。1、地表水：河流水库及其渗漏
5、补给的特征2、第四系松散岩类孔隙水：与下部地下水的联系3、碎屑岩类裂隙水：富水性及与其它类型地下水的联系4、煤系地层石灰岩裂隙岩溶水：富水性与其它类型地下水的联系5、奥陶系裂隙岩溶水：顶托补给的特征，有的煤矿奥灰水占正常涌水量的30%，石炭、二叠系煤田，奥灰水可能是突水的主要水源。山东淄博1935寨里矿奥灰突水，443m3/min,死亡538人。6、各类型水的水利联系,四、建设项目工程分析侧重分析的内容,1、井田范围、设计生产能力及服务年限；2、工业场地概况；3、井田开拓：采区布置、开采顺序、采煤方法；4、井田开拓的保护措施：铁路、公路、断层、工业广场、村庄、煤柱的留设，煤矸石、尾矿、矿渣的处
6、置，排水量。,五、确定评估范围 的注意事项,确定原则：评估范围（调查范围）必须包含可能诱发、遭受地质灾害的地上、地下设施分布范围和工程活动影响的范围。1、矿山建设项目的拟征地范围 ；2、矿山建设项目拟建地面设施和工程活动的分布范围。如生活区、弃渣场（可能引发渣石流）分布的范围；3、矿山建设项目井下采矿活动的范围（矿区范围）；4、采空区的影响范围（大于矿区范围）；5、矿坑排水的影响范围（如影响范围内的岩溶塌陷问题）6、扩建建项目评估（调查）范围应包括已有矿山的影响范围7、其它地质灾害影响范围（如崩塌、滑坡、泥石流）8、项目的特殊性：评估范围远大于征地或地面设施分布范围。,例：山东省滕东生建煤矿地
7、质灾害危险性评估,评估范围滕东生建矿井工业场地占地面积约18.36hm2，与其他建设项目不同，矿山开采是一项对地质环境影响范围广的工程活动。根据滕东生建煤矿可行性研究报告说明书，本次评估范围为井田西部开采区，评估区地理坐标E:11708411171132，N:345551350129，面积约为24.1Km2。,评估范围包括：采区范围、开采影响范围、建设用地范围。,铁矿区与岩溶塌陷分布范围：调查范围应涵盖水文地质单元,开采范围与影响范围,弃渣可能引发重力灾害，因此评估范围应包括堆放场场址,弃渣可引起其它间接灾害，因此评估范围应包含弃渣场,六、评估级别,1、在国土资发200469号文的基础上，建设
8、项目重要性主要考虑矿山规模。地质环境复杂程度应该重点考虑矿床赋存条件，如：矿层的厚度、埋深、上覆地层结构和特征，矿床水文地质条件等（表）,矿山地质环境条件复杂程度分级表,七、（采空塌陷）地质灾害调查需侧重的内容,1、矿层的分布、层数、厚度、深度埋藏特征和结构；2、开采深度、厚度、时间、方法、顶板处理措施；3、地表形变的特征、规律、开采边界、工作面推进方向；4、地表移动盆地的特征、边界、参数；5、建筑物变形及处理措施；,矿山及矿区边界,矿山位置、矿区边界、地面设施、自然地理、地质概况、周边矿山概况,矿层分布、产状、埋藏特征,矿体赋存状态,深度、产状、围岩、上覆地层,地表移动盆地的特征,影响范围，
9、影响角，沉陷、变形曲线等。采高1.65米，采深178米，,采空塌陷的特征,地表变形、移动的各种角值（特例）,根据停采线及影响边界可确定下列角值：倾斜下边界移动角 =49倾斜上边界移动角=84走向移动角=48最大下沉角=68最大边界角0=440=780=43调查收集的参数可用于新建工程的预测评估,莱芜煤田主要煤矿地表变形、移动参数统计表,常取参数,第四系及第三系未固结层45度基岩6070度铁矿、金矿稍大可取75度,基本特征,（1）沉陷盆地的范围大于实际采空区的范围。对水平煤层而言，沉陷范围在采空范围基础上向外扩展，扩展宽度为煤层埋深与影响角正切的比值；对倾斜煤层而言，向下山方向的扩展范围大于上山
10、方向，最大沉陷点可扩展到下山方向采区以外。在本采区特定的煤层赋存条件下，下山方向移动角为49，上山方向移动角为84，走向移动角为48。,基本特征,（2）在整体沉降的同时，沉陷盆地中部受压缩产生凹变形，盆地两侧受拉伸产生凸变形。（3）在开采过程中，超前影响角为4130，超前影响距离为187.5m。（4）在工作面推进过程中，其前方30m，后方60m地段地表沉陷速度较大，后方15m沉陷速度最大，即下沉速度最大点落后于工作面15m，最大下沉速度滞后角86。（5）采区地表变形期为8个月，地表一点自产生变形起，8个月后可达到稳定状态（6个月沉陷量小于30mm）。,（1）在开采前，应按移动角划定地面沉陷的范
11、围，根据地面设施的分布状况预测、评估地面沉陷的危害和损失，分析经济效益和环境效益，制定生产计划、开采方案和防灾、减灾方案。 （2）对重要地面设施应留设保护煤柱，并由下列方法确定保护范围：通过受保护建筑物角点作矩形，并使矩形各边分别平行煤层的倾向和走向。在矩形四周做围护带，围护带宽度应为煤层埋深与影响角正切的比值。 （3）采掘过程中，应根据影响半径（移动角）、沉陷系数、最大下沉速度滞后角、超前影响角、超前影响距离等做好预测、预防工作。,矿区地面沉陷预防的具体措施包括：,预防措施,（4）盆地中部应注意地表产生凹变形对地表设施产生的影响，盆地边缘应注意地表凸变形对地表设施的影响。 （5）重要部位应预
12、留保护煤柱绕避开采或采取条带开采方式，避免地面剧烈变形、保护地表重要设施。 （6）各矿山开展地面岩移监测工作，预防地面变形，保护地面设施。 （7）加强矿产资源的开采管理力度，严格执行采矿许可证制度，严禁越界开采，滥采乱挖。 （8）各矿应合理调整开采布局，统一规划，避免集中连续开采，并控制工作面的大小，防止大面积沉陷。,地质灾害调查工作量,水位动态监测（或通过资料收集获得）；水面形态监测；水质监测；现场调查：地质环境条件、自然地理条件；、危害对象（保护目标）：地上地下设施如建筑物，人群、居民地，地下管线、井孔、测绘标志等。矿山地质灾害现状,资料收集,（初步）可行性研究报告勘探（精查）地质报告项目
13、建议书平面布置图矿山开发利用方案矿区水文地质调查、评价报告（大比例尺）其它专题地质、水文地质调查评价报告航片影像或较新的地形地貌图；反映开采前的地形地貌和人文环境工程勘察资料煤田地质图三下采煤技术要求,矸石堆影像图,资料收集,露天铁矿采场影像图,资料收集,以上介绍的有关地质环境条件、采空塌陷地质灾害特征等资料主要来自有关成果报告，通过资料收集获取。少量来源于实际调查、监测。编制了地质精查勘探报告的矿山，一般都具备以上资料。,八、地质灾害类型及评价要素九、现状评估,1、该两项内容基本与其它项目灾害评估基本相同2、矿山建设项目，因地质环境条件和工程特点不同，发育的地质灾害类型包括崩、滑、流、采空塌
14、陷、岩溶塌陷、地裂缝、地面沉降等，或单独发育，或多项并存。视具体情况确定灾害类型。,十、矿山地质灾害预测评估的方法和内容（采空塌陷）,（一）详细说明与采空塌陷预测相关的要素，即矿层赋存特征。（地质环境条件部分已有论述）1、底板标高2、厚度3、与上下煤层的关系4、顶底板特征,（二）地面变形预测模式,1、充分采动时地表任意点沉陷值预测采用概率积分法对本矿井地面沉陷和移动变形进行预测，该方法的基本原理为：将整个开采过程划分为无限个微小单元，开采过程中对地面的影响等于各个单元开采后对地面的影响之和。表达式为： 一、地面变形及沉陷预测,式中：q下沉系数；m采高（m）； 煤层倾角（度）； r主要影响半径（
15、m）；r=H/tg H地面上任意计算点（x，y）与煤层上微元点（S，t）标高差（m）； d开采影响传播方向向下山方向的偏移量； tg主要影响正切角。,最大水平移动值预测Wmax=mqcosaimax=Wmax/r Kmax=1.52Wmax/r2 max=1.52bWmax/rmax=bWmax S0=0.1H式中:Wmax最大下沉值（mm）；imax最大倾斜值（mm/m）；Kmax最大曲率值（mm/m2）；max最大水平变形值（mm/m）；max最大水平移动值（mm）；b水平移动系数；S0拐角偏距（mm）。,2、充分采动时地表最大水平移动和变形值预测,3、预测参数选择根据邻近矿区矿井受采动影
16、响的地表实测资料，采用工程条件类比法确定岩移参数。各参数见表31。,观测参数取值表 表31,莱芜煤田主要煤矿地表变形、移动参数统计表,常取参数,第四系、第三系未固结层45度基岩6070度,危险性分级原则,1、地面下沉范围、深度；2、地面形变程度：倾斜、曲率、水平变形；3、环境地质条件和自然地理条件。如沉陷区地面积水的可能性。4、敏感目标的分布,砖石结构建筑物保护等级表 （枣庄地区经验）,注：实际计算的倾斜、曲率、水平变形值，只要其中一项达到表中所列变形参数特征值，即为其相应的危险性级别。,危险性分级参考依据,1、危险性小区：房屋可正常使用，沉陷量小于1米，不易积水。2、危险性中等区：房屋需小修
17、，沉陷量小于1-2米，较易积水。3、危险性大区：房屋需中、大修，沉陷量大于2米，易积水。4、结合地面形变预测结果5、地面地下设施、敏感目标的分布。,煤矿区地面沉陷预测结果图：内容：预测沉陷量、煤厚、断层、埋深、冲刷带、钻孔等。以煤层等深线图做底图，反映预测结果与赋存条件的关系,煤矿地面倾斜预测图：以煤层等深线图做底图，反映预测结果与赋存条件的关系,十一、综合评估十二、防治措施十三、结论与建议,1、评估方法与其它建设项目基本相同。,综合评估,其它注意事项,1、两个矿山无论空间距离多近，（平面或垂向）评估工作不能互相代替，因为叠加影响更加严重。2、改、扩建工程评估，首先应把已有工程的地质环境问题论
18、述清楚，再进行改扩建项目评估，且应考虑叠加影响,提交成果,报告书主要图件：1、矿山建设项目地质环境条件图；2、评估区地质灾害分布图；3、评估区地质灾害危险性综合分区评估图。其它图件（插图）：1、地理位置图；2、建设项目主要设施平面布置图（工业广场）；3、区域、矿区地质构造图、水文地质图；4、矿床分布图、赋存条件剖面图；5、地面沉陷预测图（沉陷、倾斜）；6、顶底板特征图；7、水面形态图（产生降落漏斗、岩溶塌陷的地区）附表：基本情况统计表；矿山地质灾害调查表；,地质灾害危险性评估的过程，同时也是工作方法、工作程序、工作质量不断提高、不断完善的过程。希望我们继续交流，共同探讨，把这项工作做好。地质灾害危险性评估工作，不但需要评估工作者的艰苦努力，更需要全社会，特别是项目建设单位、项目业主的了解和高度重视。因此，在评估工作中，我们还担负着提高全社会地质灾害防灾、减灾意识，宣传地质灾害评估工作重要性的重要任务。编制内容丰富、系统完整、文图并茂、装祯精美的评估报告，保证正规、严肃的评审制度，是最好的宣传方式。,
