孝义市柱濮镇崩塌和地裂缝成因分析

苏光建（1.太原理工大学 矿业工程学院，太原 030024；2.孝义市发展和改革局，山西孝义 032300）

孝义市柱濮镇崩塌和地裂缝成因分析

苏光建1，2
（1.太原理工大学 矿业工程学院，太原 030024；2.孝义市发展和改革局，山西孝义 032300）

随着山西矿山开采进程的不断发展，矿山采空区成为一个比较严峻的问题，尤其是采空区对于地面的破坏性非常严重。通过对采空区造成的地裂缝和崩塌进行现场调查，了解它们的特征，分析造成崩塌和地裂缝的原因。

采空区；崩塌；地裂缝

近年来随着我国能源发展的不断加快，矿产资源的开采也不断增强，随之而来的地质灾害也不断给人类的活动造成威胁，崩塌和地裂缝是其中较为严重的地质灾害[1]。

孝义柱濮镇采空区造成的崩塌和滑坡，共造成地裂缝40条，崩塌严重区域2个，给周围居民的生活和安全造成了严重灾害，必须根据实际情况提出合理的治理措施。

1　工程地质条件

1）地形地貌。其中区域属于黄土丘陵区，大部分有植被覆盖。在最高点处地形较平缓，山体沟谷发育，呈树枝状排列，地形切割强烈。

2）地层岩性。据以往地质资料以及现场地质调查，区地层主要包括奥陶系、石炭系、二叠系、第三系、第四系等。中奥陶统由灰色石灰岩、泥质灰岩、泥岩、石膏质灰岩、夹石膏层组成。中石炭统为灰色铝土矿、铝土质泥岩、薄层石灰岩、泥石集成。上石炭统太原组，由灰色砂岩、石灰岩、灰黑色粉砂岩、泥岩、炭质泥岩、煤层8-9层组成。下二叠统山西组由灰色粉砂岩、石英长石砂岩及黑色泥岩夹炭质泥岩、煤层组成。二叠系下统下石盒子组上部以灰绿、黄绿色中粗砂岩为主，夹砂质泥岩及泥岩，顶部有一层桃花色铝质泥岩（俗称“桃花泥岩”）；下部以深灰色、灰色细砂岩及黑灰色泥岩，粉砂岩为主。上二叠统上石盒子组区内仅见下部地层由灰色、黄色、紫色粉砂岩与白色砂岩和中粗粒石英长石组成。第三系上新统，主要为半胶结之砂砾层，棕黄、浅棕红色亚粘土、土黄色亚粘土、钙质土等组成。第四系中、下更新统以深红、浅红色亚粘土为主，深红色砂土及粉砂土次之，与下伏地层为不整合接触，厚度不一，厚6 m~55 m。在亚粘土中夹几层暗红色和红色条带及不稳定之钙质结核层。

3）地质构造。受华夏系及新华夏构造体系的影响，断层走向大部分为北东及北北东向。

2　崩塌及地裂缝基本形态特征

2.1地裂缝

根据工程地质测绘，该区共发育40条裂缝，长度一般为9.5 m~163.9 m，宽度0.1 m~1.4 m，深度0.5 m~2.1 m，地裂缝相连，形成大面积地面塌陷，裂缝危害对象为耕地及乡间公路，见图1-图4。

图1　研究区地裂缝破坏核桃林　

图2　研究区地裂缝破坏核桃林

图3　研究区地裂缝

图4　研究区地裂缝破坏的公路

2.2塌陷密集区

根据实际情况研究区内发育有2处塌陷密集区，现分述如下：

1）塌陷密集一区。系采煤沉陷造成，塌陷区地裂缝密集发育，呈台阶状，可见深度0.5 m~3.0 m，宽度0.2 m~3.0 m，主要延伸方向133°，塌陷区整体塌陷形成塌陷阶地，和周围地面形成1.0 m~2.5 m落差。该塌陷密集区危害对象为林地及其它草地，危害程度严重，见图5。

2）塌陷密集二区。系采煤沉陷造成，塌陷区地裂缝密集发育，可见深度1.0 m~2.5 m，宽度0.4 m~ 3.5 m，裂缝延伸方向纵横交错，塌陷区整体塌陷形成塌陷阶地，和周围地面形成1.5 m~3.0 m落差。该塌陷密集区破坏对象为耕地及其它草地，危害程度严重，见图6。

图5　塌陷密集一区　

图6　塌陷密集二区

3　崩塌及地裂缝成因分析

地下煤层开采达到一定范围后，采空区上方的直接顶和老顶岩层发生离层、裂隙、松动以至于破碎垮落，形成垮落带；垮落向上发展到一定高度后，停止垮落，出现交错的竖向、斜向或离层裂缝，形成导水裂缝带；导水裂缝向上发展到一定高度后逐渐消失，其上覆岩层不再发生断裂或离层，仅产生指向采空区的整体弯曲变形，形成弯曲带；弯曲带向上发展到地表，在采空区上方地表形成一个比采空区面积大得多的沉陷区域，这种地表沉陷区域称为地表移动盆地[2]。在地表移动盆地形成的过程中，地表原有的形态发生改变，引起了高低、坡度和水平位置的变化。因此，对位于盆地内部的地形地貌、道路、建筑物等都带来不同程度的影响[3]。随着采煤的延续，采空面积的不断扩大，可能会引起地裂缝和地面塌陷以及山体开裂，在重力、降雨等因素作用下容易诱发崩塌和滑坡等地质灾害[4]。

根据现场调查资料分析，区内地裂缝与地面塌陷灾害具有分布范围广的特征，既出现在农田中，还横贯于交通道路表面。裂陷的垂直位移大，裂陷呈宽条带状弧形分布之特点。在塌陷密集发育带，形成不同规模的塌陷。

4　结束语

本文对山西孝义柱濮崩塌及地裂缝进行调查，查清了崩塌和地裂缝周围的地质情况，收集了它们的特征，清楚了由于采空而造成的崩塌和地裂缝可能带来的危害。

[1]文晔，徐爱功，杨帆，等.矿区三维地质建模与地裂缝成因分析[J].测绘科学，2013，38（4）:43-45.

[2]郭冲.边坡崩塌成因及修复分析[J].科技创新与应用，2015（16）:235.

[3]王凯，王龙.住宅小区后山崩塌成因机制及稳定性评价[J].长春工程学院学报：自然科学版，2012，13（2）：84-86.

[4]胥良，李云贵，刘艳梅，等.川西108国道高位崩塌成因与运动特征[J].水文地质工程地质，2008，35（2）：29-31.

（编辑：杨鹏）

Cause Analysis on Collapse and Ground Fissure in Zhupuzhen，Xiaoyi

SU Guangjian1，2
（1.College of Mining Engineering,Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China；2.Xiaoyi Development and Reform Bureau，Xiaoyi 032300，China）

With the development of mining in Shanxi province，goaf has become a serious destructive threat to the surface ground.The paper analyzes features and reasons of ground fissure and collapse caused by gob on the field exploration.

goaf；collapse；ground fissure

P694

A

1672-5050（2016）02-0068-02

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2016.02.021

2015-11-31

苏光建（1972-），男，山西孝义人，在读工程硕士，从事地质灾害研究。