李 峰
(貴州煤礦地質(zhì)工程咨詢與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中心,貴州貴陽550081)
畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)八寨鎮(zhèn)大梨樹煤礦位于畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)八寨鎮(zhèn),隸屬八寨鎮(zhèn)管轄,距八寨鎮(zhèn)13km,距海子街鎮(zhèn)18km。礦區(qū)由4個拐點坐標(biāo)圈定,呈南北向展布,為一長方形,走向長約3km,傾向?qū)捈s1.2km,面積3.7021km2。礦區(qū)西側(cè)5km外有畢節(jié)至滬洲321國道通過,礦區(qū)有簡易公路與321國道相通。
礦區(qū)位于云貴高原烏蒙山區(qū),屬低中山侵蝕—剝蝕地貌,低中山地形,煤系地層相對較緩,飛仙關(guān)組地層抗風(fēng)化能力較強,形成較陡的高山,總體地貌形態(tài)呈北—南向的山脈,地勢總體東低西高,最高點位于礦區(qū)北西的山頂,海拔1887.50m,最低點位于礦區(qū)北東面的沖溝處,海拔1347.50m。地形切割強烈,相對高差540m左右。
本礦區(qū)及周邊地層為二疊系中統(tǒng)茅口組,二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M、長興組,三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組及第四系。分述如下:
①二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m):淺灰—灰白色、中—厚層狀細晶石灰?guī)r,具縫合線構(gòu)造,含少量燧石團塊及炭泥質(zhì)條帶,產(chǎn)腕足類動物化石。據(jù)區(qū)域資料,其厚度大于300m。
②二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l):出露于礦區(qū)西部,系一套以泥巖及細粒碎屑巖為主,含少量煤巖的陸相為主的含煤構(gòu)造,以灰色、深灰色、黑色,泥巖、粉砂巖、細砂巖、灰?guī)r、煤層為主,局部夾鋁土質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖。產(chǎn)羊齒類等植物化石。組厚124.66~144.61m,平均136.83m。含煤12~24層,含可采煤層3層,編號14、15、16,其中14號煤層為全區(qū)可采,屬較穩(wěn)定煤層,15、16號煤層為大部可采,屬較穩(wěn)定煤層。
③二疊系上統(tǒng)長興組(P3c):深灰色、中—厚層狀含燧石石灰?guī)r,鋸齒狀縫合線構(gòu)造發(fā)育,含方解石脈,層間夾有機質(zhì)、泥質(zhì)條帶,產(chǎn)瓣鰓類動物化石。厚33.43~40.03m,平均厚35.86m。
④三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組(T1f):出露于礦區(qū)中部及東部,按礦區(qū)內(nèi)巖性出露可分為2段,分別描述如下:
飛仙關(guān)組一段(T1f1):巖性以淺灰綠色薄層狀鈣質(zhì)粉砂巖,間夾鈣質(zhì)泥巖、薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r,薄層狀粉砂巖。厚88.79~98.75m,平均厚93.47m。
飛仙關(guān)組二段(T1f2):巖性為上部紫紅色薄層狀粉砂巖,夾細砂巖、泥質(zhì)粉砂巖薄層,下部灰色中厚層狀石灰?guī)r,夾粉砂巖薄層,顯晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。縫合線構(gòu)造、節(jié)理裂隙發(fā)育。據(jù)區(qū)域資料,其厚度大于100m。
⑤第四系(Q):主要為坡積、殘積、沖積物,巖性以砂質(zhì)粘土、亞粘土為主,見泥灰?guī)r、砂巖團塊,多出露低洼地帶,不整合覆蓋于以上地層之上。厚1.50~17.10m,平均7.04m。
評估區(qū)位于清水鋪向斜西翼南段,總體呈一單斜構(gòu)造,地層走向近南—北,傾向近東,傾角30°~38°,一般33°。根據(jù)地表填圖、鉆孔揭露以及礦井巷道掘進資料詳細查明了F01逆斷層,走向近北西—南東,傾向北東,傾角59°左右,落差20~35m,區(qū)內(nèi)延展長度約370m。其對區(qū)內(nèi)可采煤層有一定破壞作用,上、下盤地層傾角變化不大。礦區(qū)內(nèi)褶皺不發(fā)育,但稍微有微波狀起伏。礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等。
14煤層:位于龍?zhí)督M上部,上距B1為17.33~23.33m,一般 20.28m。煤厚 0.50~5.34m,平均厚1.38m,采用厚度0.50~3.66m,平均厚1.18m。含0~1層夾矸,可采點率92%,算量面積98%,結(jié)構(gòu)簡單,對比可靠。為全區(qū)可采,屬較穩(wěn)定煤層。
15煤層:位于龍?zhí)督M中上部,上距14為8.80~21.21m,一般14.59m。整體上南部較厚,北部較薄。煤厚0.45~1.71m,平均厚1.19m,采用厚度0.45~1.52m,平均1.17m。含0~1層夾矸,點可采率83%,面積可采率89%,結(jié)構(gòu)簡單,對比可靠。為大部可采,屬較穩(wěn)定煤層。
16煤層:位于龍?zhí)督M中部,上距15為20.16~27.30m,一般24.14m。煤厚0~0.95m,平均厚0.70m,采用厚度0~0.95m,平均厚0.70m,單一煤層,厚度有一定的變化,屬薄煤層。該煤層層位較穩(wěn)定,點可采率67%,面積可采率70%,結(jié)構(gòu)簡單,對比可靠。為大部可采,屬較穩(wěn)定煤層。
經(jīng)實地調(diào)查,評估區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)滑坡一處,目前滑坡發(fā)生面積較小,只對附近耕地產(chǎn)生了影響,未對村寨及人員造成損失,但仍有再次發(fā)生的可能性。未發(fā)現(xiàn)崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫等其它地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。
礦區(qū)范圍內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)滑坡一處,未發(fā)現(xiàn)崩塌、地面塌陷、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,但存在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的隱患。在以后的礦山開采過程中,易加劇及誘發(fā)現(xiàn)有災(zāi)害和其它災(zāi)害,對礦山生產(chǎn)、村民建筑、礦山地面工程設(shè)施構(gòu)成威脅,危害程度大。
考慮采空疊加效應(yīng),根據(jù)其上部的覆蓋層厚度、礦體(層)間距、巖層巖性、傾角、裂隙節(jié)理發(fā)育情況等,按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》計算礦層安全開采深度,計算公式如下:
式中:K——安全系數(shù),煤層傾角30°~38°,一般33°,按Ⅱ類煤田,Ⅱ級保護級別取值150;
M——該煤礦可采煤層為14、15、16共3層,屬重復(fù)采動之山區(qū)煤礦,綜合作用厚度計算見表1。
表1 煤層綜合作用厚度計算表
由以上得安全開采深度為:Hδ=M×K=6.6×150=990.0(m)。
本礦區(qū)內(nèi)礦層的上覆巖層的厚度在0~950m,均小于安全采深,表明當(dāng)?shù)V層被開采后,在形成大面積的采空區(qū)域后,上覆巖層就會發(fā)生移動變形,從而影響地面建筑及加劇現(xiàn)狀地質(zhì)災(zāi)害,同時可能引發(fā)井田及其影響范圍內(nèi)地面塌陷、地裂縫、崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,對礦區(qū)及采礦活動影響范圍內(nèi)的村寨、公路和地面工業(yè)廣場的危害程度大。
(1)礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造中等,為指導(dǎo)礦區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防治,應(yīng)繼續(xù)查明礦層深部展布情況,正確劃定禁采區(qū)及校正地表移動影響邊界等認識;礦區(qū)上部的村寨住戶較多,由于采礦活動持續(xù)的時間較長,考慮到村寨范圍和規(guī)模會發(fā)生變化等因素,建議在劃定禁采區(qū)時準(zhǔn)確測量地面村寨并嚴(yán)格按照“規(guī)程”操作。
(2)為了避免引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害,充分利用有限資源,建議局部采取充填法采礦。
(3)成立地質(zhì)災(zāi)害防治小組,礦山生產(chǎn)期間加強對礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測,編制防災(zāi)預(yù)案,完善宣傳、警示標(biāo)志,認真做好預(yù)測、預(yù)報、預(yù)警工作,努力做到防患于未然,確保人民群眾生命財產(chǎn)安全,達到防災(zāi)減災(zāi)的目的。
(4)建議對礦區(qū)內(nèi)的沖溝設(shè)置長期的水文觀測點,在陡崖地段設(shè)置地表位移觀測點。
(5)建議業(yè)主在廢石場地周邊設(shè)計截流溝、攔渣壩和排水溝等工程,并按照相關(guān)技術(shù)要求設(shè)計矸石堆填高度、臺階高度及坡度,做專項地質(zhì)災(zāi)害評估工作,防止發(fā)生滑塌、滑坡及雨季引發(fā)泥石流。
[1]DZ/T 0286-2015地質(zhì)災(zāi)害危險性評估規(guī)范[S].
[2]地質(zhì)災(zāi)害防治條例(中華人民共和國國務(wù)院第394號令)[S].
[3]國家煤炭工業(yè)局.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程[S].北京:煤炭工業(yè)出版社,2000.