综合Comprehensive
毗邻矿区建设用地地质灾害
危险性评估
汪星晨
（中国建筑材料工业地质勘查中心 广东总队地质环境院，广东 广州 ５１０４０３）
毗邻矿区建设用地由于其位置的特殊性，所遭受的地质灾害与矿区息息相关，本文以拟建山西省晋中摘 要：
市寿阳县城寿川嘉园住宅小区为例，通过分析拟建项目工程概况，综合所处位置的地质环境条件对其可能遭受的地质灾害进行了预测分析。
矿区；地质环境条件；地面塌陷；关键词：
Ａ １００２－５０６５Ｐ６９４ （２０１６）０３－００３４－３中图分类号：文献标识码：文章编号：
Construction land adjacent to the mining area geological disaster risk assessment
WANGXing-chen
（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０４０３，Ｃｈｉｎａ）
Abstract: ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｉｔｓ ｌｏｃａｔｉｏｎ， ａｄｊａｃｅｎｔ ｔｏ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｌａｎｄ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｓａｓｔｅｒ
ｉｓ ｃｌｏｓｅｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ＳｈｏｕＹａｎｇ ｃｏｕｎｔｙ ｏｆ Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ｊｉｎｚｈｏｎｇ ｃｉｔｙ ｓｕｇａｗａ ｊｉａｙｕａｎ ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ ａｒｅａ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ， ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｐｒｏｊｅｃｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｇｅｎｅｒａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ， ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｆｏｒ ｉｔ ｍａｙ ｓｕｆｆｅｒ ｆｒｏｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｏｆ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｉｓａｓｔｅｒｓ．
Keywords: ｍｉｎｅ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ｓｕｒｆａｃｅ ｃｏｌｌａｐｓｅ；
地质灾害危险性评估是在项目可行性研究阶段，通过收集区域地质环境资料和进行野外地质灾害调查基础上，对建设项目引发或加剧的地质灾害危险性进行综合评估[1-3]。地质灾害危险性评估方法众多，有工程类比法、层次分析法、加权比较法、相关分析法、模糊综合评判法及定量计算法等[4-6]。毗邻矿区建设用地由于其所处位置的特殊性，在对其可能遭受的地质灾害预测分析上需全面分析其所处的地质环境条件，并考虑矿山开采问题的影响，本文以拟建山西省晋中市寿阳县城寿川嘉
园住宅小区为例，运用定性定量相结合方法进行了地质灾害危险性评估。
1 工程概况
拟建项目位于山西省晋中市寿阳县城朝阳街北董家窳村一带，307国道南侧。距离评估区1.4km有一矿区。按规划设计共设置7幢高层建筑两幢二层商业用房及1幢3层社区服务楼[7-10]。高层建筑物均为30层，下设两层地下室，所有高层建筑均采用框架结构。总建筑面积约208616.36m2，其中住宅建筑面积153963.14 m2，配套公建建筑面积4468.01 m2，地下建筑面积50185.21 m2。室外场地整平标高为1060.00～1062.10m，因此
２０１６－０１收稿时间：
汪星晨，生于１９９０年，男，安徽桐城人，硕士，助理工程师。作者简介：
中国建筑材料工业地质勘查中心广东总队地质环境院。工作单位：
地质灾害、水文地质、环境地质。研究方向：
广东省广州市白云区机场路１１１号建发广场４ＦＤ８。通讯地址：
ｘｉｎｃｈｉ９２４＠１２６．ｃｏｍ联系方式：
工程建设时除基础开挖外，不存在大的挖、填方工程。
2 地质环境条件分析
2.1 地形地貌
评估区大的地貌单元位于寿阳山间盆地，次级地貌单元为白马河高阶地区。地表分布第四系松
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散层堆积物，场地地形整体开阔，场区地面标高为1058.00～10.42m，最大相对高差6.42m，地势呈西北高，东南低，中间呈台阶状地形。2.2 地质概况
评估区及其周围被新生界第四系全新统所覆盖，地
，石炭层由老到新分述如下：奥陶系中统峰峰组（O2f），上统太原组（C3t），二叠系下统山系中统本溪组（C2b）和下统下石盒子组（P1x），第四系。可采煤层西组（P1s）位于山西组中部。煤层特征见表1。
表1 可采煤层特征表
煤层号361515下
层厚0.4～4.08
2.750.0～1.500.810.0～2.0.880.0～5.682.280.0～7.333.370.0～5.431.62
夹石层数0～10～11～21～31～22～4
煤层间距距k8砂岩23米距3#煤20米距k7砂岩6米距8#煤12米
顶板岩性
砂质泥岩、泥岩，局部为
中、细粒砂岩
砂质泥岩、泥岩，局部为
中、细粒砂岩
泥岩、砂质泥岩，局部为
炭质泥岩
泥岩、砂质泥岩，局部为
中粒砂岩
底板
砂质泥岩，局部为细
粒砂岩
炭质泥岩，局部为细
粒砂岩
砂质泥岩，局部为炭质泥岩、粉砂岩砂质泥岩，局部为细
粒砂岩
砂质泥岩泥岩，砂质泥岩，局
部为粉砂岩
稳定性稳定不稳定不稳定较稳定稳定不稳定～较稳定
距k2下0～8.71
石灰岩，个别为泥岩
米
距15#煤
0.84～35.45米，砂质泥岩，局部为砂岩平均11.44米
2.3 岩土体工程地质特征
根据区内勘察资料，依据场地地基土堆积成因，同时考虑地基土沉积环境、沉积韵律、堆积时代及工程性能，可将地基土从上到下划分为十大层，第①层为素填土，第②层为湿陷性黄土，第③层为砾砂，第④层为粉质粘土夹粉土，第⑤层为粉砂夹细砂，第⑥层为粉质粘土夹粉土，第⑦层为粗砂，第⑧层粉质粘土，第⑨层泥岩，第⑩层砂岩2.4 水文地质条件
根据含水层岩性、地下水赋存条件和水动力特征，评估区地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水、碎屑岩间夹碳酸盐岩类裂隙岩溶水和碳酸盐岩类岩溶裂隙水。
其中对建设项目影响较大的为松散岩类孔隙水，主要赋存于第四系全新统中粗砂中，单位涌水量为0.187—1.49L/S·m，水度良好，水化学类型为HCO3—Ca型和HCO3—Ca·Na型，矿化度为338—5mg/L，属中等富水的含水层。该类水接受大气降水入渗补给、地表水补给、河谷两侧基岩裂隙水补给，水量随季节变化。排泄主要为地面蒸发和人工开采以及由河流上游向下游排泄。
2.5 人类工程活动对地质环境影响
拟建项目位于山西寿阳县城朝阳街北董家窳村一带。据现场调查，评估区及周边无采矿活动，距离评估区最近的矿为约1.4km外的山西新元煤炭有限责任公司
新元矿，人类工程活动以村民建房和修路为主。
3 地质灾害危险性预测评估
根据评估区地质环境条件及工程建设特点等分析，工程建设可能遭受的地质灾害主要是地面塌陷地质灾害。
评估区位于寿阳县城朝阳街北董家窳村。附近为部分耕田和村民建房，场区下赋存二叠系山西组3、6号和石炭系太原组8、9、15、15下号6层可采煤层，厚度平均分别为2.75、0.81、0.88、2.28、3.37、1.62m，总厚度达11.71m，各煤层间距为25.70、14.04、18.52、63.86、11.42m。
主要可采煤层3、6、8、9、15、15下号煤垂直埋深分别为505、531、545、563、627、638m。3号煤的深厚比为124，6号煤的深厚比为354，8号煤的深厚比为206，9号煤的深厚比为99，15号煤的深厚比为86，15下号煤的深厚比为117。
煤矿开采引发地面变形破坏的程度与煤层埋深、厚度、开采方式及覆岩性质关系较为密切。根据以往经验数据，当深厚比小于30时，地表变形严重，当深厚比在30～100时，地表变形中等，当深厚比大于100时，地表变形轻微。评估区下3、6、8、15下号号可采煤层深厚比大于100，如果开采地表变形轻微； 9、15可采煤层深厚比在30～100，如果开采地表变形中等；但由于开采3号煤层以下各煤层均属于复采煤层，煤层开采后将会
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导致地表变形严重。
评估区下伏分布3、6、8、9、15、15下号可采煤层，目前没有矿权设置，将来若开采，可能会对拟建建筑构成威胁，下面依据《三下采煤规程》中的经验公式，对煤层开采后地表最大移动、变形和倾斜值进行预测。公式如下：
（1）最大下沉值：Wmax=Mqcosα （2）最大曲率值
（3）最大倾斜值（4）最大水平移动值：Umax=b Wmax
Wmax：Kmax=±1.52 r2
Wmax：Imax= r
（5）最大水平变形值：εmax=±1.52b式中：M－煤层厚度(m)；
Wmax rq－下沉系数(mm/m)，初采取0.65；q复1取0.72； α－煤层倾角(°)，取6°；b－水平移动系数，查表取0.25；β－移动角，取72°。
r－主要影响半径，其值为采深与主要影响角正切值tgβ之比；
拟建场区3、6、8、9、15、15下号煤层厚度及地表产生的最大变形值见表4－1。
表2 开采3、6、8、9、15、15下煤层地表变形最大值
编号361515下
煤层埋深(m)
505531545563627638
煤层厚(m)2.750.810.882.283.371.62
Wmax(mm)1716.00 559.87 608.26 1575.94 2329.34 1119.74
Kmax(mm/m)±0.10 ±0.03 ±0.03 ±0.07 ±0.09 ±0.04
Imax(mm/m)9.48 3.25 3.44 8.63 9.45 5.41
Umax(mm)429.00 139.97 152.06 393.98 582.34 279.94
εmax(mm/m)±3.98 ±1.24 ±1.31 ±3.28 ±4.35 ±2.06
将表2与《三下采煤规程》中规定的地表变形对地面建筑物破坏程度进行对比可以看出：
若3、6、8、9、15、15下号煤层采空后，场区内地表倾斜变形破坏等级为达到Ⅳ级，水平变形破坏等级为Ⅲ级，采煤对其地面建（构）筑物的损坏程度为严重。
评估区目前无矿权设置，因此必须按相关规范为征地区留设保护煤柱，一旦地下煤层被采出或进入保护煤柱范围内，将会破坏岩体原有的结构平衡，采空区顶板岩层在自身重力及上覆岩层的压力下，易产生冒落带、裂隙带和缓慢下沉带，造成不同程度的地面变形，表现为地面塌陷和地裂缝，造成场区建筑物开裂、破坏、倒塌、道路变形等灾害。因此评估区煤层一旦采空，将导致地表产生地面塌陷、地裂缝地质灾害，危害对象为住宅楼及配套工程，经济损失大于100万元，威胁人数大于100人。
预测评估拟建工程遭受地裂缝、地面塌陷地质灾害的可能性大，危害大，危险性大。
灾害可能性大，危害性大，危险性大，建议采取一定防治措施。
4 结束语
毗邻矿区建设用地主要遭受地裂缝、地面塌陷地质
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