發(fā)布時間：2020-06-14 20:05

【摘要】：本文以山西某大型礦山為研究對象,通過野外調查及數(shù)理統(tǒng)計方法研究了礦區(qū)地面沉陷特征、影響因素及形成機制,進而基于GIS平臺完成了礦區(qū)地面沉陷風險性評價。取得以下主要認識:(1)礦區(qū)面積達83.6126km~2,礦山地質環(huán)境問題包括地質災害、含水層破壞、地形地貌景觀破壞及土地資源占用與破壞等,調查結果表明:礦山地質災害以地裂縫為主,礦區(qū)東部含水層破壞嚴重,地形地貌景觀及土地資源受煤矸石及地面沉陷影響嚴重。綜合來看礦區(qū)東部地質環(huán)境問題嚴重。(2)礦區(qū)地面沉陷主要表現(xiàn)為地裂縫、塌陷坑及建筑損毀。從基本地質條件和開采工藝入手,分析地面沉陷的分布規(guī)律及其控制影響因素,結果表明:煤層開采誘發(fā)地面沉陷,地質條件及開采條件為地面沉陷控制因素,水文條件加劇地面沉陷。(3)礦區(qū)滑動型地裂縫分布廣泛,重點分析其影響因素及形成機制研究,研究結果表明:礦區(qū)滑動型地裂縫規(guī)模較大且低側下落明顯,受坡體形態(tài)影響嚴重,采空區(qū)頂板冒落引起應力重分布及層間錯動,山坡上部巖層向下滑移形成張性拉裂帶,這種緩慢變形在經(jīng)過較長時間及重復開采擾動后形成地裂縫。(4)礦區(qū)地面沉陷危險性評價結果表明:高危險區(qū)主要分布于礦區(qū)中部新采空區(qū)及東部埋深較淺的重復采動區(qū)域,中危險區(qū)主要分布于東部趨于穩(wěn)定的老采空區(qū),低危險區(qū)主要分布于埋深較大且無重復開采的采空區(qū)上方,極低危險區(qū)分布于未開采區(qū)。(5)礦區(qū)地面沉陷易損性評價結果表明:高易損區(qū)主要分布于國道附近工業(yè)用地,次高易損區(qū)主要分布于礦區(qū)東南角城鎮(zhèn),中易損區(qū)分散分布于各聚居村落,林地及未利用地分布較廣,故低易損區(qū)面積較大。(6)礦區(qū)地面沉陷風險性評價結果表明:高風險區(qū)主要集中于礦區(qū)東南國道兩側,主要為工業(yè)用地集中區(qū),地下煤層埋深較淺且重復開采較多,目前該區(qū)域地表趨于穩(wěn)定,治理后應盡量避免地面荷載過大的人類活動,以免地面沉陷加劇。本文對礦區(qū)地面沉陷及風險性評價的研究為礦山的后續(xù)開發(fā)及恢復治理提供重要理論依據(jù),而且對其它未開發(fā)或始開發(fā)的礦山預防采空沉陷事故及減少地面沉陷損失具有重要的借鑒意義。
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P642.26;TD327
【圖文】：

家溝組 O2s 170-320斑狀灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r及成。家溝組 O2x 194±上段白云質灰?guī)r與泥巖互層色中厚層狀泥晶灰?guī)r云質灰?guī)r。O185± 含燧石結核的亮晶白云巖及∈ 483-563含灰質白云巖與含泥質白云質灰?guī)r，大渦卷灰?guī)r。構造沁水盆地東北邊緣、新華夏系第三隆起帶中段以東。較低序次的娘子關帚狀構造、壽陽局部處于研究區(qū)東西兩側。北抵一東西褶皺帶，圖 2-1）。新華夏系較低序次凹皺帶呈北北東向

性為砂巖、泥巖及少量煤層，地層情況見圖 3-6。從鉆孔揭露的地層巖性特征來看，采空區(qū)塌陷受到地層巖性組合影響較大，礦區(qū)主要為砂巖和泥巖，采空區(qū)塌陷導致上部巖體產(chǎn)生大量的破碎帶，其中，砂巖主要表現(xiàn)為中陡傾的節(jié)理裂隙，巖芯風化后呈塊狀，而泥巖主要表現(xiàn)為碎裂帶，巖芯風化后為碎塊狀。其中 ZK01主要反映了深層采空區(qū)的塌陷特征、巖體變形特征及含水層破壞特征等，ZK01揭露的地層巖性分析如下：該鉆孔位于沖溝谷底（圖 3-2），基巖出露，鉆孔未涉及第四系地層。強風化帶巖性為砂巖和泥巖，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀和短柱狀。中風化帶巖性主要為泥巖和長石石英砂巖，巖體較完整，巖性呈短柱狀，巖層面清晰，傾角 8°。弱風化帶巖性為砂巖，巖體完整，巖芯呈短柱狀和長柱狀（圖 3-3）。砂巖和泥巖巖芯具有明顯的區(qū)別，泥巖節(jié)理裂隙發(fā)育，多為破碎帶（圖 3-6），一組緩傾結構面較發(fā)育，傾角 35°，間距 5~10cm，裂隙無充填；巖芯呈塊狀，采取率較低；砂巖結構穩(wěn)定，裂隙不發(fā)育，巖芯完整，呈短柱狀和長柱狀，巖層面清晰（圖 3-5），少量泥巖夾層中可見明顯的斜層理。

【參考文獻】

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本文編號：2713289