地裂縫地質災害成因分析范文

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摘要：山西霍州早期就發生了嚴重的地裂縫地質災害，損壞了很多耕地和房屋，直接影響了地下水資源分布，給當地經濟發展造成了很大影響。目前還不能清楚掌握當地地裂縫的原因，很難制定有效的防范措施。文章主要從水文地質、經濟活動和工程地質等方面分析了霍州西部地裂縫形成原因及造成的地質災害，并提出了治理措施，以期給相關人員提供借鑒。

關鍵詞：霍州西部；地裂縫；地質災害；成因分析

霍州煤炭資源豐富，給大家提供了大量的煤炭資源。但是隨著人們開采力度的增加，產生了地裂縫和地面塌陷等災害。據相關調查顯示，地裂縫對當地耕地和農田種植造成了大量破壞，影響了當代經濟的發展。目前，地裂縫成因還不清楚，不能及時制定相關防范措施。所以必須加強地裂縫研究，結合實際狀況，提出應對措施，促進當地經濟的平穩發展。

1概述

1.1地質狀況

霍州位于山西中部，地勢呈東高西低走向，山勢險峻，其中老爺頂為太岳山最高山峰，是境內最高點。地形總體變化為東北向西南。地裂縫產發于霍州中部與西部地區，長發作于山勢平滑、被黃土地層覆蓋地區，為主要產煤區域。

1.2煤礦開采情況

霍州煤礦資源較豐富，分布于霍山隆起西側，主要由山西號1,2號煤與太原組4，5，6，9，10，11號煤礦組成。其中可采集煤礦的主要是1，2，9，10，11,號煤層，煤礦總厚度維持在10米左右。霍州煤礦歷史悠久，數量較多，煤礦采煤差異大，絕大多數煤礦為豎井開采。

2地裂縫發育特點分析

2.1空間分布

霍州地裂縫集中在中西部采空區和外圍地帶為第四系的黃體地層，方向平行于巷道，無規律。從形態分布來看，大多數地裂縫均為直線，少數為折線，裂縫長度維持在200~2000米不等，寬度小于0.1~1.5米。剖面上下呈楔形，具有上下拉張下錯的特點，深度在5~15米。裂縫常見形式為排列組合，主要由5條左右單縫組成，其中非陶唐裕南程村裂縫群可達18條。

2.2時間演變特征

霍州地裂縫絕大多數均呈現空間塌陷變形演變，與礦井采煤活動密切相關，形成表現滯后于煤礦開采時間。同時地裂縫容易受到將與因素影響，擴大了原有規模，導致農民日常耕種無法進行。即使農民采用一些方法清理了地裂縫，但受來年雨季再次沖刷，依舊會形成地裂縫，且規模不斷擴大。

3地裂縫形成原因分析

3.1地面采空塌陷

從野外分析數據來看，地裂縫的形成與煤礦活動具有很大聯系。一般形成采空區之后，就會導致煤層頂部和頁巖等巖層架空，受周圍應力作用，損壞了平衡狀況，受自身重力和上層覆蓋巖石等因素的影響，導致巖層向下彎曲并發生一定。一旦頂板巖層內部拉力應力超過巖層抗拉極限后，就會發生頂板脫落，上覆巖層移動、彎曲等問題，進而形成地裂縫。隨著采集范圍的擴大，地裂縫會不斷向地表延伸。此外，在采空區不斷擴建的、人為原因等因素的影響下產生變形，就會重新分配上覆蓋地層營地，進而產生上覆蓋地層不均勻沉降，形成地裂縫。地裂縫形成簡圖如圖1所示。因此地裂縫形成原因與煤層采塌陷裂縫即下采空在上覆巖體中形成的裂隙帶及地表不均勻沉降即采空形成的上覆巖層不均勻塌陷均會導致地表土地發生破壞，進而形成地裂縫。

3.2地下水位下降

采煤排水導致地面不均勻沉降也是霍州地裂縫形成的重要原因。霍州產煤量較大，經過長期開采，很多煤礦煤炭資源已經枯竭。進行開采時，由于排礦坑水主要為基巖裂隙水，排水量較小，影響了巖溶水；下層煤采集主要與郭莊泉奧陶系巖溶水密切相關。復雜的地理條件決定了霍州礦區采煤時必須抽取大量地下水，導致采煤區水位急速下降，直接影響了含水截止孔隙水壓力，增大了上覆地層壓力，導致松散土層差異加大，地表壓密沉降出較大部位拉張較集中，受土層拉張作用，產生開裂變形。此外，地下水動力條件也是地裂縫產生的主要原因，會形成隱伏地裂縫。

3.3其他因素

霍州采空區地表巖性為灰黃色粉沙土和粉土質粘土，底部為棕紅色土壤。地質較疏松，空隙較大，垂直節理發育，遇水強度降低，濕陷性和壓縮性明顯。所以地裂縫形成后，受降雨影響，導致地裂縫發生潛蝕或沖蝕，加大了地裂縫變形，擴張了其范圍。此外，采煤放炮等震動和礦柱設計不合理也會影響地裂縫發展。據從上分析可知，沉積物是地裂縫產生的物質基礎，地下水位下降和煤礦踩空是地裂縫產生的動力因素。所以霍州地裂縫主要受人類活動影響。采空礦柱系統示意圖如圖2所示。

4防治措施分析

從上述分析可知，霍州地裂縫的產生與大規模采煤形成的大面積采空區具有很大聯系，進而誘發低下水位降低，因此，為了及時防止地裂縫擴展，減少裂縫對當地經濟的影響，必須從以下幾方面做起：1）進行礦產資源開發時，深入落實“在保護中開發，在開發中保護”的策略，減少因煤礦資源隨意采集產生的濫挖現狀，防止地裂縫擴展，維持霍州地區經濟的可持續發展。2）及時處理采空區形成的裂縫、塌坑等問題，主要采用填封，密集區可采取圍堤挖溝等措施處理，及時排除塌陷和裂縫區積水問題，避免產生嚴重坍塌和沉降等問題。3）采用矸石回填采煤法操作，即借助風力作用充填到采空區，提高采空區圍巖的穩定性，減少地裂縫產生。4）強化災害區域生態環境建設。結合當地地質及地貌等特點，適當地采用修建淤地壩和魚鱗坑等水利工程操作，攔蓄小泉和紅石，減少地表徑流量，提高地下水補給量。同時還要結合當地發展，開展植樹造林活動，及時退耕還林，涵養水土，提高大氣降水滲量。5）完成采煤排水處理后，結合實際發展需求，建立合適的地下水注入點，實現人工補償操作，增加空隙含水量，提高承載力。

5結束語

文章主要結合山西霍州西部地裂縫發育特點，分析了地裂縫形成的原因，然后針對性地提出了幾點防范措施。在實際操作中，還要加強地裂縫監控和防御，及時發現并處理問題，減少對當地經濟的影響，促進霍州西部地區的發展。

參考文獻：

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[3]齊瓊.山西黃土地質災害特性及預防研究[J].太原理工大學,2015(3).

作者：馬順 單位：山西省礦山調查測量隊