撫順主城區(qū)西部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害分布及影響因素的探討

1、撫順主城區(qū)西部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害分布及影響因素的探討    【摘要】以區(qū)域地質(zhì)環(huán)境為背景，以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查為依據(jù)，介紹了撫順主城區(qū)西部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育和分布特征，通過(guò)對(duì)礦山開(kāi)采資料的分析研究，對(duì)地裂縫地質(zhì)災(zāi)害形成、發(fā)展的影響因素進(jìn)行了初步探討?！娟P(guān)鍵詞】撫順；城區(qū)西部；地裂縫；地質(zhì)災(zāi)害；分布特征；影響因素；Abstract: with the regional geological environment as a background, based on the field investigation as the basis, this paper i

2、ntroduces the main urban areas west fushun ground fissures of geological disasters in the development and distribution, based on the analysis of the data mining, the geological disasters to crack the influence factors of formation and development is also discussed.Key Words:Fushun; western city; cra

3、ck; geological disasters; distribution; influencing factors中圖分類號(hào)：P56文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A 文章編號(hào)：1.前言撫順是一座坐落于渾河山間盆地的煤礦資源型城市，城區(qū)沿渾河南北兩岸分布。本文通過(guò)多年來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，查明了主城區(qū)西部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的分布特征，結(jié)合礦山開(kāi)采活動(dòng)，對(duì)地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的影響因素進(jìn)行初步探討，旨在為撫順市區(qū)城區(qū)改造建設(shè)場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)提供參考資料。2.地質(zhì)環(huán)境背景區(qū)域上，撫順市區(qū)位于北側(cè)的太古代結(jié)晶基底與南側(cè)的中新生代斷陷盆地的接觸帶上，以渾河深大斷裂帶呈北東東向橫貫市區(qū)為典型特征。渾河斷裂帶，是形成于太古代的北

4、東東向區(qū)域性殼層斷裂。中生代燕山運(yùn)動(dòng)，斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，總體上以北升南降的南北向拉伸為主，并伴隨有火山噴發(fā)，在斷裂帶內(nèi)及南側(cè)形成了中生界白堊系小嶺組安山巖、安山質(zhì)角礫熔巖和上部的大峪組砂、礫層。進(jìn)入新生代，區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)仍十分強(qiáng)烈，并繼承了燕山期的活動(dòng)特征。古新世，沿?cái)嗔延卸嘈鼗詭r漿的噴溢活動(dòng)，形成了底部的老虎臺(tái)組玄武巖夾煤層和上部的栗子溝組凝灰?guī)r層。始新世，火山活動(dòng)趨于平靜，斷裂以北升南降的差異運(yùn)動(dòng)為主，在盆地內(nèi)沉積了古城子組煤系地層、其上的計(jì)軍屯組油母頁(yè)巖層和西露天組綠色泥巖與褐色頁(yè)巖互層的湖沼相礦產(chǎn)層。漸新世，以河湖相沉積為主，形成了耿家街組的褐色頁(yè)巖夾薄層砂巖，同時(shí)，斷裂帶由南北拉伸轉(zhuǎn)為

5、南北擠壓，形成了一系列高角度逆沖斷層，其主干斷裂F1將白惡系小嶺組地層推覆于第三系地層之上，其分支斷裂F1A將太古代結(jié)晶基底巖石推覆于第三系和白惡系地層之上，經(jīng)地表剝蝕后形成了自上而下為太古界、中生界、新生界新老地層倒置的復(fù)雜斷層接觸關(guān)系，同時(shí)，將盆地?cái)D壓成一寬緩的向斜構(gòu)造。進(jìn)入第四紀(jì)，渾河斷裂帶以間歇性差異升降運(yùn)動(dòng)為主，沉積物以典型的河谷型階地沉積為特征。自晚更新世以來(lái)，斷裂帶處于相對(duì)穩(wěn)定期。3.地裂縫的分布及主要特征撫順主城區(qū)西部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害西起西露天礦坑北幫的石油一廠南門附近，沿F1A向東過(guò)撫順發(fā)電廠，沿西五路的千金小學(xué)、站前88-1#樓，東至中央大街西側(cè)的市公安局，斷續(xù)延長(zhǎng)近3000

6、m，總體走向在60°80°之間，如圖2所示。其起始段即撫順石油一廠院內(nèi)段（礦區(qū)坐標(biāo)W1500E800線對(duì)應(yīng)段），地裂縫沿F1A斷裂的下盤(pán)成群出現(xiàn)，地裂縫形成時(shí)間較早，上世紀(jì)80年代隨西露天礦在北幫向深部的開(kāi)采而變形加劇。主要表現(xiàn)為在地面上形成3-4個(gè)近東西向交錯(cuò)斷續(xù)分布的地面沉陷帶，沉陷帶最寬處可達(dá)80m，最大延長(zhǎng)近1500m，最大沉降深度約有0.5m（已進(jìn)行過(guò)多次回填），同時(shí)，在沉陷帶內(nèi)發(fā)于有10余條走向60°80°的地裂縫，裂縫寬度一般在510mm，最寬處可達(dá)0.5m，橫跨地裂縫的建筑物均發(fā)生不同程度的不均勻沉降及開(kāi)裂，。地裂縫在撫順發(fā)電廠院內(nèi)自上世

7、紀(jì)90年代變形開(kāi)始加劇，表現(xiàn)特征為沿F1A及其上盤(pán)的F41斷層形成兩條斷續(xù)分布、寬度在1020m的地面沉陷帶，最大沉降深度在0.5m左右，橫跨沉陷帶的建筑物均發(fā)生傾斜和不同程度的開(kāi)裂，建筑物的開(kāi)裂寬度一般在510mm，最大可達(dá)200mm。地裂縫過(guò)發(fā)電廠后沿F1A上盤(pán)的F41斷層發(fā)育，主要表現(xiàn)以橫跨地裂縫上建筑物的開(kāi)裂為主，地面沉陷不明顯。其中，千金21-2號(hào)樓和站前88-1號(hào)樓，從1986年開(kāi)始建成使用，一年后出現(xiàn)墻體開(kāi)裂，一般裂縫寬度在1020mm，最大裂縫寬度在50mm。地裂縫過(guò)站前88-1號(hào)樓后沿F41繼續(xù)向東發(fā)展是本世紀(jì)初開(kāi)始的，現(xiàn)已延伸至中央大街西側(cè)的原公安局主樓處，但破壞性不強(qiáng)，沒(méi)

8、有出現(xiàn)明顯的地面沉陷。主要表現(xiàn)為公安局主樓西墻上出現(xiàn)不同程度的裂縫，裂縫寬度一般在13mm，最寬可達(dá)5mm，而東墻尚未發(fā)現(xiàn)有明顯的變化。總體上看，撫順主城區(qū)西部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害位于西露天礦坑北幫的北側(cè)，沿F1A主斷裂呈近東西向線狀分布，其西段散開(kāi)，向東逐漸收斂，平面上呈“掃帚”狀；在活動(dòng)性和對(duì)建筑物的破壞性上，具有西部強(qiáng)而東部弱，自西向東逐漸減弱的特征，同時(shí)，普遍存在上世紀(jì)80年代后期變形加劇的特點(diǎn)。4.地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的主要影響因素4.1西露天礦采煤的影響西露天礦主要開(kāi)采向斜南翼中上部的煤層，現(xiàn)已形成東西長(zhǎng)6.6km，南北寬2.2km的露天礦坑。西部較深，坑底高為-350m，中、東部較淺，坑底高

9、程為-210-175m。北幫邊坡總體坡角為28°30°，根據(jù)邊坡的巖體組成采用多種方法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，邊坡總體穩(wěn)定，多年來(lái)的實(shí)際觀測(cè)資料也顯示，除石油一廠西部因向坡底深部開(kāi)采而出現(xiàn)局部滑坡，在興平路西端邊幫邊緣地帶形成拉裂破壞外，對(duì)其他地段地裂縫形成的影響不大。4.2勝利礦采煤的影響勝利礦主要開(kāi)采向斜南翼西露天礦北側(cè)的下部煤層，在北幫之下進(jìn)行井工開(kāi)采，開(kāi)采標(biāo)高一般在-300-650m，采用水砂充填條帶法開(kāi)采，由于石油一廠距邊幫較近，因此，受采動(dòng)影響強(qiáng)烈，地裂縫發(fā)育，且地面沉陷較為明顯，主礦于1979年停采。1977年和1985年，在勝利礦開(kāi)采北邊界的基礎(chǔ)上，繼續(xù)向北進(jìn)行了兩

10、段試驗(yàn)性的開(kāi)采，其中：1977年1978年，在地面對(duì)應(yīng)于西五街至中央大街的投影位置上，在-615m的水平上，采用水砂充填條帶法開(kāi)采了走向總長(zhǎng)765m的北側(cè)煤層，開(kāi)采標(biāo)高在-575-615m之間，開(kāi)采后最終邊界的投影位置接近于北幫的上邊界線，平均開(kāi)采深度近720m，如其采動(dòng)影響角按53°計(jì)算，采動(dòng)影響范圍接近600m，恰好與千金小學(xué)至老公安局一線地裂縫的發(fā)育相吻合，而地裂縫的強(qiáng)變形期出現(xiàn)在上紀(jì)八十年代中后期，則是受采煤影響的滯后反應(yīng)。1985年1987年，在地面對(duì)應(yīng)于石油一廠主廠區(qū)的投影位置上，在-650m的水平上，采用水砂充填條帶法限厚開(kāi)采了走向總長(zhǎng)390m的北側(cè)煤層，每個(gè)條帶寬13

11、0m，開(kāi)采60m，留防水煤柱70m，沿傾斜向北開(kāi)采了130m，開(kāi)采標(biāo)高在-615-650m之間，平均開(kāi)采深度為710m。試驗(yàn)開(kāi)采后，使石油一廠區(qū)段的地裂縫和地面變形進(jìn)入了加速發(fā)展期，說(shuō)明其開(kāi)采對(duì)地裂縫的形成和發(fā)展影響極大。4.3F1A斷裂的影響F1A作為渾河的主干斷裂之一，上陡下緩，上部?jī)A角近80°，下部為60°左右，向深部收斂歸于F1A。斷裂的上盤(pán)為太古代結(jié)晶基底巖石，巖體完整性較好而強(qiáng)度較高，下盤(pán)為白惡系大峪組砂、礫巖層，相對(duì)于上盤(pán)巖體完整性較差、強(qiáng)度較低。而斷層及破碎帶寬度在3080m不等，其中發(fā)育有斷層角礫和斷層泥，斷層泥呈軟塑可塑狀態(tài)，抗拉強(qiáng)度極低。普遍認(rèn)為，自晚

12、更新世以來(lái)，渾河斷裂帶整體是穩(wěn)定的。F1A雖然位于礦坑的北幫之外，但地裂縫發(fā)育段均處于勝利礦地下采煤活動(dòng)的影響范圍內(nèi)，西部石油一廠段距坑邊僅有150m，東部公安局距坑邊不過(guò)600m。勝利礦開(kāi)采煤層位于F1A下盤(pán)之下的南側(cè)，地下采煤造成頂板巖層的冒落和松動(dòng)而在上部巖體中產(chǎn)生垂直的拉應(yīng)力，同時(shí)，拉動(dòng)上部側(cè)向巖體產(chǎn)生向南的側(cè)向拉應(yīng)力，F(xiàn)1A下盤(pán)巖體在雙向拉伸的作用下沿?cái)嗔褞?nèi)最薄弱部位被拉開(kāi)而形成地裂縫。在地裂縫變形較大的部位，因基巖層中的隔水底板被破壞，引起上部松散層中孔隙水向下部基巖層中漏失形成垂直地下徑流。同時(shí)，將松散層中部分碎屑物帶走而在地面形成沉陷帶。綜上所述，撫順主城區(qū)西部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育，是以斷裂帶為形成空間，以地下人為采煤活動(dòng)為引發(fā)條件而形成和發(fā)展的，地下采煤活動(dòng)是形成地裂縫地質(zhì)災(zāi)害的根本和直接原因。    你可能感興趣的論文