1、基本概況

　　20世紀80年代中期至20世紀末靖遠礦區(qū)有多達上百家地方煤礦與私營小煤窯進行煤炭開采經營，不僅造成礦區(qū)煤炭資源嚴重浪費，而且導致礦區(qū)地質災害進一步加劇。小煤窯基本在礦區(qū)煤田的淺部開采，其無序的亂挖濫采不僅嚴重破壞了煤炭資源的分布，而且給煤炭開采埋下了嚴重的安全隱患，加劇了礦區(qū)地面塌陷、地裂縫等地質災害的危害程度。

　　2、礦區(qū)地面塌陷現狀

　　2.1 地面塌陷

　　悠久的開采歷史和大量的煤炭開采在靖遠礦區(qū)形成了大范圍的地下采空區(qū)，導致礦區(qū)地面塌陷變形強烈、變形范圍大。1）變形特征：地面塌陷變形特征包括地表最大下沉量、最大水平移動、最大傾斜變形、最大水平變形和最大曲率變形量等。

　　2）塌陷程度分析：紅會礦區(qū)地面塌陷面積11.39km²，地表最大下沉值11.7m，最大水平移動3.7m，最大傾斜309 mm/m，最大水平變形83.66mm/m，-120.13mm/m，最大曲率變形為11.11×10-3/m，-3.09×10-3/m。王家山礦區(qū)地面塌陷面積4.37km²，地表最大下沉值11.5m，最大水平移動值5.2m，最大傾斜值157mm/m，最大水平變形值81.88mm/m，-92.79mm/m，最大曲率變形為4.24×10-3/m，-4.2×10-3/m。

　　2.2 地裂縫

　　煤礦開采形成的地裂縫往往與地面塌陷地質災害相伴而生，地裂縫發(fā)育特征受地質條件、地下采空區(qū)特征等因素控制。1）根據礦區(qū)地裂縫地表延伸長度特征及危害性將礦區(qū)地裂縫分成三級規(guī)模。礦區(qū)的Ⅱ級地裂縫最發(fā)育，其次為Ⅲ級地裂縫，Ⅰ級地裂縫最不發(fā)育，但其危害性最大，Ⅰ級地裂縫不僅會使受危害的建筑物報廢，并且易使礦井產生透水事故。礦區(qū)的Ⅱ級地裂縫不僅對建筑物危害較大，而且可能發(fā)生地表水滲漏現象。因此礦區(qū)的Ⅱ級地裂縫和Ⅰ級地裂縫是地質災害研究的重點。

　　2）一般地面塌陷范圍與地裂縫級別相輔相成，地面塌陷區(qū)范圍大，則地裂縫規(guī)模隨之增大，反之亦然，礦區(qū)地裂縫分布主要具有以下特征：

　　a.塌陷區(qū)周邊附近的地裂縫發(fā)育數量較少，塌陷區(qū)中部附近地裂縫發(fā)育數量多；

　　b.Ⅰ級地裂縫在靠近地面塌陷區(qū)中部附近的部位比較發(fā)育；Ⅱ級地裂縫在塌陷區(qū)中部分布較多；Ⅲ級地裂縫在塌陷區(qū)邊緣多，在Ⅰ級和Ⅱ級地裂縫尖滅處常伴生有Ⅲ級的弧形裂縫；

　　c.第四紀覆蓋層厚度大的寬闊河灘、山間盆地等部位地裂縫發(fā)育；第四紀覆蓋層厚度小（<1m）或基巖出露的山脊、陡坡和溝谷部位地裂縫少；

　　d.由于小煤窯開采深度較小、沒有留足夠的安全煤柱，因此，小煤窯采空區(qū)的地裂縫比大煤礦開采區(qū)的地裂縫發(fā)育數量多；

　　e.地面塌陷穩(wěn)定區(qū)的地裂縫分布數量比塌陷非穩(wěn)定區(qū)的地裂縫分布數量明顯少，其主要原因是地面塌陷穩(wěn)定區(qū)一般不再有新的地裂縫產生，而且塌陷穩(wěn)定區(qū)以前早期形成的地裂縫已基本被填埋或階坎已被夷平。眾多小煤窯集中開采區(qū)的各個小煤窯相互影響導致地裂縫分布多、密度大、規(guī)模大、危害性大。

　　3）不同級別的地裂縫延伸特征有差異，大多情況下Ⅰ級地裂縫沿開采范圍邊界附近呈中部直、兩端弧形延伸，Ⅱ級和Ⅲ級地裂縫呈近似直線狀延伸。

　　3、地面塌陷穩(wěn)定性分析

　　3.1 地面塌陷

　　根據原煤炭工業(yè)局頒布的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》有關規(guī)定，參照靖遠礦區(qū)地表移動觀測資料，綜合分析研究，礦區(qū)地面塌陷區(qū)地表移動延續(xù)時間與開采深度之間具有如下關系：

　　1）開采深度小于100m時，地表移動延續(xù)總時間為1年；

　　2）開采深度為100m-200m時，地表移動延續(xù)總時間為1.5年；

　　3）開采深度為200m-500m時，地表移動延續(xù)總時間為2年；

　　4）開采深度為300m-400m時，地表移動延續(xù)總時間為2.5年；

　　5）開采深度為400m-500m時，地表移動延續(xù)總時間為3年。從上述結果來看，開采深度越大，地面移動延續(xù)時間越長。綜合考慮各影響因素，通過分析研究，礦區(qū)地表塌陷穩(wěn)定性特征如下：

　　紅會煤礦：紅會一礦二號井為塌陷穩(wěn)定區(qū)；一號井1560m高程以上為塌陷穩(wěn)定區(qū)；五、六采區(qū)現已經開采的4個工作面為塌陷非穩(wěn)定區(qū)；紅會三礦井田屬塌陷穩(wěn)定區(qū)；紅會一礦八采區(qū)為塌陷非穩(wěn)定區(qū)；紅會四礦井田北翼煤層1580m等高線以上為塌陷穩(wěn)定區(qū)，該高程以下生產水平為塌陷非穩(wěn)定區(qū)。王家山煤礦：王家山礦一、二號井1650m等高線以上為塌陷穩(wěn)定區(qū)；四、五號井1600m等高線以上為塌陷穩(wěn)定區(qū)；1600m等高線以下為塌陷非穩(wěn)定區(qū)。

　　3.2 地裂縫

　　地裂縫穩(wěn)定性受多種因素影響，除受塌陷區(qū)穩(wěn)定性影響外，還受到地質條件、地表水和人類活動等因素影響。靖遠礦區(qū)地裂縫穩(wěn)定性具有如下特征：

　　1）地面塌陷穩(wěn)定區(qū)現有地裂縫多數基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)，該區(qū)不易產生新的地裂縫；塌陷非穩(wěn)定區(qū)不僅已有地裂縫繼續(xù)發(fā)展擴大，而且容易產生新的地裂縫；

　　2）松散物覆蓋層厚度大的部位，特別是黃土厚度大的部位，不僅已有地裂縫穩(wěn)定性差，而且易形成新的地裂縫。松散物覆蓋層的工程特性差，遭受外力容易破壞，已有的地裂縫易形成垮塌變形。

　　4、礦區(qū)地面塌陷治理建議

　　1）地裂縫夯填：對于紅會沙河的地裂縫采用以下措施：

　　a.排導溝范圍內的地裂縫首先回填夯實，然后在排導溝溝底鋪設30cm的漿砌片石；

　　b.對土地整治范圍的地裂縫進行回填夯實，對Ⅰ級和Ⅱ級地裂縫分層回填夯實。

　　2）塌陷坑回填：對沙河河道附近堆積的煤矸石與小煤窯形成的塌陷坑，采用煤矸石回填塌陷坑、整治河道和整治土地。3）恢復耕地：根據地面塌陷、地裂縫造成的土地破壞現狀，修筑高1m-1.5m的田坎，梯田坎用塊石壘砌，并用細料充實。梯田寬度50m-200m，表部覆0.3m-0.5m厚的黃土。

　　參考文獻：

　　[1] 張倬元，王士天，王蘭生。工程地質分析原理[M]。北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994