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【摘要】以区域地质环境为背景，以现场实际调查为依据，介绍了抚顺主城区西部地裂缝地质灾害的发育和分布特征，通过对矿山开采资料的分析研究，对地裂缝地质灾害形成、发展的影响因素进行了初步探讨。
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【关键词】抚顺；城区西部；地裂缝；地质灾害；分布特征；影响因素；
Abstract: with the regional geological environment as a background, based on the field investigation as the basis, this paper introduces 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; crack; geological disasters; distribution; influencing factors
中图分类号：P56文献标示码：A 文章编号：
1.前言
抚顺是一座坐落于浑河山间盆地的煤矿资源型城市，城区沿浑河南北两岸分布。本文通过多年来的现场实地调查，查明了主城区西部地裂缝地质灾害的分布特征，结合矿山开采活动，对地裂缝地质灾害的影响因素进行初步探讨，旨在为抚顺市区城区改造建设场地稳定性和适宜性评价提供参考资料。
2.地质环境背景
区域上，抚顺市区位于北侧的太古代结晶基底与南侧的中新生代断陷盆地的接触带上，以浑河深大断裂带呈北东东向横贯市区为典型特征。
浑河断裂带，是形成于太古代的北东东向区域性壳层断裂。中生代燕山运动，断裂活动强烈，总体上以北升南降的南北向拉伸为主，并伴随有火山喷发，在断裂带内及南侧形成了中生界白垩系小岭组安山岩、安山质角砾熔岩和上部的大峪组砂、砾层。进入新生代，区域构造活动仍十分强烈，并继承了燕山期的活动特征。古新世，沿断裂有多旋回基性岩浆的喷溢活动，形成了底部的老虎台组玄武岩夹煤层和上部的栗子沟组凝灰岩层。始新世，火山活动趋于平静，断裂以北升南降的差异运动为主，在盆地内沉积了古城子组煤系地层、其上的计军屯组油母页岩层和西露天组绿色泥岩与褐色页岩互层的湖沼相矿产层。渐新世，以河湖相沉积为主，形成了耿家街组的褐色页岩夹薄层砂岩，同时，断裂带由南北拉伸转为南北挤压，形成了一系列高角度逆冲断层，其主干断裂F1将白恶系小岭组地层推覆于第三系地层之上，其分支断裂F1A将太古代结晶基底岩石推覆于第三系和白恶系地层之上，经地表剥蚀后形成了自上而下为太古界、中生界、新生界新老地层倒置的复杂断层接触关系，同时，将盆地挤压成一宽缓的向斜构造。
进入第四纪，浑河断裂带以间歇性差异升降运动为主，沉积物以典型的河谷型阶地沉积为特征。自晚更新世以来，断裂带处于相对稳定期。
3.地裂缝的分布及主要特征
抚顺主城区西部地裂缝地质灾害西起西露天矿坑北帮的石油一厂南门附近，沿F1A向东过抚顺发电厂，沿西五路的千金小学、站前88-1#楼，东至中央大街西侧的市公安局，断续延长近3000m，总体走向在60°～80°之间，如图2所示。
其起始段即抚顺石油一厂院内段（矿区坐标W1500～E800线对应段），地裂缝沿F1A断裂的下盘成群出现，地裂缝形成时间较早，上世纪80年代随西露天矿在北帮向深部的开采而变形加剧。主要表现为在地面上形成3-4个近东西向交错断续分布的地面沉陷带，沉陷带最宽处可达80m，最大延长近1500m，最大沉降深度约有0.5m（已进行过多次回填），同时，在沉陷带内发于有10余条走向60°～80°的地裂缝，裂缝宽度一般在5～10mm，最宽处可达0.5m，横跨地裂缝的建筑物均发生不同程度的不均匀沉降及开裂，。
地裂缝在抚顺发电厂院内自上世纪90年代变形开始加剧，表现特征为沿F1A及其上盘的F41断层形成两条断续分布、宽度在10～20m的地面沉陷带，最大沉降深度在0.5m左右，横跨沉陷带的建筑物均发生倾斜和不同程度的开裂，建筑物的开裂宽度一般在5～10mm，最大可达200mm。
地裂缝过发电厂后沿F1A上盘的F41断层发育，主要表现以横跨地裂缝上建筑物的开裂为主，地面沉陷不明显。其中，千金21-2号楼和站前88-1号楼，从1986年开始建成使用，一年后出现墙体开裂，一般裂缝宽度在10～20mm，最大裂缝宽度在50mm。
地裂缝过站前88-1号楼后沿F41继续向东发展是本世纪初开始的，现已延伸至中央大街西侧的原公安局主楼处，但破坏性不强，没有出现明显的地面沉陷。主要表现为公安局主楼西墙上出现不同程度的裂缝，裂缝宽度一般在1～3mm，最宽可达5mm，而东墙尚未发现有明显的变化。
总体上看，抚顺主城区西部地裂缝地质灾害位于西露天矿坑北帮的北侧，沿F1A主断裂呈近东西向线状分布，其西段散开，向东逐渐收敛，平面上呈“扫帚”状；在活动性和对建筑物的破坏性上，具有西部强而东部弱，自西向东逐渐减弱的特征，同时，普遍存在上世纪80年代后期变形加剧的特点。
4.地裂缝地质灾害的主要影响因素
4.1西露天矿采煤的影响
西露天矿主要开采向斜南翼中上部的煤层，现已形成东西长6.6km，南北宽2.2km的露天矿坑。西部较深，坑底高为-350m，中、东部较浅，坑底高程为-210～-175m。北帮边坡总体坡角为28°～30°，根据边坡的岩体组成采用多种方法进行稳定性计算，边坡总体稳定，多年来的实际观测资料也显示，除石油一厂西部因向坡底深部开采而出现局部滑坡，在兴平路西端边帮边缘地带形成拉裂破坏外，对其他地段地裂缝形成的影响不大。
4.2胜利矿采煤的影响
胜利矿主要开采向斜南翼西露天矿北侧的下部煤层，在北帮之下进行井工开采，开采标高一般在-300～-650m，采用水砂充填条带法开采，由于石油一厂距边帮较近，因此，受采动影响强烈，地裂缝发育，且地面沉陷较为明显，主矿于1979年停采。1977年和1985年，在胜利矿开采北边界的基础上，继续向北进行了两段试验性的开采，其中：
1977年～1978年，在地面对应于西五街至中央大街的投影位置上，在-615m的水平上，采用水砂充填条带法开采了走向总长765m的北侧煤层，开采标高在-575～-615m之间，开采后最终边界的投影位置接近于北帮的上边界线，平均开采深度近720m，如其采动影响角按53°计算，采动影响范围接近600m，恰好与千金小学至老公安局一线地裂缝的发育相吻合，而地裂缝的强变形期出现在上纪八十年代中后期，则是受采煤影响的滞后反应。
1985年～1987年，在地面对应于石油一厂主厂区的投影位置上，在-650m的水平上，采用水砂充填条带法限厚开采了走向总长390m的北侧煤层，每个条带宽130m，开采60m，留防水煤柱70m，沿倾斜向北开采了130m，开采标高在-615～-650m之间，平均开采深度为710m。试验开采后，使石油一厂区段的地裂缝和地面变形进入了加速发展期，说明其开采对地裂缝的形成和发展影响极大。
4.3F1A断裂的影响
F1A作为浑河的主干断裂之一，上陡下缓，上部倾角近80°，下部为60°左右，向深部收敛归于F1A。断裂的上盘为太古代结晶基底岩石，岩体完整性较好而强度较高，下盘为白恶系大峪组砂、砾岩层，相对于上盘岩体完整性较差、强度较低。而断层及破碎带宽度在30～80m不等，其中发育有断层角砾和断层泥，断层泥呈软塑～可塑状态，抗拉强度极低。
普遍认为，自晚更新世以来，浑河断裂带整体是稳定的。F1A虽然位于矿坑的北帮之外，但地裂缝发育段均处于胜利矿地下采煤活动的影响范围内，西部石油一厂段距坑边仅有150m，东部公安局距坑边不过600m。胜利矿开采煤层位于F1A下盘之下的南侧，地下采煤造成顶板岩层的冒落和松动而在上部岩体中产生垂直的拉应力，同时，拉动上部侧向岩体产生向南的侧向拉应力，F1A下盘岩体在双向拉伸的作用下沿断裂带内最薄弱部位被拉开而形成地裂缝。在地裂缝变形较大的部位，因基岩层中的隔水底板被破坏，引起上部松散层中孔隙水向下部基岩层中漏失形成垂直地下径流。同时，将松散层中部分碎屑物带走而在地面形成沉陷带。
综上所述，抚顺主城区西部地裂缝地质灾害的发育，是以断裂带为形成空间，以地下人为采煤活动为引发条件而形成和发展的，地下采煤活动是形成地裂缝地质灾害的根本和直接原因。 |
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发表于 2018-7-16 16:41:27