常見地質(zhì)災(zāi)害

我國是地質(zhì)災(zāi)害常發(fā)國家，常見地質(zhì)災(zāi)害主要有地震、崩塌、滑坡、泥石流、瓦斯爆炸和礦井突水等。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，自1949年以來，因地震死亡30多萬人，傷殘百萬人，倒塌房屋1000多萬間。其中，1976年唐山地震死亡24.2萬人，傷殘16.4萬人，直接經(jīng)濟(jì)損失100億元。2008年汶川地震造成87406人（含失蹤人數(shù)）遇難，374176人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失8451億元。

我國共發(fā)生較大型崩塌3000多處、滑坡2000多個(gè)，中小型“崩、滑、流”多達(dá)40多萬處。全國有350多個(gè)縣的上萬個(gè)村莊、100余座大型工廠、55座大型礦山、3000多km鐵路受“崩、滑、流”的嚴(yán)重危害。發(fā)生巖溶塌陷近3000處，塌陷坑3萬多個(gè)，塌陷面積達(dá)300多km2。

上海、天津、江蘇、浙江和陜西等16個(gè)省（市）的46個(gè)城市出現(xiàn)了地面沉降問題。全國荒漠化面積達(dá)62×106m2，水土流失面積超過.80×106m2。§13-1地質(zhì)災(zāi)害概述一、地質(zhì)災(zāi)害的概念

地質(zhì)災(zāi)害是指各種地質(zhì)作用給人民生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成的危害。

與地質(zhì)作用對應(yīng)對應(yīng)，地質(zhì)災(zāi)害也包括內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)災(zāi)害和外動(dòng)力地質(zhì)災(zāi)害。二、地質(zhì)災(zāi)害的特征1.地質(zhì)災(zāi)害的必然性與可防御性

地質(zhì)災(zāi)害形成的實(shí)質(zhì)是地內(nèi)能量和物質(zhì)不斷調(diào)整、又不斷達(dá)到平衡的動(dòng)力過程。因此，地質(zhì)災(zāi)害是伴隨這個(gè)過程而生并與人類共存的必然現(xiàn)象。2.地質(zhì)災(zāi)害的隨機(jī)性和周期性

地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展的過程極其復(fù)雜，影響因素多種多樣，其發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度具有很大的不確定性。另外，人們對地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)知程度也是在不斷提高中。

與地質(zhì)作用一樣，地質(zhì)災(zāi)害也表現(xiàn)出周期性的特征。例如，地震活動(dòng)具有平靜期和活躍期等周期性特征；泥石流、滑坡和崩塌表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性規(guī)律。3.地質(zhì)災(zāi)害的突發(fā)性和漸進(jìn)性

地震、瓦斯爆炸、泥石流、滑坡和崩塌等，均屬突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，具有驟然發(fā)生、歷時(shí)短、爆發(fā)力強(qiáng)、成災(zāi)快、危害大的特征；

但有的地質(zhì)災(zāi)害象土地荒漠化、地面沉降、煤田自燃等屬于漸進(jìn)性地質(zhì)災(zāi)害，其危害程度是逐步加重的，往往涉及范圍比較大，后果和損失更為嚴(yán)重，有的甚至無法估量。4.地質(zhì)災(zāi)害的群體性和誘發(fā)性

許多地質(zhì)災(zāi)害不是孤立發(fā)生或存在的，前一種災(zāi)害的結(jié)果可能是后一種災(zāi)害的誘因或?yàn)?zāi)害鏈中的某一環(huán)節(jié)。因而，地質(zhì)災(zāi)害常常具有群發(fā)性的特點(diǎn)。

例如，每一次大地震后均有若干次余震發(fā)生。2008年5月12日的汶川地震誘發(fā)了多少滑坡和崩塌，造成了巨大損失。5.地質(zhì)災(zāi)害的成因多元性和原地復(fù)發(fā)性

不同的地質(zhì)災(zāi)害其成因各不相同，大多具有多元性，往往受氣候、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造等諸多因素制約。

有些地質(zhì)災(zāi)害具有原地復(fù)發(fā)性，如我國川藏公路沿線的古鄉(xiāng)冰川泥石流，一年內(nèi)競發(fā)生70多次，十分罕見！6.地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域性

地質(zhì)災(zāi)害一般受控于當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域地質(zhì)條件，因而其空間分布呈現(xiàn)區(qū)域性特點(diǎn)。

我國地質(zhì)災(zāi)害可劃分為四大區(qū)域：①東部區(qū)：以地面沉降、地面塌陷和礦井突水為主。②中部區(qū)：以“崩、滑、流”為主。③青藏高原區(qū)：以凍融、泥石流為主。④西北區(qū)：以土地荒漠化為主。7.地質(zhì)災(zāi)害的破壞性與“建設(shè)性”

辯證的看地質(zhì)災(zāi)害帶給人類是深重的災(zāi)難，但有時(shí)也有“建設(shè)性”的有益作用。

如上游的水土流失可為下游提供肥沃的土壤。8.地質(zhì)災(zāi)害影響的復(fù)雜性和嚴(yán)重性

地質(zhì)災(zāi)害會(huì)對人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響表現(xiàn)出長久性、復(fù)合性等特點(diǎn)。

例如，重大地質(zhì)災(zāi)害常造成大量人員傷亡和人口大遷移。經(jīng)濟(jì)發(fā)展也受地質(zhì)災(zāi)害周期性影響，在地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)平靜期，社會(huì)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)發(fā)展快。反之，在活躍期，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，生產(chǎn)停頓或半停頓，經(jīng)濟(jì)發(fā)展受嚴(yán)重影響。三、地質(zhì)災(zāi)害的等級劃分2003年11月19日國務(wù)院通過的《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》中，將地質(zhì)災(zāi)害按照人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失大小分為四個(gè)等級：1.特大型：因?yàn)?zāi)死亡30人以上或者直接經(jīng)濟(jì)損失1000萬元以上的；2.大型：因?yàn)?zāi)死亡10人以上30人以下或者直接經(jīng)濟(jì)損失500萬元以上1000萬元以下的；3.中型：因?yàn)?zāi)死亡3人以上10人以下或者直接經(jīng)濟(jì)損失100萬元以上500萬元以下的；4.小型：因?yàn)?zāi)死亡3人以下或者直接經(jīng)濟(jì)損失100萬元以下的。§13-2地震災(zāi)害一、地震的分布（一）全球地震分布地震分布很有規(guī)律，分布于四個(gè)地震帶上：1.環(huán)太平洋地震帶

分布于瀕臨太平洋的大陸邊緣與島嶼。

其基本位置與環(huán)太平洋火山帶相同，但影響范圍較火山作用稍寬，連續(xù)成帶性也更明顯。這一地震帶集中了世界上80%的地震，包括大量的淺源地震，90%的中源地震，幾乎所有深源地震和全球大部分特大地震。

大概位置為從南美洲西海岸安第斯山開始，向南經(jīng)南美洲南端，馬爾維納斯島到南喬治亞島；向北經(jīng)墨西哥、北美洲西岸、阿留申群島、堪察加半島、千島群島到日本群島；然后分成兩支，一支向東南經(jīng)馬里亞納群島、關(guān)島到雅浦島，另一支向西經(jīng)琉球群島、我國臺(tái)灣、菲律賓到蘇拉威西島，與地中海-印尼地震帶匯合后，經(jīng)所羅門群島、新赫布里底群島、斐濟(jì)到新西蘭。2.

地中海-喜馬拉雅-印尼地震帶（歐亞地震帶）

該帶集中了世界上15%的地震。主要是淺源地震和中源地震，缺少深源地震。

大概位置為西起大西洋亞速爾群島，向東經(jīng)地中海、土耳其、伊朗、阿富汗、巴基斯坦、印度北部、中國西部和西南邊境、過緬甸到印度尼西亞，與環(huán)太平洋地震帶相接。它橫越歐亞非三洲，全長2萬多公里，基本上與EW向火山帶位置相同，但帶狀特征更加鮮明。3.大洋海嶺地震帶（洋中脊地震帶）

分布在全球洋中脊的軸部，均為淺源地震，震級一般較小。4.大陸斷裂地震帶

該帶規(guī)模較小，不連續(xù)分布于大陸內(nèi)部。

在地貌上常表現(xiàn)為深水湖，如東非裂谷、紅海裂谷、貝加爾裂谷、亞丁灣裂谷等。大陸裂谷地震活動(dòng)性也比較強(qiáng)，均屬淺源地震。（二）我國地震分布

我國位于世界兩大地震帶——環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓，地震斷裂帶十分發(fā)育（圖13–2）。

在中部有一條縱貫?zāi)媳钡牡卣饚АＫ逼鹳R蘭山和六盤山，向南橫穿秦嶺，經(jīng)龍門山到川西和滇東，綿延2000余公里，集中了若干7級以上的大震

。此帶以東為東部地震區(qū)，以西為西部地震區(qū)。

東部地震區(qū)分為東北地震區(qū)、華北地震區(qū)和華南地震區(qū)。其中以華北地震區(qū)最突出，強(qiáng)烈的地震多發(fā)生在此區(qū)，如邢臺(tái)地震、海城地震、唐山地震。

西部是新近斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，也易于發(fā)生大震。西部地震區(qū)分為西北地震區(qū)和西南地震區(qū)。二、地震災(zāi)害（一）地震效應(yīng)

在地震影響范圍下，地殼表層各種振害及破壞現(xiàn)象稱為地震效應(yīng)。

對建筑物來說，地震效應(yīng)可分為場地破壞效應(yīng)和強(qiáng)烈大地振動(dòng)破壞效應(yīng)。1.場地破壞效應(yīng)（1）地面破裂效應(yīng)

地震導(dǎo)致地面錯(cuò)位、變形，巖土體和地層斷裂，造成建筑物、道路、管線等嚴(yán)重破壞。（2）斜坡破壞效應(yīng)

地震導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)引發(fā)滑坡、崩塌等災(zāi)害。（3）地基基底效應(yīng)

地基強(qiáng)烈沉降或不均勻沉降;

地基水平滑移;

砂土地基液化等。2.強(qiáng)烈大地振動(dòng)破壞效應(yīng)（1）地震力對建筑物的作用

地震力是地震波直接產(chǎn)生的慣性力，作為地震荷載作用于建筑物，使建筑物發(fā)生變形破壞。（2）地震周期對建筑物的影響

當(dāng)建筑物與地震的振動(dòng)周期相等或相近時(shí)便會(huì)引起共振，導(dǎo)致建筑物振幅加大，然后傾倒、破壞。

建筑物愈高，自振動(dòng)周期愈長，愈易遭到破壞；

距震中愈遠(yuǎn)，地面振動(dòng)周期愈長，可見遠(yuǎn)處的高層建筑物破壞嚴(yán)重。（二）地震災(zāi)害的特點(diǎn)1.瞬間發(fā)生

地震災(zāi)害發(fā)生突然，來勢兇猛，可在幾秒到幾十秒鐘內(nèi)摧毀一座城市。震前有時(shí)沒有明顯預(yù)兆，尤其是人們熟睡的午夜，以致無法逃避，造成大規(guī)模毀滅性災(zāi)難。2.災(zāi)難嚴(yán)重

地震災(zāi)害直接摧毀建筑物，致人傷亡;

地震災(zāi)害常引發(fā)次生災(zāi)害，如次生火災(zāi)、次生海嘯、次生洪水等特大型災(zāi)害。3.預(yù)報(bào)困難地震成因復(fù)雜至今人類仍然沒有掌握其預(yù)測方法4.謠言成災(zāi)

在地震災(zāi)害發(fā)生過程中，有時(shí)地震謠言會(huì)造成“無震成災(zāi)”。這在其它地質(zhì)災(zāi)害中是罕見的三、地震監(jiān)測與預(yù)報(bào)（一）地震監(jiān)測地震監(jiān)測是地震預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。布設(shè)測震站點(diǎn)、建立前兆觀測網(wǎng)絡(luò)及信息傳輸系統(tǒng)，收集地震信息。

1.監(jiān)測活動(dòng)斷層目前，全球包括我國許多活動(dòng)斷層都處于嚴(yán)密的監(jiān)測控制之下。其方法越來越先進(jìn)，越來越科學(xué)，從最初的技術(shù)含量很低的動(dòng)物異常反應(yīng)的觀察，到現(xiàn)在的精密儀器自動(dòng)監(jiān)測并通過衛(wèi)星傳遞數(shù)據(jù)，且用高速計(jì)算機(jī)處理信號。2.監(jiān)測地面位移或變形

最有前途的的技術(shù)是利用衛(wèi)星（如GPS）監(jiān)測地面微小變化，來說明地面是否產(chǎn)生位移或變形，從而獲得地震前兆信息。3.監(jiān)測板塊邊界形變

采用GPS，監(jiān)測板塊邊界形變，建立監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，快速處理數(shù)據(jù)等。（二）地震預(yù)報(bào)目前為止，人類還無法直接觀測地球內(nèi)部發(fā)生的變化，因此也無法預(yù)測預(yù)報(bào)地震，尤其是短期預(yù)報(bào)或臨震預(yù)報(bào)更是世界難題。但人類始終在努力實(shí)踐，預(yù)測預(yù)報(bào)一直在做著。通過震前地震活動(dòng)、地形變、地磁（電）場、地下水位及化學(xué)成分等的長、中、短、臨各階段前兆變化特征的研究，結(jié)合地質(zhì)和深部地球物理場的背景資料，完成對未來地震時(shí)、空、強(qiáng)三要素的預(yù)報(bào)。地震預(yù)報(bào)分為長期預(yù)測（幾年到幾十年或更長時(shí)間）、中短期預(yù)報(bào)（幾個(gè)月到幾年）和臨震預(yù)報(bào)（幾天之內(nèi)）。§13-3斜坡失穩(wěn)地質(zhì)災(zāi)害斜坡包括天然斜坡和人工開挖的邊坡。斜坡的形成，使巖土內(nèi)部原有應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，出現(xiàn)坡體應(yīng)力重新分布，坡體便不斷地發(fā)展變化。一般先變形，逐漸發(fā)展為破壞。天然斜坡變形與破壞的發(fā)展過程可以是漫長的，人工邊坡變形與破壞的發(fā)展過程一般較為短暫。斜坡變形最為明顯的特點(diǎn)是，坡體未出現(xiàn)貫通性破壞面，其整體沒有產(chǎn)生滑動(dòng)破壞，但在局部也可能出現(xiàn)一定程度的破壞與錯(cuò)動(dòng)，變形主要表現(xiàn)為坡體松動(dòng)和蠕動(dòng)。松動(dòng)是指斜坡形成之初，在坡體表層會(huì)出現(xiàn)一系列與坡向平行的張性裂隙，而被切割的巖體向臨空面方向松開、移動(dòng)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是由斜坡卸荷回彈引起的，所以常把松動(dòng)裂隙發(fā)育的斜坡部位稱為斜坡卸荷帶（也稱斜坡松動(dòng)帶）。斜坡松動(dòng)是變形與破壞的初始表現(xiàn)。因此，確定松動(dòng)帶的范圍，研究松動(dòng)帶內(nèi)巖體特征，對斜坡穩(wěn)定性的論證、工程施工等具有重要意義。蠕動(dòng)是指斜坡巖土體在坡體應(yīng)力長期作用下，向臨空面方向緩慢而持續(xù)變形的現(xiàn)象。蠕動(dòng)實(shí)質(zhì)上是巖土的粒間滑動(dòng)（塑性變形），或沿巖石裂紋微錯(cuò)及巖體中一系列擴(kuò)展所致。隨著拉張裂隙的出現(xiàn)，滲水作用加強(qiáng)，變形進(jìn)一步發(fā)展，后緣拉張，裂隙加寬，開始出現(xiàn)不大的錯(cuò)距，兩側(cè)剪切裂隙也相繼出現(xiàn)。坡腳附近的巖土被擠壓或潮濕滲水，此時(shí)滑動(dòng)面（破壞面）已大部分形成，但尚未全部貫通。斜坡破壞是坡體中已產(chǎn)生貫通破壞面，并以一定速度發(fā)生移位為標(biāo)志。斜坡破壞的形式很多，但破壞性最大的是滑坡和崩塌。一、滑坡

滑坡是指斜坡土體和巖體在重力作用下失去原有的穩(wěn)定狀態(tài)，沿著斜坡內(nèi)某些滑動(dòng)面（或滑動(dòng)帶）作整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。滑坡具有整體性和移動(dòng)方式為滑動(dòng)（不是傾倒或滾動(dòng)）的特點(diǎn)。（一）滑坡的構(gòu)成要素1.滑坡體——指斜坡內(nèi)沿滑動(dòng)面往下滑動(dòng)的那部分巖土體。它可以保持原始結(jié)構(gòu)，內(nèi)部相對位置基本不變。其體積大小不等，大者可達(dá)幾千萬立方米。2.滑動(dòng)面、滑動(dòng)帶——滑坡體沿其滑動(dòng)的面稱為滑動(dòng)面，滑動(dòng)面以上被揉皺了的厚幾厘米至幾米的結(jié)構(gòu)擾動(dòng)帶稱為滑動(dòng)帶。滑動(dòng)面的形狀有圓弧形、直線形、折線形。其大多數(shù)位于黏土類層或其他軟弱巖層內(nèi)。許多滑坡的滑動(dòng)面常常有地下水活動(dòng)，有的常有泉水出露。3.滑坡床——滑動(dòng)面下未動(dòng)的巖土體稱為滑坡床。它完全保持原有的結(jié)構(gòu)，但在滑動(dòng)周邊處可出現(xiàn)不同性質(zhì)的裂隙。4.滑坡后壁——滑坡體下滑后，在其后部形成的一個(gè)陡壁稱為滑坡后壁，它實(shí)際上是滑動(dòng)面在上部的露頭，其形態(tài)呈“圈椅”狀。5.滑坡臺(tái)地——滑坡體下滑后，在滑坡體表面，形成的階梯狀地形稱為滑坡臺(tái)地。其前緣比較陡的破裂壁稱為滑坡臺(tái)坎。6.滑坡鼓丘——滑坡體下滑時(shí)，如果受到阻礙，就會(huì)形成隆起的小丘，稱為滑坡鼓丘。7.滑坡舌——滑坡體前部如舌狀向前伸出的部分稱為滑坡舌。8.滑坡裂縫——滑坡體運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于各部位移動(dòng)速度不均勻，在其體內(nèi)及表面產(chǎn)生的裂縫稱為滑坡裂縫。一般分為拉張裂縫、鼓張裂縫、剪切裂縫、扇形張裂縫。9.滑坡主軸——也稱主滑線，為滑坡體滑動(dòng)速度最快的縱向線，它代表整個(gè)滑坡的滑動(dòng)方向。其跡線可以是直線，也可以是折線。（二）滑坡類型1.按滑坡物質(zhì)組成成分劃分（1）覆蓋層滑坡有黏性土滑坡、黃土滑坡、碎石滑坡、風(fēng)化殼滑坡。（2）基巖滑坡按與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系可分為：均質(zhì)滑坡〔圖13-4(a)〕、順層滑坡〔圖13-4(b)、(c)〕、切層滑坡〔圖13-4(d)〕。順層滑坡又可分為沿層面滑動(dòng)或沿基巖面滑動(dòng)的滑坡。（3）特殊滑坡有融動(dòng)滑坡、陷落滑坡等。2.按滑坡體的厚度劃分主要有淺層滑坡、中層滑坡、深層滑坡、超深層滑坡。

3.按滑坡規(guī)模劃分主要有小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡、巨型滑坡。4.按形成的年代劃分主要有新滑坡、古滑坡。

5.按力學(xué)條件劃分主要有牽引式滑坡、推動(dòng)式滑坡。劃分依據(jù)名稱類型滑坡的特征按滑坡物質(zhì)組成成分覆蓋層滑坡黏性土滑坡黏性土本身變形滑動(dòng)，或與其他成因的土層接觸面或沿基巖接觸面而滑動(dòng)黃土滑坡不同時(shí)期的黃土層中的滑坡，并多群集出現(xiàn)，常見于高階地前緣斜坡上碎石滑坡各種不同成因類型的堆積層體內(nèi)滑動(dòng)或沿基巖面滑風(fēng)化殼滑坡風(fēng)化殼表層間的滑動(dòng)，多見于巖漿巖(尤其是花崗巖)風(fēng)化殼中基巖滑坡均質(zhì)滑坡發(fā)生在層理不明顯的泥巖、頁巖，泥灰?guī)r等軟弱巖層中，滑動(dòng)面均勻光滑切層滑坡滑動(dòng)面與層面相切的滑坡，在堅(jiān)硬巖層與軟弱巖層相互交替的巖體中的切層滑坡等順層滑坡沿巖層面或裂隙面滑動(dòng)，或沿坡積層與基巖交界面或基巖間不整合面等滑動(dòng)特殊滑坡如融凍滑坡、陷落滑坡等按滑坡體厚度淺層滑坡滑坡體厚度在6m以內(nèi)中層滑坡6～20m深層滑坡20～30m超深層滑坡超過30m以上按滑坡的規(guī)模大小小型滑坡滑坡體體積小于3萬m３中型滑坡3萬～50萬m３大型滑坡50萬～300萬m３巨型滑坡超過300萬m３按形成的年代新滑坡由于開挖山體所形成的滑坡古滑坡久已存在的滑坡，其中又可分為死滑坡、活滑坡及處于極限平衡狀態(tài)的滑坡按力學(xué)條件牽引式滑坡滑坡體下部先行變形滑動(dòng)，上部失去支撐力量，因而隨著變形滑動(dòng)推動(dòng)式滑坡上部先滑動(dòng)、擠壓下部引起變形和滑動(dòng)（三）滑坡的危害1.對城鎮(zhèn)的危害城鎮(zhèn)是一個(gè)地區(qū)的中心，人口、財(cái)富集中，建筑密集，道路發(fā)達(dá)。因此，城鎮(zhèn)遭受滑坡危害，損失慘重。2.對交通運(yùn)輸?shù)奈：Γ?）對鐵路的危害山區(qū)鐵路最為擔(dān)心的地質(zhì)災(zāi)害莫過于滑坡。小的滑坡會(huì)造成鐵路路基上拱、下沉或平移，大型滑坡則會(huì)掩埋、摧毀路基，有的甚至?xí)茐蔫F路橋梁或隧道等短時(shí)難以恢復(fù)的工程。鐵路施工時(shí)，滑坡會(huì)造成工期延誤，運(yùn)營中會(huì)中斷行車，甚至車毀人亡。（2）對公路的危害不言而喻，山區(qū)公路如遭受到地質(zhì)災(zāi)害，將極大地影響交通安全。這表現(xiàn)得最為突出的是我國西部地區(qū)，尤其是川藏公路，每年因此全線通車日數(shù)不足半年。另外，省級、縣級、鄉(xiāng)村公路頻遭地質(zhì)災(zāi)害更是屢見不鮮。（3）對河道航運(yùn)的危害河流沿岸，尤其是峽谷地段多為地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，對河流航運(yùn)的危害和影響很大。如我國長江，號稱黃金水道，但數(shù)十年來因地質(zhì)災(zāi)害斷航時(shí)有發(fā)生，是地質(zhì)災(zāi)害最嚴(yán)重的水道。3.對廠礦的危害幾乎所有礦山都不同程度地遭受地質(zhì)災(zāi)害，在某種程度上已經(jīng)成為影響礦山建設(shè)和礦產(chǎn)開發(fā)的“公害”。在露天礦山，滑坡、崩塌災(zāi)害幾乎影響著礦山生產(chǎn)的整個(gè)過程。

4.對農(nóng)田的危害地質(zhì)災(zāi)害對農(nóng)田的危害主要體現(xiàn)在良田毀壞，耕地面積減少。5.對水利水電工程的危害僅對水庫而言，不僅使水庫淤積加劇，降低綜合效益，縮短水庫壽命，而且可能毀壞電站，甚至威脅大壩及下游的安全。二、崩塌1.崩塌的概念

崩塌是指在極陡的斜坡上，某些大塊或巨塊巖體以突然的方式脫離母體，順山坡翻滾而下，巖塊互相沖撞、破碎，最后堆積于坡腳的過程。

堆積于坡腳的物質(zhì)為崩塌堆積物，也稱巖堆。崩塌的發(fā)生是突然的，但不平衡因素卻是長期積累的。崩塌的規(guī)模往往很大，有時(shí)成千上萬方石塊崩塌而下。崩塌巖塊以大塊巖石為主，直徑大于0.5m的往往達(dá)50%～70%以上。

規(guī)模極大的崩塌稱為山崩，而僅個(gè)別巨石崩落稱墜石。2.崩塌的類型和特征類型巖性結(jié)構(gòu)面地貌形態(tài)崩塌體形態(tài)力學(xué)機(jī)制失穩(wěn)因素傾倒式崩塌黃土，灰?guī)r等直立巖層垂直節(jié)理、柱狀節(jié)理、巖層面峽谷、直立岸坡、懸崖等板狀、長柱狀傾倒水壓力、地震力、重力滑移式崩塌多為軟硬相間的巖層有傾向臨空的結(jié)構(gòu)面大于45°陡坡板狀、楔形、圓柱狀及其組合形狀滑移重力、水壓力、地震力鼓脹式崩塌直立黃土、黏土或堅(jiān)硬巖層下伏厚層軟巖上部垂直節(jié)理、柱狀節(jié)理，下部水平結(jié)構(gòu)面陡坡巖體高大鼓脹重力拉裂式崩塌多為軟硬相間的巖層多為風(fēng)化裂隙和重力拉張裂隙壁龕突出的懸崖上部硬巖層以懸臂梁形式突出來拉裂重力錯(cuò)斷式崩塌堅(jiān)硬巖層、黃土垂直裂隙發(fā)育，無傾向臨空的結(jié)構(gòu)面大于45°陡坡板狀、長柱狀錯(cuò)斷重力

3.崩塌的危害

崩塌的危害與滑坡類似，也會(huì)使斜坡下的農(nóng)田、廠房、水利水電設(shè)施及其他建筑物遭受損害，有時(shí)也會(huì)造成人員傷亡。鐵路、公路沿線的崩塌也會(huì)阻塞交通、毀壞車輛，造成行車事故和人員傷亡。三、影響斜坡穩(wěn)定性的因素1.斜坡外形

斜坡的存在，使滑動(dòng)面能在斜坡前緣臨空出露，也是斜坡不穩(wěn)的先決條件。當(dāng)斜坡愈陡、高度愈大以及當(dāng)斜坡上部突出、下部凹進(jìn)（如軟硬巖層互層的坡體），且坡腳無抗滑地形時(shí)，易發(fā)生崩塌和滑坡。2.坡體巖性

當(dāng)坡體主要由黏質(zhì)土、黃土和黃土類土、山坡堆積、風(fēng)化巖以及遇水膨脹和軟化的土層，或由頁巖、泥巖或泥灰?guī)r、千枚巖、風(fēng)化凝灰?guī)r等組成，斜坡易發(fā)生滑坡。3.地質(zhì)構(gòu)造

坡體內(nèi)存在的巖層面、節(jié)理、斷層、片理等軟弱面的傾向若與坡向一致，則斜坡易崩塌和滑坡，其軟弱面往往合成為滑動(dòng)面。4.水的作用

地下水對裂隙兩壁產(chǎn)生一定的靜水壓力，減少裂壁面上的摩擦力，對地下水位以下的結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生浮托力，致使軟弱結(jié)構(gòu)面上的正壓力減少，降低斜坡的穩(wěn)定性。

當(dāng)?shù)叵滤鲃?dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)水壓力作用在軟弱結(jié)構(gòu)面上，則是滑坡體移動(dòng)的推動(dòng)力。水的作用可使巖土軟化、強(qiáng)度降低、加速風(fēng)化，使斜坡的變形和破壞更加惡化。地表水作用還可以對坡腳侵蝕沖刷，為滑坡提供條件。

5.風(fēng)化作用（1）風(fēng)化作用破壞斜坡巖土體的結(jié)構(gòu)，降低強(qiáng)度，使之松動(dòng)脫落。（2）使巖土體孔隙度增大，含水量增多，加速親水礦物軟化。在寒冷地區(qū)的凍融作用加速巖土體的機(jī)械破壞。（3）使巖土體的構(gòu)造裂隙擴(kuò)大，并再產(chǎn)生風(fēng)化裂隙，增大巖土體透水性。（4）長石、綠泥石、云母等易風(fēng)化礦物轉(zhuǎn)化為水鋁硅酸鹽新礦物，使巖土改變了原有特征。6.地震

地震將斜坡巖土體結(jié)構(gòu)破壞，可使粉砂層液化，從而降低巖土體抗剪強(qiáng)度；同時(shí)地震波在巖土體內(nèi)傳遞，使巖土承受地震慣性力，增大坡體下滑力，促使斜坡失穩(wěn)下滑。7.人類活動(dòng)（1）興建土建工程時(shí)，人工切坡不當(dāng)，斜坡的支撐被破壞，或者在斜坡的上方堆填土石方、材料，增加荷載，致使斜坡失穩(wěn)。（3）人工施工爆破造成巖體松動(dòng)、破壞，降低其穩(wěn)定性。（2）人為破壞表層覆蓋物，引起地表水下滲加強(qiáng)，或破壞自然排水系統(tǒng)，或排水設(shè)施不合理，引起排水不暢，使地下水位增高，軟弱巖土層被軟化，引起斜坡變形。四、斜坡失穩(wěn)的防治

防治斜坡失穩(wěn)的主要原則是：①找出主要因素；②針對主要因素采取措施，但不能忽略次要因素，要綜合治理；③以防為主。制定治理方式和措施，應(yīng)從三個(gè)方面考慮：①排除不利外因，如地表水下滲等；②改變坡體力學(xué)條件，如削坡減重、支撐等；③提高或保持滑動(dòng)面的力學(xué)強(qiáng)度，如錨固等。（一）排水1.地表排水

主要采用設(shè)置截水溝和排水明溝來進(jìn)行地表排水。截水溝修筑在斜坡巖體外面，用來防止地表水流入斜坡體內(nèi)；排水明溝設(shè)置在斜坡體內(nèi)，采用樹枝狀系統(tǒng)，用來匯集坡面徑流然后引出坡體外。2.地下排水

（1）靠近地表設(shè)置各種形式的滲溝或盲溝系統(tǒng)，以截排來自斜坡體外的地下水流。（2）在坡面上鉆入深30～60m、間距10～20m的垂直坡體中結(jié)構(gòu)面的水平疏干孔，以降低裂隙底部或潛在結(jié)構(gòu)面附近積水的水位。（3）對于巖溶地區(qū)，在坡頂部鉆鑿豎直水井，在井中裝配排水泵，排出地下積水。（4）對于地下水水量大的露天礦，在斜坡后部開挖永久性水平排水坑道，長期自流排水。（二）增大斜體強(qiáng)度

在坡體下部修筑擋土墻、抗滑樁或用錨桿加固；為防止風(fēng)化，也可將斜坡鋪砌覆蓋起來。對巖質(zhì)滑坡采用固結(jié)灌漿；對土質(zhì)滑坡采用電化學(xué)加固、凍結(jié)、焙燒等，以改變巖土性質(zhì)、結(jié)構(gòu)，增加坡體強(qiáng)度。（三）刷方減重通過削減坡角或降低坡高，減輕斜坡不穩(wěn)定部位的重量，從而減小下滑力。（四）控制爆破震動(dòng)在大型露天礦，應(yīng)采取以下措施控制爆破：①將每次延發(fā)爆破的炸藥量減少到最小限度，使沖擊波的振幅保持在最小范圍內(nèi)。②在最終坡面附近采用預(yù)裂爆破，爆破后形成一個(gè)爆破槽，將沖擊波發(fā)射出去，使最終坡面免遭破壞。③在預(yù)裂爆破與正常生產(chǎn)之間采用緩沖爆破，形成一個(gè)爆破沖擊波的吸收區(qū)，使之起緩沖作用，減弱通過預(yù)裂爆破帶傳至坡面的沖擊波，使坡面巖石保持完好狀態(tài)，維護(hù)坡體的穩(wěn)定性。

§13-4泥石流災(zāi)害

泥石流是山區(qū)介于挾砂水流和滑坡之間的土（泛指固體松散物質(zhì)）、水、氣混合流。

其涵義包含：泥石流發(fā)生在山區(qū)；泥石流介于挾砂水流和滑坡之間，但不包括它們；泥石流是土、水、氣混合流，不一定都是洪流或塊體運(yùn)動(dòng)。因?yàn)橄⌒阅嗍鞑粚儆趬K體運(yùn)動(dòng)；流速很慢的塑性泥石流不屬于洪流。

泥石流固體含量少則10%～15%，多則可達(dá)40%～60%，容量一般大于1.10～1.20t/m3。最高可達(dá)1.50～1.90t/m3。一、泥石流分類（一）按照物質(zhì)成分分類1.土石流

由大量黏性土和粒徑不等的砂粒、石塊組成。2.泥石流

以黏性土為主，含少量黏粒、石塊，黏度大，呈稠泥狀。3.水石流

由水和大小不等的砂粒、石塊組成。（二）按照物質(zhì)狀態(tài)分類1.黏性泥石流

含大量黏性土，黏性大，固體物質(zhì)比例大，一般占40%-60%，最高達(dá)80%。水的比例稍小，它不是搬運(yùn)介質(zhì)，屬組成物質(zhì)，稠度大，石塊呈懸浮狀。暴發(fā)突然，持續(xù)時(shí)間短，破壞力大。2.稀性泥石流

以水為主，黏性土含量少，固體物質(zhì)占10%-40%，有很大的分散性。水為搬運(yùn)介質(zhì)，石塊以滾動(dòng)或躍移方式運(yùn)動(dòng)，具有強(qiáng)烈下切作用。到達(dá)堆積區(qū)后，堆積物呈扇狀，看似“石海”。二、泥石流的形成（一）件形成條1.地貌條件

地形陡峭，溝谷較直，上游匯水面積大，上下游水力坡度大等，是形成泥石流的常見地貌，一般礦山都具有這種特征。典型的泥石流的流域可劃分為形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)（圖13-5）。（1）泥石流形成區(qū)（上游）

多為三面環(huán)山，一面出口的半圓寬闊地段，周邊為30°～60°的陡坡。坡面上植被覆蓋差，斜坡常被沖溝切割，且有崩塌、滑坡發(fā)育。這種地形有利于匯集水流和固體物質(zhì)。（2）泥石流流通區(qū)（中游）這是泥石流搬運(yùn)通過地段，多為狹窄而深切的峽谷或沖溝，谷壁陡峻，坡降較大，多見陡坎和跌水。泥石流在此區(qū)有極強(qiáng)的沖刷能力，可造成極大的危害。（3）泥石流堆積區(qū)（下游）

這是泥石流物質(zhì)的停積場所，一般位于山口外或山間盆地邊緣的地形較平緩之地。由于地形平坦，泥石流速度驟減，能量急劇變少，最終停積下來，形成扇形、錐形或帶形的堆積體。2.土源條件當(dāng)?shù)V山匯水區(qū)廣泛分布有厚度較大、易于風(fēng)化、頁理發(fā)育的巖土層時(shí)，則為泥石流提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。當(dāng)這些區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造（如節(jié)理、斷層等）發(fā)育時(shí)，有利于巖層風(fēng)化、破碎，也有利于泥石流的形成。3.水源條件水流既是泥石流的組成部分，又是搬運(yùn)物質(zhì)的基本動(dòng)力。在短時(shí)間內(nèi)有強(qiáng)度較大的暴雨或高山湖泊、水庫的突然潰決等，才有可能發(fā)生泥石流。（二）泥石流人為引誘因素1.人為不合理開挖坡面、坡腳不合理開挖，均會(huì)破壞山坡的穩(wěn)定性，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。2.人為不合理?xiàng)壴壨恋V山開發(fā)不合理?xiàng)壴壨粒瑸槟嗍魈峁┝素S富的物質(zhì)，會(huì)直接產(chǎn)生泥石流。

3.人為破壞山坡植被毀林、開荒、陡坡耕種、過度放牧等都是誘發(fā)泥石流的因素。植被消失，土體裸露，山坡失去保護(hù)，沖溝發(fā)育，水在流失加速，山坡的穩(wěn)定性被破壞，很容易產(chǎn)生泥石流。（三）泥石流時(shí)空分布

1.泥石流時(shí)間分布泥石流發(fā)生的時(shí)間與集中降雨時(shí)間基本一致，只是泥石流發(fā)生的時(shí)間稍微滯后一點(diǎn)。泥石流的活動(dòng)周期與暴雨、洪水、地震的活動(dòng)周期大體一致。2.泥石流空間分布我國泥石流受地形條件控制非常明顯。東經(jīng)102°以西的10多座大山系均有冰川泥石流發(fā)生，尤以念青唐古拉至橫斷山地帶及喜馬拉雅山南坡最為突出。在川西、滇西北和隴南等山區(qū)，每遇大雨，尤其是短時(shí)暴雨，就會(huì)發(fā)生暴雨泥石流。三、泥石流的危害1.對居民點(diǎn)的危害泥石流常沖進(jìn)村鎮(zhèn)，摧毀房屋、工廠及其它設(shè)施，淹沒人畜，毀壞土地，甚至村毀人亡。2.對公路、鐵路的危害泥石流可直接埋沒車站、公路、鐵路，摧毀路基、橋涵等設(shè)施，致使交通中斷，也可使正在行駛的車輛顛覆，造成重大人員傷亡。有時(shí)泥石流造成河道堵塞或大幅度變遷，間接毀壞公路、鐵路及其它構(gòu)筑物，甚至迫使道路改線，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。3.對水利水電的危害

泥石流沖毀水電站、引水渠道等，淤塞水庫、磨蝕壩面等。4.對礦山的危害

泥石流摧毀礦山及其地面設(shè)施，淤埋坑道，造成停工停產(chǎn)，甚至人員傷亡、礦山報(bào)廢。四、泥石流的防治1.預(yù)防在上游匯水區(qū)植樹造林，保護(hù)好植被；修建導(dǎo)流堤，筑排水溝，調(diào)整地表徑流，使水不沿坡度較大處流動(dòng)，降低流速；加固岸坡，防止巖土沖刷和崩塌，盡力減少固體物質(zhì)來源。2.攔截

在中游流通區(qū)，修筑攔截壩、溢流壩等，以阻擋泥石流中攜帶的物質(zhì)和降低流速，防止溝床下切。3.排導(dǎo)

在下游地段修排洪道、導(dǎo)流壩、急流槽等，用以固定溝槽，約束水流，或引導(dǎo)泥石流避開建筑物。§13-5煤與瓦斯突出一、瓦斯的概念1.瓦斯

瓦斯是指在煤礦生產(chǎn)的過程中，從煤層和圍巖中釋放出的一種多成分的混合氣體。2.瓦斯的成分和性質(zhì)（1）成分CH4N2CO2（2）性質(zhì)無色、無味、無嗅、無毒，可燃和具爆炸性的氣體。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1m3的甲烷重0.716Kg，對空氣的相對密度為0.554，比空氣輕，聚積在巷道的上部。化學(xué)性穩(wěn)定，微溶于水，易于擴(kuò)散，滲透巖體的能力為空氣的1.6倍。當(dāng)空氣中混有5%～16%的甲烷時(shí)，遇高溫或明火能引起爆炸。可能引起瓦斯爆炸的甲烷最低濃度稱為爆炸下限；最高濃度稱為爆炸上限。甲烷雖然無毒，但當(dāng)空氣中含量較大時(shí)，使人頭痛、嘔吐，喪失行動(dòng)能力，當(dāng)甲烷的濃度超過40%，氧氣的含量低于12%時(shí)，使人窒息死亡。3.瓦斯的賦存狀態(tài)（1）游離瓦斯（2）吸附瓦斯動(dòng)平衡4.瓦斯的成因（1）生物成因

C6H10O5→CH4↑+CO2↑

+5H2O+C9H6O10（2）煤變質(zhì)作用二、瓦斯含量及其影響因素

瓦斯含量—瓦斯含量是指單位質(zhì)量（或體積）的煤體內(nèi)，所含瓦斯的體積。

m3/t影響因素1.煤的變質(zhì)程度2.煤層和圍巖的透氣性3.地質(zhì)構(gòu)造未受破壞時(shí)背斜軸—高向斜軸—低受構(gòu)造破壞時(shí)相反壓性斷裂—高張性斷裂—低4.煤層的埋藏深度（1）瓦斯分帶

①N2—CO2②N2

③N2—CH4④CH4瓦斯風(fēng)化帶（2）瓦斯風(fēng)化帶以下瓦斯含量、瓦斯壓力和瓦斯涌出量有規(guī)律的增加（3）瓦斯梯度瓦斯壓力梯度瓦斯含量梯度

5.地下水的活動(dòng)6.煤田的暴露程度三、礦井瓦斯涌出量及礦井瓦斯等級1.礦井瓦斯涌出

在采掘過程中，因采動(dòng)影響從煤層及采落煤體、矸石中向井下空間放出瓦斯的現(xiàn)象。（1）普通瓦斯涌出—長期緩慢逸出的現(xiàn)象（2）特殊瓦斯涌出①瓦斯噴出--指大量承壓瓦斯從煤巖層的裂隙中快速噴出的現(xiàn)象。噴出時(shí)伴有咝咝的聲響，但不產(chǎn)生煤和巖石拋出的動(dòng)力現(xiàn)象。②煤與瓦斯突出--指在采掘過程中，在很短的時(shí)間內(nèi)，從采掘面內(nèi)部向采掘空間突然噴出大量煤、巖石和瓦斯的現(xiàn)象。它是一種伴有聲響和猛烈力能的效應(yīng)的動(dòng)力現(xiàn)象。2.礦井瓦斯涌出量（1）絕對瓦斯涌出量

指礦井在單位時(shí)間內(nèi)涌出的瓦斯數(shù)量。單位為m3/d或m3/min。（2）相對瓦斯涌出量

指礦井在正常生產(chǎn)條件下，平均日產(chǎn)1t煤涌出的瓦斯數(shù)量。單位為m3/t。3.礦井瓦斯等級（1）低沼氣礦井

q＜10m3/t（2）高沼氣礦井

q≥10m3/t（3）煤與瓦斯突出礦井凡發(fā)生過煤與瓦斯突出的礦井四、煤與瓦斯突出類型和特征1.按突出的力學(xué)特征分類（1）煤與瓦斯突出

造成突出的基本能源為高壓瓦斯的壓縮能①突出的煤或巖石由采掘工作面瞬時(shí)猛烈沖出，并產(chǎn)生巨響。拋出物具有一定的分選性。②突出物表面被一層極細(xì)的如同水泥一樣的煤粉鋪蓋，稱為“微塵”或“狂塵”，厚度由內(nèi)向外變薄。③突出物由氣流搬運(yùn)，可隨巷道拐彎。④拋出物前沿的安息角，小于煤的自然安息角。⑤在拋出物堆滿的巷道內(nèi)，頂部有一瓦斯通道。⑥煤層內(nèi)的突出孔洞，常呈口小肚大的梨形。⑦突出時(shí)有大量瓦斯噴出，瓦斯可以逆風(fēng)流前進(jìn)。根據(jù)突出的強(qiáng)度不同，逆風(fēng)流的距離有大有小，可由數(shù)十米到千米，能嚴(yán)重破壞礦井的通風(fēng)系統(tǒng)

（2）煤與瓦斯壓出

造成壓出的基本能源為煤層和圍巖中積聚的彈性應(yīng)變能

①在一聲或幾聲巨