洪陽　謝瑞杰　周聰愉　施弘

摘要：獨立工礦區(qū)長期高強度、大規(guī)模開采，多數(shù)獨立工礦區(qū)出現(xiàn)了資源衰竭，因開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)破壞、基礎(chǔ)設(shè)施和居民住房損壞嚴重，潛在的地震及地震次生災(zāi)害風(fēng)險較大。以獅子山國家獨立工礦區(qū)為研究對象，對區(qū)域開展了詳細調(diào)查，發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)地震地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)且嚴重、建筑物抗震性能較差、生命線工程質(zhì)量不高、居民防災(zāi)意識淡薄等問題。就發(fā)現(xiàn)的問題提出開展地震安全普查、房屋加固等對策建議，為做好獨立工礦區(qū)抗震設(shè)防以及減災(zāi)備災(zāi)等工作提供科學(xué)參考。

關(guān)鍵詞：? 獨立工礦區(qū)； 銅陵； 抗震性能

doi：10.16256/j.issn.1001-8956.2023.02.009

獨立工礦區(qū)是指依托礦產(chǎn)資源優(yōu)勢，以資源開采加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，具有類似城鎮(zhèn)的集聚效應(yīng)，遠離中心城區(qū)，經(jīng)濟社會功能相對獨立的工礦區(qū)［1］。獨立工礦區(qū)曾經(jīng)是國家重要的礦產(chǎn)資源和能源保障基地，也是資源型產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和加工的集聚地，對促進工業(yè)化進程發(fā)揮了重要作用。獅子山獨立工礦區(qū)地處銅陵市東側(cè)，屬銅陵市銅官區(qū)轄區(qū)，距中國離銅陵市主城區(qū)15 km，面積約13.6 km²，其中礦區(qū)面積6.07 km²。該區(qū)域依托1958年設(shè)立的省屬大型礦山企業(yè)銅陵有色獅子山銅礦而逐步形成，經(jīng)濟社會功能相對獨立，礦產(chǎn)開采時期長、開發(fā)礦產(chǎn)種類多、開采規(guī)模強度大，礦山生態(tài)環(huán)境破壞的規(guī)模強度大，引發(fā)的礦山生態(tài)環(huán)境問題嚴重［2］。中國是遭受地震災(zāi)害最為嚴重的國家之一，20世紀發(fā)生的破壞性地震占全球三分之一［3］。獨立工礦區(qū)由于長期高強度、大規(guī)模開采，多數(shù)獨立工礦區(qū)出現(xiàn)了資源衰竭，因開采引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)破壞、基礎(chǔ)設(shè)施和居民住房損壞嚴重，潛在的安全風(fēng)險較大，是受地震災(zāi)害及潛在地震次生災(zāi)害威脅嚴重的區(qū)域，是防震減災(zāi)工作重點區(qū)域之一。本文中選取獅子山國家獨立工礦區(qū)為調(diào)查對象，從地震地質(zhì)災(zāi)害、建筑物抗震性能、居民防災(zāi)意識等幾個方面開展調(diào)查，詳細分析獨立工礦區(qū)的潛在地震次生災(zāi)害風(fēng)險，并提出相關(guān)建議，對獨立工礦區(qū)抗震設(shè)防工作具有一定意義。

1獅子山工礦區(qū)地震背景

區(qū)內(nèi)主要褶皺為青山背斜，是區(qū)內(nèi)的主導(dǎo)構(gòu)造，在青山背斜的主導(dǎo)下，加之?dāng)嗔褬?gòu)造及巖漿侵入的影響，次一級的褶皺極為發(fā)育，遍及全區(qū)，根據(jù)小褶皺的軸向，分北東向褶皺、近東西向褶皺和近南北向褶皺。區(qū)域位于華北地震區(qū)的長江下游—黃海地震帶內(nèi)［4］，記錄到最早的地震是公元499 年江蘇南京4 3/4級地震，到2021年12月共記錄到破壞性地震32次，其中大于等于6級地震4 次，分別是1624年2月10日江蘇揚州6級地震、1652年安徽霍山6級地震、1917年安徽霍山6級地震和1979年江蘇溧陽6級地震，本區(qū)地震活動強度和頻度相對較低，受外圍中強地震影響較為突出（圖1）。

2獅子山工礦區(qū)地震承載體

2.1地質(zhì)災(zāi)害情況

從地震災(zāi)害現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，發(fā)育有不同類型的地震地質(zhì)災(zāi)害，包括地震崩塌 、地震裂縫與砂土液化［5］。獅子山獨立工礦區(qū)屬丘陵山體地貌，既有巖溶低丘，又有沖洪積平原，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，生產(chǎn)礦山眾多，由于淺部采礦歷史悠久，破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動強烈，礦區(qū)淺部地質(zhì)環(huán)境問題較多，地質(zhì)災(zāi)害特別是礦山地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，主要類型為塌陷、滑坡等（圖2）。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，大部分地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)也是群眾居住和工作區(qū)域，近5年區(qū)內(nèi)共發(fā)生14起礦山地質(zhì)災(zāi)害，嚴重威脅群眾人身安全（圖3）。

區(qū)內(nèi)塌陷主要有巖溶塌陷和采空塌陷。巖溶塌陷是在具備基本條件的基礎(chǔ)上，受到各種自然或人為的動力因素作用而產(chǎn)生，區(qū)內(nèi)巖溶塌陷主要由于礦山疏干排水和機井開采地下水引起，其次為大氣降水下滲導(dǎo)致的塌陷。過去已發(fā)生過的地震事實表明，在巖溶發(fā)育區(qū)，當(dāng)發(fā)生地震的烈度大于或等于Ⅶ度時，地表就有可能發(fā)生塌陷中國地震局地震預(yù)測研究所.銅陵市地震小區(qū)化，2012.。區(qū)內(nèi)因采疏地下水引發(fā)巖溶塌陷總計有4處，塌坑44個，影響面積達15.6×10⁴m²。礦山疏干排水引發(fā)塌陷數(shù)量多（圖4），影響范圍大，機井開采地下水引發(fā)零星塌陷。采空區(qū)是指各種地下有用礦物開采后所留下的空間區(qū)域［6］。區(qū)內(nèi)有9座礦山（段）采礦引發(fā)采空塌陷，塌坑總計13個，其中規(guī)模最大的采空塌陷發(fā)生在獅子山銅礦，塌陷面積總計10⁴m²，塌陷區(qū)域如發(fā)生地震或者礦震，災(zāi)害風(fēng)險較高，對群眾生命財產(chǎn)安全造成較大威脅。

2期 洪 陽等：國家獨立工礦區(qū)抗震性能調(diào)查與分析——以獅子山國家獨立工礦區(qū)為例 滑坡主要由于礦山在露天開采、修建采選工業(yè)設(shè)施等礦業(yè)活動中，破壞地表原有植被，使原生地形地貌景觀發(fā)生不同程度的改變，造成了山體破損、裸露，引起水土流失和滑坡產(chǎn)生。地震對滑坡的影響很大，首先是地震的強烈作用使斜坡土石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞和變化，原有的結(jié)構(gòu)面張裂、松弛，伴隨著許多余震，在地震力的反復(fù)振動沖擊下，斜坡土石體就更容易發(fā)生變形 ，最后就會發(fā)展成滑坡［7］。同時，采礦活動中產(chǎn)生的廢棄礦坑、矸石山、尾礦堆場等，也不同程度造成滑坡的產(chǎn)生，區(qū)內(nèi)共有滑坡隱患點15處。獅子山獨立工礦區(qū)屬于北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，全年氣候溫暖濕潤，雨量充沛，年平均降水量1 375.9 mm，極易引發(fā)和誘發(fā)滑坡發(fā)生。

2.2建筑物抗震情況

獨立工礦區(qū)是礦山生產(chǎn)與生活居住并重的功能區(qū)，區(qū)內(nèi)現(xiàn)狀整體建設(shè)強度較大，部分區(qū)域建筑密度較高，現(xiàn)狀建筑年代不一，建設(shè)年代較早的建筑多位于早期開采的礦區(qū)附近，多為20世紀70—80年代建筑。從地震災(zāi)害現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)（含剪力墻結(jié)構(gòu)）和磚混結(jié)構(gòu)建造，抗震設(shè)防水平較高［8］。區(qū)內(nèi)的建筑功能以居住和工業(yè)為主，其次為商業(yè)、教育、行政辦公等，在周邊地區(qū)還存在少部分以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的農(nóng)村房屋。質(zhì)量較好的建筑主要分布于區(qū)內(nèi)主干道兩側(cè)（圖5），大多為2000年以后建設(shè)，主要為多層住宅、學(xué)校教學(xué)樓、少量的工業(yè)以及辦公用房?？拐鹦阅茌^差的建筑主要沿山體布置，多為20世紀70—80年代的建筑（圖6，圖中較好為A類，一般為B、C類，差為D類）（表1），主要為低層住宅、大量的工業(yè)以及物流倉儲用房?？拐鹦阅芤话愕慕ㄖ祀s在兩者之間，多為住宅和商業(yè)用房。多層建筑主要沿主干道布置，多為居住建筑；低層建筑以居住、商業(yè)和工業(yè)建筑為主；區(qū)內(nèi)無高層建筑。農(nóng)村房屋主要零星分布在工礦區(qū)周邊區(qū)域，這些房屋沒有進行科學(xué)的設(shè)計、規(guī)劃，施工建設(shè)技術(shù)不足，使用劣質(zhì)、不合格建筑材料，房屋結(jié)構(gòu)不合理以及農(nóng)居建設(shè)長期缺乏有效監(jiān)管等因素是造成農(nóng)居抗震性能薄弱的主要原因［9］。

表1建筑物抗震安全性能綜合評價標(biāo)準(zhǔn)等級總體評價標(biāo)準(zhǔn)A好抗震設(shè)防措施規(guī)范，建筑結(jié)構(gòu)基本完好，柱體、梁及其關(guān)鍵節(jié)點完好無破損，承重墻體無破裂B一般采取了一定的抗震措施，建筑結(jié)構(gòu)基本完好，柱體、梁及其關(guān)鍵節(jié)點基本無破損，承重墻體輕微開裂或腐蝕，但承重功能基本不受影響C較差沒有采取抗震措施，建筑結(jié)構(gòu)不合理或柱體、梁及其關(guān)鍵節(jié)點輕微破損，承重墻體有輕微開裂或變形現(xiàn)象D差沒有采取抗震措施，建筑墻體嚴重開裂、歪閃或變形，建筑主體出現(xiàn)不均勻沉陷

我國是地震多發(fā)和震災(zāi)嚴重的國家，歷次震后災(zāi)害調(diào)查顯示村鎮(zhèn)房屋倒塌和損毀遠大于城市［10］，地震造成的房屋倒塌，是農(nóng)村地區(qū)人員傷亡和經(jīng)濟損失的最主要原因［11］，要引起高度重視。課題組對區(qū)內(nèi)核心區(qū)域256棟建筑物進行全面調(diào)查，普查中根據(jù)建筑物抗震規(guī)范定性檢查和完好程度，初步對既有建筑物按照A級、B級、C級、D級4個等級進行綜合抗震安全評價［12］（表2）。從普查中可以看出C類和D類棟數(shù)總數(shù)占到56%、面積綜合占到36%，區(qū)內(nèi)建筑物安全性能不容樂觀（表3）。

2.3基礎(chǔ)設(shè)施情況

區(qū)內(nèi)城市建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施條件差，大部分區(qū)域地處城鄉(xiāng)結(jié)合部，水電配套設(shè)施供給能力不足。礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有1個社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、1個農(nóng)貿(mào)市場、1個衛(wèi)生服務(wù)站、1個汽車站，建設(shè)于20世紀表3建筑物按年代分類評價表建筑年代ABCD合計比例（%）1979年之前4011153011.71980—1990年8919276324.61991—2002年138261259232003—2008年17151275119.92009年之后2912845320.8總計7144766525610070—80年代，辦公用房老舊（圖7）。區(qū)內(nèi)道路始建于20世紀60—90年代，建設(shè)時間較早，礦區(qū)關(guān)閉后企業(yè)已喪失修補維護能力，加之常年經(jīng)受礦車碾壓和內(nèi)澇水毀影響，導(dǎo)致道路破損，存在極大的安全隱患（圖8～9）。區(qū)域內(nèi)僅有一條路外聯(lián)城市干道，且道路較窄，交通壓力大，出行方向受限，高峰小時交通量接近飽和狀態(tài)，道路通行能力將難以滿足日益增長的交通需要。體育設(shè)施主要有獅礦文體中心，其他體育場地多利

用住宅樓房之間的空地進行臨時使用，建筑質(zhì)量一般。區(qū)內(nèi)現(xiàn)有70年代建設(shè)的木制大棚結(jié)構(gòu)菜市場，存在安全隱患（圖10～11）。區(qū)內(nèi)110 KV烏木山變電所建設(shè)于20世紀80年代，未采取抗震防災(zāi)措施，且使用年限較長，抗震性能較差。區(qū)內(nèi)管網(wǎng)建設(shè)年代較久、使用抗震性能較差的管材且管徑較小。

2.4群眾防災(zāi)意識情況

區(qū)內(nèi)現(xiàn)有人口2.76萬人，礦工及家屬常住人口占城鎮(zhèn)常住人口的比重達到53.3%，資源型產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員占當(dāng)?shù)毓I(yè)從業(yè)人員比重67.9%。伴隨大型國有礦山獅子山銅礦等4座礦山因資源枯竭而全部關(guān)破，累計導(dǎo)致礦工及家屬1萬多人下崗失業(yè)，大量青壯年勞動力外出謀生，礦區(qū)人口老年化程度加劇，60歲以上人口占比約50%，中、青年人口僅占約占30%。區(qū)內(nèi)人口主要分布在幾個社區(qū)，大部分地處地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險點。區(qū)內(nèi)人口老齡化較重，整體防災(zāi)減災(zāi)能力不足，在發(fā)生災(zāi)害時，自救、互救能力較差。由于企業(yè)防災(zāi)科普宣傳不到位，群眾較少接收科普宣傳，防災(zāi)減災(zāi)意識單薄。

3結(jié)束語

由于長期礦產(chǎn)開采，獅子山獨立工礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，特別是塌陷、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害較為突出。由于工礦區(qū)特殊的發(fā)展成長模式，導(dǎo)致大部分地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險區(qū)域與群眾生活區(qū)域重疊，對群眾生命財產(chǎn)安全威脅較大。工礦區(qū)內(nèi)建筑物抗震性能較差，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，部分生命線工程質(zhì)量不高，潛在的地震安全風(fēng)險較高。工礦區(qū)內(nèi)大部分群眾以從事礦工生產(chǎn)加工的人員、部分留守礦區(qū)的老人為主，防災(zāi)減災(zāi)意識特別是防震減災(zāi)意識較差?？舍槍π圆扇∫韵麓胧海?） 對工礦區(qū)開展災(zāi)害風(fēng)險普查，特別是做好礦山地質(zhì)環(huán)境影響評價，結(jié)合普查和評價結(jié)果分類實施，特別是對災(zāi)害隱患較大區(qū)域，要開展避險安置工作。對于既有建筑則需要認真開展抗震鑒定工作，根據(jù)鑒定結(jié)果采取拆除或抗震加固措施，以達到所有建筑物符合當(dāng)前抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)［13］。（2） 要做好基礎(chǔ)設(shè)施抗震防災(zāi)規(guī)劃工作，強化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，重點保障生命線安全，確保震時生命線工程發(fā)揮作用。（3） 切實提高區(qū)域內(nèi)群眾防災(zāi)意識、提升自救互救能力，加強地震疏散演練，配備個人應(yīng)急救援包，宣傳震后自救等手段，可以有效減輕震后傷亡，震前防災(zāi)工作不容忽視［14］。

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INVESTIGATION AND ANALYSIS OF SEISMIC PERFORMANCE

OF NATIONAL INDEPENDENT INDUSTRIAL MINING AREA：

TAKING SHIZISHAN NATIONAL INDEPENDENT

INDUSTRIAL MINING AREA AS AN EXAMPLE

HONG Yang，? XIE Rui-jie，? ZHOU Cong-yu，? SHI Hong

（Tongling Earthquake Agency， Tongling 244000，Anhui，China）

Abstract： Independent industrial and mining areas have experienced long-term high intensity and large-scale mining， and most of them have experienced resource depletion. Due to frequent geological disasters， ecological damage， and severe damage to infrastructure and residential housing caused by mining， there is a high risk of potential earthquakes and post-earthquake disasters. Taking the Lion Mountain National Independent Industrial and Mining Area as the research object， a detailed investigation was conducted in the area， and it was found that there are many and severe seismic geological disasters， poor seismic performance of buildings， low quality of lifeline engineering， and weak disaster prevention awareness among residents in the area. Propose countermeasures and suggestions for conducting earthquake safety surveys and building reinforcement based on the identified problems， providing scientific references for seismic fortification and disaster reduction and preparedness work in independent industrial and mining areas.

Key words： Independent industrial and mining areas; Tongling; Seismic performance