關于礦山采空區變形、塌陷的原因分析

姜燦強

（中鹽勘察設計院有限公司，湖南 長沙 410014）

最近幾年來，受國民經濟迅猛發展的影響，礦山資源需求量逐年增加，為了更好的滿足社會各行業對礦山資源的需求，礦山資源開采量逐漸提升，礦山采空區也隨之增加。由于礦山采空區結構復雜，長時間得不到維護，特別容易出現變形與塌陷，給周圍的居民生活產生較大影響。

1 研究礦山采空區變形、塌陷原因的重要性

通過分析礦山采空區變形與塌陷的形成原因，能夠幫助有關研究人員更好的了解礦山采空區結構特點，提前制定出相應的預防對策，有效減少采空區塌陷、變形現象的發生。為了保證礦山采空區周圍居民的生命財產安全，研究人員要運用先進的研究方法進行分析，并結合自身豐富的工作經驗，明確礦山采空區發生變形與塌陷的原因，制定出更為科學的治理對策。礦山采空區發生變形與塌陷，對當地的生態環境產生較大影響[1]。

2 礦山采空區變形、塌陷的原因研究

2.1 溶腔上部巖體整體下沉導致的塌陷

2.1.1 項目概況

江西省會昌縣周田鎮新圩村九二鹽礦2010年12月周田鎮新圩村新豐小組一塊農田出現噴涌點并隨后突現塌陷并伴有巨響，地面塌陷成塘，形成面積50m×60m、深1m～2m的塌陷坑。

2.1.2 礦山采空區塌陷原因分析

本次塌陷是鹽礦C305-C306井組水溶法采鹵所引發，該對井采鹵量146.99萬m3，采出氯化鈉42.63萬t，折合開采礦石量70.75萬t。

塌陷的形成主要是由于C305附近溶腔規模相對較大、開采強度較大，礦層頂板厚度較薄、巖石軟弱以及斷裂構造等多種因素綜合作用的影響。斷裂構造是造成此次塌陷的一個重要因素，其采動影響帶與塌陷南西側原九二鹽礦一采區的冒落帶及裂隙發育帶疊加，移動盆地移動角變緩，形成周田圩鎮一側地面裂縫更發育，分布范圍更大。采空區地基容許變形值見表1。

表1 采空區地基容許變形值

2.2 第四系地層影響

2.2.1 案例分析

中鹽宏博集團有限公司、四川省自貢市榮縣長山鹽礦等因鹵井套管在第四系地層處破裂，采鹵掏空覆蓋層導致塌陷。

2.2.2 采空區變形與塌陷原因

該地區鹽礦老鹵井，因為技術套管為地質套管，抗腐蝕性能較差，多年使用之后，受地下水活動頻繁、套管振動等影響，地應力集中導致套管在第四系地層處穿孔或錯斷，第四系砂質土層中的砂礫流入溶腔，日積月累在第四系砂質土層中形成大尺寸的土洞，土洞及第四系砂礫土層大量充水，因原始的砂質土層膠結較好，形成的土洞相對封閉，故土洞形成的初、中期未發生明顯的地面沉降現象，最后土洞中的積水擊穿地面噴水泄壓，瞬時形成地面塌陷。礦山開采層特征表見表2。

表2 礦山開采層特征表

2.3 潛水水位下降導致區域地面沉降變形

2.3.1 案例分析

中鹽長江鹽化有限公司采區在2011年底采區東側局部發生地面沉降，部分民房開裂，村民反應強烈。沉降最明顯區域距離最近鹵井（ZK1）有兩百多米遠，沉降區域并不在ZK1～ZK2對接井的連線上或附近[2]。

2.3.2 采空區變形與塌陷原因

中鹽勘查設計院有限公司在沉降較大區域選擇點位鉆井勘查，在取芯資料上可以看出3.5m～7.4m之間的地層為軟塑狀的淤泥。

根據有關信息初步判斷該區域沉降主要由地下潛水水位下降導致將近4m厚的淤泥層固結而引起地表沉降，在建設場地周圍若有大規模抽取地下潛水時，應及時監測地下水位變化情況，重點監測由于地下水位變化而引起地面沉降變形的情況。

3 結語

綜上，通過對礦山采空區變形、塌陷的原因進行全面分析，能夠保證礦山采空區變形與塌陷得到更好處理，保證礦山采空區變形與塌陷得到更好預防。

通過做好礦山采空區變形與塌陷預防工作，不僅能夠保護周圍的生態環境，而且有效推動該地區的經濟效益快速發展。