永新县高溪乡上井村龙家组地区地面塌陷成因分析

周文亮

（江西省核工业地质局二六三大队，江西 吉安 343000）

国务院安委会办公室于2016年下发了《金属非金属地下矿山采空区事故隐患治理工作方案》，拟加强对全国28个省市区地下矿山的治理工作，防范透水、坍塌、冒顶等地质灾害的发生。对此需明确掌握地下开采矿山中常见地质灾害的特征及发生规律，并采取有效措施进行预防处理，提升矿山开采作业的安全性。

1 地质灾害的成因分析

1.1 研究区基本情况

研究区位于江西省永新县县城以西约40km处，具体位置为永新县高溪乡龙家村一带。塌陷坑地理位置坐标为：东经113°58′09.93″，北纬26°57′33.11″，为乌石山铁矿区（见图1），矿区面积2.978km2，开采标高由300m～-100m标高。年产原矿65万t，其中露天35万t，平硐15万t，竖井15万t。

矿区范围内出露地层岩性主要有泥盆系中统棋子桥组灰岩，上统佘田桥组石英砂岩、锡矿山组灰岩，石炭系下统大节湖组白云岩，白垩系上统南雄组以及第四系，矿区南部第四系冲积层覆盖区，矿床开采时，河水可能通过第四系冲积层补给大节湖含水层。

1.2 塌陷成因分析

场地发生地面塌陷、地面沉降地质灾害的原因较多，主要原因是场地为自然成因的岩溶发育区及软弱土层分布区，建筑地基选用及基础选型布置不合理、建筑结构不均为重要因素。其次为矿山开采揭穿导水构造及采空区裂隙带抵达岩溶含水层，矿山抽排地下水为诱发因素：

（1）龙家组地段属覆盖型岩溶发育区，地表覆盖层厚度6.2m～14.2m，下伏为石炭系灰质白云岩为可溶岩，厚度36m～85m，属岩溶地质灾害较易发区；灰质白云岩，岩溶发育，钻孔见岩溶率8/10=80%，埋深8.8m～27.4m，洞高0.5m～2.3m，浅层溶洞基岩顶板较破碎厚度0.5m～2.3m，稳定性差。

图1 塌陷点交通位置图

（2）龙家组塌陷坑地处复式背斜轴部，断裂构造发育，岩体破碎，张性裂隙发育，为地下水提供了活动空间；矿山开采对场地地下水破坏严重，导水构造切穿白云岩，在井巷揭露至断裂，岩溶含水层地下水沿导水构造及采空区裂隙带，向井巷排泄，真空抽吸作用地下水携带软弱土流失，上覆土体及破碎岩体抗力降低失稳，引发岩溶塌陷。根据工程测量及钻孔揭露，龙家组北侧180井口120中段沿东西向布置，采空巷道已分布到灰岩地层下部，钻孔可感知采空巷道通风从钻孔排出（图2）。

图2 巷道通风从钻孔ZK1排出吹动塑料带

（3）灰质白云岩覆盖层下部为软塑状粉质粘土、底部为流塑状的白云岩全风化粘性土，工程力学性质极差，失水状态将压缩固结沉降，产生不均匀沉降，房屋墙体遭受破坏发生开裂。

龙山180洞120中段巷道揭穿导水构造及巷道垮落带、导水裂隙带发育，致使灰质白云岩岩溶水及第四系孔隙水向巷道排泄，形成降落漏斗，降落漏斗中心位于ZK1附近，在龙山背斜南翼微水文地质单元内，下降区向南部发展，水位下降20m等值线面积1970m2，水位下降10m等值线面积4130m2，水位下降3m等值线面积11530m2，水位下降1m等值线面积31070m2。而本次塌陷及地面不均匀沉降均分别在降落漏斗范围内。

（4）乌石山矿山开采爆破施工对勘查场地稳定性的影响主要表现为，冲击能一方面破坏了岩体的工程稳定性，另一方面加速了失水状态的软弱土的压缩固结沉降速度，加剧了区域不均匀沉降。

（5）建筑地基选用及基础选型布置不合理、不均匀时，在存在软弱地基时，因不均匀沉降，墙体易产生裂缝。

2 结论

矿产资源需求量的持续扩大推动了矿山开采链条的延伸，如何实现资源开采量与安全保障的兼顾成为当下亟待解决的问题。对此还需加强不同矿山所在区域的工程地质特性的调查，做好不同地质灾害的综合评估与分析预测，并采取有效防治处理措施，更好地保障实现矿山开采与地质环境保护相统一。