关于矿山采空区变形、塌陷的原因分析

姜灿强

（中盐勘察设计院有限公司，湖南 长沙 410014）

最近几年来，受国民经济迅猛发展的影响，矿山资源需求量逐年增加，为了更好的满足社会各行业对矿山资源的需求，矿山资源开采量逐渐提升，矿山采空区也随之增加。由于矿山采空区结构复杂，长时间得不到维护，特别容易出现变形与塌陷，给周围的居民生活产生较大影响。

1 研究矿山采空区变形、塌陷原因的重要性

通过分析矿山采空区变形与塌陷的形成原因，能够帮助有关研究人员更好的了解矿山采空区结构特点，提前制定出相应的预防对策，有效减少采空区塌陷、变形现象的发生。为了保证矿山采空区周围居民的生命财产安全，研究人员要运用先进的研究方法进行分析，并结合自身丰富的工作经验，明确矿山采空区发生变形与塌陷的原因，制定出更为科学的治理对策。矿山采空区发生变形与塌陷，对当地的生态环境产生较大影响[1]。

2 矿山采空区变形、塌陷的原因研究

2.1 溶腔上部岩体整体下沉导致的塌陷

2.1.1 项目概况

江西省会昌县周田镇新圩村九二盐矿2010年12月周田镇新圩村新丰小组一块农田出现喷涌点并随后突现塌陷并伴有巨响，地面塌陷成塘，形成面积50m×60m、深1m～2m的塌陷坑。

2.1.2 矿山采空区塌陷原因分析

本次塌陷是盐矿C305-C306井组水溶法采卤所引发，该对井采卤量146.99万m3，采出氯化钠42.63万t，折合开采矿石量70.75万t。

塌陷的形成主要是由于C305附近溶腔规模相对较大、开采强度较大，矿层顶板厚度较薄、岩石软弱以及断裂构造等多种因素综合作用的影响。断裂构造是造成此次塌陷的一个重要因素，其采动影响带与塌陷南西侧原九二盐矿一采区的冒落带及裂隙发育带叠加，移动盆地移动角变缓，形成周田圩镇一侧地面裂缝更发育，分布范围更大。采空区地基容许变形值见表1。

表1 采空区地基容许变形值

2.2 第四系地层影响

2.2.1 案例分析

中盐宏博集团有限公司、四川省自贡市荣县长山盐矿等因卤井套管在第四系地层处破裂，采卤掏空覆盖层导致塌陷。

2.2.2 采空区变形与塌陷原因

该地区盐矿老卤井，因为技术套管为地质套管，抗腐蚀性能较差，多年使用之后，受地下水活动频繁、套管振动等影响，地应力集中导致套管在第四系地层处穿孔或错断，第四系砂质土层中的砂砾流入溶腔，日积月累在第四系砂质土层中形成大尺寸的土洞，土洞及第四系砂砾土层大量充水，因原始的砂质土层胶结较好，形成的土洞相对封闭，故土洞形成的初、中期未发生明显的地面沉降现象，最后土洞中的积水击穿地面喷水泄压，瞬时形成地面塌陷。矿山开采层特征表见表2。

表2 矿山开采层特征表

2.3 潜水水位下降导致区域地面沉降变形

2.3.1 案例分析

中盐长江盐化有限公司采区在2011年底采区东侧局部发生地面沉降，部分民房开裂，村民反应强烈。沉降最明显区域距离最近卤井（ZK1）有两百多米远，沉降区域并不在ZK1～ZK2对接井的连线上或附近[2]。

2.3.2 采空区变形与塌陷原因

中盐勘查设计院有限公司在沉降较大区域选择点位钻井勘查，在取芯资料上可以看出3.5m～7.4m之间的地层为软塑状的淤泥。

根据有关信息初步判断该区域沉降主要由地下潜水水位下降导致将近4m厚的淤泥层固结而引起地表沉降，在建设场地周围若有大规模抽取地下潜水时，应及时监测地下水位变化情况，重点监测由于地下水位变化而引起地面沉降变形的情况。

3 结语

综上，通过对矿山采空区变形、塌陷的原因进行全面分析，能够保证矿山采空区变形与塌陷得到更好处理，保证矿山采空区变形与塌陷得到更好预防。

通过做好矿山采空区变形与塌陷预防工作，不仅能够保护周围的生态环境，而且有效推动该地区的经济效益快速发展。