萍乡地区岩溶、矿山地质灾害发育现状与成因分析

王清海

（江西省地质矿产勘查开发局九0 一地质大队，江西 萍乡 337000）

萍乡地区位于江西省西部；北邻湖南浏阳；东接江西宜春、安福；西依湖南礼陵、茶陵；南与江西永新接壤。地理位置：东径113°35′～114°17′，北纬26°95′～28°01′，面积3827km2。

萍乡为赣西低山丘陵地形，东高西低，地处萍（乡）乐（平）坳陷带西端。隐伏型～半裸露型岩溶地貌占国土面积的15%～20%，其中上栗、莲花两县分布面积广，湘东区、芦溪县均有分布，安源区主要在西南部零星分布，三县一区主要为石灰岩岩溶，城区东部为砾岩～砂砾岩可溶岩溶蚀特征。安源区高坑煤矿、王坑煤矿、湘东区巨源煤矿区等主要以采空塌陷、地裂缝为表现形式的矿山地质灾害特征，采煤矿山占国土面积10%～15%。

1 岩溶地质灾害与矿山地质灾害诱发现状

1.1 岩溶地质灾害

本区岩溶地质灾害存在多发性和易发性，但规模比较小，有人为因素诱发，也有自然因素诱发，及人为自然因素并发等特点。上世纪末上栗县赤山宫江岩溶地段，因岩溶塌陷坠毁公路路基，陷深达30 余米，直径15m ～20m，造成一辆吉普车在夜间行驶当中陷入坑内，车内4 人，连人带车陷入坑内，其中两人自救，陷坑淤泥瞬间将两人一车淤埋，最后找不到车和人。

上世纪九十年代中期，莲花县东门桥，由于该桥建在岩溶地段，长年河水对桥基底岩溶充填物的侵蚀，导致整桥倾倒，造成行车坠入河内及河东河西通行中断近一年。

2003 年底莲花县文峰小区，因居民就近挖井取水，造成8 栋新建民宅开裂，（其中3 栋危房）。2005 年6 月间，莲花县高洲乡小水自然村，因暴雨塌陷，致使一民房倒塌。2006 年底湘东区五里亭安置区由于附近工程基坑排水，造成4 栋新建民房开裂倒塌，2007 年5 月间芦溪县宣风珠亭村，因自然岩溶塌陷，导致7、8 栋民房开裂变形，处于危房。2008 年6 月间莲花县荷塘乡因岩溶塌陷导致一整栋新民宅几乎陷入坑内，陷坑直径20m ～30m，并引起附近千余居民恐慌。这些因岩溶塌陷而造成灾害年年基本有发生，给当地居民造成人员伤亡及经济损失。

1.2 采空塌陷地质灾害

萍乡有赣西煤都之誉，盛产无烟煤、烟煤，开采历史120 余年，较大规模有安源煤矿、巨源煤矿、青山煤矿、高坑煤矿、王坑煤矿区等，因采煤采空塌陷而造成数百栋民宅、建筑物开裂。巨源矿移民安置超过200 户，高坑矿移居安置达500 余户，而且还处于续发期，其它小型矿山已经发生或正在发生采空塌陷地裂缝等地质灾害。王坑地段因采煤而诱发山体移动或塌陷，曾经造成萍（乡）南（坑）公路（老319 国道）路面塌方或山体滑坡而中断交通，而且因落石造成路人伤亡，该段山体开裂达数百条，缝隙5cm ～1.0m 不等。

2 岩溶与采空塌陷的空间分布

2.1 岩溶地质灾害的空间分布

岩溶地质灾害—塌陷、地裂缝主要在以下8 个区域分布，均属凹陷地带。即上栗县：①县城～桐木一带，面积约18km2；②福田、赤山宫江～东源一带，面积大于20km2；③长坪一带约20km2。湘东区：(④五里亭～下埠长春一带，面积大于30km2；芦溪县：⑤宣风～源南地段，面积大于20 km2；莲花县：⑥荷塘～高洲、六市条带，面积大于100km2；⑦三板桥～路口、闪石条带，面积120 km2；⑧南岭～坊楼一线，面积大于40 km2，占国土面积约10%。大部分处于断陷盆地，强岩溶深度大部分在地面以下50m 范围内。详见图1。

图1 岩溶与采空区分布图

2.2 采空塌陷、地裂缝主要分布

在高坑矿采空区，巨源矿采空区，王坑矿采空区，均为低山丘陵地带，其它小矿区也正处在灾害发展期，分布总面积大于100 km2。采空区深度在几米到500m，以裂缝为主，塌陷次之。主要是老矿山，影响范围广，受灾人口较多。

3 形成条件及成因机制

3.1 岩溶地质灾害形成机制与要因分析

当工程抽水附近矿坑排水过程中，地下水位降低，减小了水对上覆土层的浮托力，水力坡度增大，水流速加快，地下水的潜蚀作用逐步加强或瞬间加强，溶洞充填物在地下水的潜蚀、搬运作用下被带走，松散土体底部塌落，流失而形成隐伏土洞而下沉。隐伏溶洞在地下水持续的动水压力及上覆土体的自重作用下，土体崩（塌）落迁移，洞体不断向上扩展，引起（传递）地面沉降、塌陷，上栗县赤山宫江公路路面陷落（详见图2）和湘东区五里亭安置区塌陷（详见图3）正是附近矿井排水和工程基坑排水而诱发。岩溶地下水与断裂破碎带地下水发生水力联系或岩溶地下水和第四系孔隙水通过导水构造或溶洞暗天窗地下水不断下降，降低了水对土体和溶洞充填物的浮托力，从而导致地面塌陷的岩溶地质灾害，并造成人身伤亡，房屋倾倒等经济损失。莲花县荷塘乡、高洲乡民房倒塌、芦溪县珠亭村民房开裂是由于自身重力作用使岩溶洞穴上覆盖层逐层剥落或者整体下陷而产生岩溶地面塌陷的过程和现象，属重力致塌式。

3.2 采空塌陷与地裂缝形成机制与要因分析

萍乡主要三个老采煤区有着几十年至上百年的采掘历史，其采掘范围广，部分面积超过5km2，采掘深度大（超过深度500m）。煤层开采后，采空区主要依靠洞壁和支撑柱维持围岩稳定，由于在岩体内部形成空洞，使其天然应力强度不足以抵抗上覆岩土体重力时，顶板岩层内部形成的拉张力超过岩层抗拉强度极限时产生向下弯曲和移动。进而产生断裂，破碎并相继冒落，自下而上出现冒落带、裂隙带和下沉带，结果在地表形成塌陷盆地或裂缝带，使矿区地面建筑物受到破坏。萍乡高坑、巨源、王坑矿区主要形成采空裂缝从而诱发矿区居民及附近民房开裂，缝0.1m ～1.0m 不等，大者超过1.5m，房屋倒塌或成危房600 余间，地裂缝影响范围15km2～30km2。

4 岩溶地质灾害与采空塌陷防治对策

岩溶地质灾害防治对策：随着人类活动日趋频繁和工程建设的加速，由岩溶诱发的地质灾害越来越多，造成灾害的规模越来越大，需要各级政府及有关单位高度重视，对岩溶强发育地段（块）或居民集中区周边和居民居住较稀散区可采用高密度电法探测岩溶发育情况，从平面分布和发育深度基本查明居民集中区的岩溶发育情况特征及可能诱发岩溶塌陷。并对居民相对分散区进行岩溶调查，对预测存在岩溶区地段，能够避让的尽量避让，并定期观测，指导居民选择居住位置和工程建设合理避让，对已经发生的岩溶塌陷采用灌注填充法进行补救及治理，以免继续发展，做好广泛的防灾减灾的科普宣传，传授地质科学知识。

萍乡地区煤田均属硐采，对矿山地面塌陷裂缝区进行实地调查和测量，调查测量塌陷地裂缝的空间位置及深度其几何分布特征，对已经闭坑的老矿区、矿坑，采用废矿石、矸石、粉煤灰、砂石等填充老坑道。对已产生塌陷地裂缝而诱发的民宅裂缝的建筑物采用弃住搬迁，并进行植树造林或复垦，恢复矿山的本来面目及废地利用。

5 结语

随着国民经济的飞速发展，人类工程活动日趋频繁，人为地质灾害和自然地质灾害发生频率越来越高，造成的经济损失及伤亡人数逐年增多，这就需要加强防灾减灾意识，治理所发生的灾害，造福于人类。

图2 上栗县赤山宫江公路塌陷剖面示意图

图3 湘东区五里亭安置区岩溶塌陷剖面图示意图