王紹求，許金良，鄧名南

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四七隊(duì)，湖南 長沙 410129）

1 導(dǎo)致礦區(qū)周邊出現(xiàn)塌陷災(zāi)害的因素

礦區(qū)周邊塌陷地質(zhì)災(zāi)害的形成原因分為自然因素和人為因素，長期干旱使地下水位明顯下降，或者暴雨使地下水位迅速抬升，均可發(fā)生天然的塌陷災(zāi)害。地下水位下降時(shí)，上覆載荷得不到足夠的支撐，引起地面塌； 開采地下水、采礦排水、基坑排水等人為活動(dòng)，會(huì)引起淺層地下水位的降低，有時(shí)還伴隨著封閉氣體負(fù)壓吸引，觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生[1]。

2 勘查區(qū)概述

為了能深入對(duì)該研究區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行分析，本文通過實(shí)際案例叢嶺村地理環(huán)境、氣候水文、地形地貌、地質(zhì)特征多方面的勘察，對(duì)發(fā)生塌陷區(qū)域狀況進(jìn)一步了解。

工作區(qū)范圍主要包括新化縣石沖口鎮(zhèn)曉云村、叢嶺村和冷水江市冷園一組等行政村組。調(diào)查區(qū)南部有資江礦山，采礦活動(dòng)強(qiáng)烈，礦山地下開采抽排地下水，導(dǎo)致地下水位下降，破壞了調(diào)查區(qū)內(nèi)地下水補(bǔ)、徑、排及水力活動(dòng)條件，同時(shí)調(diào)查區(qū)內(nèi)可溶巖分布廣泛，地面塌陷數(shù)量眾多；調(diào)查區(qū)內(nèi)塌陷災(zāi)害威脅范圍主要為資江礦山采空區(qū)分布范圍。

本區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候下丘陵山區(qū)，土地肥沃、物產(chǎn)豐富，地方經(jīng)濟(jì)主要以農(nóng)業(yè)和采礦業(yè)為主。本區(qū)農(nóng)業(yè)主產(chǎn)水稻、紅薯、花生、玉米、茶葉等?？辈閰^(qū)范圍內(nèi)富含豐富的礦資源，礦產(chǎn)資源開采為本區(qū)域的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

3 水文及地下水條件

調(diào)查區(qū)地表水系發(fā)育一般，多以小型的山塘、水庫及山間沖溝形式分布于全區(qū)；地表徑流水系為資江，位于調(diào)查區(qū)南緣。區(qū)內(nèi)最大水體位于調(diào)查區(qū)中部叢嶺村，地勢(shì)低洼，最大蓄水面積約11280m2，呈半干枯狀態(tài)。其它地表水系均為季節(jié)性小溪，一般分布于山谷或低洼地帶，再通過溪溝向資江排泄。

工作區(qū)內(nèi)因受礦山開采的影響，重點(diǎn)區(qū)內(nèi)地下水露頭的泉井均已干涸，據(jù)野外調(diào)查可知，以往在區(qū)內(nèi)低洼處有多個(gè)地下水露頭點(diǎn)，水量大小不一，涓涓不斷；其中，位于叢嶺村子后中間坡腳下，出露一泉水，供村莊生活飲用及灌溉用水。

調(diào)查區(qū)屬于丘陵緩坡地形，主要由石炭系中上統(tǒng)壺天群巖層構(gòu)成侵蝕—?jiǎng)兾g巖溶地貌，最高點(diǎn)標(biāo)高392.9m，最低點(diǎn)標(biāo)高約175m，相對(duì)高差217m。區(qū)內(nèi)植被不甚發(fā)育，地形變化大，屬低山峰脊、壟脊谷地地形。山嶺整體呈北東向展布，調(diào)查區(qū)地勢(shì)總的趨勢(shì)是西邊、北邊及東邊地勢(shì)較高，中間形成北東向的凹地，向西南方向傾斜，匯入資江，地形坡度一般5°～30°，地表沖溝較為發(fā)育，自然排水條件較好。

4 工程地質(zhì)特征

本區(qū)工程地質(zhì)類型屬于沉積碳酸鹽巖建造，包括堅(jiān)硬中～厚層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r巖組和堅(jiān)硬～軟弱的石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖巖組兩個(gè)巖性組。其基本特征如下：

4.1 堅(jiān)硬厚層狀碳酸鹽巖類

分布范圍：地表出露廣泛，遍布調(diào)查區(qū)大部分地區(qū)。

地層巖性：石炭系中上統(tǒng)壺天群上部以淺灰～深灰色、中厚層狀、隱晶質(zhì)或細(xì)晶質(zhì)灰?guī)r為主，夾白云巖；中部為厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，夾灰白色或淺灰色透鏡狀灰?guī)r；下部為淺灰、灰白色或肉紅色中厚層狀石灰?guī)r；底部為深灰～淺灰色角礫狀灰?guī)r，礫石成分以暗灰色灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r為主，大小不一，膠結(jié)物為淺灰色隱晶質(zhì)灰?guī)r。

工程地質(zhì)特征：石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，節(jié)理裂隙較發(fā)育。根據(jù)以往鉆探資料，揭露溶洞最大為5.36m。據(jù)礦石力學(xué)試驗(yàn)成果，石灰?guī)r新鮮巖石飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度為17.00Mpa～70.60Mpa，礦石軟化系數(shù)為0.75～1.00。按GB12719-91劃分標(biāo)準(zhǔn)，礦體較完整，礦石質(zhì)量等級(jí)屬Ⅱ級(jí)。主要工程地質(zhì)問題表現(xiàn)為巖溶塌陷、地下河、滲濾等，工程地質(zhì)條件較差。

4.2 較堅(jiān)硬中厚層狀碳酸鹽巖類

分布范圍：主要分布于調(diào)查區(qū)南部，資江北岸一帶。

地層巖性：石炭系下統(tǒng)梓門橋組上部為灰～深灰色泥質(zhì)灰?guī)r，常含燧石條帶及團(tuán)塊；下部為灰～深灰色、中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r，夾泥灰?guī)r、灰?guī)r，含微晶石膏層；底部常為黑灰色鈣質(zhì)泥巖。

工程地質(zhì)特征：泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、灰?guī)r，節(jié)理裂隙較發(fā)育，局部巖溶裂隙發(fā)育，據(jù)巖石力學(xué)試驗(yàn)成果，泥質(zhì)灰?guī)r的新鮮巖石飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度為大于36.50Mpa～54.50Mpa，巖石軟化系數(shù)為0.52～0.78。按GB12719-91劃分標(biāo)準(zhǔn)，巖體較完整，巖石質(zhì)量等級(jí)屬Ⅲ級(jí)，巖體質(zhì)量中等，屬較堅(jiān)硬巖石。由于巖溶較發(fā)育，主要工程地質(zhì)問題表現(xiàn)為巖溶塌陷、滲濾等，工程地質(zhì)條件較差。

5 人類工程活動(dòng)

5.1 區(qū)內(nèi)礦山活動(dòng)

工作區(qū)位于資江礦的礦權(quán)范圍內(nèi)，礦始建于1956年，期間進(jìn)行了多次技術(shù)改造，至1985年，該礦已是年產(chǎn)15萬噸的中型礦井。1986年后由資江區(qū)段和曉云井田合并開采，并對(duì)資江礦再次進(jìn)行技術(shù)改造，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力由15萬噸擴(kuò)建到30萬噸。2005年，因礦山發(fā)展的需要，資江礦進(jìn)行招商改制。作區(qū)內(nèi)礦山活動(dòng)極為強(qiáng)烈，采礦巷道縱橫交錯(cuò)，層層疊起，分布密集，形成了大范圍的采空區(qū)，以及礦山長期的大量抽排地下水，對(duì)本區(qū)的地質(zhì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，造成地面不斷發(fā)生變形破壞，并伴隨產(chǎn)生大量地裂縫和塌陷坑等地質(zhì)災(zāi)害。

5.2 基礎(chǔ)活動(dòng)建設(shè)

隨著本區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)活動(dòng)也在不斷擴(kuò)大，主要表現(xiàn)為交通工程建設(shè)、村鎮(zhèn)建設(shè)等方面。區(qū)內(nèi)村民改建擴(kuò)建房屋已成普遍現(xiàn)象，是本區(qū)分布最廣，數(shù)量最大的人類工程活動(dòng)。

6 勘查區(qū)塌陷地質(zhì)災(zāi)害特征

區(qū)內(nèi)共發(fā)生塌陷坑15處，地裂縫密集，由多條裂縫組成，形成地裂縫帶。根據(jù)綜合分析，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害分布特征主要存在以下規(guī)律：

（1）工作區(qū)屬于低山丘陵地貌，地形坡度一般5°～30°，局部地段地形陡峭，地形坡度達(dá)40°以上；地質(zhì)災(zāi)害多分布于山坡緩坡或山腳緩坡地帶，該類地區(qū)為地表水、地下水強(qiáng)徑流區(qū)或?yàn)樯角把a(bǔ)給區(qū)，水動(dòng)力條件強(qiáng)烈，有利于地質(zhì)災(zāi)害的形成。

（2）根據(jù)收集資料分析，區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害均集中分布于資江礦采空區(qū)范圍之上；由于采空區(qū)范圍大，地面不斷發(fā)生變形破壞，地表整體形成了巖移盆地，造成了地表產(chǎn)生大量的地裂縫和陷坑；地裂縫走向與采礦巷道基本平行一致。

本次調(diào)查工作，共發(fā)現(xiàn)塌陷坑15處，按塌陷形成的原因及誘發(fā)因素，均為地面塌陷，本區(qū)單個(gè)塌陷坑規(guī)模均屬小～中型不等，整體規(guī)模屬于中型，詳見表1。

表1 礦山開采區(qū)塌陷規(guī)模劃分一覽表

工作區(qū)內(nèi)地面塌陷的平面形態(tài)可為橢圓形、近圓形、近長方形，直徑0.50m～30.00m不等；其中平面形態(tài)呈橢圓形有7個(gè)，占總塌陷坑個(gè)數(shù)46.67%，呈近圓形、近長方形各有3個(gè)，分別占總塌陷坑個(gè)數(shù)20.0%，平面形態(tài)未知的有2個(gè)，占總塌陷坑個(gè)數(shù)13.33%。

工作區(qū)內(nèi)地面塌陷的剖面形態(tài)呈錐狀、壇狀及圓柱狀，深一般一般小于5m，極個(gè)別大于5m以上，其中有2個(gè)深度不詳。其中剖面形態(tài)呈錐狀有5個(gè)，占總數(shù)的38.5%、剖面形態(tài)呈壇狀有7個(gè)，占總數(shù)的53.8%、剖面形態(tài)呈圓柱狀有1個(gè)，占總數(shù)的7.7%。

7 地質(zhì)災(zāi)害的防治措施

對(duì)處于地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)大區(qū)內(nèi)的受損民房應(yīng)當(dāng)盡快進(jìn)行工程修復(fù)措施，房屋地基、主體進(jìn)行加固處理，且在加固前對(duì)房屋地基進(jìn)行工程勘察，以便有針對(duì)性地進(jìn)行有效處理，并密切關(guān)注房屋的動(dòng)態(tài)變化，如果發(fā)生突變需盡快將人員及財(cái)產(chǎn)撤離到安全地區(qū)[2]。

根據(jù)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征，若開展大量的工程治理工作，施工難度大，治理資金投量大，經(jīng)濟(jì)效益差，區(qū)域內(nèi)工程治理主要為工程修復(fù)、應(yīng)急治理。工程修復(fù)：對(duì)房屋或其它建筑物損壞程度中等以下的進(jìn)行工程修復(fù)，對(duì)開裂房屋進(jìn)行加固處理。應(yīng)急治理：對(duì)發(fā)現(xiàn)地裂縫或地面塌陷，及時(shí)填實(shí)，對(duì)小溪及水塘漏水處及時(shí)進(jìn)行防滲處理，對(duì)區(qū)內(nèi)地表水漏失嚴(yán)重的農(nóng)田該種其它耐旱作物。

對(duì)采空區(qū)進(jìn)行回填處理，能夠有效的解決本區(qū)由采空區(qū)帶來的各種安全隱患；用充填料（廢石，尾砂）充填采空區(qū)，用充填料支撐圍巖，可以減緩或阻止圍巖的變形，以保持其相對(duì)的穩(wěn)定。

8 結(jié)語

由于研究礦區(qū)地質(zhì)發(fā)育的差異性及復(fù)雜性，在進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害勘查工作應(yīng)在充分了解調(diào)查區(qū)域內(nèi)氣象、水文、區(qū)域地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害等資料，并對(duì)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、地下水條件、基巖的調(diào)查，從而了解叢嶺村塌陷特征，并提出合理的防治措施，為地質(zhì)災(zāi)害治理提供可靠地依據(jù)。