萍鄉(xiāng)地區(qū)巖溶、礦山地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀與成因分析

王清海

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九0 一地質(zhì)大隊(duì)，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

萍鄉(xiāng)地區(qū)位于江西省西部；北鄰湖南瀏陽；東接江西宜春、安福；西依湖南禮陵、茶陵；南與江西永新接壤。地理位置：東徑113°35′～114°17′，北緯26°95′～28°01′，面積3827km2。

萍鄉(xiāng)為贛西低山丘陵地形，東高西低，地處萍（鄉(xiāng)）樂（平）坳陷帶西端。隱伏型～半裸露型巖溶地貌占國(guó)土面積的15%～20%，其中上栗、蓮花兩縣分布面積廣，湘東區(qū)、蘆溪縣均有分布，安源區(qū)主要在西南部零星分布，三縣一區(qū)主要為石灰?guī)r巖溶，城區(qū)東部為礫巖～砂礫巖可溶巖溶蝕特征。安源區(qū)高坑煤礦、王坑煤礦、湘東區(qū)巨源煤礦區(qū)等主要以采空塌陷、地裂縫為表現(xiàn)形式的礦山地質(zhì)災(zāi)害特征，采煤礦山占國(guó)土面積10%～15%。

1 巖溶地質(zhì)災(zāi)害與礦山地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)現(xiàn)狀

1.1 巖溶地質(zhì)災(zāi)害

本區(qū)巖溶地質(zhì)災(zāi)害存在多發(fā)性和易發(fā)性，但規(guī)模比較小，有人為因素誘發(fā)，也有自然因素誘發(fā)，及人為自然因素并發(fā)等特點(diǎn)。上世紀(jì)末上栗縣赤山宮江巖溶地段，因巖溶塌陷墜毀公路路基，陷深達(dá)30 余米，直徑15m ～20m，造成一輛吉普車在夜間行駛當(dāng)中陷入坑內(nèi)，車內(nèi)4 人，連人帶車陷入坑內(nèi)，其中兩人自救，陷坑淤泥瞬間將兩人一車淤埋，最后找不到車和人。

上世紀(jì)九十年代中期，蓮花縣東門橋，由于該橋建在巖溶地段，長(zhǎng)年河水對(duì)橋基底巖溶充填物的侵蝕，導(dǎo)致整橋傾倒，造成行車墜入河內(nèi)及河?xùn)|河西通行中斷近一年。

2003 年底蓮花縣文峰小區(qū)，因居民就近挖井取水，造成8 棟新建民宅開裂，（其中3 棟危房）。2005 年6 月間，蓮花縣高洲鄉(xiāng)小水自然村，因暴雨塌陷，致使一民房倒塌。2006 年底湘東區(qū)五里亭安置區(qū)由于附近工程基坑排水，造成4 棟新建民房開裂倒塌，2007 年5 月間蘆溪縣宣風(fēng)珠亭村，因自然巖溶塌陷，導(dǎo)致7、8 棟民房開裂變形，處于危房。2008 年6 月間蓮花縣荷塘鄉(xiāng)因巖溶塌陷導(dǎo)致一整棟新民宅幾乎陷入坑內(nèi)，陷坑直徑20m ～30m，并引起附近千余居民恐慌。這些因巖溶塌陷而造成災(zāi)害年年基本有發(fā)生，給當(dāng)?shù)鼐用裨斐扇藛T傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 采空塌陷地質(zhì)災(zāi)害

萍鄉(xiāng)有贛西煤都之譽(yù)，盛產(chǎn)無煙煤、煙煤，開采歷史120 余年，較大規(guī)模有安源煤礦、巨源煤礦、青山煤礦、高坑煤礦、王坑煤礦區(qū)等，因采煤采空塌陷而造成數(shù)百棟民宅、建筑物開裂。巨源礦移民安置超過200 戶，高坑礦移居安置達(dá)500 余戶，而且還處于續(xù)發(fā)期，其它小型礦山已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生采空塌陷地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害。王坑地段因采煤而誘發(fā)山體移動(dòng)或塌陷，曾經(jīng)造成萍（鄉(xiāng)）南（坑）公路（老319 國(guó)道）路面塌方或山體滑坡而中斷交通，而且因落石造成路人傷亡，該段山體開裂達(dá)數(shù)百條，縫隙5cm ～1.0m 不等。

2 巖溶與采空塌陷的空間分布

2.1 巖溶地質(zhì)災(zāi)害的空間分布

巖溶地質(zhì)災(zāi)害—塌陷、地裂縫主要在以下8 個(gè)區(qū)域分布，均屬凹陷地帶。即上栗縣：①縣城～桐木一帶，面積約18km2；②福田、赤山宮江～東源一帶，面積大于20km2；③長(zhǎng)坪一帶約20km2。湘東區(qū)：(④五里亭～下埠長(zhǎng)春一帶，面積大于30km2；蘆溪縣：⑤宣風(fēng)～源南地段，面積大于20 km2；蓮花縣：⑥荷塘～高洲、六市條帶，面積大于100km2；⑦三板橋～路口、閃石條帶，面積120 km2；⑧南嶺～坊樓一線，面積大于40 km2，占國(guó)土面積約10%。大部分處于斷陷盆地，強(qiáng)巖溶深度大部分在地面以下50m 范圍內(nèi)。詳見圖1。

圖1 巖溶與采空區(qū)分布圖

2.2 采空塌陷、地裂縫主要分布

在高坑礦采空區(qū)，巨源礦采空區(qū)，王坑礦采空區(qū)，均為低山丘陵地帶，其它小礦區(qū)也正處在災(zāi)害發(fā)展期，分布總面積大于100 km2。采空區(qū)深度在幾米到500m，以裂縫為主，塌陷次之。主要是老礦山，影響范圍廣，受災(zāi)人口較多。

3 形成條件及成因機(jī)制

3.1 巖溶地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)制與要因分析

當(dāng)工程抽水附近礦坑排水過程中，地下水位降低，減小了水對(duì)上覆土層的浮托力，水力坡度增大，水流速加快，地下水的潛蝕作用逐步加強(qiáng)或瞬間加強(qiáng)，溶洞充填物在地下水的潛蝕、搬運(yùn)作用下被帶走，松散土體底部塌落，流失而形成隱伏土洞而下沉。隱伏溶洞在地下水持續(xù)的動(dòng)水壓力及上覆土體的自重作用下，土體崩（塌）落遷移，洞體不斷向上擴(kuò)展，引起（傳遞）地面沉降、塌陷，上栗縣赤山宮江公路路面陷落（詳見圖2）和湘東區(qū)五里亭安置區(qū)塌陷（詳見圖3）正是附近礦井排水和工程基坑排水而誘發(fā)。巖溶地下水與斷裂破碎帶地下水發(fā)生水力聯(lián)系或巖溶地下水和第四系孔隙水通過導(dǎo)水構(gòu)造或溶洞暗天窗地下水不斷下降，降低了水對(duì)土體和溶洞充填物的浮托力，從而導(dǎo)致地面塌陷的巖溶地質(zhì)災(zāi)害，并造成人身傷亡，房屋傾倒等經(jīng)濟(jì)損失。蓮花縣荷塘鄉(xiāng)、高洲鄉(xiāng)民房倒塌、蘆溪縣珠亭村民房開裂是由于自身重力作用使巖溶洞穴上覆蓋層逐層剝落或者整體下陷而產(chǎn)生巖溶地面塌陷的過程和現(xiàn)象，屬重力致塌式。

3.2 采空塌陷與地裂縫形成機(jī)制與要因分析

萍鄉(xiāng)主要三個(gè)老采煤區(qū)有著幾十年至上百年的采掘歷史，其采掘范圍廣，部分面積超過5km2，采掘深度大（超過深度500m）。煤層開采后，采空區(qū)主要依靠洞壁和支撐柱維持圍巖穩(wěn)定，由于在巖體內(nèi)部形成空洞，使其天然應(yīng)力強(qiáng)度不足以抵抗上覆巖土體重力時(shí)，頂板巖層內(nèi)部形成的拉張力超過巖層抗拉強(qiáng)度極限時(shí)產(chǎn)生向下彎曲和移動(dòng)。進(jìn)而產(chǎn)生斷裂，破碎并相繼冒落，自下而上出現(xiàn)冒落帶、裂隙帶和下沉帶，結(jié)果在地表形成塌陷盆地或裂縫帶，使礦區(qū)地面建筑物受到破壞。萍鄉(xiāng)高坑、巨源、王坑礦區(qū)主要形成采空裂縫從而誘發(fā)礦區(qū)居民及附近民房開裂，縫0.1m ～1.0m 不等，大者超過1.5m，房屋倒塌或成危房600 余間，地裂縫影響范圍15km2～30km2。

4 巖溶地質(zhì)災(zāi)害與采空塌陷防治對(duì)策

巖溶地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)策：隨著人類活動(dòng)日趨頻繁和工程建設(shè)的加速，由巖溶誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害越來越多，造成災(zāi)害的規(guī)模越來越大，需要各級(jí)政府及有關(guān)單位高度重視，對(duì)巖溶強(qiáng)發(fā)育地段（塊）或居民集中區(qū)周邊和居民居住較稀散區(qū)可采用高密度電法探測(cè)巖溶發(fā)育情況，從平面分布和發(fā)育深度基本查明居民集中區(qū)的巖溶發(fā)育情況特征及可能誘發(fā)巖溶塌陷。并對(duì)居民相對(duì)分散區(qū)進(jìn)行巖溶調(diào)查，對(duì)預(yù)測(cè)存在巖溶區(qū)地段，能夠避讓的盡量避讓，并定期觀測(cè)，指導(dǎo)居民選擇居住位置和工程建設(shè)合理避讓，對(duì)已經(jīng)發(fā)生的巖溶塌陷采用灌注填充法進(jìn)行補(bǔ)救及治理，以免繼續(xù)發(fā)展，做好廣泛的防災(zāi)減災(zāi)的科普宣傳，傳授地質(zhì)科學(xué)知識(shí)。

萍鄉(xiāng)地區(qū)煤田均屬硐采，對(duì)礦山地面塌陷裂縫區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和測(cè)量，調(diào)查測(cè)量塌陷地裂縫的空間位置及深度其幾何分布特征，對(duì)已經(jīng)閉坑的老礦區(qū)、礦坑，采用廢礦石、矸石、粉煤灰、砂石等填充老坑道。對(duì)已產(chǎn)生塌陷地裂縫而誘發(fā)的民宅裂縫的建筑物采用棄住搬遷，并進(jìn)行植樹造林或復(fù)墾，恢復(fù)礦山的本來面目及廢地利用。

5 結(jié)語

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人類工程活動(dòng)日趨頻繁，人為地質(zhì)災(zāi)害和自然地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率越來越高，造成的經(jīng)濟(jì)損失及傷亡人數(shù)逐年增多，這就需要加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)，治理所發(fā)生的災(zāi)害，造福于人類。

圖2 上栗縣赤山宮江公路塌陷剖面示意圖

圖3 湘東區(qū)五里亭安置區(qū)巖溶塌陷剖面圖示意圖