萍鄉地區巖溶、礦山地質災害發育現狀與成因分析

王清海

（江西省地質礦產勘查開發局九0 一地質大隊，江西 萍鄉 337000）

萍鄉地區位于江西省西部；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。

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

1 巖溶地質災害與礦山地質災害誘發現狀

1.1 巖溶地質災害

本區巖溶地質災害存在多發性和易發性，但規模比較小，有人為因素誘發，也有自然因素誘發，及人為自然因素并發等特點。上世紀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30 余米，直徑15m ～20m，造成一輛吉普車在夜間行駛當中陷入坑內，車內4 人，連人帶車陷入坑內，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。

上世紀九十年代中期，蓮花縣東門橋，由于該橋建在巖溶地段，長年河水對橋基底巖溶充填物的侵蝕，導致整橋傾倒，造成行車墜入河內及河東河西通行中斷近一年。

2003 年底蓮花縣文峰小區，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，蓮花縣高洲鄉小水自然村，因暴雨塌陷，致使一民房倒塌。2006 年底湘東區五里亭安置區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 月間蘆溪縣宣風珠亭村，因自然巖溶塌陷，導致7、8 棟民房開裂變形，處于危房。2008 年6 月間蓮花縣荷塘鄉因巖溶塌陷導致一整棟新民宅幾乎陷入坑內，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害年年基本有發生，給當地居民造成人員傷亡及經濟損失。

1.2 采空塌陷地質災害

萍鄉有贛西煤都之譽，盛產無煙煤、煙煤，開采歷史120 余年，較大規模有安源煤礦、巨源煤礦、青山煤礦、高坑煤礦、王坑煤礦區等，因采煤采空塌陷而造成數百棟民宅、建筑物開裂。巨源礦移民安置超過200 戶，高坑礦移居安置達500 余戶，而且還處于續發期，其它小型礦山已經發生或正在發生采空塌陷地裂縫等地質災害。王坑地段因采煤而誘發山體移動或塌陷，曾經造成萍（鄉）南（坑）公路（老319 國道）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，該段山體開裂達數百條，縫隙5cm ～1.0m 不等。

2 巖溶與采空塌陷的空間分布

2.1 巖溶地質災害的空間分布

巖溶地質災害—塌陷、地裂縫主要在以下8 個區域分布，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長坪一帶約20km2。湘東區：(④五里亭～下埠長春一帶，面積大于30km2；蘆溪縣：⑤宣風～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，占國土面積約10%。大部分處于斷陷盆地，強巖溶深度大部分在地面以下50m 范圍內。詳見圖1。

圖1 巖溶與采空區分布圖

2.2 采空塌陷、地裂縫主要分布

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

3 形成條件及成因機制

3.1 巖溶地質災害形成機制與要因分析

當工程抽水附近礦坑排水過程中，地下水位降低，減小了水對上覆土層的浮托力，水力坡度增大，水流速加快，地下水的潛蝕作用逐步加強或瞬間加強，溶洞充填物在地下水的潛蝕、搬運作用下被帶走，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的動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）和湘東區五里亭安置區塌陷（詳見圖3）正是附近礦井排水和工程基坑排水而誘發。巖溶地下水與斷裂破碎帶地下水發生水力聯系或巖溶地下水和第四系孔隙水通過導水構造或溶洞暗天窗地下水不斷下降，降低了水對土體和溶洞充填物的浮托力，從而導致地面塌陷的巖溶地質災害，并造成人身傷亡，房屋傾倒等經濟損失。蓮花縣荷塘鄉、高洲鄉民房倒塌、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生巖溶地面塌陷的過程和現象，屬重力致塌式。

3.2 采空塌陷與地裂縫形成機制與要因分析

萍鄉主要三個老采煤區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，采空區主要依靠洞壁和支撐柱維持圍巖穩定，由于在巖體內部形成空洞，使其天然應力強度不足以抵抗上覆巖土體重力時，頂板巖層內部形成的拉張力超過巖層抗拉強度極限時產生向下彎曲和移動。進而產生斷裂，破碎并相繼冒落，自下而上出現冒落帶、裂隙帶和下沉帶，結果在地表形成塌陷盆地或裂縫帶，使礦區地面建筑物受到破壞。萍鄉高坑、巨源、王坑礦區主要形成采空裂縫從而誘發礦區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 巖溶地質災害與采空塌陷防治對策

巖溶地質災害防治對策：隨著人類活動日趨頻繁和工程建設的加速，由巖溶誘發的地質災害越來越多，造成災害的規模越來越大，需要各級政府及有關單位高度重視，對巖溶強發育地段（塊）或居民集中區周邊和居民居住較稀散區可采用高密度電法探測巖溶發育情況，從平面分布和發育深度基本查明居民集中區的巖溶發育情況特征及可能誘發巖溶塌陷。并對居民相對分散區進行巖溶調查，對預測存在巖溶區地段，能夠避讓的盡量避讓，并定期觀測，指導居民選擇居住位置和工程建設合理避讓，對已經發生的巖溶塌陷采用灌注填充法進行補救及治理，以免繼續發展，做好廣泛的防災減災的科普宣傳，傳授地質科學知識。

萍鄉地區煤田均屬硐采，對礦山地面塌陷裂縫區進行實地調查和測量，調查測量塌陷地裂縫的空間位置及深度其幾何分布特征，對已經閉坑的老礦區、礦坑，采用廢礦石、矸石、粉煤灰、砂石等填充老坑道。對已產生塌陷地裂縫而誘發的民宅裂縫的建筑物采用棄住搬遷，并進行植樹造林或復墾，恢復礦山的本來面目及廢地利用。

5 結語

隨著國民經濟的飛速發展，人類工程活動日趨頻繁，人為地質災害和自然地質災害發生頻率越來越高，造成的經濟損失及傷亡人數逐年增多，這就需要加強防災減災意識，治理所發生的災害，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 湘東區五里亭安置區巖溶塌陷剖面圖示意圖