深圳市龙岗岩溶塌陷灾害及防治对策

通过对深圳市龙岗区岩溶塌陷灾害的综合地质勘查，查明了岩溶发育特征及岩溶塌陷的分布规律。同控制岩溶塌陷的6个主要因素为岩溶地下水作用、降雨和地表水、振动作用、重力与荷载、抽排地下水及坑道突水，分析了岩溶塌陷的危害性，对潜在塌陷区进行了预测和评价。在此基础上，提出了岩溶塌陷灾害的防治对策及建议。     

昆明市岩溶塌陷发育特征和防治措施

昆明市是岩溶塌陷危害较重的城市之一.岩溶塌陷主要集中分布在翠湖一圆通山、金马寺等8个地段,已形成塌陷坑405个,发生时间主要在6-9月,该时段形成的塌陷占全年发生数的73%.岩溶塌陷多发育于地下岩溶发育、松散盖层厚度小于15m、地下水位埋深小于20m的地段.碳酸盐岩岩溶发育、松散盖层厚度较小和水动力条件(降水、地表水和地下水)是昆明市岩溶塌陷产生的必要条件,其中地下水的作用对岩溶塌陷的形成至关重要.昆明市岩溶塌陷机理主要有地下水位升降致塌、地表水下渗致塌和动荷载致塌3种类型.防治方法主要包括避让、合理开采地下水的预防措施和防渗封闭、结构物跨越及地下加固处理的工程措施.      

郴州华塘煤矿采空区地面塌陷的影响因素及防治措施探讨

郴州华塘煤矿采空区地面塌陷的影响因素是采矿方法、煤层特征(厚度、产状和埋深)、顶板岩石力学性质、地表水和地下水综合作用的结果.采矿方法的改进和煤柱的留设与保护是防治塌陷的主要措施,监测工作是不可缺少的重要手段.     

从研究岩溶地下水角度分析评价岩溶塌陷的危险性--以南宁坛洛塌陷为例

南宁市是广西岩溶地面塌陷危害十分严重的城市之一。2012年6月2日突发的岩溶地面塌陷主要集中分布在坛洛镇南西方向,形成塌陷坑19个,地裂缝17条,威胁62户共232人,潜在经济损失约870万元。坛洛塌陷多形成于松散盖层厚度小于15 m,地下水位埋深小于20 m,地下岩溶强发育的区段。碳酸盐岩岩溶发育、松散盖层厚度较小和水动力条件（降水、地表水和地下水）复杂为岩溶塌陷产生的必要条件,尤以地下水的作用对岩溶塌陷的形成起至关重要的作用。通过对坛洛地下水动态观测与岩溶塌陷的调查研究确定地下水强径流带,分析评价岩溶地面塌陷的危险性,为岩溶地区的岩溶塌陷危险性勘察、评价工作提供一定指导意义。     

新构造断裂对莱芜铁矿田中岩溶地面塌陷的控制作用

莱芜铁矿田中，一般情况下地表水、第四系潜水与岩溶水无水力联系，地表无塌陷产生，只有在新构造断裂发育的地段，才有可能产生岩溶地面塌陷。而在这些地质，灰岩顶部岩溶裂隙发育的程度，覆盖层结构，地表水、第四系潜水与岩溶水的水力联系均有新构造断裂控制，而这几方面正是岩溶地面塌陷产生的必要条件，所以，莱芜铁矿田中的岩溶地面塌陷由新构造断裂控制。     

重庆中梁山岩溶地面塌陷特征及形成机理

通过详细调查重庆中梁山地区的岩溶地面塌陷灾害情况,分析出该区地面塌陷特征及形成机理。结果表明:岩溶地面塌陷主要分布在嘉陵江组中的地势低洼处、断层和溶槽处,多发生在降雨量大和地下水水位陡降时期,是自然因素和人类活动共同作用下的结果,数量较多,以土洞型为主;其致塌的力学机制以真空吸蚀作用和潜蚀作用为主,多种作用为辅;在具备岩溶塌陷发生的地质条件下,隧道建设过程中的强排水、降雨和村级公路修建与运营过程中会诱发岩溶地面塌陷的发生。根据岩溶地面塌陷的致塌力学机制和诱发因素,提出预防降雨形成的地表水过度聚集,隧道建设避免地下水陡降,村级公路和隧道选址避开岩溶发育区域等措施,以防止岩溶地面塌陷发生。      

广东英德沙口镇岩溶地面塌陷发育特征及形成机理分析

近年,广东省粤北山区隐伏区岩溶地面塌陷日益增加,直接影响人民生产生活。英德市沙口镇某村地质环境复杂,第四系覆盖层厚度薄,底部卵石层与下覆天子岭组灰岩直接接触,溶洞与断层破碎带发育,溶洞与溶洞间连通性较好,岩溶地面塌陷地质灾害严重。在综合分析沙口镇某村地质环境条件基础上,从内、外两方面因素,对岩溶地面塌陷发育特征及形成机理进行分析,认为在长期地下水位波动、潜蚀及淘蚀等作用松散盖层土体颗粒流失形成土洞,地表水与地下水强烈交替形成正负压力等作用下,土洞上部盖层发生塌陷。研究结论为科学制定岩溶地面塌陷防治方案提供依据。     

神府矿区西沟-柳沟流域地面塌陷及其环境效应

神木县西沟-柳沟流域煤炭开采历史悠久,主采侏罗系延安组4~(-2)、5~(-2)和5~(-3)煤层,采煤方法由之前的房柱式开采逐渐转换为井下综采。以西沟-柳沟流域内大砭窑煤矿和凉水井煤矿为基础,以不同开采方式诱发地面塌陷为对象,通过对流域区实地调查和分析,将区内地面塌陷分为房柱式采煤突发型塌陷和井下综采预知型塌陷,并对流域内地面塌陷主要表现形式—地裂缝和塌陷槽特征加以阐述和总结。在灾害调查的基础上,还对流域内土地资源、泉、井和地表水做了诸多工作,结果显示:地面塌陷对地质环境条件影响严重,地形地貌因地面塌陷而改变,土地资源因此受到破坏;采煤顶板冒落,流域内含(隔)水层破坏,地下水漏失、水位下降,地表水也随地裂缝流失,区内多处泉已经干涸,支沟断流等都与采煤引起的地面塌陷有关。     

山东省岩溶塌陷分布规律及成因机制

选取山东省岩溶塌陷作为中国北方岩溶塌陷的代表,在对其分布规律进行分析的基础上,总结岩溶塌陷成因机制.研究表明:山东省岩溶塌陷受岩溶发育程度、第四系覆盖层结构厚度、断裂构造及地表水系等多种自然因素制约,分布呈现出规律性;在人为因素方面,岩溶塌陷多发生在地下水位陡升陡降及在基岩顶板波动时期.从力学角度出发,岩溶塌陷成因机制...     

非饱和土降雨诱发塌陷成因探讨

有些土体塌陷由降雨诱发，特别是久旱无雨后突降暴雨，有时会导致岩溶塌陷成群出现。同样，在干旱季节农田灌溉也会导致塌陷大量出现，可见塌陷的产生与土壤的干湿状态密切相关。自然土层接近地表部位为非饱和的包气带，以下才是饱水带，大气降雨及农田灌溉水入渗地下要有一个由非饱和带向饱水带运动的过程。由于土体为固气液和收缩膜四相体系，在地表水入渗地下的过程中，入渗的水峰会对土体结构中的气体产生驱动作用，对固体骨架也会产生动力作用。本文采用非饱和土力学的基本原理，对于非饱和土中吸力和水压传递机理以及降雨诱发塌陷进行了分析，并按提出的成因机制对暴雨诱发塌陷实例进行了分析。     

地下水位下降对采矿覆岩下沉影响探析

地下采煤会导致地表下沉盆地的形成。然而地下水尤其是承压水的流失即水位降低对地表下沉盆地的形成存在不可忽视的影响，而对两者之间的关系及其过程的力学机理是岩移领域亟待研究的课题之一。矿区地下水位降低的主要原因为承压水通过采动裂隙向下渗流、煤层开采前顶板岩溶含水岩层的疏干以及地面人为钻井取水。根据对一具体矿区地下水位下降对地表沉陷影响实测数据的分析得出，在以采煤为主导条件导致地表下沉的过程中，几乎全部的开采沉陷量中均包含有由于含水层释水而造成的沉陷量。通过对上覆岩层力学机理分析，指出水位降低对覆岩移动、地表下沉的影响是由于一定地质条件下可渗水性岩石的物理力学特性、渗水对其它岩石的软化、释水后原冲积层的压密固结以及水渗透过程中的水岩耦合作用等因素综合作用所致。同时，在以上理论的基础上还探讨性地建立了地下水位下降对地表下沉贡献模型，在此模型基础上可以建立2个或2个以上影响因素对地表下沉的贡献模型。最后以框图形式概括了地下水位下降及其对地表下沉影响的综合过程。     

太原市地面沉降的现状及发展变化趋势

地面沉降作为一种广泛的地质灾害,不仅对地面设施造成很大的破坏,而且也会使地下环境发生变化。从太原市地下水开采历史与地面沉降演变历史总体上相符可以看出,太原市地面沉降是由于过量开采中深层孔隙地下水引起地下水位急剧下降造成的。随着2003年太原市采取关井压采及引黄入并等一系列举措以来,地下水位呈现回升的趋势,地面沉降速率随之减缓。     

厚覆盖层矿山地下开采地表塌陷机制分析

随着矿山开采深度的不断增加,厚覆盖层成为部分深部地下矿山的主要特点。以物探调查、变形监测以及理论分析为手段,对某典型厚覆盖层金属矿山地下开采初期地表塌陷的成因与机制进行了分析。结果表明,厚覆盖层中存在的大面积采空区为地表塌陷变形提供了空间,采空区顶板厚度较小为地面塌陷的发展提供了条件,采空区的存在是地表塌陷的主要原因。地表出现塌陷以后,塌陷范围以塌坑为中心继续向外扩展,受覆盖层内采空区走向,断层和岩层分界面等地质缺陷影响,塌坑向西、向南与向北三个方向上的扩展较向东快得多。降雨会增大塌坑向外扩展的速度,因为地表水的下渗加快了塌坑周围岩土体向塌坑方向的移动和下沉。     

盐岩储库区地面沉降预测与控制研究现状与展望

利用盐岩地层建设地下油气储库群已成为各国发展能源储备的重要方向,然而关于储库区地面沉降的研究至今仍处于探索阶段。由于地面沉降所造成的重大事故屡见不鲜,因此有必要集中力量研究盐岩库区地面沉降问题,为我国盐岩储库群的建设提供可靠的理论依据。本文主要从以下3个方面总结了近几十年来国内外学者在盐岩储库区地面沉降预测方面所做出的努力与成绩:(1)现场监测——法国、德国、美国先后建立了现场监测网络,获得了大量的长期监测数据;(2)理论计算——我国学者于20世纪90年代末将随机介质理论引入到盐矿水溶开采地面沉降预测中,从而为储库区地面沉降预测提供了新的理论基础;(3)数值模拟——欧洲学者利用FLAC2D程序对盐岩储库区的地面稳定性进行了数值模拟,而我国学者则利用在新概率积分法的基础上建立起的预测模型成功进行了沉降预测模拟。此外,为了有效地控制库区地面变形,预留矿柱式水溶开采法在国外众多盐岩地下储库群建设中得以广泛应用。本文最后提出在后续研究中将重点着眼于地表变形随时间的发展过程,并对现有理论模型进行适当的修正以及利用现场实测数据进一步完善预测所需参数的选取方法,从而使预测结果更为准确可靠。     

一矿山开采崩落区的岩体变形及崩落角确定

矿山地下开采过程中,由于采出了大量的矿体,上部岩体失去支撑,破坏了原有的平衡,因此岩体就破裂、变形,地表上则表现为塌陷、裂缝以及肉眼难以分辨的地面变形,矿坑内则表现为片帮、冒顶、底鼓等。     

黄河三角洲典型地段地面沉降机理研究及预测预警

随着社会经济的快速发展,黄河三角洲地区普遍发生了地面沉降,已经成为了影响区域社会经济可持续发展的重要因素之一。本文以黄河三角洲地面沉降典型地段—滨州地区为研究对象,以该区2005~2019年年间共计6期地面沉降监测数据为基础,对区内多年来地面沉降发展演变规律进行分析,对地面沉降成因机理进行研究,并根据滨州地下水系统的水文地质条件以及地面沉降机理,概化出滨州地下水系统水位地质概念模型及地面沉降模型。在此模型基础上推演建立滨州地下水开采与地面沉降三维数值模型。利用该模型对地面沉降与地下水位监测数据进行内插外推计算,综合计算结果分析和研究,对地面沉降和地下水动态进行预测预警,从而为黄河三角洲地区地面沉降防治提供依据。     

Pot-hole subsidence in Son-Mahanadi Master Coal Basin

Pot-hole subsidence is an abrupt depression of local ground surface, which occurs due to sudden collapse of the overburden into an underground void. Pot-hole subsidence is a common form of subsidence in Jamuna and Kotma, Hasdeo and Bisrampur areas of Son-Mahanadi Master Coal Basin. Data of 34 cases of pot-hole subsidence were collected from the above areas and analysed from stand point of their causative factors, prediction, mechanism, and suggested mitigative measures. Analysis of these cases revealed that shallow depth, geological discontinuities, weak and saturated overburden are the main causative factors for the pot-holing phenomenon. Movement of eroded materials from saturated and weathered overburden with water along a fault plane into the underground bord and pillar development led to the formation of a pot-hole. Risk of pot-hole subsidence is high when the pot-hole potential ratings of causative factors are between 80 and 100. Suggested mitigative measures of pot-hole subsidence in bord and pillar development as well as unapproachable depillared workings include maintaining a minimum of 15 m un-weathered hard cover, controlled width and height of drivages, installation of suitable support system, back-filling, grouting of underground voids, etc.     

开采引起的含水层失水对地表下沉的影响

为了改善矿区开采沉陷预计精度,解释华东矿区地表下沉系数大于1的原因,减小采动损害,本文基于现场钻孔水位动态观测结果,获得了覆岩破坏与含水层水位变化的3种对应关系。根据含水层失水后固相颗粒有效应力增加引起岩土体孔隙比的变化,建立了含水层失水固结沉降机理,利用叠加原理,导出了地下开采与含水层失水共同引起的地面沉降计算方法。研究实例表明,失水下沉占煤层开采下沉的25%。      

淮南采煤沉陷区积水来源的氢氧稳定同位素证据

淮南是我国东部重要的能源基地,由于长期地下采煤,地表形成大面积的采煤沉陷区并积水,造成严重地质灾害。针对于此,部分学者提出利用采煤沉陷区建立"平原水库"解决周边地区干旱年份农田缺水问题的设想。然而,一方面,由于煤层上覆几百米厚的新生代沉积,采煤塌陷形成的沉陷裂隙是否沟通了不同含水层之间的水力联系,并因此改变了这个地区的地下水系统,成为区域水资源评价需要了解的一个重要科学问题;另一方面,建立"平原水库"需要有稳定的补给水源,采煤形成的沉陷裂隙如果沟通了地下不同深度含水层的水力联系,是否使地下水成为塌陷区除降雨外的重要补给来源,这就成为评价"平原水库"水资源潜力的重要参考依据。氢氧稳定同位素是示踪天然水体水来源的重要手段,笔者在淮南矿区采集了旱季和雨季的浅层地下水、河水、雨水、沉陷区的积水等不同水体的水样23件,分析了其氢氧稳定同位素组成并与深层地下水进行对比。结果表明:雨季和旱季,该地区采煤沉陷区积水的氢氧稳定同位素组成都非常接近大气降水的氢氧稳定同位素组成,而与深层地下水的氢氧稳定同位素组成相差较大,说明采煤沉陷区的积水来源主要是大气降水补给。采煤沉陷区的沉陷裂隙贯穿了整个新生代地层,使地表水发生下渗与在深部与深层地下水发生不同程度的混合,而深层地下水尚不是"平原水库"的稳定补给源。     

复杂地质条件下矿山地下开采地表变形规律的研究

地质条件是矿山开采岩层移动的基础,复杂的地质条件常使得地表移动角、沉陷角预测不准,导致灾难性后果。以典型复杂地质矿山程潮铁矿东区为例,以多年地表变形监测结果为依据,对在其特殊地质条件下地表变形和岩层移动的机制进行了分析研究。结果表明,地下采矿是矿区岩体破坏的直接诱因,地下水产生的静水压力和动水压力强化了岩体的变形与破坏;矿区岩体中断层、节理等特殊地质结构是岩体破坏的基础;构造应力场的存在是围岩向采空区产生较大移动变形的主要影响因素;在采矿之初,地表塌陷主要是由地下水疏干引起的;地表大规模塌陷形成以后,地下采空区的扩大是引起地表塌陷的主要原因,但矿区特殊的地质条件对地表塌陷范围的扩展速度有重要影响。