湖南城市学院学报（自然科学版） ２００７年第３期 造成了影响． ３－３塌陷的分布规律 ３．３．１塌陷与地层的关系 塌陷主要分布于二叠系茅口组和栖霞组香泉 山石灰岩中．塌陷多分布在茅口石灰岩上部距龙 潭煤系底界露头线２００—４００ ｍ范围内的低洼地 带，特别是上覆第四系土层薄，水动力条件较好 的地段．据对湖坪井田１０—１１勘探线之间走向长 ２５０ ｍ统计，靠近煤系地层２００ ｍ内有塌陷洞２００ 个；２００ ４００ ｍ之间有９０个；４００ ｍ以外仅有 ２０余个． ３．３．２ 塌陷与构造的关系 塌陷沿主要构造带分布．特别是在张性、张 扭陛断裂带，背向斜轴部及其两翼收敛转折端和 构造迭加复合部位，岩溶发育，塌陷严重．如斗 笠山煤矿黄土岭背斜倾伏泉塘塌陷区的塌洞密度 达３ １６７个／ｋｍ ． ３－３－３塌陷与地形的关系 塌陷多分布在地下水排泄区及地形低洼的冲 沟和河谷地段，特别是当排泄区及河溪两侧被薄 层松散砂土、亚砂土、亚粘土覆盖时，塌陷更加 强烈，河床中产生大量的塌洞．例如，恩口煤矿 壶天河塌陷区，面积约１．３５ ｋｍ ，塌洞达４ ０００ 多个，占全矿区总塌陷的５０％左右，塌洞密度达 ２ ９６３个／ｋｍ ． ３，３．４塌陷与迳流方向的关系 塌陷大多分布在矿井（或供水井）排水疏干漏 斗影响半径内的地下水集中迳流带上方的主要水 源补给区，例如，斗笠山煤矿区龙水至七甲塌陷 区（塌洞密度７００个／ｋｍ ）；恩口煤矿壶天河塌陷 区（塌洞密度２ ９６３个／ｋｍｒ２）；桥头河煤矿槽山湾塌 陷区（塌洞密度３００个／ｋｉｎ ）． ３．３，５塌陷与排水量及水位降深的关系 地下水位降深小，排水量不大的情况下，塌 陷的数量少、规模也小；地下水位保持在基岩面 以上时，则不容易产生塌陷；但当排水量增大和 地下水位降深大时，降落漏斗迅速扩展，地下水 对岩溶充填物和第四纪土体的潜蚀作用增强，岩 溶塌陷数量和范围也相应增加．塌陷强度一般遵 循由弱到强到弱最后终止的发展过程．由于各矿 区（矿井）的水文地质和工程地质条件具有差异 性，故这种发展过程的持续时间也各不相同．例 如，桥头河煤矿桥二井，１９７９．０４开始排茅口灰 岩水，至年底地表出现２个塌洞，１９８０ １９８２年 共出现塌洞４７个（高峰期），１９８３ １９８６年４０个， １９８７—１９９０年仅出现塌洞３３个．又如斗笠山煤 矿香花台井，１９６７．１０开始排茅Ｉ：Ｉ灰岩水， １９６８．０５地表开始出现１０多个零星塌洞，１９６９ １９７２年塌陷高峰期，共有塌洞１ ２２３个，１９７１ １９７６年塌洞５３２个，１９７７—１９８０年塌洞１７５个， １９８１—１９８５年塌洞７１５个（１９８０年该井３００ ｍ深 处开始排水，故塌陷又出现高峰期），１９８６ １９９０ 年塌洞２４０个，目前部分塌陷区已基本停止塌陷． ３．３．６塌陷与坡降及流速的关系 人工抽排水使地下水的水力坡降和流速增 大，当达临界冲蚀流速时，大量土颗粒被带走， 地面就出现塌洞；当地下水流速小时，地面出现 下沉，近降落漏斗中心及其附近，由于水力坡降 与流速大，产生的塌陷往往比远离中心的多．塌 陷一般产生在矿井排水疏干漏斗范围之内，塌陷 扩展方向与疏干漏斗延展方向基本一致．但塌陷 点的时空关系并不完全遵循先近后远的塌陷规 律，有时远离矿井的地段比近矿井的地段先塌 陷．如愚口煤矿１、２井，桥头河煤矿桥２井和斗 笠山煤矿香花台井等都存在这种现象．这是因岩 溶发育不均一性和岩溶通道一水性能差异所致． ４岩溶塌陷的防治 ４．１岩溶塌陷的预防措施 ４．１．１钻孔充气防塌 在岩溶发育地区修建蓄水工程时，应采用“堵 水不堵气”或“通气泄水”等减压装置处理，避 免人为构成或恢复气爆条件【５】．对矿区相对封闭 的岩溶地段，设通气孔防止真空吸蚀和高压冲爆， 有较好的防塌作用．例如恩口煤矿，将塌洞的溶 洞口垒部用块石充填，混凝土封闭，并在其间埋 设充气管，以防止真空吸蚀作用；煤炭坝煤矿在 塌陷区的泄水，河岸施工１个充气孔后，该塌陷 区没有再发生塌陷， ４．１，２合理选择抽排水方式 抽排水方式应尽量做到合理【６】．水源井（孔） 取水时，要适当控制抽水量和下降水位，尽量把 动水位保持在基岩面以上，防止集中过量开采地 下水引起塌陷．矿区疏排水时的水位降深要由小 到大缓慢下降，避免一开始就采用大降深，缓慢 改变地下水动力条件，把降深值控制在临界水位 范围以内，可降低地下水对岩溶充填物和土层的 潜蚀搬运能力，达到减少塌陷的目的． 维普资讯 http://www.cqvip.com 第１６卷 金志仁：湘中喀斯特地形特征及地面塌陷防治方法研究 ２１ ４．１－３建造注浆截水帷幕 用上述简单而经济的填封塌洞的办法处理 加】．塌 矿山疏干抽排水时，较大地改变了地下水动 洞较多但分布长度不大，第四系覆盖层又较厚时， 力条件，增强了地下水的潜蚀和搬运能力，常引 可用铺设凡工河束的办法通过塌陷区． 起岩溶塌陷．在水文地质条件有利（过水通道范围 不大，有较可靠的隔水边界）的情况下，通过对裂 ５ 结语 隙通道进行局部注浆或在过水断面上建立地下截 本文通过对湘中咯斯特地形特征的分析研究， 水帷幕，使注浆地段外侧地下水位不会大幅度变 获得了岩溶形态的基础资料和系列数据．在分析 化，可防止和减少塌陷的发生 】．恩口煤矿直ＩＩＩ 岩溶塌陷地质特征和分布规律的基础上，结合工 井的竖井，在大冶组下段涌水量为５０ ｍ２，ｈ，此处 程实际指出了岩溶塌陷预防的主要针对性措施和 常产生塌陷，经过打钻注浆处理后，疏干漏斗不 地面塌陷的一般处理方法．对咯斯特地区地形特 再扩展，控制了塌陷范围的扩大，减少了塌陷， 征相同或相似而引起的地面塌陷防治有普遍的指 保护了地面环境，取得了良好的效果． 导意义． ４．１．４合理的采矿方法 锡矿山改用了充填采矿法，控制了地压活动， 参考文献： 有效地防止或减少了塌陷． ［１］邓自民．喀斯特地下水库与成库条件［Ｊ］．贵州科学，１９９５（３）： ４．１．５进行地下水动态观测 ５—９． 掌握地下水变化规律，合理地指导抽排地下 ［２］苏艺，王继辉，鄢贵权．贵州地表水资源主要特征分析［Ｊ］＿贵 州工业大学学报（自然科学版），２０００（５）：３３—３６． 水．抽排地下水的井（孑Ｌ）要有合理的过滤管装置， ［３］史运良，王腊春，朱文孝，等．西南喀斯特山区水资源开发利 避免和减少土地被潜蚀带走，亦可预防塌陷的发 用模式［ｊ］．科技导报，２００５（２）：４７—４９ 生［８Ｊ． ［４］李家平，董祖培．西部大开发中贵州水资源利用的探讨［Ｊ］．人 ４．２地面塌陷的处理 民珠江，２００２（２）：２５—２７． ［５］苏维词．中国西南岩溶山区石漠化治理的优化模式及对策［Ｊ］． （１）填洞对地面塌陷坑应及时填封、通常采用 水土保持学报，２００２（Ｓ１）：４６—５２． 土石方充填，混凝土封闭．有的塌洞（坑）要反复 ［６］雷明堂，蒋小珍．岩溶塌陷研究现状、发展趋势及其支撑技术 充填多次，最好从塌洞口基岩裸露处填封 】． 方法［Ｊ］．中国地质灾害与防治学报，１９９８（３）：７２—７５． （２）围堤挖沟对处于洪水淹没范围的塌洞密 ［７］雷明堂，蒋小珍，李瑜．岩溶塌陷试验、评估与管理方法研究 集地带，可构筑土堤将塌陷区围起来，防止洪水 ［Ｊ］．地质灾害与环境保护，２００２（１）：３６—３８． ［８］雷明堂，项式均．近２Ｏ年来中国岩溶塌陷研究回顾［ 中国地 对亡水区塌洞的径流补给．也可在汇水区塌洞周 质灾害与防治学报，１９９７（Ｓ１）：７－１２． 围的山坡沟谷开挖拦截洪水的沟梁，疏导塌陷区 ［９］刘丹，杨立中，王建秀．我国铁路建设中岩溶塌陷的基本特征 附近的积水，以防止降雨汇流灌人塌洞．恩口煤 及成因模式［Ｊ］．中国地质灾害与防治学报，１９９７（Ｓ１）：５９—６４． 矿壶天河塌陷区采取了这些措施，减少了矿坑涌 ［１０］冯佐海，李晓峰，张明华，等．桂林市岩溶塌陷空间分布与 地质构造的关系［Ｊ］．地质灾害与环境保护，２００１（２）：３２—３３． 水量． （３）河床塌陷的处理河床中塌洞不多时，也可 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｗａｙｓ ｏｆ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｒｏｕｎｄ Ｓｉｎｋｉｎｇ ａｎｄ Ｋａｒｓｔ Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ＪｌＮ Ｚ ．ｒｅｎ （Ｈｕｎａｎ Ｃｉｔｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｙａｎｇ，Ｈｕｎａｎ ４１３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｐａｒｔ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｒｏｃｋ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ，ｉｔ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｐｒｅ—ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｋａｒｓｔ ｔｒｅａｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｋａｒｓｔ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ；ｇｒｏｕｎｄ ｆｅａｔｕｒｅｓ；ｇｒｏｕｎｄ ｓｉｎｋ；ｋａｒｓｔ ｆｅａｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ｐａｒｔ ｏｆ Ｈｕｎａｎ （责任编校：陈健琼）
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