湖南長(zhǎng)沙縣江背鎮(zhèn)地面塌陷發(fā)育特征和成因機(jī)理分析

摘要：地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重制約著城市的發(fā)展，長(zhǎng)沙縣江背鎮(zhèn)河田一帶有著悠久的采石灰?guī)r礦的歷史，形成了大量的采坑和采空區(qū)，加之區(qū)內(nèi)淺層覆蓋型巖溶發(fā)育，采空塌陷和巖溶塌陷對(duì)周邊居民生產(chǎn)生活有極大的影響。本文在系統(tǒng)收集和研究前期資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合的勘查手段查明了本區(qū)地面塌陷發(fā)育特征并進(jìn)行成因機(jī)理分析：采空塌陷具有三階段變形的特點(diǎn)，主要受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水、采礦活動(dòng)控制；巖溶塌陷主要由潛蝕效應(yīng)、垂直滲壓—自重效應(yīng)引起，受地層巖性、巖溶發(fā)育情況、上覆土層“二元結(jié)構(gòu)”、地下水等因素控制。兩種地面塌陷均是自然與人為影響因素相互作用、相互影響、共同疊加而形成的?，F(xiàn)狀地面變形處于基本穩(wěn)定狀態(tài)但仍有繼續(xù)發(fā)展的可能，據(jù)此提出了相關(guān)的防治建議。

關(guān)鍵詞：采空塌陷；巖溶塌陷；發(fā)育特征；成因機(jī)理

中圖分類號(hào)："P694"文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼："Adoi：10.12128/j.issn.1672-6979.2024.11.003

引文格式：陳鼎，蘇濤，周杰，等.湖南長(zhǎng)沙縣江背鎮(zhèn)地面塌陷發(fā)育特征和成因機(jī)理分析［J］.山東國(guó)土資源，2024，40（11）：18-24.CHEN Ding，SU Tao，ZHOU Jie，et al. Analysis on the Distribution and Formation Mechanism of Ground Collapse in Jiangbei Town of Changsha County in Hu'nan Province［J］.Shandong Land and Resources，2024，40（11）：18-24.

0引言

地面塌陷是一種危害較大的地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害［1］，人們對(duì)其關(guān)注度很高，在調(diào)查與監(jiān)測(cè)、特征及分區(qū)、影響因素和控制機(jī)理、發(fā)展趨勢(shì)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響及法規(guī)制訂等方面開(kāi)展了大量的研究［2-4］。

由于采礦和巖溶引起的地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害分布廣泛，特別是當(dāng)前用地緊張，以前的老礦區(qū)現(xiàn)在已經(jīng)逐步納入城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)范圍，碳酸鹽巖地段上的工程建設(shè)也逐步擴(kuò)大，加強(qiáng)對(duì)采空區(qū)地面塌陷和巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害研究已成為歷史遺留礦山治理和城市可持續(xù)發(fā)展的迫切問(wèn)題之一。礦區(qū)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害與區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)、礦產(chǎn)分布、開(kāi)采歷史、開(kāi)采方式、開(kāi)采深度、現(xiàn)狀及后期處置措施等密切相關(guān)［5-8］。巖溶塌陷的研究開(kāi)展已久，其主要影響因素為區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境、抽排地下水、暴雨、洪水及振動(dòng)等［9-17］。

本文依托“長(zhǎng)沙縣江背鎮(zhèn)地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害勘查”項(xiàng)目，以塌陷區(qū)及其影響范圍為研究區(qū)，收集和研究項(xiàng)目區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件、歷史災(zāi)情等資料，通過(guò)工程地質(zhì)測(cè)繪、物探、鉆探、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)、變形監(jiān)測(cè)等綜合勘查手段［18-21］，查明了地質(zhì)災(zāi)害成因、類型、現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)等內(nèi)容，為該地區(qū)地面塌陷的防治工作、監(jiān)測(cè)預(yù)警體系構(gòu)建等提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1研究區(qū)基本情況

研究區(qū)位于長(zhǎng)沙縣江背鎮(zhèn)，屬于侵蝕溶蝕緩坡丘陵地貌，地勢(shì)總體東高西低。自北西向東南，呈現(xiàn)老地層在中間、新地層在兩側(cè)的背斜構(gòu)造特征，兩側(cè)巖層產(chǎn)狀具有倒轉(zhuǎn)特性。江背壓扭性斷層（F1）切割泥盆系中上統(tǒng)地層，生成時(shí)期較晚，巖性為碳質(zhì)灰?guī)r和灰?guī)r，巖體極破碎，走向?yàn)镹E向約30°，傾角約50°～56°（圖1）。

1.2地層巖性及水文地質(zhì)條件

研究區(qū)地處亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，四季分明，4—8月為集中降雨期。區(qū)內(nèi)地表水主要為中部河田白石礦山水坑和周邊的水塘，坑深約61.1～71.9m，水深約17.5m，坑內(nèi)積水受大氣降水、周邊地表地下徑流補(bǔ)給，受蒸發(fā)和下滲排泄，水面變幅約3～10m。礦坑周邊水塘受大氣降水補(bǔ)給，以管道形式小流量向河田白石礦坑排泄，水面變幅較小。

地層及各含水、隔水巖組的相對(duì)位置關(guān)系詳見(jiàn)表1，區(qū)內(nèi)礦業(yè)活動(dòng)形成的地下采空區(qū)，使得棋梓橋組灰?guī)r巖溶裂隙含水層的徑流、排泄條件被改變；露天礦坑開(kāi)采時(shí)的抽排積水，使周邊地下水以礦坑為中心逕流；F1斷裂的透水導(dǎo)水，對(duì)地下水造成了較大的影響，本區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)條件復(fù)雜。

1.3人類工程活動(dòng)

江背鎮(zhèn)河田一帶石灰?guī)r礦開(kāi)采歷史悠久，早在清末年間就進(jìn)行過(guò)露天開(kāi)采。建國(guó)后隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)建筑材料的需求增大，區(qū)內(nèi)先后存在過(guò)江背鎮(zhèn)鑫發(fā)礦業(yè)公司（1985—2004年）、五七一礦（1997—2004年）、長(zhǎng)沙河田白石采石場(chǎng)（2000—2020年）開(kāi)采石灰?guī)r礦，主要有露采和洞采兩種方式，形成大量采空區(qū)和礦坑。

2研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特征

研究區(qū)域發(fā)生的地面塌陷或地面變形主要有6處：

（1）TX1發(fā)生于原鑫發(fā)礦采空區(qū)上部，2000—2006年間，該區(qū)域多次發(fā)生塌陷，最近一次在2006年3月強(qiáng)降雨的影響下突發(fā)，臨近水渠、公路均遭破壞。塌陷坑呈漏斗狀，直徑達(dá)到70m，最大塌陷深度36m，塌陷總方量約37000m3，坑壁出露巖土體為黏土及強(qiáng)—中風(fēng)化碳質(zhì)灰?guī)r，巖體破碎。

（2）TX2在現(xiàn)社區(qū)廣場(chǎng)（原江背派出所），發(fā)生時(shí)間為2006年4月，地面坑口直徑約2.8m，坑底最大可見(jiàn)深度約為5m，面積約24m2的塌陷坑。

（3）鎮(zhèn)政府公寓樓處前坪于2006年發(fā)生地面輕微下沉，出現(xiàn)多條裂縫，寬約1～2cm，長(zhǎng)約2m。

（4）2016年，原五七一礦北側(cè)中國(guó)蓄牧院子內(nèi)水塔地基開(kāi)裂，東南部約7m圍墻傾斜，同時(shí)出現(xiàn)長(zhǎng)約10m縱向的裂縫。

（5）2018—2020年，原五七一礦西北側(cè)劉新中等4戶房屋墻體開(kāi)裂。

（6）2019年，研究區(qū)西北角羅四清戶房屋地面變形，墻體開(kāi)裂。

從2000年開(kāi)始，因地面塌陷或變形造成了江背鎮(zhèn)十多戶居民房屋墻體開(kāi)裂無(wú)法居住，地表農(nóng)田失水無(wú)法耕種，周邊水渠、公路多處損毀等，直接經(jīng)濟(jì)損失約600萬(wàn)元，嚴(yán)重威脅周邊約92戶953人的生命財(cái)產(chǎn)安全，當(dāng)?shù)卣扇×司洹徇w、回填等措施對(duì)地表塌陷區(qū)進(jìn)行了應(yīng)急治理。但由于區(qū)內(nèi)礦山開(kāi)采歷史悠久，且多數(shù)無(wú)序開(kāi)采，致使采空區(qū)分布不明，加之淺部巖溶發(fā)育，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)生活長(zhǎng)期遭受潛在地面塌陷災(zāi)害的困擾，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)厣鐣?huì)的穩(wěn)定。

3研究區(qū)采空區(qū)及巖溶發(fā)育特征

本區(qū)域地面塌陷按其主要控制因素可分為采空塌陷和巖溶塌陷，2020年河田白石礦山關(guān)閉后，周邊采空區(qū)因充水及頂板垮塌已無(wú)法進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，地下采空區(qū)情況不明，礦山開(kāi)采期間抽排水情況因礦山資料缺失而無(wú)法收集。本次采用工程地質(zhì)測(cè)繪、水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查、鉆探、物探（包括高密度電阻率法、等值反磁通瞬變電磁法、共振頻率成像、電磁波層析成像CT、超高密度電法、天然選頻法等6種方法）等綜合勘查方法，查明本區(qū)域內(nèi)的地層巖性、采空區(qū)及巖溶發(fā)育情況，詳見(jiàn)圖2。

3.1采空區(qū)分布特征

研究區(qū)內(nèi)主要分布2處采空區(qū)（圖2）。

Ⅰ號(hào)采空區(qū)面積為18103km2，為原鑫發(fā)礦多年洞采形成，采空區(qū)頂板巖土體厚度最薄處為30.1m，同時(shí)最大采空高度達(dá)51.0m，穩(wěn)定性差，其上發(fā)生過(guò)TX1塌陷。其余區(qū)域采空區(qū)域頂板厚度34.1～64.5m，采深較大。

Ⅱ號(hào)采空區(qū)面積為3046km2，呈橢球狀展布，為原五七一礦多年洞采形成，區(qū)內(nèi)北側(cè)發(fā)生過(guò)地面下沉。采空區(qū)頂標(biāo)高為21.3～56.7m，采空高度11.2～20.9m，頂板巖土體厚度24.8～46.9m，區(qū)內(nèi)采空區(qū)頂板厚度較小。

Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)采空區(qū)圍巖主要為碳質(zhì)灰?guī)r或灰?guī)r，據(jù)普氏壓力拱理論：頂板覆巖厚度無(wú)法形成自然平衡拱，頂板穩(wěn)定性均較差，僅局部個(gè)別深埋巷道可達(dá)到自然平衡。

3.2巖溶發(fā)育特征

研究區(qū)分布的可溶巖主要為泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組灰?guī)r，為覆蓋型巖溶，地表所能見(jiàn)到的巖溶個(gè)體形態(tài)較為稀少，露采礦坑開(kāi)挖后，出露主要巖溶形態(tài)為溶槽、溶洞、溶隙、溶蝕孔等，溶槽多見(jiàn)于巖土分界面處，溶洞分布于下部灰?guī)r層中。

巖溶發(fā)育空間分布特征如下：①主要發(fā)育于棋梓橋組灰?guī)r分布區(qū)，原礦山周邊，研究區(qū)中部，詳見(jiàn)圖3。②發(fā)育區(qū)主要位于區(qū)內(nèi)較平坦寬闊的谷地，坡麓地帶弱發(fā)育。③平面上看覆蓋層厚度10～20m處巖溶發(fā)育強(qiáng)烈。④巖土分界處巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，占比62.7%。⑤巖溶垂向發(fā)育段厚度較大，發(fā)育標(biāo)高18.24～74.9m，厚度達(dá)56.66m。⑥垂向發(fā)育標(biāo)高段主要集中在40.0～74.9m。⑦巖溶發(fā)育規(guī)模差異性較大，以0.2～8m洞高的中小型巖溶為主。

本區(qū)地面塌陷有采空塌陷和巖溶塌陷，是自然、人為等多種因素相互影響和綜合作用而成。自然因素主要有地質(zhì)因素、天氣因素，人為因素主要為礦山開(kāi)采活動(dòng)（圖4）。

4.1采空塌陷成因機(jī)理

4.1.1采空塌陷機(jī)理分析

礦山洞采過(guò)程中，圍巖變形可分為3個(gè)階段：

第一階段為掘進(jìn)和回采初期，冒落帶所形成的崩落物大小混雜、塊體彼此支撐，圍巖形成大量空隙，出現(xiàn)碎脹現(xiàn)象。此時(shí)，崩落物會(huì)對(duì)冒落帶之上的裂隙帶施以一定的支撐力，地面以沉降為主，且變形較小，一般不會(huì)影響地面的正常耕作和房屋的安全性。

第二階段，隨采空區(qū)擴(kuò)大，冒落帶的厚度增加，與裂隙帶之間形成“空腔”，裂隙帶裂縫增多，整體彎曲下移量急劇增大。當(dāng)巖石碎脹使崩落物與裂隙帶底部相接時(shí)，洞室的頂板（覆巖）達(dá)到受力彎曲的極限狀態(tài)。如果裂隙帶發(fā)育到地表，地面會(huì)產(chǎn)生明顯下沉并伴生大量的地裂縫，地裂縫的錯(cuò)動(dòng)可形成塌陷槽溝。此時(shí)，地面建筑物處于變形較嚴(yán)重的狀態(tài)。

第三階段，隨著回采的繼續(xù)，采空區(qū)范圍的擴(kuò)大，采空區(qū)中心距其四周邊界超過(guò)臨界值，中心點(diǎn)附近的覆巖將全部折斷。此時(shí)，冒落帶已發(fā)展到地表，地面出現(xiàn)塌陷變形，地面建筑損毀。

TX1塌陷位置處在2000—2003年石灰?guī)r開(kāi)采時(shí)，采空區(qū)上部地表發(fā)生了小型塌陷，處于圍巖變形第一、二階段，裂隙帶少量到達(dá)地表。2004年礦山停采，開(kāi)采巷道中地下水位升高，不斷侵蝕洞室頂板，加劇頂板的崩落，加之開(kāi)采巷道的擴(kuò)大，導(dǎo)致頂板覆巖彎曲帶全部折斷，發(fā)生完全崩落，冒落帶發(fā)展至地表，進(jìn)入第三階段，形成了2005年發(fā)生的地面塌陷。隨著巷道內(nèi)地下水位的不斷上升，頂板圍巖的侵蝕不斷加強(qiáng)，冒落帶進(jìn)一步擴(kuò)大，引發(fā)了2006年再次塌陷。TX1塌陷坑完成了礦層開(kāi)采圍巖變形的全部3個(gè)階段。

4.1.2采空塌陷成因分析

研究區(qū)內(nèi)采空塌陷的成因主要為以下3方面：

（1）背斜核部、斷層帶巖體破碎：采空區(qū)于背斜核部且距離F1斷層較近，巖體相對(duì)破碎，強(qiáng)度整體偏低，破碎帶為地下水的流通提供了良好的通道，沿?cái)鄬幼呦?，地下水流通性增?qiáng)，不利于采空頂板的穩(wěn)定。

（2）地下水動(dòng)態(tài)變化：研究區(qū)雨水充沛，大氣降水和礦坑抽排水對(duì)區(qū)內(nèi)地下水位動(dòng)態(tài)變化影響較大，地下水的浮動(dòng)一方侵蝕巷道頂板圍巖，另一方面侵蝕頂板圍巖裂隙帶，雙向作用下，導(dǎo)致圍巖冒落帶擴(kuò)大，引發(fā)塌陷。

（3）礦山開(kāi)采活動(dòng)：是采空塌陷的直接因素，研究區(qū)中部先后分布3個(gè)礦山企業(yè)，進(jìn)行洞采或露天采礦，形成大量采空區(qū)，同時(shí)使用爆破作業(yè)，破壞周圍巖體完整性，未加固的圍巖巖體破碎，且?guī)r溶空洞、構(gòu)造裂隙發(fā)育，中部TX1塌陷坑的形成與原鑫發(fā)礦的地下采礦活動(dòng)即有直接關(guān)系。

4.2巖溶塌陷成因機(jī)理

4.2.1巖溶塌陷機(jī)理分析

研究區(qū)內(nèi)巖溶塌陷致災(zāi)機(jī)理主要有2種：潛蝕效應(yīng)、垂直滲壓—自重效應(yīng)，它們不斷進(jìn)行、相互作用。

潛蝕效應(yīng)：地表水不斷補(bǔ)給地下水，同時(shí)下部巖溶通道或采空巷道不斷排泄地下水，上部松散土體在動(dòng)態(tài)變化的地下水壓力下持續(xù)被滲流帶動(dòng)遷移，形成土洞空腔，最終導(dǎo)致地面變形或塌陷。

垂直滲壓—自重效應(yīng)：地表水下滲并在孔隙中運(yùn)動(dòng)，對(duì)土顆粒施加一種垂向滲透壓力，當(dāng)滲透壓力達(dá)到一定值時(shí)，土顆粒隨水流產(chǎn)生運(yùn)移（流土或管涌），使土體結(jié)構(gòu)破壞，進(jìn)而形成土洞。同時(shí)由于雨水入滲，覆蓋層土體自重加大，使土洞土拱承受更大的重量，這種狀況持續(xù)進(jìn)行，直至發(fā)生地面變形或塌陷。

4.2.2巖溶塌陷成因分析

研究區(qū)內(nèi)巖溶塌陷的成因主要為以下3方面：

（1）研究區(qū)內(nèi)廣泛分布棋梓橋組灰?guī)r，質(zhì)純層厚，巖溶中等—強(qiáng)烈發(fā)育，是巖溶塌陷形成的基礎(chǔ)地質(zhì)條件。

（2）研究區(qū)內(nèi)為覆蓋型巖溶，上覆土層為“二元結(jié)構(gòu)”，物質(zhì)組成以黏土、含礫黏土為主，土體含有裂隙孔洞大且多，地表水下滲沖刷，使土體的強(qiáng)度削弱，易濕化和崩解，淺部巖溶或土洞發(fā)育，多數(shù)為半充填，充填物以黏土、水為主，為上部地面塌陷的形成創(chuàng)造了有利的活動(dòng)空間，是巖溶塌陷形成的主要地質(zhì)因素。

（3）研究區(qū)雨水充沛，地下水位變化受大氣降水以及采礦抽排水的影響，雨期地下水水位較高，停雨水位回落較快，水位隨季節(jié)變化明顯。圖5是巖溶發(fā)育區(qū)4個(gè)鉆孔中巖溶地下水在一年中的變化情況圖，Z5到Z7距離河田白石礦坑由遠(yuǎn)至近，地下水從Z5—Z7高程由高到低，說(shuō)明本區(qū)域地下水由四周向低洼的河田白石礦坑匯聚。地下水位上漲主要集中在4—8月份，圖5中沉降變形波動(dòng)在4—8月也較強(qiáng)烈。地下水水位波動(dòng)，為巖溶發(fā)育提供了良好的水文條件，同時(shí)地下水對(duì)土層的潛蝕作用強(qiáng)烈，長(zhǎng)期的地下水波動(dòng)，使得土體在循環(huán)水壓荷載作用下發(fā)生應(yīng)變軟化、土體破壞而失穩(wěn)脫落，促使土洞的形成，其持續(xù)擴(kuò)大即造成地面塌陷，TX2塌陷即是淺部土洞型塌陷，具有突發(fā)性。地下水動(dòng)態(tài)變化是巖溶塌陷形成的自然誘發(fā)因素。

5發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

研究區(qū)地面塌陷發(fā)生，一方面是由于區(qū)內(nèi)采礦導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境遭受了嚴(yán)重破壞，造成地下巖層及地下水動(dòng)力條件發(fā)生了重大變化，引發(fā)了采空塌陷；另一方面，區(qū)內(nèi)淺部巖溶發(fā)育，在外界自然和人為因素的刺激下，引發(fā)了巖溶塌陷。

圖6是2021年1月至2022年3月期間研究區(qū)27個(gè)地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降變形曲線和月降雨量的對(duì)比圖，從中可發(fā)現(xiàn)降雨量大的幾個(gè)月地面變形劇烈。地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)均設(shè)置在無(wú)地表荷載影響的穩(wěn)定地層（正常固結(jié)土）上，降雨量的波動(dòng)會(huì)引起近地面土體含水量的變化，土體中的水主要在土體孔隙中流動(dòng)或蒸發(fā)，無(wú)附加荷載作用土體骨架的變形極小，幾乎對(duì)地面沉降變形無(wú)影響。地面變形的主要影響因素是地下空腔（巖溶孔洞或采空區(qū)）中地下水對(duì)上部巖土的浮托力變化而引起的。

現(xiàn)狀Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)采空區(qū)具有采空空間大、頂板較薄等特征，且現(xiàn)狀積水嚴(yán)重，自礦山關(guān)閉后以來(lái)，采空區(qū)周邊地下水暫時(shí)形成水力平衡，地表處于暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)。但地下采空區(qū)仍然存在，頂板薄、采空高度大、穩(wěn)定性差，在人類工程建設(shè)活動(dòng)擾動(dòng)或地下水動(dòng)態(tài)變化侵?jǐn)_下，采空區(qū)圍巖仍有垮塌可能。同時(shí)區(qū)內(nèi)豐沛的降水將影響區(qū)內(nèi)地下水動(dòng)態(tài)變化，下伏巖溶或土洞的發(fā)育會(huì)進(jìn)一步加劇，巖溶塌陷仍可能形成。

圖6中2021年1月和2022年1月監(jiān)測(cè)到兩個(gè)的變形量差值接近，近幾年，以年為單位的變形速率很小，然而一年中降雨和地下水波動(dòng)頻繁期間地面變形起伏較大。這說(shuō)明本區(qū)域地質(zhì)環(huán)境只是處于暫時(shí)的動(dòng)態(tài)平衡，整體屬于基本穩(wěn)定狀態(tài)，現(xiàn)狀地質(zhì)環(huán)境條件仍未修復(fù)，在地下水動(dòng)態(tài)變化或人類工程活動(dòng)的影響作用下，區(qū)內(nèi)地面塌陷仍有繼續(xù)發(fā)生的可能。

6結(jié)論與建議

6.1結(jié)論

研究區(qū)為侵蝕溶蝕緩坡丘陵地貌，巖土體類型較多，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，存在背斜和斷裂構(gòu)造，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，人類采礦工程活動(dòng)強(qiáng)烈，采空區(qū)和采坑分布范圍大，地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜。

根據(jù)主控因素不同地面塌陷類型有采空塌陷和巖溶塌陷兩種類型，是自然與人為影響因素相互作用、相互影響、共同疊加而形成的。在現(xiàn)狀地質(zhì)環(huán)境條件（采空區(qū)、礦坑及巖溶）未發(fā)生改變情況下，在地下水動(dòng)態(tài)變化或人類工程活動(dòng)的影響作用下，區(qū)內(nèi)地面塌陷仍有繼續(xù)發(fā)生的可能。

6.2建議

對(duì)研究區(qū)以分區(qū)分期治理采空區(qū)及礦坑為主，以長(zhǎng)期加強(qiáng)地面變形監(jiān)測(cè)、建立群防群測(cè)體系為輔，達(dá)到杜絕安全隱患，保障人民群眾安居樂(lè)業(yè)的目的。①對(duì)災(zāi)害區(qū)進(jìn)行科學(xué)治理后，將其納入城鎮(zhèn)規(guī)劃體系，合理利用土地。②禁止區(qū)內(nèi)礦山開(kāi)采，并加強(qiáng)對(duì)地下水資源開(kāi)發(fā)利用的管理，禁止過(guò)量開(kāi)采或抽排地下水。③河田白石露采坑治理時(shí)須合理控制水位，避免倒灌入四周采空區(qū)，以免引發(fā)新的地質(zhì)災(zāi)害。④針對(duì)Ⅰ、Ⅱ號(hào)采空區(qū)，采取地面鉆孔灌填碎石、或細(xì)砂水泥砂漿的方式治理。⑤對(duì)大型露采礦坑進(jìn)行回填或生態(tài)規(guī)劃建設(shè)，坑內(nèi)規(guī)劃冰雪世界、水上樂(lè)園等休閑娛樂(lè)項(xiàng)目。⑥對(duì)塌陷坑進(jìn)行填充治理，表層應(yīng)回填耕植土，以恢復(fù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。

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Analysis on the Distribution and Formation Mechanism of Ground

Collapse in Jiangbei Town of Changsha County in Hu'nan Province

CHEN Ding，SU Tao，ZHOU Jie，LI Xinyue

（Hu'nan Provincial Resourses and Environment Research Institute Limited Corporation，Hu'nan "Changsha 410014，China）

Abstract：Geological disasters of ground collapse severely restricts the development of cities. The area of Hetian in Jiangbei town in Changsha county has a long history of limestone mining. A large number of mining pits and goafs have been formed. Shallow covering karst are developed well in this area. The ground collapse of goaf and karst has a great impact on the production and life of surrounding residents. Based on systematic collection and research of previous data， distribution of ground collapse in this area has been identified by using comprehensive investigation methods， and the formation mechanism has been analyzed. The collapse of mining subsidence has the characteristic of three-stage deformation. It is mainly controlled by geological lithology， geological structure， groundwater and mining activities. Karst collapse is mainly caused by subsurface erosion effect， vertical seepage pressure self weight effect. It is controlled by geological lithology， karst development， the \"binary structure\" of overlying soil layers and groundwater. Both types of ground subsidence are formed by the interaction， mutual influence， and superposition of natural and human factors. The current ground deformation is in a basically stable state. But there is still a possibility of further development. Based on this， relevant prevention and control suggestions have been proposed.

Key words：Mining subsidence；karst collapse；distribution characterisitcs；formation mechanism

收稿日期：2024-05-10；修訂日期：2024-06-21；編輯："王敏"基金項(xiàng)目："湖南省自然資源廳地災(zāi)防治專項(xiàng)資金項(xiàng)目（湘財(cái)資環(huán)指〔2020〕23號(hào)和55號(hào)）"作者簡(jiǎn)介："陳鼎（1984—），男，湖南長(zhǎng)沙人，高級(jí)工程師，主要從事水工環(huán)地質(zhì)相關(guān)工作；E-mail：68197193@qq.com"（湖南省資源環(huán)境研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙410014）