地面塌陷的分类及事例
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1 、根据形成塌陷的主要原因分为自然塌陷和人为塌陷两大类。
(1)自然塌陷
是地表岩、土体由于自然因素作用、如地震、降雨、自重等,向下陷落而成,如黄土湿陷。
(2)人为塌陷
是由于人为作用导致的地面塌落。在这两大类中,又可根据具体因素分为许多类型,如地震塌陷、矿山采空塌陷等。
2 、由于其发育的地质条件和作用因素的不同,地面塌陷可分为以下几种类型:
(1)岩溶塌陷
由于可溶岩(以碳酸岩为主,其次有石膏、岩盐等)中存在的岩溶洞隙而产生的。在可溶岩上有松散土层复盖的复盖岩溶区,塌陷主要产生在土层中,称为“土层塌陷”,其发育数量最多、分布最广;当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时,也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。我国岩溶塌陷分布广泛,除天津、上海、甘肃、宁夏、以外的26个省(区)中都有发生,其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省(区)最为发育。据统计,全国岩溶塌陷总数达2841处,塌陷坑33192个,塌陷面积约332平方公里,造成年经济损失达1.2亿元以上。
(2)非岩溶性塌陷
由于非岩溶洞穴产生的塌陷,如采空塌陷,黄土地区黄土陷穴引起的塌陷,玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。后两者分布较局限。采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷,在我国分布较广泛,目前已见于除天津、上海、内蒙、福建、海南、西藏以外的24个省区(包括台湾省),其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育较产重,据不完全统计,在全国21个省区内,共发生采空塌陷182处以上,塌坑超过1592个,塌陷面积大于1150平方公里,年经济损失达3.17亿元。
在上述几类塌陷中,岩溶塌陷分布最广、数量最多、发生频率高、诱发因素最多,且具有较强的隐蔽性和突发性特点,严地威协到人民群众的生命财产安全,因此在此着重论述。
·岩溶塌陷
1、现象成因
岩溶塌陷的规模以个体塌陷坑的大小来表征,主要取决于岩溶发育程度,洞隙开口大小及其上复盖层厚度等因素。
自然岩溶塌陷的成因包括暴雨、洪水、重力、地震等,人为岩溶塌陷中,成
因以坑道排水或突水,抽取岩溶地下水、水库畜引水为主,共占人为塌陷的92%。其中,人为因素是诱发岩溶塌陷的主要原因。如在2011年统计的632处岩溶塌陷中,自然塌陷192处,占总数30.4%,成因不明的8处,占1.2%,人为因素诱发的432处,占68.4%;其中矿坑排水诱发的157处,占24.8%,生活用抽水诱发的187处,占29.6%。
据湖南省统计,人为因素诱发的岩溶塌陷占总数的86.6%,塌坑占总数的99.8%,而广西人为诱发岩溶塌陷也占总数的77.24%。从上述数字及实地调查看出,凡是矿区大强度排水及过量抽汲岩溶地下水的地区,都是岩溶地面塌陷发育强烈及损失惨重的地区,即二者之间是一种正相关关系。
人为因素诱发的岩溶塌陷特点是突然,点多,塌坑大小形状不一,小者不足1m ,大者达几百m ,且发育具有持续性、重复性,发育时间及分布范围也比较集中,因此造成的危害很大。
2、形态特征与规模
岩溶塌陷的平面形态具有园形、椭园形、长条形及不规则形等,主要与下伏岩溶洞隙的开口形状及其上复岩、土体的性质在乎面上分布的均一性有关。其剖面形态具有坛状、井状、漏斗状、碟状及不规则状等,主要与塌层的性质有关,粘性土层塌陷多呈坛状或井状,砂土层塌陷多具漏斗状,松散土层塌陷常呈碟状,基岩塌陷剖面常呈不规则的梯状。
据统计,土层塌陷陷坑直径一般不超过30m,其中以小于5m的占大多数,达63—71%,5—10m的占10~20%,个别大的可达60—80m。塌陷坑可见深度绝大多数小于5m,可占总数的84—97%。基岩塌陷规模一般较大,如四川兴文县小岩湾塌陷,长650m、宽490m、深208m。
3、分布地域
中国岩溶塌陷分布广泛,从南到北,从东到西都有发育。主要分布于辽宁、河北、江西、湖北、湖南、四川、贵州、云南、广东、广西等省区。另外,华南岩溶塌陷多而强,华北相对少且弱一些。全国岩溶塌陷总数为2841处,塌陷坑有33192个,塌陷面积为332.28km 。
4、危害
安徽每年因岩溶塌陷造成的直接经济损失约436.8万元,辽宁、湖南二省年均分别达5000、3000万元,云南省年均约1000万元,估计全国每年因岩溶塌陷造成的直接经济损失在1.2亿元以上。
·采空塌陷
1、现象成因
我国采空塌陷主要出现于20世纪70年代以后,是由于盲目开采及滥采等不合理行为,加之爆破等一些震动因素,使得顶板较薄(最薄不足1m)之处极易塌陷。从全国看,采空塌陷与采矿量成直线关系。
2、规模
规模一般较大,面积一般均在几百平方米以上,大者如湖南杨梅山煤矿塌陷,长2km,宽1km,深12m,塌陷面积达百万平方米。
3、分布地域
黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省是采空塌陷的严重发育区。但几乎在全国的采煤、采矿区均有出现,尤其是个体采矿业比较发达、而法律制度不健全且执行不力的地区更容易发生。据不完全统计,在全国20个省区内,共发生采空塌陷180处以上,塌坑超过1595个,塌陷面积大于1150km 。
4、危害
据2007年对全国1173个大中型矿山企业调查,地面塌陷破坏土地面积达84200多公顷,煤矿区最为突出。华北、华东地区煤矿采空塌陷,每年平均为10.5万亩。经有关部门测算,全国平均每采万吨煤就塌地3亩,高者可达3.85亩,据此估算全国每年因采煤塌地70平方千米。而据吉林省统计,采万吨煤平均塌地已达15.1亩,安徽省淮北煤田每天采5万吨煤塌地约20亩,一年塌地近万亩,因而估计全国每年的实际塌地要比70平方千米还多。
黑龙江鹤岗煤矿开采70多年中,已塌陷41.97km2,塌陷区需搬迁的房屋总建筑面积139.7万m2,仅搬迁费就需4.9亿元,且不断有人员伤亡事故发生。