摘要
地质调查表明，近年来矿区周围不断发生岩溶塌陷，在矿山周边已发现的地面塌陷有几十处之多，随着开采深度的加大，降落漏斗的不断扩展，塌陷范围也越来越远，有向外围扩展的的趋势。矿区处于岩溶发育地段，尤其是土层下覆之溶洞、溶隙及溶槽等的存在，是岩溶塌陷产生的基础和前提。从某种意义上讲，地下岩溶的发育程度对塌陷的形成起着控制性作用。 本文根据武山铜矿水文地质和工程地质等资料，对武山铜矿岩溶塌陷现状进行调查分析。岩溶塌陷是指岩溶地区由于碳酸盐岩地区存在溶蚀空间，使其上覆盖层在自然或人为作用下向下垮落的现象。武山矿区岩溶塌陷主要以士体塌陷为主，下伏基岩主要为三叠系嘉陵江大冶灰岩及二叠系长兴茅口灰岩，具有良好的岩溶发育条件。矿区分南北两个矿带。北矿带矿体赋存于石炭系黄龙灰岩层位，呈似层状产出，形态稳定，与岩层产状基本一致。南矿带属隐伏矿床，主要矿体赋存于二叠系、三叠系地层与岩浆岩的接触带，呈现似环状产出，矿体产状不稳定。不论南北矿带均以碳酸盐类岩层为主要充水岩层。 武山铜矿南北矿带的地下水补给来源不一样，且矿床的充水条件与碳酸盐岩中的岩溶发育程度有着密切的关系。地下水的补给与排泄条件，既受区域地下水系统结构的控制，也受局部地下水系统特征的影响，同时还受人类活动的干扰。武山铜矿地区由于矿山采掘工程深度的不断扩大，人类活动干扰后地下水的补给与排泄条件发生了很大的改变。 岩溶发育是岩溶塌陷产生的最基本的条件，文章通过对矿区岩溶发育与矿床周边形态、构造方向、岩性和深度等方面的关系的研究，分析了矿区岩溶的发育特征。受岩性、构造和地下水活动的影响，矿区岩溶发育具有明显的不均匀性、分带性，形成了溶隙、溶孔、溶洞的多层结构。 文中采用水文地球化学、地球物理勘探（电测深、联合剖面、自然电场、浅层地震）、水文地质钻探、静力触探等方法，研究了武山铜矿岩溶塌陷的分布特征，指明了岩溶塌陷主要分布于具备塌陷形成条件且有多种不利要素综合作用的结果，对自然或人为诱塌因素的作用较为敏感的地段，如：岩溶强烈发触地带；沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇破碎带；岩溶地下水的主径流或岩溶管道；岩溶地下水的排泄区；受排水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段；岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。 笔者通过对岩溶发育程度、断裂构造、覆盖层情况、降雨、地形地貌及地下水活动等影响因素的分析和研究，指明地下水活动是武山铜矿岩溶塌陷产生的最主要原因，只有地下水活动才可能有岩溶塌陷产生，随着矿区开采深度的加深，大大改变了矿区周边在自然状态下的地下水的径流和排泄的基本状态，而且近年来矿坑排水量有逐年上升的趋势，因而大量的地表、地下水的垂直水位变动将直接影响土体的稳定性，造成塌陷不断产生。基于这些因素，笔者进一步对地下水水位变化、地下水水力坡度和渗透速度与岩溶塌陷的密切关系进行分析，重点叙述地下水活动对岩溶塌陷产生的重大影响。 本文通过对武山铜矿岩溶塌陷形成的发展过程定性定量的分析，以及对武山铜矿岩溶塌陷特征、地下水动力条件、土体力学性质、地形地貌、大气降水等综合研究，阐明矿区岩溶塌陷属覆盖型岩溶塌陷，上覆土层从土洞孕育发育到塌陷需要经历若干过程和时间，是各种地质环境和诱发因素综合作用的结果，并对复杂多变的致塌力和抗塌力进行了综合评判，客观准确地确定岩溶塌陷的机制，可以得出武山矿区的塌陷是潜蚀作用、崩解作用及软化作用、失托增荷及真空负压吸蚀作用综合作用的结果，其中潜蚀作用表现最为强烈，是武山铜矿岩溶塌陷的主要形成机制。而促使潜蚀作用产生的主要因素便是地下水活动，针对这些结论，笔者对武山铜矿岩溶塌陷提出了相应的防治措施。
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