地下开采空间风险分布图

第六节　地面塌陷

地面塌陷是指地表岩土体在自然或人为因素作用下，向下陷落并在地面塌陷坑（洞）的一种地质现象。大冶铁矿目前除局部挂帮矿回采外，主要为地下开采，形成了大面积采空区。据黄石市地质灾害调查资料，采空区将近4km²，采空区高度10～25m，最大达40m，导致采空区顶板塌落，引起不均匀沉降与大面积的塌陷。东露天采场狮子山在20世纪70年代至80年代发生地面变形，目前已形成长300m、宽50～120m、深20～35m的塌陷坑，导致地表排水沟道、通风斜井井口以及部分厂房等建筑物受损破坏。尖林山、龙洞、铁门坎等采区也发生多处规模不一的地面塌陷，对铁山区三岔路村2 000余人的生命财产造成严重威胁，同时也危及矿业开发的正常进行。地面塌陷已成为一种严重困扰矿山开采的地质环境问题。

1．狮子山采场塌陷

该塌陷区位于东露天采场狮子山坡脚处（图5－17），目前地下开采在－72m阶段，受地下开采和爆破震动的影响，塌陷区域呈椭圆状，长度近300m，宽度约80m，面积约2．4×10⁴m²。塌陷区北帮为花岗闪长岩，坡角近45°，南帮为大理岩，坡角42°，塌陷区两侧堆积成分为碎块石，塌陷坡度约80°，高度约25m。塌陷区周边地裂缝发育，缝宽10～50cm，深90cm，长度0．5～10m，密度约1条/米。随着地下开采的持续进行，地表塌陷范围逐年递增，已严重影响到两侧高陡边坡的稳定性。2007年8月16日开始启动“正负零塌陷区回填工程”，将尾石抛于塌陷的坑内。

图5－17　东露天采场地面塌陷及其周边地裂缝

2．尖林山塌陷

尖林山水渠塌陷，高程为215m，坡长9m，坡度43°，岩性为花岗闪长岩，岩体破碎，块径大小5～40cm。后缘岩石有两组优势节理面，产状为202°∠41°、310°∠70°，节理密度3条/米。塌陷区地裂缝宽约10cm，长约15m，走向NNW（图5－18）。尖林山山顶塌陷区为漏斗型，长度15m，宽4～5m，塌陷区底部有大块岩石，岩石直径范围为30～60cm塌陷区上缘产生多条平行地裂缝，走向约190°，SN向，裂缝最大宽度2m，最小宽度0．5m，深度1．5m（图5－19）。观音堂塌陷区呈三角形状，长17m，宽16m，面积约130m²，地表最大下沉值约为5m（图5－20）。

图5－18　尖林山水渠塌陷与地裂缝

图5－19　尖林山山顶塌陷

图5－20　观音堂塌陷

3．西采场塌陷

西采场由铁门坎和龙洞两个独立的矿段组成，其中铁门坎采场最高标高172m，封闭圈标高60m，最低标高－36m，采区长900m，平均宽300m；东部的龙洞采场，最高标高234m，封闭圈标高102m，最低标高78m，采区长700m，平均宽270m。西采场的地质构造复杂，断层、节理发育。由于多年的地下开采，造成西采场多处发生地面塌陷，图5－21为西采场北帮进口处塌陷区，长度约77m，宽46m，面积约3．5×10³m²。塌陷区周边地裂缝发育，裂缝宽度10～23cm，延伸长度约37m。

图5－21　西露天采场塌陷区