采空区防治实施专业方案.doc

XXXXXXXXX化工有限责任企业XXXXXX采空区防治实施方案XXXXXXXXXXXXXXX二六年十二月XXXXXXXXX化工有限责任企业XXXXXX采空区防治实施方案编写单位：XXXXXXXXXXXXXXX编 写 人：参与人员： 审 核 人： 总工程师： 技术负责：经 理： 提交汇报单位：XXXXXXXXX化工有限责任企业提交汇报时间：二六年十二月目 录0.前 言10.1任务由来10.2目标任务10.3工作依据10.4矿山概况20.5调查采空区范围30.6前人工作程度31. 矿区自然地理及地质环境条件31.1自然地理概况31.2区域地质环境概况51.3水文地质特征72.矿区地质和开采现实状况92.1XXXXXX矿区地质92.2XXXXXX矿区水文地质特征122.3矿区采空区现实状况133. 采空区塌陷及地表变形地质特征163.1采空区分类163.2采空区塌陷区工程地质条件163.3采空区塌陷区及地表变形分布、规模及特征193.4采空区地面塌陷及地表变形分布规律223.5地面塌陷成因分析223.6采空区塌陷危害性244.采空区稳定性分析及评价254.1 采空区地表变形规律性254.2地面塌陷计算和变形最大值计算264.3采空区顶板稳定性分析和评价274.4采空区塌陷发展改变趋势及危害性估计304.5对未来采空区影响估计334.6 本章小结335 综合分析和提议345.1综合分析345.2采空区防治方案提议346综合防治方案366.1综合防治方案目标、标准366.2采空区处理方法376.3采空区处理方案比选386.4采空区处理方案选择407采空区防治工程设计417.1隔离工程417.2复垦457.2.1 工程复垦基础标准457.2.2 复垦地参数确定457.3前期已做处理工程477.4工程量统计477.4监测工程487.5工程费用预算52附图1、XXXXXX采区防治实施方案工程地质平面图 (百分比尺1：）附图12、XXXXXX采区防治实施方案工程地质平面部署图 (百分比尺1：）附图23、XXXXXX采区防治方案监测点平面部署图 (百分比尺1：）附图34、XXXXXX采空区塌陷1-1工程地质剖面图 （百分比尺1：1000）附图45、XXXXXX采空区塌陷2-2工程地质剖面图 （百分比尺1：1000）附图56、XXXXXX采空区塌陷3-3工程地质剖面图 （百分比尺1：1000）附图60.前 言0.1任务由来为有效、合理开发矿产资源，依法从事矿产开发经营活动，XXXXXXXXX化工有限责任企业委托XXXXXXXXXXXXXXX进行XXXXXX采空区调(勘)察工作，并提出对应防治实施方案。0.2目标任务0.2.1根据现行勘察、设计规程规范对采空区及其影响范围进行野外调查、试验等必需勘查工作，查明采空区上覆岩层稳定性，估计采空区危险性，编制采空区处理实施方案；0.2.2对XXXXXX采空区内地质灾难进行具体勘查，查明灾难体地质环境、规模、结构、稳定性、发展改变趋势、可能成灾范围及该范围内关键实物指标。0.2.3对XXXXXX采空区内地质灾难危险性、危害性和防治必需性作出基础评价，为XXXXXX采空区提出切实可行处理方案，并对工程防治经费初步估算。0.3工作依据0.3.1中国矿产资源法0.3.2湖北省地质环境管理条例0.3.3地质灾难防治条例0.3.4土地复垦要求0.3.5XXXXXXXXX化工有限责任企业XXXXXX采区采空区处理实施方案协议及委托书。0.3.6岩土工程勘察规范0.3.7工程地质手册常士骠主编0.3.8岩土工程勘查设计手册林宗元主编0.3.9XXXXXXXXX化工有限责任企业XX磷矿开发利用方案0.4矿山概况XX矿段XXXXXX采空区其开采历史已经有几十年，其中第一磷矿层进入地下开采已近20年。因为特定历史原因，乱采滥挖现象极为严重，形成采空区无规则，留设矿柱无计划。因为保安矿柱稀疏不一、大小不一，造成应力分布失衡，出现了局部顶板开裂、矿柱坍毁、顶板冒落等现象，从而引发局部地表开裂、塌陷。截止，已形成采空区全长1200m，斜长平均350m，采空区面积达40万。3月之前，XX矿段属XXXX化工集团企业管理辖，XX矿段移交XXXXXXXXX化工有限责任企业后，经荆门市XXXX改革脱困小组组织专题会议，确定XXXXXX空区隐患治理仍由XXXX企业为责任主体。负责XXXXXX采空区治理项目标具体实施，并由XXXXXX国土资源局负责监督管理。XXXXXX采空区处理问题，从就已提出，至XXXX化工集团企业委托XXXXXXXXXXXXXXXXXXX开展研究和设计，设计采取矿柱崩落和切顶联正当治理方案，7月，XXXX企业组织项目施工单位中原爆破企业进场，并由XXXXXXXXX化工有限责任企业和中原爆破企业签署协议，明确施工安全监督管理等相关事项。7月XXXX企业组织项目施工单位中原爆破企业进场对采空区采取崩顶法进行治理。不过在施工过程中，局部顶板出现裂缝，对应地表也出现了不一样程度塌陷。为避免盲目施工可能造成安全事故和形成更大隐患，XXXXXXXXX化工有限责任企业按相关协议，于11月请其暂停施工。负责XXXXXX采空区项目课题技术责任人李俊平博士曾于2月到现场并制订了施工方案，但该项目至今一直没有再动工。现在，采空区最低高程呈阶梯形，南端被盗采（越界）至-17m-0m标高，中部约+40m-50m标高，北端+57m-+63m标高。因为施工已处理回收了部分矿柱且施工中途停止，加之近几年盗采行为从未中止过，XXXXXX采空区极其对应地表不停发生改变，空区顶板冒落、地表开裂、塌陷区逐步扩大。0.5调查采空区范围此次工作范围为XXXXXX矿区勘探线W138W150范围采空区，沿矿层走向长1200m，倾向上斜长平均350m，采空区总面积40万。0.6前人工作程度1976年11月XXXXXXXXXXXXXXXXXXX对XXXX磷矿进行了具体勘探并编制了湖北省XX县XXXX磷矿XX矿区XX矿段具体勘探地质汇报。1981年XXXXXXXXXXXXXXXXXXX对XXXX磷矿进行了具体勘察并编制了湖北省XX县XXXX磷矿XX矿区水文地质初步研究汇报，具体叙述了矿区水文地质。12月XXXX集团企业和XXXXXX于合作开展XXXXXX采空区治理研究，并联合编制完成XX矿段XXXXXX采空区处理研究和设计汇报，对采空区进行具体研究，利用多方法和理论进行采空区顶板崩倒极限跨度计算，提出沿矿层走向为W138W150线，采取矿柱崩落和切顶联正当处理XXXXXX采空区。湖北省XXXXXXXXXX磷矿XX矿区XX矿段二六年度矿产资源储量检测地质汇报。1. 矿区自然地理及地质环境条件1.1自然地理概况1.1.1地理交通位置XXXX磷矿XX矿区XX矿段在湖北省XXXXXXXX镇境内。距XXXXXX北西（直距）60km；其西有焦枝铁路和207国道，距焦枝铁路线XX站4km，交通方便（见图1-1）。图1-1 交通位置图1.1.2矿区自然地理和经济概况矿区属低山丘陵区、内陆气候，四季分明，年平均气温15C左右，最高气温39.9C,最低气温7.1C；年平均降雨量1048mm，降雨期多集中在49月，旱季为12月至翌年2月；风向通常为北北西风。区内居民点密集，劳动力充裕，农业发达。工业以磷化工最为发达。有XX化工有限责任企业、放马山等大中型磷化工企业，中小型磷化工企业林立。1.2区域地质环境概况1.2.1地形地貌区内属低山丘陵区，山脉走向呈北北西南南东向条带状分布，区域结构侵蚀作用中等。1.2.2地层岩性区域地质以前震旦系至第三系除侏罗系外，全部有出露。其中前震旦系和震旦系、三叠系和第三系白垩系及第三系上、下统呈不整合接触，震旦系于寒武系、志留系三叠系间呈假整合接触，其它均为接触。(1)前震旦系（AnZ）为一套以片麻状花岗岩为主，夹片岩、粗晶白云岩变质岩系，组成含磷岩系沉积基底，其厚度不详。(2)震旦系（Zb）、陡山沱组（Zb1-1）本岩系在XX以西冷水以北，除在宜城板桥店以北地层走向东西向外，其它皆呈NWSE向分布。岩性以白云岩、泥灰岩为住，总厚度为271360m。、灯影灰岩组（Zb1-2）本组岩层分布于陡山沱组同，关键为厚层状白云岩，内夹燧石结核及条带。各处岩性略有不一样，但通常改变不大。、寒武系（）本系下部为细晶白云质灰岩及页岩,以页岩为主,中上部则已白云岩为主。、奥陶系（O）本岩系呈条带状分布，奥陶系底部通常为白云质泥灰岩，上部为硅质页岩、泥质灰岩及页岩。、志留系（S）下部以杂色页岩为主,夹有灰岩,上部为页岩、粉砂岩、砂质页岩互层。、泥盆系（D）本岩系关键以砂岩、石英砂岩为主。、石炭系（C）本岩系岩性为粗晶块状灰岩。、二叠系（P）下部为含燧石结核灰岩，上部为硅质结核灰岩及薄层灰岩。、三叠系（T）本系下部为细晶灰岩及泥质灰岩，上部为白云质灰岩夹砾状灰岩。、第三系（E）岩性为泥灰岩夹粘土层、砂岩及砂砾岩。、第四系（Q）关键由亚粘土、碎石、砂砾石组成。厚038米，通常为3米左右，分布于沟谷和山坡地。1.2.3结构特征大地结构上，属杨子淮地台中段边缘，乐乡关地垒北段。东部有以XX沙洋断裂为界汉江地堑，西部有以武安石桥断裂为界南漳地堑。其内关键褶皱和断裂和区域结构线一致，呈北北西向。XX矿段为一平缓褶皱结构，断裂结构不发育。矿段结构较为简单，基础形态为平缓背、向斜褶皱结构。关键由除皮山向斜和滴水崖背斜组成。褶皱轴线为北北西南南东走向，和区域结构线大致平行，且均由北西往南东倾伏。断层结构不发育，对开采影响不大，总讲本区结构属简单中等类型。(1)褶皱除皮山向斜：在XX矿段东部，其基础形态为北窄南宽，向南东倾伏平缓褶曲，倾伏角大小不等，北陡南缓，通常710，两翼产状：东翼倾向220240，倾角1225；西翼倾向7090，倾角1270。轴面向西倾斜，倾角上下陡缓不一，通常6085。滴水崖背斜：在XX矿段西部。其展布方向和除皮山向斜方向基础一致。其基础形态为大致对称并向南东倾伏背斜结构，结构形态显著，背斜轴倾伏角通常610。两翼产状：东翼倾向7085，倾角1050；西翼倾角220240，倾角1050。(2)断层本矿段断裂结构不发育，规模较小。已发觉有9条断层，其中以F74、F71和F75等对矿层有一定影响。此次调查范围未发觉断层。1.3水文地质特征本区出露岩层，通常以碳酸盐岩岩层及泥质类岩层为主。依据地下水赋存介质和赋存条件，区内地下水有两类：第四系孔隙水和碳酸盐岩溶、裂隙水。第四系孔隙水关键靠大气降水、地表水入渗；岩溶水关键由第四系孔隙水越流补给、降雨入渗、地下径流，矿层底部有前震旦系变质岩系作为隔水边界。区内没有大地表水体及河流，地下水补给路径关键是接收大气降水补给，矿区水文地质条件简单。1.3.1第四系残坡积层孔隙水含水层组第四系残坡积层孔隙水关键赋存于山坡上第四系残积物中，关键由碎、块石和粉质粘土组成。地下水以孔隙水形式赋存于残坡积层中孔隙中，关键接收大气降水补给，向下入渗补给基岩裂隙水，渗透快。1.3.2碳酸岩盐溶裂隙含水岩组(1)第一磷矿层、底砾岩、页岩及含锰白云岩含水层（组）（Zb1-1abc）；该组各小层厚度改变较大，富水性不一，底砾岩、页岩为隔水层，含锰白云岩裂隙不太发育，局部有小溶孔，属极弱岩溶裂隙含水层，第一磷矿层也含水极弱。(2)含磷白云岩含水层（Zb1-1d）岩性致密、坚硬、抗风化能力强，厚度通常为2535米，该层地表宽0.10.5厘米裂隙普遍发育，地表裂隙率25%。岩溶形态以溶孔及小溶沟发育，裂隙溶蚀后常呈蜂窝状，溶孔中岩心较破碎，有地下水活动痕迹。该层为第一磷矿层直接顶板，矿段关键含水层之一，富水性很不均一，为中等富水岩溶裂隙含水层。(3)含磷泥质白云岩为主含水层（组）（Zb1-2a-d）包含第二及第三磷矿层。厚度通常为5884米，地表风化节理裂隙发育，地表裂隙14%，钻孔局部岩心段岩心破碎，深部岩心完整。单位涌水量0.0605升/秒米，渗透系数为0.119米/昼夜，为富水弱裂隙含水层（组）。(4)泥质白云岩隔水层（Zb1-2e、f）厚度稳定，通常为2953米，节理裂隙不发育，未见地下水活动痕迹，隔水性能良好。(5)灯影组白云岩含水层（组）（Zb2）总厚434500米，地表裂隙发育，常见0.10.5厘米宽裂隙，地表裂隙率26%钻孔中多见有0.52厘米直径溶孔，尤以浅部发育，向深部减弱。单位涌水量为0.2147升/秒米，渗透系数为0.5232米/昼夜，属中一强富水岩溶裂隙含水层（组）1.3.3地下水补给、排泄和迳流条件矿段内第四系不发育，仅零星分布，基岩大多裸露，地表裂隙发育程度中等，溶蚀现象普遍多见，为大气降水渗透补给地下水发明了有利条件，地下水关键补给起源为大气降雨。XX矿区地下水迳流区，东侧为片麻状花岗岩阻隔，西侧为志留系页岩阻隔，地势由北西向南东渐低，地下水迳流特点和地势相一致，沿走向顺层面由北西向南东流动。矿段内仅有灯影组含水层少许泉水出露，陡山沱组含水层无泉水出露，排泄条件较差。2.矿区地质和开采现实状况2.1XXXXXX矿区地质2.1.1地层矿段内出露地层有前震旦系变质岩和震旦系上统陡山沱组及灯影组（缺铁震旦系下统南沱组）。前震旦系和陡山沱组呈角度不整合接触；陡山沱组和灯影组为整合接触。地层自下而上详见表2-1：矿区关键含矿层有以下四层，XX矿段关键开采PH1、PH3矿层。第一磷矿层（Zb1-1c）自下而上由黄褐色泥质条带状磷块岩，浅肉红色白云质条带状磷块岩、灰色蠕虫状磷块岩及紫酱色致密状磷块岩组成。厚033米，通常37米。第二磷矿层（Zb1-2a）关键由砂岩状、互层状、条带状矿石组成，矿石类型改变较大，仅局部可采。厚015米，通常26米。第三磷矿层（Zb1-2c）由灰及灰黑色砂岩状和互层状磷块岩组成。P2O5含量820%，全层平均14.03%。厚336米，通常1523米。第四磷矿层（Zb1-2e）底部为黑色结核状磷块岩，厚02.48米，通常小于0.8米，P2O5含量通常在10%，中部为含硅磷质结核泥质白云岩；顶部为角砾状，结核状磷块岩，厚度通常小于0.7米。全层厚818米，通常1417米。现在矿关键采第一层矿和第三层矿。2.1.2结构(1)节理裂隙XXXXXX采空区在除皮山向斜西翼，岩层倾向70-90，倾角12-34，NW和NE二组关键节理和层面组合关系易将岩体分割成为单独块体。XXXXXX矿区第一层矿体顶板节理裂隙相当发育，发育节理裂隙走向关键有NE40-50和NW330-340向两组。两组节理在矿区发育较为普遍，整个矿区内全部有发育，在不一样岩性段全部可见到，走向为NNW40-50节理延伸35-77m，其发育密度为13条/m，部分被第四系残坡积碎石土充填，局部充填方解石脉和岩石碎屑，走向为NNE330-340节理延伸26-122m，局部发育密度为13条/m，部分充填粘土。裂隙走向玫瑰花图 图2-1实地勘查发觉第一层矿顶板厚层状灰白色白云岩中溶蚀裂隙较发育，发觉两组，裂隙近直立，产状分别为11670、25946，裂隙发育可见深大于2m，裂隙宽20-60cm，充填暗褐色粉质粘土。两组裂隙交汇处，常形成直径为1.5mm土洞，关键出现在W143线北西PH1层矿顶板岩层中，W143线南东PH1层矿顶板中没发觉。(2)褶皱XXXXXX采空区在除皮山向斜北东翼。除皮山向斜在矿段东部W172W148线间，轴线走向呈北北西至南南东向展布，长2700米。向斜基础形态为一北窄南宽，向南东倾伏平缓褶曲。倾伏角北陡南缓，通常在710度之间。向斜轴面向西倾斜，并伴随深度增加，因为西翼下含磷白云岩（Zb1-1d）厚度增大，地层倾角变陡，向斜轴位置逐步向西偏移。向斜两翼地层产状为：东翼倾向220240，倾角1220，西翼倾向7090，倾角1234。2.2XXXXXX矿区水文地质特征矿区内无大地表水体，矿段内无大地表水体，地下水关键补给源为大气降雨，次为邻区地下径流，组成矿坑充水关键原因。区内关键含水层和隔水层分述以下：2.2.1、矿区内隔水层为XXXXXX北东前震旦系片麻状花岗岩隔水体，为矿区古老基底，节理裂隙不发育，浅部仅有几米至十多米风化壳，含极弱裂隙水，深部为完整隔水岩体。2.2.2、页岩隔水体，完整，页剪发育，节理不发育，隔水性良好，为PH1层矿底板。2.2.3、磷矿层含水层。现在采空区深部未采矿层渗透系数为1.21110-61.64810-6m/s，建矿早期涌水量为0.1060.2134 l/sm。2.2.4、顶板白云岩含水层。裂隙发育，岩心很破碎。渗透系数为1.37710-6m/s，建矿早期涌水量为0.0605 l/sm。2.2.5矿床充水关键是Ph1（矿层）顶板中强富水下含磷白云岩岩溶裂隙水，含水层厚度通常2535米。同时地表宽0.10.5厘米裂隙普遍发育，面裂隙率25，抽水试验q0.1061.018升/秒米。K0.10460.7376米/昼夜，其次为Ph2（矿层）上含磷白云质泥灰岩含水组，弱富水裂隙含水层，通常厚度5084米，浅部裂隙发育，面裂隙率14，q0.0605升/秒米。K0.119米/昼夜，上述含水岩组组成磷矿层顶板直接充水含水层。顶板含水层其上为白云质泥灰岩为主隔水层，厚度稳定，通常2953米，隔水性能很好。矿段内基岩裸露，地表裂隙发育程度中等，溶蚀现象普遍可见，第四系不发育，仅零星分布，厚度0.5-2m，为大气降雨渗透补给地下水发明有利条件，矿段处于区域地下水迳流区，结构形态关键表现为褶曲，断裂结构不发育，地形切割程度中等，矿段内泉水出露极少。2.3矿区采空区现实状况2.3.1第一层矿采空区XXXXXXPH1磷矿层一直被当地对多家集体单位和个人开采，现在已形成了走向长1200m，平均斜长350m，总面积约40万采空区（见图2-2）。XXXXXX采空区分布在W138W150勘探线之间。采空区垂直高度为23m，平均2.2m，局部4-5m。其中W138W140之间靠近地表露头部分大多采空区已经冒顶，仅在深部残留有部分矿柱，且残留采空区沿倾斜长度不太大；W148W150之间靠近地表露头部分采空区已经冒顶，但深部残留采空区沿倾斜长度较小，仅12-15m宽；W140W148之间采空区沿倾斜长度较大，局部已采至露头并和地表连通，在该段采空区中残留有100多个较大矿柱和两个特大低品位矿柱（W143周围）。采空区形状不规则，采高和采空区斜长改变较大，大致趋势是采高为南低北高，斜长是南（比如W138W140）长北（比如W148W150）短，中间（比如W140W148）较长。矿柱呈无序分布，形状不规则。勘探线W145W151，在90年由XX矿采取平硐-盲斜井联合开拓方法，开采标高降到+102米，后因影响到上部三层矿开采而停止。W1462W1482线是XX采选厂依据矿体赋存情况，用露天和斜坡道开采至+97米标高。因顶板局部冒落，开采难度大，安全性差被迫停产。W1482W151线是XX采选厂95年利用W150线+119米斜井开采至+75米标高，W148W154线，标高+50+72米，因3月XXXX企业改制，矿山部分移交至XX化工有限责任企业而停止生产。现在勘探线W138W154已开采至标高+49+67m不等。W154以北、W140以南则更低。(见附图4、5、6)2.3.2第三层矿采空区矿层较稳定，矿层顶板为含磷泥质白云岩，岩性坚硬，稳定性很好，其中下部含不规则燧石团块及致密状线矿条，矿层和顶板有时为过渡接触，底板为页岩及含锰白云岩，稳定性很好。采空区上部PH3矿层以露天方法开采至+158m水平，+158m水平以下采取地下开采。露采所留下底板即为PH1矿层顶板，距PH1采空区4550m。现在已形成PH1露天采空区形状不规则，W144线以南分布面积较大，以北则很小，呈长条状。采空总体长约1200m，宽约300m，面积约17万，最深20余米，平均厚度17m，地形坡度约23（见附图4、5、6）。出露岩性含磷白云质泥灰岩、含磷白云岩。2.3.4采空区塌陷及地表变形概况现在，采空区地表已发觉多处塌陷和地表裂缝，塌陷影响地表面积25991.7m2，占采空区面积6.5%。3. 采空区塌陷及地表变形地质特征3.1采空区分类采空区依据开采现实状况可分为老采空区、现采空区和未来采空区三类。老采空区是指建筑物兴建时，历史上已经采空场地。现采采空区是指建筑兴建时，地下正在采掘场地。未来采空区是指建物兴建时，地下赋存有价值矿体，现在还未开采，而计划中要开采场地。依据上述分类条件将此次工作区采空区划分为老采空区。3.2采空区塌陷区工程地质条件本矿段关键开采矿层为第一磷矿层（PH1）及第三磷矿层（PH2），第二层磷矿（PH3）仅局部开采，矿层及其顶底板稳定性关键受岩石物理力学性质、地质结构、开采方法、水文地质条件等影响。采空区塌陷区岩土体类型关键有：3.2.1人工填土灰、灰黄、黄黑色，松散，关键由废石、弃土组成。关键分布在局部山谷中。3.2.2 第四系残坡物褐、黄褐色，中密-密实，地表局部松散，关键由碎石、块石及粉质粘土组成。地表零星分布。3.2.3 层状、厚层状碳酸盐类XX矿段地层见前震旦系变质岩和震旦系上统陡山沱组及灯影组地层，缺失震旦系下统南沱组地层，各层间除震旦系地层不整合于前震旦系地层之上升，其它均为整合接触。节理裂隙发育，局部发育有溶蚀裂隙。3.2.4含磷页岩为相对隔水层，常尖灭，质软易风化，遇水稍有膨胀性，稳定性较差。3.2.5前震旦系片麻状花岗岩为相对隔水层，浅部仅有几米至十多米风化壳，含极弱裂隙水，深部为完整隔水岩体，整体稳定性好。矿石及围岩物理机械性质见表3-1（参考）。岩石力学性质汇总表 表3-1岩石名称取样位置取样深度试验状态挤压强度普氏系数内摩擦角tg岩石等级抗拉强度抗剪强度Mpa容重备注受压方向Mpa受力方向Mpa上含磷白云质泥灰岩CK152790-92米风干平行岩心轴143.5148555平行岩心轴2.426.2抗剪强度试验方向和抗压强度试验方向一致Ph3砂岩状磷块岩CK152792-101米风干平行岩心轴176.5188647平行岩心轴7.219.4下含磷白云质泥灰岩CK1527136-140米风干平行岩心轴223.8228724平行岩心轴9.135.1含磷白云岩CK1448210-218米风干平行岩心轴152.315平行岩心轴87.520.47Ph1条带状磷块岩W1165-7米风干垂直层面513.5垂直层面1.05.3放马山矿段资料含锰白云岩CK1527249-252米风干平行岩心轴155.2168625平行岩心轴9.621.2含磷白云岩尖山平峒146米标高风干垂直层面198.72032.4垂直层面8.443.42.86第一磷矿层（Ph1）尖山平峒146米标高风干垂直层面34.93.534.3垂直层面2.710.22.54页岩尖山平峒146米标高风干垂直层面20.42038.8垂直层面6.423.92.82第三磷矿层（Ph3）杨龙山W156露采场风干垂直层面186.51934.8垂直层面7.132.32.86下含磷白云质泥灰岩杨龙山W156露采场风干垂直层面98.71039.8垂直层面4.819.02.77上含磷白云质泥灰岩石膏岭W164露采场风干垂直层面280.52824.0垂直层面9.355.42.82第三磷矿层（Ph3）石膏岭W164露采场风干垂直层面165.21438.5垂直层面11.535.42.76下含磷白云质泥灰岩石膏岭W164露采场风干垂直层面143.01429.8垂直层面7.636.52.693.3采空区塌陷区及地表变形分布、规模及特征3.3.1地表发生变形采空区及周围发觉10多处地表塌陷，在塌陷区内及周围见有很多呈74和164向（走向）展布带状地裂缝，裂缝宽几-几十厘米不等，并向中心塌陷坑错落。分述以下：地表变形裂缝多呈NWSE向，此次调查发觉15处较大裂缝，11处地表塌陷，其特征见表3-2、3-3。依据地表上发生多种现象，我们对XXXXXX采空区进行调查，发觉整个采空区顶板岩石沿节理现剥离现象普遍，顶板冒落现象关键集中在采空区北西下部一带和顶板相对薄地段，采空区内溶蚀孔洞、溶隙发育。经过溶蚀孔洞溶洞、溶隙发育。经过溶洞、溶隙渗透，在其周围，见有呈扇形、锥形泥浆物，少许为浆状碎屑物，颜色呈褐红色、土黄色、灰褐色。揭露溶蚀裂隙宽通常在20-60cm，粘土充填，见较多溶洞、溶隙，即使连续有10余天晴天，但部分裂隙仍见有滴水现象。采空区出现突泥、流泥现象，突出物呈锥状堆积。溶洞、溶隙大多沿裂隙分布，也基础上呈104-169展布在覆盖层较厚PH1顶板，土洞发育往往潜伏着地面塌陷，塌陷区上覆盖层厚度在0-2m，以粘土、亚粘土、粉质粘土为主，岩层顶普遍发育两组节理裂隙，其中北西-南东向节理尤其发育，常受到溶蚀形成20-60cm溶蚀裂隙。地下水对松散盖层及岩溶充填物潜蚀和搬运作用加强，所以造成地面塌陷或不均匀沉降产生大量地裂缝。裂 缝 调 查 统 计 表 表3-2裂缝编号位 置产 状（走向）长(m)缝宽(cm)缝深(cm)落距(cm)形状充填情况裂缝性质岩土体类型最早发觉时间和其它裂缝关系备注L1W150-W1502160265-10弧形充填残坡积土拉张残坡积土L2W1492-W1502147766-1412020弧形无充填拉张白云质泥灰岩和L3、L4近于平行L3W150-W149144625-12弧形无充填拉张白云质泥灰岩及残坡积土和L2、L4近于平行L4W148-W1501451228-15弧形无充填拉张白云质泥灰岩残及坡积土和L3、L2近于平行L5W144-W14426020050-25030-80弧形充填Q4残坡积物拉张残坡积土和L7近于平行L6W1442-W145217020402020弧形充填Q4残坡积物拉张残坡积土和L7相交L7W1442W14577166050弧形充填Q4残坡积物拉张残坡积土和L6相交L8W144-W150214013150-250150-350弧形充填Q4残坡积物拉张白云质泥灰岩残及坡积土L9W144-W1442503525-3020弧形充填Q4残坡积物拉张白云质泥灰岩残及坡积土和L10、L11近于平行L10W143-W144407325-3525弧形充填Q4残坡积物拉张残坡积土和L9、L11近于平行L11W1422-W1432707725-3020弧形充填Q4残坡积物拉张残坡积土和L10、L9近于平行L12W1412-W1422546509弧形充填碎石土拉张残坡积土和L13相交L13W1412-W142551230-35120弧形充填碎石土拉张残坡积土和L12相交L14W141-W14127420.2-0.4锯齿状充填方解石脉和岩石碎屑拉张白云质泥灰岩L15W141-W1412113930.3-1.52m30-60弧形充填少许残坡积土拉张白云质泥灰岩在此次区外塌 陷 调 查 统 计 表 表3-3塌陷编号位 置长轴方向长(m)宽（m）垂直位移（m）岩土体类型地表影响面积（）最早发觉时间备 注H1W1502以北321122.219-221.2白云质泥灰岩2436.6.10H2W149-W14923253.410.9-15.41.2白云质泥灰岩613.1.5H3W147-W14829480.0317-200.9-1.0白云质泥灰岩1256.9.5H4W1442-W145228594.8152.71.2-1.3第四系残坡积土、白云质泥灰岩10677.3.7空区顶板冒落H5W144232480.619.60.9-1.1第四系残坡积土1390.7.7H6W145-W145230032.329.01.25白云质泥灰岩321.9.7H7W144-W144232991.754.51.3-1.4白云质泥灰岩3728.7.5H8W143-W143231144.121.80.5-0.7残坡积土731.5.5H9W1442-W143不规则32.417.30.5-0.7残坡积土496.1.5H10W139-W14023518324.71.35白云质泥灰岩2436.6.10H11W1442-W14332352.724.76-8白云质泥灰岩1274.2.10在此次范围边界，浅部3.4采空区地面塌陷及地表变形分布规律经过对地表塌陷区出现多种地质现象分析，认为采空区地面塌陷及地表变形分布有以下规律：1、采空区地面塌陷及地表变形分布关键集中在风化剥蚀严重W143-W146线一带，该区下面采空区矿柱稀疏，部分矿柱被盗采。2、节理裂隙及岩溶发育地段，地表变形显著。3、PH3层矿露天采空区基础结束，采空区地面塌陷及地表变形分布于PH1层矿顶板。4、同时在部分大塌陷区内内叠有小塌陷坑。3.5地面塌陷成因分析经过对塌陷区范围内野外地质调查和室内搜集分析相关地质资料，得出以下结论：3.5.1、地层岩性采空区松散第四系覆盖层在区内零星分布，厚度在0-2m，岩性以褐、褐黄色碎石土为主。PH1顶板大多直接出露地表，基岩以震旦系上统陡山沱组碳酸岩系为主，溶蚀现象发育，节理裂缝普遍发育。塌陷区基岩为可溶性碳酸盐，受节理裂隙影响，碳酸盐岩溶发育。尤其在W144-W146线周围岩溶更为发育，该地段发觉塌陷坑6处,大裂缝12条。3.5.2、矿层原因经调查，塌陷区下部采空区顶板通常高2-4m，平均2.2m，采空区埋深由NE至SW逐步变深，顶板最薄处6-10m，最厚处约50m。采空区顶板节理、裂隙发育，顶板岩石崩落现象较常见。所以，此次地面塌陷是采空区顶板冒落引发。3.5.3、结构影响顶板岩层节理裂隙发育，促进变形加紧，增大变形范围，扩大地表裂缝区。节理裂隙常将顶板岩切割呈20-60cm菱形块体状，节理通常呈闭合、半闭合状。在采矿过程中，地质环境发生改变，节理裂隙面逐步增大、变形、破裂。如H11塌陷，在地表可显著看到塌陷体受到两组节理控制。XXXXXX矿区采空区处于除皮山向斜北东翼，区内未发觉有大断裂结构，但区内岩溶裂隙、节理裂隙普遍发育。采空区顶板可溶性碳酸盐溶洞、溶隙发育，溶蚀裂隙通常宽0.2-0.6m，充填粘土，上覆盖层厚度小，顶板基岩大多直接出露地表，因为地下水渗透潜蚀作用，经过岩溶洞隙掏空上覆土体作用，局部形成大小不一土洞。3.5.4、开采条件原因XXXXXX矿区开采历史久远，如第一层磷矿层（PH1）进入地下开采已近20年，盗采现象从未真正间断过，矿柱疏密、大小不等。多个原因叠加，造成XXXXXX采空区顶板冒顶、地表开裂、塌陷逐步加剧，顶板稳定性逐步恶化。3.5.5、地下水原因区内地下水关键赋存于第四系残坡积土中和碳酸盐岩岩溶裂隙中。地下水活动(尤其是对抗水性弱岩层)会加紧变形速度，扩大变形范围，增大地表变形值。该区属大陆性季风气候，四季分明，年平均降雨量947.6mm，蒸发量1517.2mm，降雨期多集中在4-9月，枯水期12月至第二年2月，通常年份有两期降雨过程：第一期集中在3-6月，第二期集中在9-10月，为阴雨期，其中7-9月多为雷雨期。7月25日，在W1452周围顶板冒落约300，地表出现了不程度开裂和塌陷，6月23日，W1452线以北，因为空区顶板冒落，波及地表出现开裂和塌陷影响范围