济南苏家庄铁矿矿区地面塌陷成因分析-中国岩溶.PDF

第29卷 第2期 中 国 岩 溶 VoL29 No．2 2010年 6月 CARS0L0GICA SINICA Jun．2010 文章编号 ：1001—4810(2010)O2—0191—05 济南苏家庄铁矿矿区地面塌陷成因分析 王庆兵 。，高宗军 ，段秀铭。，吴丽莉。 (1．山东科技大学地质学院，山东 青岛255510；2．山东省地质环境监测总站，山东 济南 250012) 摘 要：在对济南苏家庄铁矿矿区地质环境条件、矿山开采现状调查基础上，基于 地面塌陷特征及成因分析，从矿 山地球物理特征、井巷工程、地下水水位、矿体及 围岩工程地质性质等因素出发，论证了矿区塌陷的成因。调查研究表明，在200m 的瞬变电磁法探测深度范围内视 电阻率等值线水平变化相对平缓，采空区未见明 显 的采空区分布异常；采空区总体积仅约 9218m。，远小于矿坑塌陷坑总体积 58665．8m。；竖井与塌陷坑、塌陷坑与采空区水位高差 巨大且稳定，达到了58．93 ～ 64．11m；矿井巷道 闪长岩、灰岩及大理岩 围岩整体性好 ，力学强度高，因此 由采 空塌陷造成的地面塌陷可能性很小。在此基础上，结合矿区地形地貌、地层结构、 松散盖层、动力条件及矿坑排水等因素综合分析，认为该矿 区的地面塌陷是 由矿 山开采过程 中长期排水所 引起 。 关键词 ：矿坑排水 ；土洞 ；塌陷；济南苏家庄铁矿 中图分类号：P642．26 文献标识码 ：A 0 引 言 坦 ，主要分布有奥陶纪马家沟组灰岩及第四系松散层 (图1)，矿区及附近区域内分布的岩浆岩是济南基性 矿区地面塌陷是矿山在开采过程中产生的最主 岩体的一部分，岩性为辉石闪长岩，经热液蚀变为蚀 要的矿山地质灾害之一，其发生、发展过程具有隐蔽 变闪长岩 。第四系(Q)在区内广泛分布 ，厚度约为50 性和突发性等特点，不但能造成矿区地面塌陷，同时 m，为二元结构 ，上部为粘质粉土，下部为粉质粘土夹 给矿山的建设和安全运营带来严重影响。苏家庄铁矿 砾石 。灰岩位于第四系地层之下，分布于矿区内的西 位于济南东郊 ，为一在建矿山，2009年 7月发生矿区 北、东南部，顶板埋深约为50m。受岩浆岩侵入影响， 地面塌陷。通过对矿区内地层、构造、水文地质条件等 在与岩浆岩接触带附近 ，一般蚀变为白色至灰白色大 调查，结合地面塌陷(采空塌陷与岩溶塌陷)形成条件 理岩。灰岩岩溶发育，岩溶以孔洞和溶隙为主，连通性 综合进行分析，初步揭示 了苏家庄铁矿矿山地面塌陷 较好。 的成因，为及时处理该矿山地面塌 陷提供 了技术支 矿区第 四系松散岩类孔隙水水位埋深 3～4m， 持。 单井涌水量约为1．215L／s·m。岩溶裂隙或裂隙岩 溶承压水单井涌水量约为2160～4320m。／d，水位标 1 地质环境条件概况 高25．12m。地下水主要补给来源为大气降水入渗补 给及农业灌溉 回渗补给，地下水总体流 向由东南向西 苏家庄铁矿矿区地处暖温带半湿润大陆性季风 北径流 。人工开采、大气蒸发及向下游径流是主要排