Colapso kárstico y hundimiento del suelo

El colapso kárstico en el terreno de las minas de carbón es muy común. Las principales formas de colapso incluyen el colapso de capas sueltas, grietas en la superficie y agujeros de colapso. En las áreas kársticas cubiertas por sedimentos sueltos, cuando las minas drenan grandes cantidades de agua y las ciudades explotan el agua subterránea kárstica en grandes cantidades, el nivel del agua subterránea en las áreas kársticas inevitablemente disminuirá significativamente. La flotabilidad de los rellenos de las cuevas y las capas de cobertura por debajo del nivel del agua subterránea original y por encima. La reducción del nivel actual del agua subterránea equivale a aumentar la carga adicional sobre el suelo. Al mismo tiempo, inducirá la filtración hacia abajo del agua subterránea en el acuífero de poros sueltos suprayacente que mantiene contacto hidráulico con él, aumentando el gradiente hidráulico y la velocidad del flujo de agua. El flujo de agua subterránea influye en el medio. El esqueleto y el relleno de la cueva generan presión osmótica. La excavación comienza llenando la cueva, luego forma una cueva de suelo en la entrada de la cueva en el fondo de la sobrecarga y luego se desarrolla gradualmente hacia arriba. Debido a la expansión del agujero del suelo, el suelo del techo es inestable, lo que provoca que la superficie se agriete, se hunda y colapse.

El colapso kárstico es causado por la descarga de agua subterránea en depósitos llenos de agua kárstica. El colapso ocurre no sólo en las minas de carbón sino también en las minas de metales y otras minas. Desde un punto de vista geográfico, se puede encontrar en casi todas las provincias del sur, especialmente en Hunan, Guangdong, Hubei, Guangxi, Jiangxi y otras provincias. Se encontraron más de 1.600 derrumbes en la mina de plomo y zinc de Fankou, en Guangdong, con una superficie de 5 km2. La mina de carbón Enkou en Hunan comenzó a colapsar en 1972. Hasta ahora, se han realizado más de 6.000 pozos de hundimiento, el área de hundimiento es de 25 km2, se han arrasado 9.500 acres de tierras de cultivo, se han reubicado 8 pequeños embalses y se han reubicado 18.300 m2 de casas. Según las estadísticas de 1982, la mina gastó hasta 9,8 millones de yuanes en compensación agrícola y control integral de hundimientos. De 1967 a 1983, se produjeron un total de 2.200 pozos de hundimiento en la mina de carbón Doulishan en la provincia de Hunan. El derrumbe no sólo destruyó tierras de cultivo y edificios, sino que también provocó graves daños y cuatro muertes.

Los colapsos kársticos en el norte de China se distribuyen principalmente en las provincias costeras orientales y al este de las montañas Taihang. El colapso kárstico moderno ocurrió en Kailuan, Tangshan, ya en la década de 1920, pero el número fue muy pequeño. El más grande ocurrió en la mina de hierro Laiwu en la provincia de Shandong en la década de 1970. Durante la prueba de bombeo en el área minera de Gujiatai de 1973 a 1974, se produjo un colapso kárstico, incluidos 3 pozos de colapso en la mina Yezhuang y 1.974 pozos de colapso en la mina Zhaozhuang. En la prueba de drenaje de 1975 de la mina Yezhuang, hubo 16 pozos de colapso en el tragaluz de Guoniangquan a 2.000 m de distancia del área minera de Yezhuang, y 11 pozos de colapso en el tragaluz de Mengjiazhuang a 1.000 m de distancia.

La irrupción de agua en la mina también puede causar el colapso del karst. La irrupción del agua en la mina se ha producido muchas veces en el área minera de Kailuan y es causada por la caída del nivel del agua del karst. Ya en 1965438, el 7 de junio de 2004, la irrupción de agua en el pozo noroeste de la mina Tangshan provocó el colapso del lecho del río Zanglei Dou. La irrupción de agua en el pozo de la mina de 1920 provocó colapsos repetidos. 1954 65438 El 5 de febrero, la irrupción de agua en la mina Linxi provocó dos derrumbes. El 2 de junio, se produjo una rara irrupción de agua en la mina Fangezhuang en 1984. Dentro de 3 a 7 kilómetros al norte del punto de irrupción de agua, aparecieron 17 pozos de hundimiento del suelo en el área desde Pengjiata Tuo hasta Linxi Machinery Factory en el área de afloramiento oculto de ​Caliza del Ordovícico. El colapso kárstico en las principales zonas mineras del norte se muestra en la Tabla 2-1.

Tabla 2-1 Lista de colapsos kársticos en las principales zonas mineras del norte de China

El drenaje continuo de las minas ha provocado que el nivel del agua subterránea regional baje y la capa suelta cuaternaria suprayacente se desborde. en forma de "lucernarios" o "desbordamientos" "La forma penetra hacia abajo. El nivel del agua subterránea en la capa suelta disminuye, la presión del agua de los poros disminuye, la tensión efectiva aumenta, las partículas se desplazan y se disponen más estrechamente, el área de contacto de las partículas aumenta, la porosidad disminuye y la capa suelta se comprime, provocando así el hundimiento del suelo. . Por ejemplo, en el tajeo a cielo abierto de Gushan de la mina de hierro de Gushan, el acuífero cuaternario se drena a través de túneles de drenaje. Durante el proceso de drenaje, el suelo alrededor del tajeo se hundió y el centro del tajeo se hundió de 30 a 60 cm, formando un embudo de hundimiento centrado en el pozo de la mina, con un rango de impacto de 2 km.