采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (6): 1198-1209.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0257
水溶开采盐矿大面积突然沉陷模型与致灾机理
张桂民，刘俣轩，王康东，王贞硕
1．中国矿业大学力学与土木工程学院，深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116；
2．滑铁卢大学地球与环境科学系，加拿大安大略省 滑铁卢 N2L 3G1；3．安徽省勘查技术院， 安徽 合肥 233031；4．中国科学技术大学地球和空间科学学院，安徽 合肥 230026
Model and disaster-causing mechanism of large-scale sudden subsidence of salt mine under water-solution mining
摘要：
近年来，水溶开采盐矿地表大面积突然沉陷事故屡有发生，引起社会广泛关注。资料表明，上覆岩层在短时间内大面积突然垮塌、塌陷坑轮廓近似为圆形、地表冲出数米高水柱等是事故共同特征。为此，本文构建了2种沉陷模型，分别为上覆岩层整体沉陷的陷落柱模型和松散沉积物沿着通道流入溶腔的漏斗模型。模型参数分析和典型案例表明：1) 溶腔内卤水对覆岩底部的浮托力、陷落柱的高度和半径大小、覆岩的岩性和结构等是陷落柱型沉陷发生与否的主要因素；2) 联通通道尺寸和地表含水沙土层厚度对漏斗型沉陷的速度和规模具有重要影响；3) 卤水顶蚀作用下覆岩的逐层垮塌、关键层的阻隔和卤水压力的突然丢失是沉陷发生的另外几个重要因素。最后，制定了溶腔上部预留盐岩保留层、保持井管密闭性以及严格控制顶板尺寸等预防措施，并给出了预警地表沉陷的几个关键时刻点。
中图分类号:
