盐矿水溶开采地表塌陷发生机理及防治措施

卢书亭

（中国平煤神马集团联合盐化有限公司，河南 平顶山 467000）

盐矿水溶开采是一种新型的盐矿开采方式，当前很多盐矿开采都在使用这种方式，这种新型的开采方式成本较低，可以为开采企业带来更多的利益。这种方法技术含量比较低、施工方法简单，地下物质被开采，地面与地下的地质环境发生改变，因此应该注意防止地表塌陷的现象发生。近几年盐矿开采事故时有发生，因此应该通过塌陷的盐矿寻找地表塌陷的规律在以后的开采过程中尽量避免方式塌陷的灾害发生。

1 盐矿地表塌陷特点

盐矿水溶地表坍塌属于一种严重的地质灾害，其具有四个典型特点。第一个特点是具有较强的突发性，在盐矿发生地表塌陷时，往往速度十分快，可控性极小，盐矿在塌陷前经常会有一些迹象，迹象表明盐矿的塌陷是经过一系列诱导因素，并且由一段时间的积累才致使塌陷。第二个特点是塌陷时间长，上文中有提到，盐矿的塌陷属于一种地质灾害，发生塌陷后，盐矿外部的土层与盐矿内部形成一种作用力，在作用力的驱使下，塌陷会一直持续，这种长时间的持续塌陷给环境还带来巨大危害，这个特点有个典型的例子，应城在1992年发生盐矿地表塌陷，直到1999年，应城塌陷的盐矿还在持续，受害范围广泛，因此盐矿塌陷问题不容忽视。第三个特点是反复性，安徽定远盐矿在四个月内发生了两起盐矿塌陷事件，当盐矿塌陷时盐矿的覆盖土层的承载力发生变化，盐矿内部的卤水不断深入周边的土层，致使土层松动，因此盐矿塌陷时具有一定的反复性。最后一个特点是破坏性，在塌陷发生时，盐矿中的卤水不断深入周边的土壤中，土壤会发生盐碱化现象，不利于耕种，盐碱化土地恢复周期比较长，对环境伤害十分严重，也会影响到周边居民的生活。

2 盐矿水溶开采地表塌陷原因分析

（1）溶腔不稳定。据目前研究分析，导致盐矿水溶开采地表塌陷的主要原因有三个，分别是溶腔不稳定、断层活化以及承载力降低。首先是溶腔不稳定，从我国的地理情况上看，盐矿层距离地表的距离比较短，大约位于地下200～600米，在盐矿开采过程中，如果施工顶板不稳定，就容易引起塌陷事件发生，由于盐矿土层覆盖比较薄，在施工过程中，如果支顶过高或者支柱之间距离过大，都有可能导致盐矿内的施工区域环境不稳定，带来塌陷的隐患。

（2）断层活化。地下岩层的分布情况与盐矿开采安全息息相关，在盐矿开采的准备阶段，要对盐矿周围的地形进行仔细勘察，避免在土质断层进行盐矿开采。有些盐矿设在土质断层区域，在开采过程中，盐矿开采工艺没有问题的情况下，如果卤水不小心渗入到周围的土壤中，就会将断层的土质变得活动，断层活动后，整个溶腔就会不稳定，盐矿的开采也会出现安全隐患。

（3）承载力降低。在盐矿开采中，使用钻井水溶开采的方式时经常会在地表发生井管断裂现象，卤水喷射到周边，对周边环境造成严重影响。被污染的同时，盐矿的覆盖层承载力也会降低，这样的盐矿开采既有安全隐患，又污染环境。

3 防止盐矿水溶开采地表坍塌的措施

（1）注重盐矿地形勘察。盐矿水溶开采地表发生塌陷的原因有很多，不同的开采方法、不同的开采条件，都会造成不同的塌陷原因。如果盐矿在铺设的时候，建立在断层土质附近，在开采过程中，如果卤水渗入到周围的岩层中，就会造成断层土质松动，为塌陷埋下隐患，因此在盐矿开采前期，应该仔细勘察地形，对地下土质也要进行勘察，确保盐矿建立的土层是坚实的土层，防止出现盐矿顶部承载力不足的现象。

（2）合理设计开采方案。我国盐矿大部分都分布在浅土层，盐矿层距离地面大约200～600米，由于盐矿距离地表太近，在开采的过程中，容易出现盐矿顶部承载力不足等问题。正因如此，在盐矿的开采过程中应该注意运用正确的开采方法，严格的遵循科学的手法，防止开采过程中地表塌陷事故发生。在盐矿水溶开采的过程中，应该从盐矿最底层的盐矿开始开采，从底部逐渐向上开采，不可以直接从上层向下开采。在盐矿井进行钻井时，应该注意矿中支柱的位置，在钻井时，不要移动支柱位置，支柱是矿顶承载力的保障。在生产过程中，注意溶腔内部的高度，溶腔内的高度决定盐矿的稳定性，因此在盐矿开采过程中，应该适当进行控制。

（3）合理控制对井距离与井组距离。为了盐矿开采的安全性，在盐矿水溶开采过程中，还应该注意控制对井距离与井组距离，在连通矿井时，经常采用水力压裂法，井距离如果太大，就会造成资源浪费，井间距离太小就会造成溶腔内环境不稳定，因此应该科学地计算井间距离与井组距离，防止风险发生。

（4）确保井管与溶腔的密闭性。在盐矿水溶开采的过程中，操作失误或者井管与溶腔的密闭性无法保证的情况下，会导致盐矿中的卤水向周围土层渗漏，发生渗漏现象时，周围土层的承载里就会下降，盐矿开采过程中就会有安全隐患，应该保持井管与溶腔的密闭性，防止盐矿中卤水发生渗漏。

（5）定期维修检测。盐矿开采的工作中，应该制定完善检修制度，在开采过程中，形成一种维修文化。对盐矿进行定期检修，可以及时发现问题，比如井管有破损现象时，可以及时控制，防止出现大面积破裂，定期检修可以将小问题及时控制，预防小问题的蔓延，提高盐矿开采过程中的安全指数。盐矿检修工作要求检修人员坚持从头到尾的贯彻落实检修制度，盐矿检修人员的行为准则受法律规定的限制。盐矿检修人员对检修安全文化制度的学习还要依靠盐矿开采企业的安全文化培训来实现。

（6）封闭报废井。在盐矿开采结束后，留下开采完成的空矿井，矿井地面与地下的岩层已经发生变化，为防止废弃的矿井出现塌陷，在开采结束后，应将空矿井进行封闭处理。可以使用水泥或者混凝土对盐矿的表层进行封填，增加矿顶的承载力，预防矿顶受外力影响发生移动的现象，矿顶的土层比较稳定，就会降低盐矿塌陷的风险。

4 结语

针对地表塌陷的原因，建议从盐矿地形勘察、合理设计开采方案、合理控制井管与井组距离、去报井管密闭性、定期维修、封闭报废盐矿等方式预防盐矿水溶开采等地表坍塌可能。盐矿地表塌陷的原因有很多，为了安全生产，还需要不断研究、不断改善盐矿施工水平，提高盐矿的施工安全。