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广西武宣盘龙铅锌矿岩溶塌陷成因机制分析

卢丹美 邓忠 姚克追 曾家华 王生杰 全铝兴 郭德恒 田朋

卢丹美,邓 忠,姚克追,等. 广西武宣盘龙铅锌矿岩溶塌陷成因机制分析[J]. 中国岩溶,2026,45(1):179-192 doi: 10.11932/karst20260111
引用本文: 卢丹美,邓 忠,姚克追,等. 广西武宣盘龙铅锌矿岩溶塌陷成因机制分析[J]. 中国岩溶,2026,45(1):179-192 doi: 10.11932/karst20260111
LU Danmei, DENG Zhong, YAO Kezhui, ZENG Jiahua, WANG Shengjie, QUAN Lyuxing, GUO Deheng, TIAN Peng. Analysis of the formation mechanism of karst collapse in the Panlong lead-zinc mine, Wuxuan, Guangxi[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2026, 45(1): 179-192. doi: 10.11932/karst20260111
Citation: LU Danmei, DENG Zhong, YAO Kezhui, ZENG Jiahua, WANG Shengjie, QUAN Lyuxing, GUO Deheng, TIAN Peng. Analysis of the formation mechanism of karst collapse in the Panlong lead-zinc mine, Wuxuan, Guangxi[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2026, 45(1): 179-192. doi: 10.11932/karst20260111

广西武宣盘龙铅锌矿岩溶塌陷成因机制分析

doi: 10.11932/karst20260111
基金项目: 广西矿山水文地质勘查评价关键技术研究人才小高地建设(桂地矿办[2023]55 号文)
详细信息
    作者简介:

    卢丹美(1987−),女,硕士研究生,高级工程师,主要从事水文地质工程地质环境地质研究。E-mail:372474664@qq.com

    通讯作者:

    邓忠(1974−),男,硕士,正高级工程师,主要从事水文地质工程地质环境地质研究。E-mail: 973706528@qq.com

  • 中图分类号: P642.25

Analysis of the formation mechanism of karst collapse in the Panlong lead-zinc mine, Wuxuan, Guangxi

  • 摘要: 岩溶塌陷是岩溶地区主要地质灾害类型之一,具有突发性和隐蔽性的特征。历年来,在广西武宣盘龙铅锌矿山开采及大藤峡水库蓄水等人类工程活动影响下,矿区陆续发生岩溶塌陷100余处,给人们的生命财产和安全带来威胁。为弄清盘龙铅锌矿连续发生的岩溶塌陷的发育规律和成因机制,开展了现场调查、水文地质工程钻探、物探、地下水动态长期监测、现场水文地质试验等多项工作。结果表明:研究区地质环境条件脆弱,地下岩溶发育强−中等,覆盖层薄,地下水富水性丰富−中等,是岩溶塌陷发生的内在因素。由于矿山疏干排水、降雨和水库蓄水导致的降落漏斗范围内地下水位动态变化大且频繁是引发岩溶塌陷的地质灾害的外在因素。长期大流量疏干地下水,是研究区诱发岩溶塌陷的重要人为因素。根据矿山开采过程和塌陷的发生过程,将盘龙铅锌矿岩溶塌陷分为三个阶段:降落漏斗形成阶段、降落漏斗稳定阶段和水库蓄水阶段,不同阶段的主导地质营力和致塌模式也存在一定的差别。

     

  • 图  1  大藤峡水利枢纽与武宣县盘龙铅锌矿区位置示意图

    Figure  1.  Location diagram of Datengxia Water Conservancy Project and Panlong lead-zinc mining area in Wuxuan County

    图  2  区域水文地质图

    Figure  2.  Regional hydrogeological map

    图  3  岩溶塌陷空间分布图

    Figure  3.  Spatial distribution map of karst collapse

    图  4  WT6测线物探结果

    Figure  4.  Geophysical exploration results of WT6 survey line

    图  5  疏干排水影响范围

    Figure  5.  Influence zone of dewatering and drainage

    图  6  −70 m中段疏干巷西42线溶洞“8·30”突水两个月后降落漏斗横断面图

    Figure  6.  Cross section of depression funnel two months after water inrush from cave "8·30" at west 42 line of the −70 m middle section of the dewatering roadway

    图  7  G25、G26监测点地下水位-降雨历时曲线

    Figure  7.  Groundwater table-rainfall duration curve at G25 and G26 monitoring points

    图  8  G25、G26监测点地下水位变化速率

    Figure  8.  Change rate of groundwater level at G25 and G26 monitoring points

    表  1  中部矿区地下水系统水文地质特征

    Table  1.   Hydrogeological characteristics of the groundwater system in the central mining area

    地下水系统 大岭矿
    地下水子系统
    崩山矿
    地下水子系统
    大坪岭
    地下水子系统
    六沙
    地下水子系统
    水文地质结构特征 南、北隔水边界长度分别为4.8 km、3.1 km,西部弱透水(F2)长为1.1 km,东部黔江补给边界长为0.9 km,面积2.51 km2 北西为二塘组(D1e)泥灰岩相对隔水边界,长4.40 km;东为F2断层弱透水边界,长4.45 km,面积1.58 km2 东至黔江、北至F4断层,南北宽约0.6 km,东西长约2.4 km,面积2.01 km2 西为F2断层、东面与北面为黔江,近似梯形状,为河岸突出地块,面积3.08 km2
    地下水补径排条件 黔江常年补给地下水,漏斗中心及其以西地下水由西往东径流 充水来源于降雨补给及北东部地下水经浅层溶洞、溶蚀裂隙进入,穿过F2断层浅部岩体向东方向运移,以渗流形式向大岭矿坑径流 主要靠降雨入渗,局部分水岭以西的地下水往西径流,分水岭以东地段的地下水部分向黔江排泄,官桥组地层地下水经2线−18线的降落漏斗补给矿坑 地下水与大岭矿坑基本无水力联系,与黔江具有互补关系,地下水由南西向北东径流,排泄于黔江
    地下水水位动态特征 漏斗中心动水位变幅约26 m,西部动水位变幅9~13 m,东部动水位变幅6~35 m 降落漏斗已经扩展到崩山矿地下水子系统,动水位年变幅约1~25 m;水位动态与降雨量基本一致 含水层结构呈隔水、含水间隔条带平行组合受矿坑疏干排水的影响,动水位年变幅1~31 m 黔江蓄水前该系统地下水位变幅8.31~11.66 m,与黔江呈互补关系,表现出气象型动态特征
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    表  2  岩溶发育程度统计表

    Table  2.   Statistics of karst development degree

    分布地段 崩山矿
    地下水子系统
    大岭矿
    地下水子系统
    大坪岭
    地下水子系统
    六沙
    地下水子系统
    塌陷/个 32 22 53 17
    地裂缝/个 1 1 0 0
    岩溶洼地/个 2 8 4 9
    地表岩溶合计/个 35 31 57 26
    统计面积/km2 1.54 2.45 2.01 3.10
    岩溶发育密度/(个·km−2 22.73 12.65 26.50 5.48
    遇洞隙率/% 33 27.74
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    表  3  钻孔单位涌水量统计表

    Table  3.   Statistics of borehole specific yield

    地段 盘古至崩山矿一带 大岭矿−大坪岭−黔江沿岸一带
    钻孔编号 DK4 SK5 DK1 DK2 DK3 DK5 DK6 SK4
    单位涌水量/L·(s·m)−1 0.20 0.82 0.18 0.25 0.06 0.18 0.25 0.08
    (F2断层带)
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    表  4  矿区下伏岩层-120 m标高以上岩溶发育程度统计表

    Table  4.   Statistics of karst development degree in the underlying strata above elevation −120 m in the mining area

    代号 钻孔揭露地层
    遇洞隙率/%
    线岩溶率/
    %
    塌陷数量/
    D3r 0 0 18
    D2d 0 0 5
    D1d 0 0 0
    D1g 17.52 1.39 36
    D1e 4.97 0.27 14
    D1sl2 31.37 1.77 60
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    表  5  −70中段西42线溶洞突水前后西部主要疏干区观测井水位动态变化统计表

    Table  5.   Statistics of dynamic changes of observed well water level in the western main drainage areas before and after water inrush from karst cave at west 42 line of the −70 middle section

    孔号 2021年8月29日
    水位标高/m
    (突水前一天)
    2021年9月6日
    水位标高/m
    (突水后一周)
    降深/
    m
    2021年11月3日
    水位标高/m
    (突水后2个月)
    突水后2个月
    稳定降深
    B01 −4.06 −9.45 5.39 −24.25 20.19
    B02 17.50 11.74 5.76 −3.18 20.68
    B05 59.28 59.94 0.66 57.57 1.71
    B06 4.40 −5.64 10.04 −19.36 23.76
    B07 2.07 −13.65 15.72 −27.15 29.22
    B08 −9.78 −29.96 20.18 −40.72 30.94
    B09 69.57 69.56 −0.10 68.67 0.90
    水421 −18.40 −50.69 32.29 −56.00 37.6
    G01 −4.39 −24.54 20.15 −49.99 45.6
    G03 −0.46 −15.38 15.84 −30.35 29.89
    G04 8.59 8.60 −0.01 −18.79 27.38
    G30 12.94 2.52 10.42 −13.12 26.06
    G31 16.37 10.97 5.40 −2.33 18.70
    G32 27.35 23.23 4.12 10.76 16.59
    G33 42.25 39.67 2.58 29.33 12.92
    SK5 29.94 30.92 −0.98 18.41 11.53
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-10-16
  • 录用日期:  2025-02-20
  • 修回日期:  2025-01-03
  • 网络出版日期:  2026-05-27
  • 刊出日期:  2026-02-25

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