2025年10月24日,陕西旬邑县清塬镇谈家塬组一处邻沟农田发生突发性地质垮塌。该区域地处典型的黄土残塬沟壑区,地质结构脆弱,沟深达120米,坡度50-70度。事故导致一名村民失联。经紧急救援后,搜救工作已于11月5日停止,善后事宜已处理完毕。
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农妇收玉米遇山体滑坡失联第七天:事故位于采矿区,家属进入现场 镇政府:先找人
经技术溯源,本次灾害是典型的 “人为工程活动改变地质结构” 与 “极端气象条件触发岩土体力学性质劣化” 共同作用的结果,具体诱因如下:
人为工程诱因:采空区形成与地表形变
清塬煤矿的地下开采活动,在岩体中形成了大范围的采空区,从根本上破坏了原岩应力平衡。随着采空区上方岩层的弯曲、下沉与蠕变,应力传递至地表,形成了规律性的地表裂缝,为后续灾害提供了初始的破裂面和软弱结构面。
自然触发因素:持续强降雨的力学催化
据旬邑县政府通报(2025年10月28日),自9月起,清塬镇累计降水量达431.5毫米,为同期2.86倍。超常降水沿地表裂缝下渗,产生了两方面的关键力学效应:
软化效应:雨水入渗导致黄土及岩体饱和度高,使其内聚力(c)和内摩擦角(φ)大幅降低,抗剪强度显著弱化。
渗压效应:水流在岩土体孔隙和裂隙中产生超静孔隙水压力,有效应力原理,这直接降低了滑移面上的有效正应力,从而急剧削弱了其抗剪强度。
基于中国煤科总院及矿山灾害防治实验室的研究,本次垮塌的完整致灾链可概括为以下两个阶段的耦合:
第一阶段:采矿卸压与采动裂隙发育
煤层开采形成采空区,等同于移除了地下的“天然支撑结构”,引发围岩应力重分布。
应力拱效应:采空区上方形成压力拱,使载荷向煤柱及采空区边界转移,造成这些区域的应力集中。
采动裂隙带发育:覆岩在应力作用下发生移动与破坏,自下而上形成 “冒落带”、“裂隙带”和“弯曲下沉带” 。地表裂缝,特别是塬边邻沟区域的张拉裂缝,是裂隙带发育至地表的直接表现。这些裂缝破坏了土体的完整性,成为雨水优先渗流的通道。
第二阶段:降水入渗与边坡稳定性临界转变
雨水沿采动裂缝下渗,是导致边坡从稳定状态向极限平衡状态再至失稳破坏转变的临界因素。
渗流软化与容重增加:岩土体吸水后,其力学参数(如弹性模量、抗剪强度)劣化,同时饱和容重增加,下滑力增大。
孔隙水压力触发失稳:如前所述,孔隙水压力的抬升是导致边坡失稳的最直接力学机制。当潜在滑移面上的下滑力矩超过抗滑力矩时,边坡即发生破坏。
失稳模式:对于此类临沟高陡边坡,其最终破坏常表现为蠕滑-倾倒式破坏——岩土体后缘裂缝在水的润滑和压力下迅速贯通,前缘锁固段因承载力不足而发生脆性破坏,整体结构在重力作用下瞬间崩塌。实验室数据表明,在同等降雨条件下,有裂缝区域的失稳风险是无裂缝区域的3倍以上。
要阻断上述致灾链,必须建立从“源头控制”到“过程监测”再到“末端治理”的全周期技术防控体系,实现从被动救灾向主动防灾的转变。
1. 开采前:地质评估与稳定性分区
精细化地质勘探:采用三维地震勘探、地质雷达等技术,探明开采区域地质构造、水文条件及岩土力学参数,绘制 “采空区稳定性分区图” 与 “地表变形预测图” 。
设定安全警戒区:基于稳定性评价结果,在塬边、沟壑等高敏感区域划定禁入区,从空间上规避风险。
2. 开采中:损伤控制与结构性补偿
绿色开采技术:通过优化工作面布置、推进速度及采留比等开采参数,控制采动影响范围与程度。实践表明,合理加快推进速度可使岩层扰动降低15%-20%。
主动加固技术:对已产生的采动裂缝,立即采用水泥基浆液或超细水泥进行压力注浆。注浆体可恢复岩土体的整体性,提高其抗剪强度,并有效阻隔降水下渗通道。神东矿区实践证明,该技术可使裂缝闭合率达85%以上。
实时监测预警:布设GNSS地表位移监测站、裂缝计、渗压计及雨量站,构建“降雨-裂缝-形变”联动监测预警系统。当监测数据(如单日裂缝扩张量>2mm)超过预设阈值时,自动触发预警,启动应急响应。
3. 开采后:采空区治理与生态修复
结构性充填:对闭坑采空区,采用膏体充填、高水材料充填等技术,对地下空洞进行实质性支撑,从根源上遏制地表持续沉降。
长期监测与维护:建立采空区治理后的长期地灾监测网络,特别是在极端气象条件下,加强对高风险区域的巡查与评估。
清塬镇垮塌事故是一次深刻的警示:矿产资源开发在获得经济效益的同时,必须正视其对地质环境产生的不可逆的力学改变。采空区上覆岩层的移动规律、水岩相互作用下的岩土体强度劣化机理,均是已被深刻认识的科学问题。
因此,将全周期的岩土工程防控技术体系落实到位,不是一种成本负担,而是保障生命安全的底线要求,是工程开发必须遵循的科学准则。唯有将“主动设防”的理念贯穿于资源开发的每一个环节,方能从本质上避免此类“人祸”与“天灾”叠加的悲剧重演。
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