煤矿塌陷也能引发地震？

文/马志飞

蹊跷的地震

　　2010年12月28日，陕西省榆林市神木县发生里氏3.0级地震，然而，当地人不以为奇，因为这样的事情在榆林一带已不是什么新鲜事了。

　　早在3年前就发生过类似的事情，2007年的一天下午，中国地震信息网发布消息：陕西省神木县发生3.3级地震。同一天，该县某乡镇煤矿向上级报告：煤矿发生塌陷。人们不禁猜想：难道地震和煤矿塌陷有什么联系？

　　事实证明确实如此，这些地震就是由煤矿塌陷引发的。神木县因煤炭资源丰富，地下采空区也分布较多，因采空区塌陷而造成的地震自然也就时有发生。据《西安晚报》报道，近两年来，神木县因塌陷引发的地震竟有11次之多，震级最高3.3级，最低1.5级，每次地震间隔时间最长5个多月，最短的不足1天。

地震与塌陷孰为因果？

　　2007年8月6日凌晨，美国犹他州大学地震监测站监测到1次里氏震级3.9级的地震活动，与此同时，犹他州的一座煤矿发生了塌陷事故，6名矿工被困井下。经调查，研究人员初步认定是这场地震导致了塌陷事故，但是后来进一步的研究表明，该结论是错误的，不是地震造成了塌陷，而是恰恰相反——煤矿塌陷是因，地震为果！

　　首先，我们不可否认，地震确实可以造成地面塌陷。当地震灾害发生后，我们所关注的只是当时的人员伤亡和财产损失情况，但实际上，更多的破坏还会继续，原因就在于地震能诱发很多次生灾害，就像推倒的多米诺骨牌一样，形成一连串的反应，并从一个地域空间扩散到另一个更广阔的地域空间，即“灾害链效应”，如造成水库大坝溃决、震裂山体岩石造成崩塌滑坡、破坏地表形成地裂缝和塌陷坑等。

　　反过来，煤矿塌陷也有可能造成地震。我们知道，引起地震的原因有很多，如果按照成因来划分，主要为三大类：

　　构造地震，又称为断裂地震，正如我们用力弯曲钢尺达到一定程度它会突然折断一样，这种类型的地震分布最广，强度也最大，地球上约90%的地震都属于构造地震。

　　火山地震，即火山喷发时由于气体的冲击力所引起的地震，强度较小，波及范围也小，只是在火山周围地区有较显著的影响，这种地震仅占地震总数的7%左右。

　　塌陷地震，是一种地层突然沉陷产生巨大的冲击力而成，在石灰岩发育的地区，岩石被地下水溶蚀形成巨大空洞，当空洞向下坍塌时就容易造成地震，一般而言直径在20米以上的土层或岩层塌陷坑的能量都足以形成1~2级的地震。如我国广西桂林地区分布着大量的地下溶洞，20多年来，桂林地震台记录到半径100千米以内的数十次低震级地震，这些地震与塌陷的日期及地点均能相互对照。除此之外，人们开采矿产资源后在地下遗留了大片的采空区，上覆岩层坍塌往往也能引起地震，这种塌陷地震约占地震总数的3%左右。

预防灾害任重道远

　　历史上，造成重大人员伤亡的地震通常都是构造地震，至于陷落地震只是近年来才逐渐引起人们的重视。通常情况下，塌陷地震的震源较浅，震级不大，多为1.5~3.5级，最大的1次是1991年发生在北京市门头沟区某煤矿的4.3级地震，而且这种地震的影响范围较小，一般只对矿井的安全生产和矿区周边的建筑产生破坏。

　　但是，采空塌陷是我国面临的一种十分严重的地质灾害，这种灾害广泛分布于我国各地的矿山及其周围地区，其中又以煤矿采空塌陷最为突出。据不完全统计，在全国20个省区内，共发生采空塌陷180处以上，塌陷面积超过1000平方千米。全国发生采空塌陷灾害的矿业城市近40个，其中严重的有25个，如山西大同、河北开滦、辽宁抚顺、安徽淮南、江苏徐州、黑龙江七台河、河南焦作、山东枣庄等。

　　由于目前世界上对地震的预测预报仍依靠对断裂等构造活动的研究，所以面对错综复杂的地下煤矿采空区，想要在地表规划建设时合理回避十分困难，若要预防陷落地震则更是不易。而且，随着人类对能源需求量的不断增加，煤矿的开采规模和深度将会更大，煤矿塌陷地震发生的几率和强度也将会有所提高，其危害也将会更加严重，如何有效防治采空塌陷及塌陷地震，是未来需要解决的问题之一。