随着城市化进程和基础设施建设的加快,水泥需求量急剧增加,作为水泥生产主要原材料石灰岩的需求量也同步增加。但频繁不合理的开采活动破坏了矿山周围的生态环境,岩溶塌陷已成为矿山建设面临的主要地质环境问题。目前有关矿山环境问题的研究主要集中在水土流失、滑坡等方面,而针对石灰岩采石场凹陷开采诱发岩溶塌陷问题的研究较少。随着采石场开采规模的扩大,有关矿山型岩溶塌陷的防治问题亟待解决,如矿区岩溶发育分布规律和地下水主要流动路径的探明、采石作业期间地下水动力场的变化特征和矿山型岩溶塌陷的防治措施等方面。本文以惠州市龙门县上窝石场为例开展矿区岩溶塌陷灾害防治综合研究,通过岩溶塌陷发育特征、隐伏岩溶探测方法、地下水动力场特征、岩溶塌陷易发性评价、岩溶塌陷防治措施等方面的研究,建立了矿山型岩溶塌陷防治体系,对石灰岩采石场凹陷开采诱发岩溶塌陷灾害问题的防治具有重要的指导意义。论文取得的主要成果如下:岩溶塌陷发育特征。通过现场调查和收集资料,分析了研究区岩溶塌陷发育的主要影响因素为场地岩溶发育程度、第四系覆盖层厚度和结构、采石场疏干排水、人工抽采地下水和地表水入渗等,根据岩溶塌陷的发育分布规律分析了研究区岩溶塌陷的形成机理。由渗透变形试验得出研究区内粘土层在潜蚀作用下发生渗透变形破坏的地下水临界波动速度介于2.23～4.70 cm/min之间,地下水临界波动速度可作为潜蚀作用下土体稳定状态的判据。隐伏岩溶探测方法研究。分别采用高密度电阻率法、瞬变电磁法、可控源音频大地电磁法和广域电磁法对矿区周边开展岩溶发育及深部构造分布特征的探测工作,结合钻探验证对比不同物探方法在实际工作中的探测效果,提出了适用于矿区断裂构造及岩溶发育分布特征的探测方法:高密度电阻率法对浅部岩溶发育区的探测具有较高的分辨率,解译结果基本反映出探测区浅部岩溶发育规律;广域电磁法探测深度大、工作效率高、抗干扰能力强,能较为真实地反映地下岩体电阻率的变化,对矿区深部构造的探测具有较好的适用性;当探测区域存在大面积地表水体时,瞬变电磁法成为深部构造探测的首选方法。地下水动力场特征研究。以岩溶塌陷机理分析和原状土样渗透破坏分析测试为基础,指出岩溶管道系统内水气压力变化是触发岩溶塌陷的主要动力,以此建立了岩溶地下水气压力监测预警系统,实时掌握区域地下水气压力变化特征,用于分析岩溶塌陷的形成机理和指导采石场的安全开采。运用Visual Modflow软件开展地下水动力场变化预测研究,分析不同开采深度条件下区域地下水动力场的变化特征,为矿山建设和塌陷防治方案优化、减轻诱发岩溶塌陷风险提供了支撑。岩溶塌陷易发性评价。选取岩溶发育程度、岩体结构特征、断层位置、土层厚度、土层结构、地下水位年变幅、地下水距岩面位置、地下水位波动速度和人工抽排水强度等9个岩溶塌陷影响因素作为分析因子,运用层次分析法开展岩溶塌陷易发性评价,将研究区划分为高、中、低三个等级,其中高易发区面积为4.72 km~2,中等易发区面积0.22 km~2,低易发区面积0.19 km~2,裸露型岩溶区面积0.85 km~2。评价分区评价结果与岩溶塌陷分布有较好的对应关系,评价结果符合实际情况。矿山型岩溶塌陷防治研究。以“外截内堵”为防治原则,结合岩溶地下水气压力监测预警系统和注浆帷幕技术,建立了矿山型岩溶塌陷防治体系,并采用综合检测方法（高密度电阻率法、钻孔抽芯、压水试验和地下水位动态监测）对止水帷幕的注浆效果进行评价。