鑽石礦坑與煤礦坑地層的對比 —— 從地質結構評估天花湖水庫的安全風險

脆弱的煤礦坑

脆弱的煤礦坑

【前言】

近年來，天花湖水庫計畫引發關注，支持者認為此舉有助於改善苗栗地區水資源調配，但反對者擔憂其地質條件不利於大型水利設施的建設。本文從地質角度，透過比較兩種常見礦區——鑽石礦坑與煤礦坑的地層特性，來探討天花湖水庫引水道若穿越煤礦區，是否存在潛在的安全風險。

【一、鑽石礦區：岩層堅硬，結構穩定】

鑽石礦多半存在於「金伯利岩」或「橄欖岩」火山管中，這些岩石源自地球深部高壓高溫環境，屬於火成岩，經岩漿冷卻形成後具有以下特性：

結構緻密，硬度極高：許多鑽石礦坑中的岩壁硬到連鐵鍬都難以穿透，須以爆破或鑽機開採。

岩性穩定，少見崩塌：這類岩體不易風化崩解，適合深層開採與長期支撐。

地下水影響小：岩體孔隙率低，水不易滲入，不易形成滲漏風險。

因此，若工程設施位於鑽石礦區或類似堅實的火成岩層，結構上的安全性通常較高。

【二、煤礦區：地層鬆散，坍塌風險高】

相較之下，煤礦多存在於沉積岩層中，如頁岩、泥岩、砂岩等，其形成於遠古沼澤，由植物殘體經長期壓力轉變而成，其岩性特徵如下：

岩層鬆軟，力學強度低：煤層本身及其上下的頁岩、泥岩等，常易碎易崩，不適合承載大量結構荷重。

開採後形成大量地下空洞：許多煤礦在開採後未回填或支撐，長期容易造成地表下陷。

容易滲水與土壤液化：沉積岩孔隙多，地下水可滲入並造成岩層軟化，甚至在暴雨或地震時發生液化或崩塌。

瓦斯與地氣壓力不穩：煤層常伴隨甲烷與其他氣體，不利施工與後續維護。

因此，煤礦區不僅開採危險，也不利於後續作為大型工程設施（如引水道）的基礎。

【三、天花湖水庫引水道經過煤礦區的風險】

依據在地居民與地質愛好者的觀察，天花湖水庫預定的引水道極可能穿越苗栗地區過去曾開採的煤礦坑，這帶來以下幾項潛在風險：

1. 地層支撐力不足，隧道易坍塌：原有礦坑未完全回填，長期受地壓影響可能產生結構崩塌。

2. 施工困難、成本高昂：為確保安全，需額外支撐、填補與加固，耗費巨大工程經費。

3. 滲漏與水源流失風險：破碎地層不易密封，水流可能滲入岩層空隙中，造成水庫蓄水效率下降。

4. 天然災害下風險擴大：地震、豪雨易引發土壤液化與滑動，形成公共安全危機。

【結語】

鑽石礦坑的堅硬岩層與煤礦區的脆弱沉積層，在地質結構與安全性上有著根本差異。天花湖水庫若未能避開煤礦區，勢必面臨龐大的地質風險與工程挑戰。與其投入龐大資源補強地層，不如審慎評估選址或改採其他水資源管理策略，才能真正確保公共安全與經費效益。