石油采空后会发生倒塌的原因主要与以下几个方面有关：

应力平衡状态被打破

当地下矿层被采空，上覆岩层的应力平衡状态会被打破。原本承受的压力会重新分布，导致应力集中。

当这些应力集中超过岩石的支撑力时，岩石会发生断裂和垮塌，最终发展到地表，形成塌陷。

矿柱留设尺寸不当

合理的矿柱布置可以起到对顶板的有效支撑作用。如果矿柱留设尺寸过低，无法承载大面积暴露的顶板荷载，会导致矿柱内岩石屈服失效，顶板挠度增大，荷载向外转移。

当整体支撑系统无法支撑顶板荷载时，顶板会发生垮落，引起地表沉陷。

开采深度的影响

矿井开采深度不同，所受的地应力环境和地层岩性也不同。顶板覆岩的厚度是否满足岩石变形带高度的要求，是判断采空区是否稳定、局部塌落是否波及地表的重要依据。

围岩岩性的影响

顶板、矿柱或围岩发生破坏的根本原因是应力集中超出了岩石自身的承载能力范围。承载能力大的岩石可以积聚更大的弹性能，暴露更大面积的采空顶板。

例如，测区内第四系黄土层非常厚，几乎不能承受拉应力，遇水易湿陷崩解，是影响采空区稳定的不利因素。

地质构造因素

褶皱、断层、构造、节理等地质构造对采空区稳定性影响较大。邻近断层、被构造切割或在破碎围岩中的采空区，稳定性差，易坍塌，引发地表塌陷。

爆破震动

爆破震动也会影响采空区的稳定性。爆破过程中产生的震动可能导致顶板和矿柱的破坏，进而引发地表塌陷。

综上所述，石油采空后发生倒塌的原因是多方面的，包括应力平衡状态的打破、矿柱留设尺寸不当、开采深度、围岩岩性、地质构造因素以及爆破震动等。为了防止这种情况发生，需要采取合理的矿柱布置、控制开采深度、选择合适的围岩加固措施以及减少爆破震动等措施。