岩溶陷落柱对煤矿生产的影响
基于断层和陷落柱构造对煤矿生产的影响分析
1 构造简介断层是指煤岩层受地应力影响而发生的断裂，并有可能出现位移。
不同断层对矿井生产影响不尽相同，断层主要有正断层、逆断层、平移断层。
正断层和逆断层使由于上下盘发生了垂直位移，而平移断层并没有发生垂直位移关系，由于其形成原理不尽相同，所以对矿井生产的影响也不尽相同，当断层的断距较大的情况下，对生产的影响较大；相反，当位移较小的时候，对生产影响较小。
在煤岩层结构中常常会有石灰岩，而石灰岩遇到水，并经过水的长期作用后便会形成溶洞，进一步发展后溶洞将会扩大，当扩大到 一定面积后会致使上部的煤岩层下沉，最终形成陷落柱。
陷落柱的大小形状不尽相同，陷落柱的形状分为圆形和椭圆形，而且形状各异，且不规则，而周围的岩石具有明显的棱角。
陷落柱对矿井的正产影响较大，在采掘作业的过程中常常会打乱矿井的正产生产节奏，或者只是矿井施工的巷道报废等情况。
2 断层和陷落柱对煤矿生产的影响矿井采掘活动中经常遇到地质构造，而在地质构造中以断层和陷落柱较多，其对矿井的正常生产影响也不尽相同。
晓得断层对矿井的生产影响较小，处理得当对正常的矿井生产甚至没有影响。
由于断层致使煤体结构发生变化，致使其周围的煤比较酥软，当采掘至此范围后常常会发生煤的片帮，严重了还会造成巷道顶板发生冒顶事故，还会影响巷道的掘进速度，影响了矿井的正常采掘接替关系。
当断层的断距较大时，不能有效判断煤层走向时，还会造成巷道掘进方向的判断失误，从而致使巷道的走向严重偏离煤层的方向。
所以在矿井的生产作业中应该对断层充分重视，及时分析并探明地质构造情况。
陷落柱的出现对巷道的掘进以及煤的回踩都有较大影响，当掘进过程中遇到陷落柱，常常会使巷道不能正常掘进，需掘进弯巷绕过；而综采工作面遇到较大的陷落柱也会使陷落柱周围的煤层不能正常回踩，造成了资源的浪费。
大的陷落柱还会需要对设备搬迁，方可进行正常的工作面回踩，严重扰乱了正常的生产秩序。
陷落柱还会增加巷道的维护难度，致使巷道的维护成本增加，支护成本增加。
《2024年华北型煤田岩溶陷落柱预测研究》范文
《华北型煤田岩溶陷落柱预测研究》篇一一、引言华北地区作为我国煤炭资源的主要产地之一，煤田地质条件复杂多变，岩溶陷落柱现象频繁发生，对煤炭资源的开采及安全构成严重威胁。
因此，针对华北型煤田岩溶陷落柱的预测研究，对于保障煤矿安全生产和提高煤炭资源利用率具有重要意义。
本文旨在通过对华北型煤田岩溶陷落柱的成因、特征及影响因素进行研究，提出一套有效的预测方法，为煤矿安全生产提供科学依据。
二、华北型煤田岩溶陷落柱成因及特征（一）成因分析华北型煤田岩溶陷落柱的形成主要受地质构造、岩溶发育、地下水活动等多方面因素影响。
其中，地质构造控制着岩溶发育的空间分布和形态特征，岩溶发育则决定了地下空间的连通性和储水性能，而地下水活动则对岩溶发育和陷落柱的形成起着重要作用。
（二）特征描述华北型煤田岩溶陷落柱具有隐蔽性、突发性、规模大等特点。
陷落柱往往在地下深处发生，难以察觉，一旦发生突水等灾害，往往造成严重后果。
同时，陷落柱的规模较大，对煤炭资源的开采造成严重影响。
三、岩溶陷落柱预测方法研究（一）地质勘探方法地质勘探是预测岩溶陷落柱的重要手段之一。
通过钻探、物探等方法，可以获取地质构造、岩溶发育、地下水活动等关键信息，为预测岩溶陷落柱提供依据。
（二）数值模拟方法数值模拟方法可以模拟地下岩层的应力、应变、渗流等物理过程，揭示岩溶发育和陷落柱形成的机理。
通过建立地质模型和数值模型，可以对岩溶陷落柱的发育趋势进行预测。
（三）综合分析方法综合分析方法是将地质勘探、数值模拟等多种方法结合起来，综合考虑地质构造、岩溶发育、地下水活动等多方面因素，对岩溶陷落柱的发育趋势进行综合判断。
这种方法可以充分利用各种信息，提高预测的准确性和可靠性。
四、预测模型构建及应用（一）模型构建根据华北型煤田的地质条件和岩溶发育特征，建立了一套包括地质模型、数值模型和综合分析模型在内的预测模型。
其中，地质模型主要用于描述地质构造和岩溶发育特征；数值模型用于模拟地下岩层的物理过程；综合分析模型则综合考虑多种因素，对岩溶陷落柱的发育趋势进行综合判断。
浅谈煤矿井下陷落柱的危害与处理
收稿日期:２０１８ ０１ ２４作者简介:温建忠(１９６８－)ꎬ男ꎬ山西平遥人ꎬ工程师ꎬ从事煤矿地质工作ꎮｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５－２７９８.２０１８.０６.０３６浅谈煤矿井下陷落柱的危害与处理温建忠(汾西矿业集团高阳煤矿ꎬ山西孝义㊀０３２３０６)摘㊀要:文章介绍了可溶性岩层的发育和岩溶陷落柱的成因ꎬ以及陷落柱在煤矿生产过程中的危害ꎬ并结合煤矿井下生产作业活动ꎬ对各种情况下通过陷落柱的处理措施ꎬ进行了详细阐述ꎮ关键词:煤矿ꎻ井下ꎻ陷落柱ꎻ危害ꎻ处理中图分类号:ＴＤ７７１㊀㊀㊀文献标识码:Ｂ㊀㊀㊀文章编号:１００５ ２７９８(２０１８)０６ ００８３ ０２㊀㊀陷落柱的分布范围是石灰岩地带ꎬ由于石灰岩属于可溶性岩层ꎬ受夹杂着酸性物质的地下水冲刷时石灰岩就会产生溶洞ꎬ溶洞在侵蚀以及冲刷作用下不断扩大ꎬ上覆的岩层在地质构造力和重力的作用下发生塌陷ꎬ其上覆的煤系地层也随之塌陷ꎬ如此层层向上不断延续就会形成一个柱状的塌陷ꎬ称之为陷落柱ꎮ目前ꎬ业内普遍认同陷落柱是由于岩溶塌陷而形成的观点ꎬ陷落柱的分布具有分区性和分带性ꎮ分区性是指陷落柱发育在石灰岩分布的区域ꎬ分带性是指陷落柱发育在地下河流经的条带上ꎮ由于陷落柱是缓慢逐层形成的ꎬ所以其内部岩石排列混乱ꎬ孔隙较多ꎬ往往成为水和瓦斯的运移通道ꎬ煤矿井下通过陷落柱时曾发生过水灾㊁顶板和瓦斯爆炸事故ꎮ因此ꎬ找出井下陷落柱的特征ꎬ发现陷落柱的内部规律并加以分析ꎬ是消除其危害的必要途径ꎮ１㊀陷落柱的特征陷落柱对煤系地层破坏较大ꎬ故其在揭露前也会有较明显的征兆ꎮ鉴于其较大的危险性ꎬ在出现征兆后ꎬ一定要采取物探以及钻探等手段ꎬ探明其导水性和内部岩石的胶结程度㊁瓦斯涌出量等ꎮ陷落柱揭露前煤层的产状会发生显著的变化ꎬ尤其是煤层的倾角变化较大时ꎬ产状变化程度更大ꎬ常出现间距不大的连续性正断层ꎬ且正断层倾向基本一致ꎬ瓦斯涌出量增大ꎮ因此揭露陷落柱时ꎬ首先要确认其是否导水ꎬ并测定瓦斯涌出量ꎬ而后根据其内外部的形态特征ꎬ采取合理方法通过陷落柱ꎮ在过陷落柱的过程中以及通过陷落柱以后ꎬ都要定期观测其内外部形态变化ꎬ防止滞后出水等情况的发生ꎮ１)㊀陷落柱的外部形态特征ꎮ陷落柱在剖面上呈锥形ꎬ整体上呈现上小下大的形态ꎻ在平面上呈现为近圆形或者椭圆形ꎬ在地表往往表现为一盆状塌陷ꎻ陷落柱与围岩呈锯齿状接触ꎬ界限明显ꎻ陷落柱周围的岩层一般受牵引作用明显ꎬ表现为向柱体的倾斜[１]ꎮ２)㊀陷落柱的内部形态特征ꎮ陷落柱内部岩石岩性杂乱ꎬ但也有一定的规律性ꎮ在同一平面上从柱体中心向外面看ꎬ碎石岩性对称分布ꎬ且碎石均不同程度地倾向柱体中心ꎻ在垂向上ꎬ岩层的塌陷深度与陷落柱的平面面积成正比ꎬ如图１所示ꎮ图１㊀陷落柱的内部形态特征示意２㊀陷落柱的危害陷落柱具有破坏煤系地层的连续性和完整性的特点ꎬ给煤矿井下生产安全带来的危害不可预估ꎬ主要表现在以下几个方面:１)㊀破坏煤层的连续性ꎬ减少了煤炭的开采量ꎮ开掘工作面所遇到的陷落柱ꎬ是由煤层上覆的岩层塌陷而成ꎬ一般情况下柱体内部的煤炭很少ꎬ几乎被碎石填满ꎬ因此俗称为 无炭柱 ꎮ如果井下的陷落柱较多ꎬ则原本被估算为煤炭的该部分区域ꎬ资源储量实际上减少了ꎬ这便增大了煤矿的开采成本ꎬ降低了生产效益ꎮ２)㊀影响采掘作业ꎬ煤矿大多是井工开采ꎬ由３８于井下通风和围岩支护等因素的影响ꎬ使得开采过程十分复杂和危险ꎬ而陷落柱的出现无疑更加大了井下作业的危险程度ꎮ例如ꎬ井下的巷道为了减小通风阻力ꎬ一般情况下会尽量保持平直ꎬ而遇到陷落柱后ꎬ为了保持巷道的平直往往会选择直线通过陷落柱ꎬ而陷落柱内部岩石杂碎ꎬ支护难度较大ꎬ这样就必须选择更强的支护方式ꎬ巷道的掘进速度便会减速ꎬ等等ꎮ３)㊀容易造成水害㊁瓦斯事故ꎮ因为陷落柱是由于岩层塌陷所成ꎬ当柱体内部的岩石未完全胶结在一起时ꎬ陷落柱更像是一个能够导通含水层和煤层的通道ꎮ如汾西矿业集团灵石县范围内的煤矿ꎬ在开采下组煤时往往会遇到陷落柱ꎬ而该区域下组煤基本上全部为带压开采ꎬ如果突然揭露导水陷落柱ꎬ采掘工作面就会造成很大的水害威胁ꎬ甚至矿井都会被淹ꎬ使职工的生命安全面临威胁ꎮ３㊀陷落柱危害的处理处理陷落柱危害时ꎬ首先在开采前及开采过程中ꎬ要采用多种手段对煤层进行探测ꎬ这期间应尽量避免揭露会影响采掘生产的含水陷落柱ꎮ根据陷落柱的危害程度不同ꎬ可以采取不同的处理方法ꎮ３.１㊀开掘工作面揭露陷落柱的处理１)㊀矿井的主要大巷揭露陷落柱时ꎬ首先必须探明其是否导水ꎬ测定瓦斯涌出量ꎬ防止水㊁火㊁瓦斯事故的发生ꎬ排除这些危险后制定好严密的支护措施并严格执行ꎬ必要时应采取架棚支护等手段ꎮ２)㊀掘进工作面遇到陷落柱时分以下几种情况处理:①当陷落柱无水害及瓦斯等危险ꎬ内部胶结情况较差时ꎬ可选择绕过陷落柱ꎬ使其留在煤柱当中ꎬ这样既可以避开陷落柱的不利影响ꎬ又能探测陷落柱的大小和范围ꎮ②当陷落柱无水害及瓦斯危险ꎬ内部胶结较好时ꎬ可选择直接通过ꎬ此时要考虑到另外两个问题ꎬ即顶板㊁围岩的支护情况和通过后煤岩层层位的问题ꎮ由于陷落柱是由碎石胶结而成ꎬ受到采动的影响其胶结稳定性会降低ꎬ容易发生冒顶事故ꎬ所以一般情况下开掘巷道在过陷落柱时最好是采用架棚支护ꎮ３.２㊀回采工作面遇陷落柱的处理当回采工作面在回采过程中遇到陷落柱时ꎬ首先要确定陷落柱的大小㊁形状以及位置ꎬ然后根据不同的情况进行处理ꎮ如果陷落柱面积较小ꎬ可采用强行推过的办法直接通过陷落柱ꎻ如果面积较大但是长轴与回采方向大致相同且短轴较短时ꎬ也可以强行推过ꎻ如果面积较大ꎬ严重影响工作面的回采进度以及煤质的情况下ꎬ需要重新开切眼ꎬ在适当的位置采取搬家倒面的办法绕过陷落柱ꎮ３.３㊀特殊情况下陷落柱的处理由于陷落柱在塌陷过程中会对围岩有牵引作用ꎬ会导致围岩层的产状发生显著变化ꎬ如果在通过陷落柱时巷道坡度不合适ꎬ可能导致穿过陷落柱后不能进入正常煤层ꎬ根据经验可采取以下几种方法通过:１)㊀采用钻探方法确定对面的煤层位置ꎮ遇到陷落柱后ꎬ在探测其大小形状时设计的钻孔要考虑一孔多用ꎬ要同时兼做探煤层之用ꎮ根据钻孔的倾角及孔深计算出对面煤层的相对高度ꎬ然后设计合理的坡度即可ꎮ此方法适用于直径较小ꎬ煤层厚度相对较厚的煤层ꎮ２)㊀利用临近巷道煤岩层产状ꎬ推测对面的煤层位置ꎮ在煤层倾角变化程度不大的煤矿井下ꎬ一定范围内的煤岩层产状基本一致ꎬ若揭露陷落柱的巷道临近有已掘巷道ꎬ可根据该巷道的煤岩层产状推测对面煤层的位置ꎮ此方法适用于倾角较稳定的煤层ꎬ可靠程度取决于两巷道的煤柱距离ꎬ距离越短相似程度越高ꎬ越可靠ꎮ３)㊀当巷道一定距离内没有可参考的煤层ꎬ且采用钻探手段没有很好的效果时ꎬ只能凭借经验先掘进一段距离ꎬ一般情况下是在正常的煤层倾角情况下降低５ʎ掘进ꎮ掘进过程中根据观测其内部岩性的对称性㊁倾角变化情况ꎬ推测陷落柱的大小ꎬ并适时采取钻探手段探测ꎮ４㊀结㊀语陷落柱的危害虽然不小ꎬ但是其本身也有很明显的分区性和分带性ꎬ其内外部形态有很明显的特征ꎬ经过观察㊁研究能够很好地预测陷落柱ꎬ从而将危害降到最低ꎮ总而言之ꎬ对于陷落柱最好的办法是规避ꎬ避不开的首先要探明其导水性ꎬ测定瓦斯涌出量ꎬ防止发生水害及瓦斯事故ꎮ参考文献:[１]㊀刘建明.化学注浆加固和复合支护在掘进工作面过陷落柱中的应用[Ｊ].矿业装备ꎬ２０１２(１２):１１８－１１９.[责任编辑:王伟瑾]４８２０１８年６月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀温建忠:浅谈煤矿井下陷落柱的危害与处理㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第２７卷第６期。
煤矿陷落柱特征
一、陷落柱的形成在我国华北石炭二叠纪煤系的基底，存在有溶洞非常发育的奥陶纪石灰岩，由于地下水的长期溶蚀，这些溶洞就愈来愈大，在地质构造力和上覆岩层重力的长期作用，有些溶洞发生塌陷，覆盖在上面的煤系地层也随之陷落，由于这种塌陷的剖面形态为柱状，所以叫陷落柱（图3-2-1）。
二、陷落柱的特征（一）地表特征当陷落规模较大时，可穿过煤系地层一直通到地表，呈现出特殊的地貌景观，在基岩裸露地区更为明显。
在陷落柱出露处岩层产状杂乱，毫无层次，登高望去，呈一环形盆地。
盆地边缘岩层产状正常，盆地中乱石林立，充填着不同地层的岩石碎块。
另外，周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲，岩层多向陷落区内倾斜。
在黄土覆盖地区，由于雨水下渗作用而使地表形成陷坑。
随着雨量的增加和渗透量增大，地表陷坑愈陷愈深，甚至形成小盆地。
当黄土层较厚时，一般在地表很难看到陷落柱的存在。
（二）井下特征1、形态陷落柱总的形态是一个上小下大的圆锥体。
它们在水平切面上多呈圆形或椭圆形，直径大小不一，最大的直径可达几百米（峰峰二矿）,262m（太原西山自家庄矿），320m（阳泉济生井田）。
最小直径仅几米。
2.高度陷落柱的高度是有限的，因为溶洞塌陷后，上覆地层岩石碎块的体积比原来的体积增大，所以塌陷到一定高度后，整个柱体空间都被填满，这时塌陷作用便告停止，再往上的岩层（或煤层）即可免受破坏。
3．陷落柱内组成物的特征陷落柱主要由塌陷的岩石碎块组成。
这些岩石碎块，棱角显著、形状不一。
排列紊乱，大小混杂。
大的岩块直径可达数米，小的仅几厘米。
岩块与岩块之间，充满着岩粉，煤粉和各色粘土，胶结差，多未成岩。
柱内有的干燥无水，有的有淋水现象。
据统计，瓦斯的涌出量一般比正常区高2—3 倍。
4．与围岩的接触关系陷落柱与围岩的接触关系多呈不规则锯齿状，界限明显。
在接触处，围岩的产状基本正常，接触带附近的煤层及顶板一般无牵引现象。
在井下煤巷掘进中遇到陷落柱后，穿过柱体仍可见到原煤层。
煤矿地质学8岩浆侵入体和岩溶陷落柱
• 按照侵入体的形态和对煤层的破坏程度可 分为： • 上冲区 • 扩散区 • 波及区
• 二、岩浆侵入体对煤矿生产的影响
• 三、煤矿生产中对岩浆侵入体的处理 • 井田煤系中若有岩浆侵入体存在，应查明侵入体 位置、形态，在此基础上合理布置矿井掘进遇到岩墙后，一般可按原计划直 接穿过 • ②岩墙沿垂直或斜交煤层走向分布时，工作面回 采至岩墙后，在岩墙另一侧重开切眼继续回采 • ③当岩墙沿煤层走向分布且延长较长时，可以以 岩墙为界将工作面分成上、下两段，采用两个小 采面进行回采。
第八章 岩浆侵入体和岩溶陷落柱
• 在煤矿生产中，影响矿井生产的地质因素 很多，比如断层、褶皱、瓦斯、地压等普 遍性的影响因素之外，岩浆侵入体和岩溶 陷落柱是带明显区域性特点的两大类地质 因素，它们对煤矿生产的影响在不同煤田 的矿井表现出极大的差异性。
第一节 岩浆侵入体
• 一、岩浆侵入煤层的一般特征 1、产状和形态 1）岩墙：以断层或者节理作为通道侵入、穿 插在煤系中，与煤层面斜交或者垂直的侵 入体。 2）岩床：地下岩浆沿煤层层面方向侵入的层 状侵入体。它可以沿煤层顶、底中间侵入， 也可吞蚀整个煤层。
• 2.对岩床的处理 • 对于岩床，要求用巷道或钻孔圈定岩体边 界范围，然后决定回采方案。如为大面积 岩浆侵入体分布区，则采区、采区布置要 设法避开。对煤层破坏不严重的串珠状侵 入体，工作面可以直接推过，但需增加采 面处理岩浆岩的工序。
第二节 岩溶陷落柱
• 一、岩溶塌陷的成因及形成条件
地质条件：岩溶发育必须具备的四个条件： （1）有可溶性岩层存在； （2）有良好的地下通道； （3）地下水源丰富，水具侵蚀性； （4）水流动能力较强，即有好的排泄口
• 二、陷落柱的特征 • （一）基本形态 • 陷落柱一般呈上细下粗的锥柱状，其中心 轴有时是直线状，有时是曲线状，与陷落 柱形成后发生的构造变动有关。 • 1.平面特征 • 陷落柱的平面形态多数呈椭圆形、似圆形， 也有长条形及不规则状。 • 2.陷落柱的剖面特征
《2024年华北型煤田岩溶陷落柱预测研究》范文
《华北型煤田岩溶陷落柱预测研究》篇一一、引言华北地区是我国重要的煤炭产区之一，煤田岩溶陷落柱是该地区煤炭开采过程中的主要地质灾害之一。
岩溶陷落柱的形成是由于地下岩溶发育，受采动影响后，岩溶腔体与地表沟通，导致岩溶上部坍塌，形成较大的陷落空间。
岩溶陷落柱的存在对煤矿安全、稳定、高效生产带来极大威胁，因此，华北型煤田岩溶陷落柱的预测研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、研究现状近年来，国内外学者对华北型煤田岩溶陷落柱进行了广泛的研究。
通过野外地质调查、地球物理勘探、数值模拟等手段，取得了一系列成果。
但目前仍存在一些不足：一方面是缺乏对岩溶发育规律的系统性研究；另一方面是预测方法多以经验性、半经验性为主，缺乏科学性和准确性。
因此，本研究旨在通过综合运用多种方法，对华北型煤田岩溶陷落柱的发育规律进行深入研究，并建立科学的预测模型。
三、研究方法1. 野外地质调查：通过对华北地区煤田的野外地质调查，了解煤系地层的分布特征、岩性组合特征及地质构造特征，为岩溶发育规律的研究提供基础资料。
2. 地球物理勘探：利用地震勘探、电法勘探等手段，探测煤田地下岩溶发育情况，为岩溶陷落柱的预测提供依据。
3. 数值模拟：运用数值模拟软件，对煤田开采过程中岩溶发育及陷落柱的形成过程进行模拟，分析其发育规律及影响因素。
4. 统计分析和机器学习：通过对已有数据进行统计分析，找出岩溶陷落柱的发育规律及影响因素；同时，利用机器学习算法建立预测模型，提高预测的准确性和科学性。
四、研究结果1. 通过对华北地区煤田的野外地质调查，发现煤系地层中岩溶发育具有明显的规律性，主要受地质构造、岩性组合等因素影响。
2. 地球物理勘探结果表明，岩溶发育区域在地震波场和电性特征上具有明显异常，为岩溶陷落柱的预测提供了重要依据。
3. 数值模拟结果表明，煤田开采过程中岩溶发育及陷落柱的形成受多种因素影响，包括地层厚度、岩性组合、地质构造等。
4. 通过统计分析和机器学习算法建立预测模型，可有效预测岩溶陷落柱的位置、大小及发育趋势。
地区煤矿隐蔽致灾地质构造因素影响分析
地区煤矿隐蔽致灾地质构造因素影响分析摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，经济结构转型升级，人民至上、生命至上理念的建立，对我国煤矿开采提出了更高要求，各地区煤矿隐蔽致灾的勘查治理势在必行。
在当前煤炭的开采过程中，隐蔽致灾因素往往影响整个煤矿开采的效率，甚至还会埋下安全隐患。
在地质构造、瓦斯、老空区等隐蔽致灾因素中，地质构造的隐蔽性强，准确判定的难度大，进而制约一个矿井、采区、采煤工作面的生产安全与效率。
因此，就需要对地质构造因素进行深层次的分析与探索，从而准确掌握地质构造因素对煤炭开采的影响。
因此在本文中，重点探索主要地质构造因素对整个煤炭开采过程中造成的影响，并提出相对应的处理措施，从而能够降低在煤炭开采过程中事故的发生率，提升煤炭生产效率，促进煤炭企业的长远发展和升级转型。
关键词：地区煤矿，隐蔽致灾，地质构造，因素分析1.地质构造对煤矿顶板事故的影响在当前我国煤矿地质构造类型中，大部分属于中等类型，但是在一些局部煤矿处于较为复杂的区域中，在煤矿的各个煤层中常会有岩浆岩侵蚀，导致煤矿开采受到影响。
因此，在下文中重点分析了地质构造对煤炭开采过程的具体影响。
1.1 褶皱地质构造的影响褶皱指的是，当地质构成中的岩层受到水平方向的挤压时，导致在该岩石表面出现了波状变形，但是仍保持整个岩石结构的持续性和整体性的一种地质构造。
在煤井开采煤炭的过程中，如果出现了褶皱，将会严重影响煤炭开采的安全。
简单来说，褶皱地质构造形成的主要原因是随着地球在运动过程中受到周边外界环境的各种外力作用，从而形成了持续性弯曲的褶皱情况，从而形成一定的弯曲度。
从岩层角度进行分析可以看出，岩石本身也存在塑性变形的特点，导致在开采煤炭过程中也存在一定的隐患。
但是从整个褶皱对煤炭开采影响的分析角度来说，褶皱实际上就是在外界环境作用下，从而导致岩层中出现了水平方向的弯曲裂缝，进而影响着整个岩层地质构造的稳定性，可能会导致整个煤井顶底板出现变化，还会使得煤井中煤层厚度急剧增加等情况出现，进一步增加了煤炭开采的难度。
浅析矿井陷落柱成因、对煤矿开采的影响及处理措施
在煤矿井下施工作业过程 中， 时常揭露和遇到陷落柱。陷落 柱的出现给煤 矿生产和安全管理带来很 多问题 和隐患 。为保证 煤矿 矿井 安全 生产 ， 提高矿井 的抗灾能力 ， 有必要对 陷落柱 的成 因、 影响有 一定 的认 识 ， 并采 取具有 针对性 的方 法和措 施进行
应对。
块， 一般棱角分明 ， 形状不规则 ， 排列紊乱 ， 大小混杂。 古老的陷落
３ ＿ ２ 掘进期 间遇 陷落柱
陷落柱柱体 的高度大小不一 ， 小的几 十米 ， 只穿过几个或几 十个煤岩层 ， 大者高度达数百米 。
１ ． ２ ． ２ 陷 落 柱 的柱 体 物 质
若是矿井主要巷道 ， 应按原设计施 工直接穿过 陷落柱 ， 同时 要特别注意 防止矿井水或瓦斯的涌出 ， 提前做好工作面后路排水
要 ： 陷落柱会对煤矿 的生产和管理带来诸 多问题和 隐患。分析 了岩溶 陷落柱的成因
及其特征（ 形状 、 大小、 柱 体 物质 ， 与 围岩 的接 触 面 ） ， 归纳 了陷 落 柱 对 煤矿 井 下 采掘 工程 的 影响 因素 ， 对 如 何 处 理 陷 落 柱提 出 了相 应 方 法 和措 施 。 只 要 施 工 单位 能根 据 施 工 工 程 的 具 体技术要求施工 ， 根据具体情况采取相应措施 ， 就能处理好陷落柱问题 。 关键词 ：煤矿 ； 陷 落柱 ； 成 因； 影响 ； 处 理 方 法 中 图分 类 号 ：Ｔ Ｄ８ ２ ２ ＋ ． ３ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ０ — ８ １ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ １ ４ ４ — ０ ２
岩溶是形成 陷落柱的基本条件 ，岩溶发育必 须具 备以下 ４ 个条件 ： ①有可溶性 的岩 （ 矿） 层； ②有地 下水 的良好 通道 ； ③有
煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术探讨
煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术探讨摘要：在煤矿开采共工作中，陷落柱是常见的地质构造之一，陷落柱存在于地质岩层，容易造成掘进效率低、回采难度大、顶板维护困难等问题，需要采取科学的施工技术，保证煤矿开采工作的安全顺利进行。
关键词：煤矿；掘进工作面；过陷落柱；施工技术引言陷落柱在我国煤矿开采中为常见的地质体，给煤矿的正常开采带来了巨大影响。
在实际生产中，陷落柱对煤矿的危害主要是破坏了煤层的连续性，影响了煤矿采掘施工。
一般来说，由于陷落柱分布情况复杂，岩体松散，工作面地应力叠加，常常需要合适的支护方案，采取可靠的安全防护措施，以确保煤矿的安全生产。
1陷落柱的基本介绍对于广泛分布在石灰岩地层中的岩溶来说，它的流性特质是由于与地下水的长期融合从而形成流性特质而不是成固态的岩石状，在石灰岩的溶洞中存在的时间越长形成的物质的特质就越稳定，也就是说越成熟，在地下水的不断的溶解之下岩溶不断的生长，越来越庞大，最后就会侵蚀岩洞，造成岩洞的洞口变得越来越大。
在一些时间段，地表内部的地质构造力会发生很大的变化，再加上覆岩重力的影响下，就很容易造成溶洞的破裂甚至是坍塌，发生这种情况的时候，就会让矿系统顶部的底层，发生地质性裂变，随即上面的覆盖着的地表就会发生坍塌和陷落，坍塌的形状一般都是圆形或者是椭圆形，很少有不规则图形出现，所以我们管这些圆形的落柱称之为陷落柱。
2.采煤机直接切割方法倘若陷落柱岩石强度不够高时，可运用采煤机直接切割陷落柱岩石。
需强调的是岩石切割时，不同岩石部位需区分运用滚筒。
通常情况下，滚筒切割低岩；前滚筒切割顶岩。
为了降低因拉架引起顶板掉矸出现冒顶情况可能性，需在陷落柱可操作范围内，采取铺设塑编网、工作区域搭建棚护顶两种方式予以解决问题。
采煤机切煤过程中，需做好两项工作，一是后滚筒带压移架；二是护帮板和伸缩梁移动到外部。
同时拉紧处理支架，以此减少煤墙的受力程度，降低片帮发生几率。
除此之外，工作面片帮，需通过有效方式移动护帮板和伸缩梁，而断面距离较远的情况下，需及时进行必要的超前支护。
浅谈断层和陷落柱对矿井采掘生产的影响
浅谈断层和陷落柱对矿井采掘生产的影响摘要：煤矿开采工作进行之前，必须加强地质结构的勘探力，使相关人员详细了解开放地区的地质构成，制定完善、科学和实时的预防措施，在一定程度上减少断层和陷落柱对煤矿生产的影响，提高煤矿生产的安全性和经济效率。
关键词：断层和陷落柱；矿井采掘；生产影响引言在煤矿开采过程中，地质部门要加强对井田结构的调查，做好地质预测预报，对可能的结构采取实质措施，与相关科研部门结合，引进先进的科学检测技术，更准确地确定结构，减少断层和陷落柱对煤矿生产的影响，提高生产效率。
1矿井断层、陷落的成因分析1.1矿井断层的形成在地质作用中，随着时间的推移，矿井中的岩层不断地受到外来作用力的挤压与碰撞，然后这种压力过于庞大而远远超过了岩层本身的承受能力时，矿井岩层就会发生改变，最终形成断层结构。
对于断层结构而言，它有着多种多样的分类，不同种类的断层结构是由不同类型的原因所造成的。
因为地质环境是多样的，所以在不同的地质条件下所形成的断层也是不一样的，这些不同主要体现在形状大小以及种类上面。
在矿井工作中，我们经常遇见的地质结构就是断层，而断层也会因为自身条件的不同而对矿井产生相应的反作用力。
1.2陷落柱的形成对于陷落柱的形成原因，我们可以将其分为几个步骤：第一，在石灰岩的顶部有一个煤炭系列，而在石灰岩的下部有地下水的流淌。
第二，随着地下水的长年累月的侵蚀，石灰岩逐渐的形成多个熔岩空洞，而这些空洞也在水侵蚀的作用下逐渐变大变广。
第三，由于地区有重力，在这种重力的作用之下，石灰岩以及上部的煤矿系列发生陷落，最终也就形成了煤层下的岩溶陷落柱。
对于这些形成的陷落柱来说，由于多种因素的影响，最终陷落柱的形状粗细也各不相同，而这些陷落柱往往会对矿井的整个工作带来极大的妨碍。
2断层和陷落柱对煤矿生产的影响2.1对巷道掘进的影响断层和陷落柱都会对煤矿的生产工作产生极大的影响。
当煤炭开采过程中遇到断层时，就会出现煤炭资源暂时缺失的现象，而对于这种现象的出现，相关的开采人员需要使用非常精密的仪器来对这个断层进行探测，然后得出结论，并且在分析结论之后想出一定的解决办法。
《2024年寺河矿承压区岩溶陷落柱发育特征及突水风险性评价》范文
《寺河矿承压区岩溶陷落柱发育特征及突水风险性评价》篇一一、引言随着矿山开采的深入，矿区承压区的岩溶陷落柱问题逐渐凸显，成为影响矿山安全生产的重大隐患之一。
本文以寺河矿为例，对承压区岩溶陷落柱的发育特征进行详细分析，并对其突水风险性进行评价，以期为矿山安全生产提供理论支持和实践指导。
二、矿区概况寺河矿位于某地，地处山区，地质构造复杂。
矿区主要开采煤层位于承压区，该区域岩溶发育，存在大量岩溶陷落柱。
这些陷落柱对矿山的开采安全构成严重威胁，一旦发生突水事故，将给矿山生产和人员安全带来巨大损失。
三、岩溶陷落柱发育特征1. 形态特征：寺河矿承压区岩溶陷落柱形态多样，多为椭圆形、长条形或不规则形状。
陷落柱边界清晰，内部多呈空洞状，填充物主要为砂土、碎石等。
2. 空间分布：陷落柱在空间上分布不均，主要集中在矿区某些特定区域。
通过对矿区地质资料的整理和分析，可以初步确定陷落柱的分布范围。
3. 发育规律：岩溶陷落柱的发育受多种因素影响，如地质构造、地下水活动、岩性等。
在寺河矿区，岩溶陷落柱的发育具有一定的规律性，与区域地质构造和地下水活动密切相关。
四、突水风险性评价1. 评价方法：本文采用定性和定量相结合的方法对寺河矿承压区岩溶陷落柱的突水风险性进行评价。
定性方法主要包括地质勘查、现场调查和专家评估；定量方法则利用数值模拟、统计分析和风险矩阵等方法。
2. 评价过程：首先，通过地质勘查和现场调查，收集有关岩溶陷落柱的形态特征、空间分布和发育规律等资料。
其次，结合矿山生产实际情况，分析陷落柱对矿山生产的影响及突水风险。
最后，运用数值模拟和统计分析等方法，对突水风险进行定量评价，并绘制风险矩阵图。
3. 评价结果：根据评价结果，寺河矿承压区岩溶陷落柱的突水风险性较高。
其中，某些特定区域的陷落柱突水风险尤为突出，需要采取有效的防治措施。
五、防治措施建议针对寺河矿承压区岩溶陷落柱的发育特征及突水风险性评价结果，提出以下防治措施建议：1. 加强地质勘查工作，准确掌握岩溶陷落柱的分布范围和发育规律。
断层和陷落柱对矿井采掘生产的影响
其征兆主要有 ： （ １ ） 岩层产状 出现变化。陷落柱 塌陷时其 周 围煤层 向陷落柱 中心倾斜 ， 倾 角约 ３ 。 ～ １ ０ 。 ， 影响 范围约 １ ５ ｍ一 ２ ５ ｍ。 （ ２ ） 裂隙增多。陷落柱形成 时周围围岩产生 大 量裂 隙 ， 裂 隙面 向 陷 落 柱 中心 倾 斜 。陷 落 柱 周 围岩层 岩性 越脆 弱裂 隙 发育程 度 越大 。 （ ３ ） 小断层增 多。陷落柱形 成时会形成一些 落 差在 ０ ． ５以 内的正 断 层 。 （ ４ ） 工 作面 出 水 量 增 大 。 陷 落 柱 穿 过 含 水 层 时会 将地 下水 导 入 柱 体 ， 采 掘 工 作 面 在 接 近 陷落 柱时地下涌水量突然增加 ， 出现突水征兆 。
２断层对 采掘 生产 的 影响
采 掘工 作面 在接 近 陷 落柱 时 煤 层 及 顶底 板 岩 层 常 出现 各 种 异 象 ， 预 示 着 前 方 将 出现 陷 落 柱 。
在矿井生产中 ， 一般会将落差大于 １ ０ ｍ 以 上 的大型断层上 下盘分成 ２个采 区来开采 ， 依次来 减少断层对采区采掘生产的影响。采 掘生产中主 要遇到的断层 一般为 落差在 ５ ｍ 以内的正断层 。 其对采掘生产主要有以下几点 ： （ １ ） 造 成煤 层不 连 续 ， 分 成 两 部分 。 掘进 工 作 面需 根据 断 层 倾 角 大 小 调 整 巷 道 腰 线 ， 使 巷 道 尽 快找到另一个断盘煤层顶板。采煤工作面需根据 回采 巷道 揭露 断层 情 况一 般 采 用 爆破 法 强行 过 断 层， 施工期间需提前 调整好支架倾 角和采煤 设备 保护 工作 。 （ ２ ） 造成煤 层顶板破 碎 ， 影 响 施 工 安 全 与 进 度 。掘进 工 作面 遇断 层 后 需 打眼 探 测 煤层 顶 板 状 况， 岩层 稳定 性 较好 时 ， 降 低巷 道 循 环 进尺 与锚 网 索间排距即可 ， 顶板破碎严重时需岩 层 受 外 力影 响 变 形 ， 当作用力超过岩 层强度 极限 时发生 位移 而形成 的。断层由于形成环境不 同， 规模大小不一 ， 形成 种 类较 多 ， 是矿 井 生产 中 最 常 见遇 见 的 地质 构 造 。 断 层规 模大 小 、 分部条件 、 位移量不 同， 对 矿 井 生 产 影 响也 各不 相 同。
岩溶陷落柱
钻孔圈定采面内陷落柱示意图
2、巷探：
为了查明陷落柱的确切位置、大小、形状以及其
对煤层的破坏程度，对没有突水危险的陷落柱，
可利用小断面的巷道进行探测。
3、物探： 微重力勘探 无限电波透视 瑞雷波勘探 电法 地质雷达（电磁波）
地震波CT
槽波勘探
岩溶陷落柱
主讲：宋达达 回答：马一开
岩溶陷落柱
一、陷落柱特征
二、陷落柱成因 三、陷落柱对煤矿生产的影响 四、陷落柱的探测
五、煤矿生产中对陷落柱的处理
一、陷落柱特征
岩溶陷落柱是岩溶空洞塌陷的产物，它是由于下伏易 溶岩层，经地下水强烈溶蚀，形成大的溶洞，从而引 起上覆岩层失稳，向溶洞中冒落、塌陷所形成的筒状 柱体，简称陷落柱。 陷落柱是影响煤矿生产的特殊地质条件之一，在我国 华北石炭二叠纪煤田中普遍分布，目前全国矿井已揭 露岩溶陷落柱7000～8000个，主要分布在山西、河北、 河南、山东、安徽、四川等地，其中以山西、河北最 为发育。
Thanks
主讲：宋达达 回答：马一开
C.洞穴的顶部逐渐坍陷；
D.最后的拱顶坍陷
三、陷落柱对煤矿生产的影响
（1）破坏可采煤层，减少煤炭储量 （2）影响正规采煤，制约机械化作业 （3）提高掘进率，降低矿井效益 （4）陷落柱对煤矿安全生产造成影响
四、陷落柱的探测
1、钻探：
在探查巷道掘进前方陷落柱时，应根据巷道施工
方向，平行布置或扇形布置钻孔；在探查回采工
齿状。界限明显。
牵引不明显，但有时可见接触带的煤层受较大影
陷落柱常识
陷落柱常识一、陷落柱的概念和成因岩溶是发育分布在石灰岩地层中，由流动的地下水进行长期的溶蚀作用而形成的。
在石灰岩中古代溶洞非常发育，由于地下水的不断溶蚀、洞穴越来越大。
在地质构造力和上部覆盖岩层的重力长期作用下，有些溶洞发生坍塌，这时覆盖在上部的煤系地层也随之陷落，于是煤层遭受破坏。
由于这种塌陷呈圆形或不甚规则的椭圆柱状体，所以叫陷落柱。
相关图片:溶洞发育的地质条件:(1)煤系可其下部地层中含有可溶性岩层,如石灰岩、石膏层、泥灰岩，这些岩层易被地下水溶蚀后形成溶洞。
（2）煤系地层分布区域内发育有断裂构造等良好的地下水通道。
（3）地下水源丰富，并且地下水中含有溶蚀性大的各种酸根，如CO2。
（4）有流畅的排泄口，地下水动力条件好，水的交替循环强烈，有较强的侵蚀“淘空”能力。
二、陷落柱的特征（1）、地貌上陷落区的形状一般为椭圆形或者是扁圆形的陷落盆地。
外围的岩层产状正常而连续，盆地中常常被不同地层的岩煤的碎块填充，无层序，混乱堆积。
（2）、陷落柱的总体形态一般是上小下大的不规则椎形，个别地方也有上下一样的圆柱状。
它们在水平切面上多呈椭圆和扁圆形，直径大小不一。
（3）、陷落柱的岩石棱角分明，形状不规则，排列紊乱，大小混杂，为粘土充填粘结。
如在某一层位观察陷落柱的岩块特征，可以发现它们都是来自同一层位上的各个岩层和煤层。
（4）、陷落柱与围岩的接触界面多呈现出不规则的锯齿状，界线明显，接触面的角度是上大下小，一般在50°---85°度之间，75°最常见，接触处的围岩产状基本正常，接触带的煤层以及顶底板一般无牵连现象，接近陷落柱3---5米时，岩层裂隙发育，煤层十分破碎，有时可以见到落差不大的小正断层，断层的走向与柱体相切，倾向柱体。
在陷落区的边缘地带有的柱内干燥无水，如峰峰煤矿，有的有淋水头和小细流，如阳泉煤矿。
瓦斯的涌出量增大，比正常的区域要高出2—3倍。
（5）、陷落柱锥形体的中心轴与岩层层面近似垂直。
岩浆侵入陷落柱对安全生产的影响和处理
岩浆侵入，陷落柱对煤矿安全生产的影响一、岩浆侵入对安全生产的影响(一)对煤矿生产的影响岩浆侵入煤层,破坏煤层的连续性,减少煤炭储量,并可使煤质变差,降低煤的工业价值。
同时,侵入岩体硬度大,妨碍采掘工程顺利进行。
岩浆侵入对煤矿生产的影响主要表现为:减少煤炭储量,缩短矿井服务年限;使煤质变差,灰分增高,挥发分显著降低,粘结性遭到破坏,使原来的优质工业用煤降为一般的民用煤或天然焦;破坏煤层的连续性,岩浆侵人体把煤层分割成若干块段,并在煤层中分布着许多零星岩体,给巷道掘进、采面回采带来困难,影响采面合理布置。
(二)岩浆侵入煤层的处理掘进巷道遇到岩墙时,可按原设计直接穿过。
回采时,可根据岩墙的大小与分布情况,决定是重开切眼还是分两个工作面开采。
如果岩墙沿倾向或斜交方向分布,回采至岩墙时,重开切眼,继续回采。
如果岩墙沿走向分布时,可分成上、下两个小工作面回采。
对于岩床,则要求现用探巷和钻孔圈定范围,然后决定回采方案。
对串珠状侵入体,如果对煤层破坏不严重,工作面可直接推过,但要增加采面处理侵人体的工序。
若侵入体分布区大,残留煤层很薄,只能作为不可采区处理。
二、陷落柱对安全生产的影响喀斯特陷落柱是喀斯特塌陷的一种类型。
它是由煤层下伏的碳酸盐岩等可溶岩层,经地下水长期溶蚀形成空洞,从而引起上覆岩层失稳、塌陷,形成筒状或似锥状的柱体,简称陷落柱,俗称“无炭柱”或“矸子窝”。
(一)陷落柱对煤矿生产的影响陷落柱发育的矿区,常使可采煤层遭到不同程度的破坏,减少煤炭储量,影响正规开采,影响采掘施工。
陷落柱可能是矿井水和矿井瓦斯的良好通道,影响煤矿生产安全。
(二)陷落柱的处理设计时尽量把陷落柱留设在煤柱中,既减少煤炭损失,又保证生产安全;掘进巷道遇陷落柱时,可以直接穿过也可以绕过,根据巷道性质决定;采煤工作面遇到陷落柱时,般先探明情况,然后决定处理方法。
三、影响煤矿生产的其他地质因素影响煤矿生产的地质因素还有矿井瓦斯、地温与矿山压力等。
ⅡDX6陷落柱对东峰煤矿安全影响的研究
ⅡDX6陷落柱对东峰煤矿安全影响的研究发布时间：2022-11-23T14:38:04.646Z 来源：《工程管理前沿》2022年14期作者：杨玉龙[导读] 陷落柱是煤矿开采过程中一种常见的灾害性地质异常体杨玉龙兰花集团东峰煤矿有限公司山西省晋城市 048000摘要：陷落柱是煤矿开采过程中一种常见的灾害性地质异常体，它的存在使煤层的连续性遭到破坏，围岩的稳定性受到影响，严重影响了机械化采煤的速度，而且陷落柱可能会形成较好的导水通道，导致煤层顶底板的突水。
在煤矿中出现陷落柱的区域，容易造成大面积冒顶、突水及瓦斯突出事故，使得矿区的水文地质条件变得更加复杂。
除此之外，采掘机械可能在陷落柱区域下沉，所造成的经济损失是非常巨大的。
本文对陷落柱的形成机制、地质特征及分布规律进行了论述，对已形成机制进行了梳理，并对陷落柱的地质特征及分布规律进行了总结。
进一步提出陷落柱地质构造对煤矿安全生产所造成的影响。
关键词：陷落柱；探测孔；煤矿安全1陷落柱的基本概念“陷落柱”在煤炭系统中又称之为“无炭柱”，它是在一种特定地质条件下所形成的特殊地质现象，它是非可溶性岩层由于下部可溶性岩层溶蚀而塌陷形成的地质体。
由于石灰岩可与水及溶于水中的CO2发生化学反应而溶于水，所以在石灰岩的地层中常常发育分布着大量因流动地下水长期溶蚀和冲刷作用而形成的岩溶洞。
这些溶洞在地下水的不断溶蚀作用下洞穴越来越大，而且受到地质构造力和上部覆盖岩层的重力长期作用，一些溶洞会发生坍塌，这时覆盖在石灰岩上部的煤系地层也随之坍塌，使得煤层遭受破坏。
且这种塌陷常常形成呈圆形或不规则的椭圆形柱状体，所以称之为陷落柱。
2陷落柱对煤矿生产的影响在煤田中陷落柱较发育的地区，地层中的煤层及周围岩层由于陷落柱的产生而遭受到严重的破坏，给煤矿安全生产带来了较大的困难，主要体现在以下三个方面：⑴破坏煤层的连续性，使得煤炭储量减少，由于煤层在陷落区遭到破坏，丧失了可采价值，使得井田内煤层的储量降低。
岩溶陷落柱对煤矿生产的影响
岩溶陷落柱对煤矿生产的影响及处理方法1、引言岩溶陷落柱是煤系地层下部石灰岩、白云岩等可溶性岩石在地下水和重力作用下，所产生的塌陷现象。
岩溶陷落柱是影响我国一些煤矿正常采掘和安全生产的地质问题之一。
它不仅破坏煤层，损失煤炭资源，给井巷工程的布臵和施工增加困难，而且因其可能是良好的导水通道，使采掘场所与含水层沟通，对矿井的安全生产构成极大威胁。
岩溶陷落柱是西山煤田重要地质现象之一。
我矿在布臵走向上千米，倾向200 米左右的综采工作面时，常常在一个工作面中会遇到几个或几十个陷落柱，从而直接影响全矿的安全生产及经济效益。
2、岩溶陷落柱的形成我国华北石炭二叠纪煤系的基底是奥陶系石灰岩，在地下水的化学溶蚀作用下，石灰岩不断被溶蚀破坏，形成了大量的岩溶空洞，溶洞规模越来越大，在上覆岩层长期的重力作用下，引起煤层及其围岩塌陷，形成环状陷落,图2-1,。
由于塌陷体的剖面形状似一锥形柱体，故称岩溶陷落柱，简称陷落柱。
3、陷落柱的特征通过对西铭矿陷落柱的大量观测，现将西铭矿陷落柱的主要特征归纳如下3.1 地表特征当陷落柱的规模较大时，可穿过煤系地层一直通达地表，呈现出特殊的地貌景观，在基岩裸露地区更为明显。
如在西铭矿区，地表出露产状为平缓的二叠系山西组煤系地层和石盒子群岩系，而在陷落柱出露处岩层产状杂乱，更无层次可寻，登高望去呈一圆环形陷落盆地，盆地边缘岩层产状正常而连续，盆地中乱石林立，充填着不同地层的破碎岩块。
周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲，多向陷落区内倾斜。
而在另一区内，当山西组地层中陷落了石盒子群的砂岩时，由于砂岩不易风化，形成独特的凸起地形。
3.2 井下特征3.2.1 陷落柱的形状陷落柱平面形状似圆形、似椭圆形或长条形等，直径大小不一，最大直径可达几百米,最小直径仅十余米。
陷落柱的剖面形状多呈上小下大的锥形体，但当陷落柱穿过含水较多的松软岩层时，剖面形状就呈上大下小的漏斗状。
陷落柱的高度一般为几米至一二百米,甚至可能波及地表。
陷落柱对煤矿生产的影响
在采掘过程中遇 到陷落柱 时，要认真观测陷落柱与围岩的 接触面 、破碎 的岩体和陷落柱周围正常产状变化等情况，根据 已被认识的规律性进一步推断该陷落柱 的形状、大小和被揭露 的部位 。例 如，可 以根据地表、上煤层 、上开采水平的资料判 溶陷落柱十分发 育，成为严重影响煤矿 生产 的地质 因素之 一。 断遇到陷落柱的形状、大小等，利用在 一个较 小范围 ｆ 井 田或 【 关键词 】 陷落柱、煤矿生产影响因素 井 田一翼 ） 陷落柱 的形状大致相似、长轴方 向基本相 同的规律 推断所遇陷落柱 的形状 ；根据巷道 与陷落柱 的接触情况确定所 陷 落柱 的成 因及 形 成 条 件 遇陷落柱的部位 ；根据巷道遇陷落柱的部位和巷道底板与陷落 当煤在石灰岩溶厚，开发地下水， 由于长期 的化学溶解和 柱交面线的弧形状态推断陷落柱的大小等 。 大量溶洞洞喀斯特 组灰岩地下水 ，规模不断扩大 ，重力诱导等 （ 二１ 陷落 柱 的预 测 因素作用下项板塌陷。同时，地下水活动不断崩塌岩石破坏 ， 目前对陷落 柱的预测工作主要采用 以下方法 。 化学或机械处理， 保持坍塌空间， 使从底 部到项部塌陷的发展 ， １ ．成 因预 测 最终形成嵌入在 煤系地层 中的砾石堆积—— 喀斯特陷落柱 。 这种方法是通过具体分析某地 区的地质和水文地质条件， 有煤系基底层厚的可溶性岩石和地下水 的开发是最基本的 根据形成陷落柱 的基本要素推测该区陷落柱 的发育情况 。陷落 条件 下形成 的喀斯特 陷落柱 。石灰石进 行化 学侵 蚀强烈 依赖 柱的分布情况有两个特 点，即条带性和 分区性 。由于断裂构造 于灰岩含水层补给 ，径流和排泄条件 ，这些条件较好 ，含 Ｃ Ｏ ， 是 地 下 水 的 良好通 道 ，可 使 地 下 水 发 生 水力 联 系 ，是 形 成 岩 溶 多侵蚀地下水 ，化学溶解 的更加激烈和石灰石及 时腐蚀损坏的 的重 要 条 件 之 一 ，所 以 陷落 柱 的 水 平 分 布方 向 常与 该 地 区 构 造 材料去除 ，使喀斯特和崩溃 的继续 。 线一致、呈现 带状分布 。另外 由于各地 区的地质和水文地质条 （ 一 ）基本形式 件不 同，形成陷落柱 的各种条件在时间和 空间上都有变化 ，所 锥粗 的柱状 的陷落柱一般较薄，心轴有 时直线有 时是弯 曲 以不 同地区陷落 柱在数量 、形状和大小方面都表现 出明显 的分 的，有关 的结构的变化发生陷落柱形成后。 区性 。如在其他因素相 同条件下 ，两组断裂 构造带 的交 处和 陷落柱 的平面形状特征——陷落柱、水平段 或交叉 的分数 地下水排泄 口附近陷落柱 的数量多、个 体大 。 线 围岩级别 ，称为陷落柱 的平面形状 。根据暴 露的表面和矿 山 ２ ．根 据 已知 资 料 进 行预 测 生产暴露 的陷落柱，其大部分 的椭 圆形 ，像一个 圆形或长条形 利用在地表观测到的陷落柱 的资料推断该 陷落柱在井下某 和不规则形 。 描述陷落柱 的大小 ， 其长轴和短轴长度一般表示。 煤层或某水平出现的位置 、形状和大小，或根据 已采煤层或水 栏 目发展 的矿区塌陷构造 断裂控制 ，一个长轴方 向一致 的扩展 平实际揭露的陷落柱 资料推断其在下煤层 、 下水平 出现的情况。 和 多主断裂方 向。陷落柱的平面尺寸不 同，小的只有 十几平方 利用这种方法预测陷落柱 时， 要求 已掌握 的资料必须准确可靠， 米 ，最大 的可达数十甚至数 百数千平方米。 同时要掌握两煤层或 两水平间 的距离、岩性 、中心轴 的变化等 崩溃型柱—— 陷落柱 的接触面轮廓 和周围的岩石和岩体力 情 况 。 学性质 的崩溃状， 裂 隙发育程度而言， 许 多不规则 的曲线形状， （ 三） 陷落 柱的探测 接触 面与水平面之 间的 ５ ０ 。～ ８ ０ 。之 间的角度。从底层到喀 为了准确指 出陷落柱的具体位 置，圈定 陷落柱 的形状和面 斯特 陷落柱 的顶部倒塌距离，称为陷落柱的高度 。崩塌、陷落 积 ，必须采用各种手段对 陷落柱进行探测一 。 目前 ，在井下探测 柱的高度一般大小，陷落柱面积大 ，高度大的崩溃。对大型高 陷落柱的主要方法有钻探 、巷探和物探。 达 数 百米 甚 至 直 接 到 地表 塌 陷 高度 。 １ ． 钻探 （ 二） 柱体及附近岩层特征 这是 目前一些生产矿井探 测陷落柱 的常用手段之一 。钻探 陷落柱内为来 自于 围岩层位之上岩层的岩石碎块 堆积 ，大 的使用范 围较广，在地表可 以用钻孔验证异常区是否有 陷落柱 小悬殊 ，棱角 明显 ，杂乱无章。一般 陷落柱在形成过程中要 穿 存在 ，在井下可用钻孔探测掘进巷道的前方或 由巷道 圈定 的回 过一些含水层 ，地下水 中的钙质和铁质在柱体与 围岩分界面上 采工作面 内有无陷落柱的存在 。图 ６ —４ Ｏ为在回采工作面探测 有不 同程度 的沉积，可呈现铁锈色或 白色 。形成时间长的陷落 陷落柱时的钻孔布置示意 图。 柱，柱体 内碎石多被压紧并被 黏土充填胶结 ，而形成时间短 的 ２ ， 物探 陷落柱柱体 内多较松散 。一般 柱体外 围堆积体力学性质较 弱， 重 庆 煤 研 所 等 单 位研 制 成 功 的 ｗＫＴ —Ｊ 型 无 线 电波坑 道 透 而越 向柱体 中心堆积体力学性质越 强。 视仪 ，把无线 电波透视法 应用 到我 国煤矿 。通过在太原西 山、 二、陷落柱 的探测 阳泉 、汾西 、西峪等局、矿回采工作面 的大量试验，在探测工 陷落柱 的存在对煤矿 的生产和建设影响很大 。为 了密切配 作 面 陷落 柱 方 面 取 得 了显 著成 效 。利 用 无 线 电波 透视 法探 测 回 合生产 、及时提供可靠的地质资料 ，必须对 陷落柱的分布情况 采工作面陷落柱，是根据 煤层与陷落柱 的电性不 同，它们对 及其对煤层 的破坏和影响情况进行认真观测和探测 。 电磁波具有不 同的吸收能力。 （ 一） 陷落 柱 的观 测 。 在 回 采 丁 作 中遇 陷落 柱 时 ，一 般 先 用 巷 探 摸 清 陷 落 柱 范 尉 １ ．地 表 观 测 （ 图６ —４ ３ ） ，当工 作 面 在 Ｓ点处 遇 到 陷落 柱 时 ，首 先进 行巷 探 ， 陷落柱直接出露地表 时可使地貌呈现 出各种异常现象 ，因 巷 道 按 ｌ 、２ 、３ 、４ 、５的 顺 序 施 工 ，探 明 陷落 柱 范 围 后 缩 短 工 此可 以根据对地貌 的分析判断陷落柱的存在 ，并 以陷落柱在地 作 面 ， 向前 推 进 到 打 点 处 ， 再 恢复 原工 作 面 长 度 ＭＮ 回 采 。 表出露的位 置、形状和大小等特征预测其在井下不 同煤层或不 同水平的展布情况 。地表观测的 内容有：异常区的主要特征 ， 作者 简介 ：李 义超 ，男，１ ９ ７ ６ 年 １ １月生 ，七 台河人 ，地 如位置、形状 、大 小、岩层产状变化、岩层破碎情况等 。 质工程师 ， 现从 事煤矿地质技术工作。 ２ ． 井下 观 测
岩溶陷落柱对煤矿的影响与处理措施
２．４ 陷落柱对煤矿安全生产造成影响
陷落柱附近煤层顶板一般较为破碎 ! 容 易 发生 冒顶 ( 片 帮事 故) 高瓦斯矿井在接陷落柱处工作面瓦斯涌出量可能急剧增 大 ! 管理疏忽易发生瓦斯事故 ) 带压开采的矿井 ! 遇导 水 陷落 柱 时可能发生矿井突水事故 % 有的煤矿突水事故 ! 就是 奥陶 系 岩溶 强含水层高压承压水经导水陷落柱溃入矿井 %
１．２ 柱体及附近岩层特征
陷落柱内为来自于围岩层位之上岩层的岩石 碎块 堆 积 ! 大 小 悬殊 ! 棱角明显 ! 杂乱无章 % 一般陷落柱在形 成过 程中 要 穿过 一 些含水层 ! 地下水中的钙质和铁质在柱体与围岩分界面 上 有不 同 程度的沉积 ! 可呈现铁锈色或白色 % 形成时间长 的陷 落 柱 ! 柱 体 内碎石多被压紧并被粘土充填胶结 ! 而形成时间短 的 陷落 柱 ! 柱 体内多较松散 % 一般柱体外围堆积体力学性质较 弱 ! 而 越 向柱 体 中心 ! 堆积体力学性质越强 % 陷落柱附近岩( 煤层产状一般变化不大! 但节理较为发育! 接近陷落柱时煤层及顶板岩层破碎 ! 可出现煤的氧 化现 象 ! 有时 能见到向柱体中心倾斜的小正断层 %
!"#$%&’&() *+%,
５
２．２ 影响正规采煤 ! 制约机械化作业
因陷落柱存在将引起工作面设备搬家和重开切眼 等 一系 列问 题 ! 在陷落柱发育的矿井 ! 很难布置机械化采 煤工 作 面 % 有 的煤 矿 ! 设计采用走向长壁综采机采煤法 ! 但因陷 落柱 极 为发 育 ! 综 采设备无法使用 ! 被迫改为炮采工作面布置 % 即便 如此 ! 回 采巷 道布 置 都不 能对 巷 道定 名编 号 ! 只能称为探巷! 随时可能因陷落柱 密集发育而造成废巷舍弃! 形成一个网采工作面有很大的难度 %
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岩溶陷落柱对煤矿生产的影响及处理方法
1、引言
岩溶陷落柱是煤系地层下部石灰岩、白云岩等可溶性岩石在地下水和重力作用下，所
产生的塌陷现象。
岩溶陷落柱是影响我国一些煤矿正常采掘和安全生产的地质问题之一。
它不仅破坏煤层，损失煤炭资源，给井巷工程的布臵和施工增加困难，而且因其可能是良
好的导水通道，使采掘场所与含水层沟通，对矿井的安全生产构成极大威胁。
岩溶陷落柱是西山煤田重要地质现象之一。
我矿在布臵走向上千米，倾向200 米左右
的综采工作面时，常常在一个工作面中会遇到几个或几十个陷落柱，从而直接影响全矿的
安全生产及经济效益。
2、岩溶陷落柱的形成
我国华北石炭二叠纪煤系的基底是奥陶系石灰岩，在地下水的化学溶蚀作用下，石灰
岩不断被溶蚀破坏，形成了大量的岩溶空洞，溶洞规模越来越大，在上覆岩层长期的重力
作用下，引起煤层及其围岩塌陷，形成环状陷落,图2-1,。
由于塌陷体的剖面形状似一锥形柱体，故称岩溶陷落柱，简称陷落柱。
3、陷落柱的特征
通过对西铭矿陷落柱的大量观测，现将西铭矿陷落柱的主要特征归纳如下
3.1 地表特征当陷落柱的规模较大时，可穿过煤系地层一直通达地表，呈现出特殊的地貌景观，在
基岩裸露地区更为明显。
如在西铭矿区，地表出露产状为平缓的二叠系山西组煤系地层和
石盒子群岩系，而在陷落柱出露处岩层产状杂乱，更无层次可寻，登高望去呈一圆环形陷
落盆地，盆地边缘岩层产状正常而连续，盆地中乱石林立，充填着不同地层的破碎岩块。
周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲，多向陷落区内倾斜。
而在另一区内，当山西组地层中
陷落了石盒子群的砂岩时，由于砂岩不易风化，形成独特的凸起地形。
3.2 井下特征
3.2.1 陷落柱的形状
陷落柱平面形状似圆形、似椭圆形或长条形等，直径大小不一，最大直径可达几百米,
最小直径仅十余米。
陷落柱的剖面形状多呈上小下大的锥形体，但当陷落柱穿过含水较多
的松软岩层时，剖面形状就呈上大下小的漏斗状。
陷落柱的高度一般为几米至一二百米,甚至可能波及地表。
陷落柱的中心轴与岩层层
面近于垂直，由于各地岩层产状不同，所以陷落柱的中心轴既有直立的，也有斜歪的，还
有弯曲状态的。
一般，井下陷落的范围比地表大，并向上山方向移动,图3-1,。
3.2.2 陷落柱的物质特征
陷落柱主要由塌陷的岩石碎块组成。
在某一层位观察该处的陷落柱内岩块的特征时，
发现它们都来自这一层位上方的各个地层，而不会有该层位以下的地层岩石碎块。
堆积在
陷落柱内的岩石碎块，一般棱角明显、形状不规则、排列紊乱、大小混杂。
在陷落柱边缘
地带往往有淋水现象。
3.2.1 陷落柱与围岩的接触关系
陷落柱与围岩的接触面多呈不规则的锯齿状,界限明显,接触处的围岩产状基本正常.
接触带附近的煤层及其顶底版一般无牵引现象.井下平巷遇到陷落柱后,穿过柱体仍可见到
原煤层.
3.2.2 陷落柱对煤矿生产的影响及处理
1.陷落柱对煤矿生产的影响
(1)破坏可采煤层,减少煤炭储量在陷落柱比较发育的地区,煤系常遭到破坏，使可采煤层在一定范围内失去了开采价值，减少矿井煤炭储量，造成井巷服务年限缩短或提前报废的严重后果。
如山西汾西矿务局富家滩煤矿东区，煤层遭陷落柱破坏的面积占该区储量计算面积的53%,张家庄煤矿西区，煤层遭陷落柱破坏的面积占该区储量计算面积的42%，因此这两个区的煤炭储量相应减少了42%~53%张家庄煤矿某采区原预计可采储量为45万T,可采区为两年，而由
于煤层遭陷落柱破坏，实际开采期只有半年，采出煤量仅8万T,缩短了服务年限。
(2)降低采掘工作效率，提高生产成本在主要开拓巷道，如集中运输大巷、总回风
巷、上山、下山等巷道遇到无水陷落柱时，为避免巷道拐弯，便于运输和通
风，
一般情况下按原计划施工，直接穿过陷落柱，因此，给巷道支护和顶板管理增加了困难，同时也增加了巷道的维修费用。
(3)妨碍机械化采煤，影响正规生产，有些生产矿井在回采工作面内采用机械化和
液压自移掩护支架管理顶板时，要求工作面的走向长度和倾斜长度都比较大，这样可减少机械的搬迁次数和加大工作面的生产能力。
而在陷落柱比较发育的地区，很难布臵出内部无陷落柱的采煤工作面。
如果采煤工作面内包藏着几个陷落柱时，将使采煤机组和液压自移掩护支架无法使用和通过。
2、采掘工作中对陷落柱的处理方法
,1,在掘进回风巷道或工作面运输巷道遇到陷落柱时，一般要直接穿过。
工作面正常回采后，在陷落柱附近要做好1、2、3 号巷道的施工接替准备工作，工作面一旦推到陷落柱，可立即缩短工作面长度，不致影响回采工作进行，但增加了巷道的掘进工作量。
,2,在回采工作中遇到陷落柱时，一般先用巷探摸清陷落柱范围，当工作面在S 点处遇到陷落柱时，首先进行巷探，按巷道1、2、3、4、5顺序施工，缩短工作面，继续向前推进到M 点处，再按原工作面长度MN 回采。