岩溶陷落柱
陷落柱的形成与分布_姚冬梅
收稿日期:2002-11-11作者简介:姚冬梅(1968-),女,山西太原人,工程师,1991年毕业于山东矿业学院,现从事地质勘探工作。
陷落柱的形成与分布姚冬梅(山西焦煤集团公司官地煤矿,山西太原 030022)摘要:通过分析陷落柱的形成条件和影响其分布的因素,推测出陷落柱可能发育的地区或地段,对煤矿生产中综合治理陷落柱,具有一定的意义。
关键词:陷落柱;形成机理;塌陷;分布规律中图分类号:P642.25 文献标识码:B 文章编号:1003-0506(2003)02-0013-02 岩溶陷落柱是局部地层中的岩溶塌陷现象,根据西山煤田前山各生产矿区揭露的地质资料统计,陷落柱发育密度为20～40个/km 2,其破坏面积约占煤层已采面积的4%～10%,煤炭储量损失高达15%～30%,严重缩短了矿井寿命,并造成煤炭资源的很大浪费。
陷落柱的存在,长期困扰西山煤炭的开发和利用。
近年来,无线电坑透仪的使用和普及,对回采工作面内的隐伏陷落柱探测取得了一定成效,但这一技术目前仅局限在回采工作面回采巷道及切眼构通后的物探分析,还不能对矿井或采区范围内隐伏的陷落柱进行探测分析。
因此,对陷落柱的形成机理和分布规律进行综合分析,可指导采区和工作面的合理布置,避免生产的盲目性。
1 陷落柱的形成陷落柱的形成大致经历了由溶隙到溶孔(溶管)、溶洞及溶洞塌陷这一发育过程,其中溶洞的形成是陷落柱形成的核心,是形成陷落柱的先决条件。
1.1 岩溶洞穴的形成前人对岩溶发育总结了4个必备的物质条件:①有可溶性岩层;②具有良好的地下水通道;③有丰富饱和的侵蚀性水质;④有地下水的排泄口,以加剧地下水的交替作用。
当这4个条件都具备时,在构造力作用下,引起局部可溶性岩层较强的褶皱变形或断裂位移,并在其构造应力作用下产生节理或劈理发育区,使局部岩层的结构强度、稳定性、整体性等发生变化,使原来正常的岩层遭受不同程度的破坏,从而形成岩层的破碎带发育区,在地下水的强烈交替作用下,被侵蚀“掏空”,形成岩溶洞穴。
岩溶陷落柱的研究历史及成因假说
岩溶陷落柱的研究历史及成因假说摘要：岩溶陷落柱在华北型煤田广泛发育和分布，它的存在是矿井安全的重大威胁。
为了解决陷落柱问题，众多专家学者对陷落柱的形成机理、分布规律以及陷落柱突水原因等方面，进行了长期的研究，形成了诸多理论依据。
关键词：岩溶陷落柱；研究历史；形成机理；分布规律；侵蚀基准面Abstract: There are extensive development and distribution of karst collapse column in northern china coal field. The existence of karst collapse column is significant threat to mine safety. In order to solve the problem, many experts and scholars have done the long-term research of formation mechanism, distribution law, collapse column water inrush reason and so on. As a result, many theoretical bases are formed.Key words: karst collapse column; history of research; formation mechanism; distribution law; base level of erosion在我国华北煤田，不少矿区有陷落柱分布。
在陷落柱发育的地区，它一直是影响煤矿生产和建设的主要因素之一，如西山煤田前山各生产矿区揭露的地质资料统计：陷落柱发育密度为20～40个/k㎡，其破坏面积约占煤层已采面积的7%。
由于陷落柱的破坏，生产矿井煤炭储量损失高达15%～30%[1] 。
华北型煤田岩溶陷落柱分布规律及其水文地质意义
第15卷第3期V o l 115, N O -3阜新矿业学院学报(自然科学版)Journal of Fuxin M ining Institute (N atural Science )1996年7月Ju ly ,1996华北型煤田岩溶陷落柱分布规律及其水文地质意义张宝柱 陈振东(阜新矿业学院资源工程系123000)摘 要 本文阐述了华北型煤田内岩溶陷落柱形成的基本条件及其分布规律,依其导水性把陷落柱划分为三大水文地质类型,指出多数是隔水的,但若形成较新或处于强径流带及集中排泄带,可成为矿床充水通道,勿通奥灰水进入矿坑,发生突水淹井事故。
对此进行了深入探讨,并提出相应的防治方法。
关键词 岩溶陷落柱;岩溶水系统;矿床疏干中图号 TD 12收稿日期 1995-06-06。
第一作者 张宝柱,男,1962年生,硕士,讲师。
0 引 言华北型煤田石炭、二叠纪地层内岩溶陷落柱广泛发育,常给煤矿生产带来不利影响,特别是自1984年6月开滦范各庄煤矿发生了世界采矿史上前所未有的奥陶系灰岩岩溶陷落柱特大突水,造成灾害性淹井事故以后,打消了陷落柱不突水的看法,对陷落柱分布规律及水文地质特征研究引起了重视。
1 岩溶陷落柱分布规律岩溶陷落柱是由于煤系地层基底厚层易溶碳酸盐—硫酸盐岩,在强烈溶蚀与机械作用下,形成大型岩溶洞穴而失去对上覆岩层的顶托力,导致上覆岩层不断向下塌落而形成的柱状塌陷体。
它是碳酸盐—硫酸盐岩岩溶化所引起的继生地质现象,主要发育并形成在华北岩溶水类型煤矿区,特别以山西西山、泌水、霍县煤田和河北太行山中南段煤田分布密度最大,发育也最典型。
岩溶陷落柱既是一定岩性结构的产物,同时亦受构造控制,是水化学、水动力作用和机械作用等共同作用的结果,其分布具有如下特征:1.1 受地层结构控制陷落柱发育的地层层位主要分布在碳酸盐、硫酸盐岩混合建造的中奥陶统中。
中奥陶统碳酸盐—硫酸盐岩系属于陆缘浅海台地沉积,为一套泥晶白云岩、泥晶白云质灰岩、泥晶灰岩、石膏及硬石膏岩混合建造,常见大量层次不清的膏溶角砾岩。
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
岩溶陷落柱的成因
岩溶陷落柱的成因特征
①岩溶陷落柱主要发育于我国北方。
形成的主要地质环境是：上部为页岩、泥岩等软岩，下部为质纯灰岩、白云岩等强溶岩形成的地层组合。
②岩溶陷落柱有时可发展到地表。
它在地貌上，常常表现为岩层产状凌乱的洼地。
③岩溶陷落柱属于特殊的、塌陷式岩溶。
④岩溶陷落柱的溶腔也以实腔形式出现，内部被溶腔上部的页岩、泥岩等软岩所充填。
⑤岩溶陷落柱横断面形态为陡立的圆柱状或上窄下宽的反漏斗状形态，少数可以发展到地表，并直接与地表相通。
⑥岩溶陷落柱的腔体的上部、中部和下部充填的物质变化不大，基本都是杂乱无章的页岩、泥岩等软岩的岩块或碎块。
⑦岩溶陷落柱中，不存在单独的水体，这是岩溶陷落柱与溶洞、暗河和岩溶淤泥带等其他地下岩溶的明显不同之处。
⑧岩溶陷落柱只有“干性”和“湿性”之分。
⑨当隧道开挖突然遭遇“干性”岩溶陷落柱时，较容易造成坍塌或塌方。
⑩当隧道开挖突然遭遇“湿性”岩溶陷落柱时，极容易造成坍塌或塌方。
陷落柱演示
在12318工作面实际揭露未出水
9个，2个带状构造异常 体（有争议），朱集未
统计在内。
7个，1个构造异常体； 1个特大溶洞
谢桥2个，其中1个是带状 孔集实见1个 张集1个
顾桂两个是带状构造异常体 口孜东矿7个
新集二矿1个构造异常体 新集三矿1个特大溶洞
实际揭露一个未出水 对西八A组煤开采有影响
四、陷落柱探查
3.化探
根据钻孔采样化验和测试资料，建立水化学模型，通过对同 位素及特征离子含量的分析对比，确定水质类型。
4.水动态监测
通过进行钻孔水位（水压）、突水点涌水量、放水孔放水量、 水温、水质能观测；根据观测数据分析判断含水层补径排关系， 计算水文地质参数。
一般陷落柱突水具有如下特征：水量---越来越大、水位--灰岩水位不但不降有水位回升的趋势，水质---全硬度、永久硬 度从无到有且逐步增加，水温---比巷道围岩温度高，并有逐步 高的趋势。
6.地下水不断对灰岩和塌落的岩石进行化学的溶蚀、机械的 搬运和破坏，使岩溶进一步扩大，处于暂时稳定状态的上覆岩层 关键层再次失去平衡而继续塌落，使陷落柱不断向上发展。
二、陷落柱形成机理、形态及分布规律
（二）形状
1. 岩溶陷落柱的平面形状 岩溶陷落柱的平面形状是指岩溶陷落柱柱体与地表或岩层层 面的切割面形状，也称之为横切面形状。呈椭圆形和似圆形者居 多，尤以椭圆形为最多。如孔集岩溶塌陷及谢桥岩溶陷落柱，分 别见下图2(孔集岩溶塌陷体分布图)、图3( 谢桥矿1#、2#陷落柱 在各煤层中的分布图)。 2. 岩溶陷落柱的剖面形状 岩溶陷落柱的剖面形状主要受所穿过岩层的岩石物理力学性 质制约，多呈不规则的柱状体。在岩性比较坚硬均一、裂隙又比 较发育的岩层中，其剖面形状多呈上小下大的圆锥状，塌陷角一 般在60~80°之间，华北型煤田中这种形状的岩溶陷落柱最多。
岩溶陷落柱
第四章岩溶陷落柱陷落柱：由于下伏易溶岩层，经地下水强烈溶蚀，形成大量空洞，从而引起上覆岩层失稳，向溶蚀空间冒落，塌陷所形成的筒状柱体，简称陷落柱第一节岩溶陷落柱的特征一、地表特征1、盆状塌陷2、丘状凸起3、柱状破碎带山西西山和汾西矿区的沟谷两侧或道路两旁的天然或人工剖面上，常可见到一些柱状破碎锻，这即是陷落住的剖面形态。
4、特殊地貌形态在黄土覆盖区，基岩个的陷落柱可导致表层黄土产生圆形陷坑或弧形阶梯状裂缝。
裂缝窄的仅几厘米，宽的可掉进耕牛，在山西汾西矿区有“跌牛缝”之称。
此外，陷落柱还可引起黄土滑坡。
二、陷落柱井下特征1、陷落柱的形态特征它是指陷落住柱的三度空间形状。
现从它的平面和刻而形态、高度和中心轴等方面揭示整个陷落柱的形态特征。
(1)陷落柱的平面形态它是指陷落柱与地面、水平切面或煤层面的交线形态。
一般呈椭圆形，也可呈圆形、鞋底形或长条形等。
根据山西阳泉三矿已揭露的133个陷落柱的平面形态统计资料，椭圆形的92个，占69％；圆形的13个，占10％；其它形状的28个，占31％。
为了描述陷落柱的平面形态，应标出长轴和短轴，计算出长短轴的比值。
一个矿区，陷落住长轴往往具有一定的方向性。
是指沿陷落柱中心轴切剖面的陷落拄形态。
如果陷落柱穿过极易塌陷的含水松软岩层(如第四纪冲积层或裂隙发育的泥质岩层)，则剖面形态多至上大下小的漏斗状；如果穿过不易塌陷的、岩性均一的坚硬岩层(如砂岩、砂砾岩、砾岩和石灰岩层)，则剖面形态多至上小下大的锥形，锥面与水乎面的交角为60- 80°；如果穿过岩性不均一的岩层，则剖面形态很不规则，但总体仍里，锥形柱状。
( 3)陷落柱的高度 它是指从溶洞底到塌陷顶的垂宜距离。
它与溶洞的大小，地下水的排泄条件，岩层的物理力学性质，以及裂隙的发育程度有密切关系．一般高度由几十米到l 00-200m ，但也有高达几百米的巨型陷落和仅数米的小型坍塌。
(4)陷落柱的中心轴 它是指陷落柱各平面形态的中心点的联线。
浅析岩溶陷落柱的形成机理
４个 条件无疑是形成岩溶发育必备的物质条件 ， 但由于岩 溶 洞穴仅是局部 地层 中形成 的构造 体 ， 冈此 ， Ｌ述 物质 对 条件都具备的一个煤 田或一个矿区来讲 ， 其关键 只涉及导 致 下部 岩溶 洞穴发育 局部 区域 范 ｌ内地质 和条件的分析 韦 １ 研 究， 对揭露和正确反映岩溶洞穴形成的本质特征才具有
并不 是 一 点 也 不 向上 扩 展 ， 只是 时 间进 行 的 很 缓 慢 。
岩溶是形成陷落柱的先决条件 ， 此溶洞的彤成机理 是岩溶陷落柱形成过程中的核心问题 ：一般认 为， 溶发 岩 ｌ 育必须具备 ４个 条件 ： 一是 有可溶液性岩层 ； 二是具 有 良 好 的地下水通道 ； 是有 丰富饱 和的侵触性水 质 ； 四是有
文章编 号 ：
摘要 ： 通过对矿井生产中所暴露 的褶皱 、 断裂 、 节理等地质 构造现象的观察分析 ，论述 了岩溶陷落柱的彤成机理 ， 初 步摸清 了陷落柱 的一般规律 ， 为正确指导生产提供 了科学
依据 ：
关键词 ： 煤岩地层 ； 岩溶陷落柱 ； 安全生产
中 图分 类 号 ： Ｄ １ Ｔ ３３ 文献标 识 码 ： Ａ
和探测 。 均离不 开基础地质理论的指导 由于陷落柱在形
成过程 中发育 的复 杂性 ，陷落柱 的成 因理论亦在不断发 展， 以便正确指导生产 ， 为高产高效集约化生产创造 条件
二 、 溶 陷 落柱 的 形 成机 理 岩
（ ） 一 岩溶 洞 穴的 形 成机 理
的上覆地层在重 力作用下 继续 垮落 ， 往剖而上形 成柱状形
上 覆 岩层 受重 力 作 用 而 塌 陷 ， 因塌 陷 体 的 剖 面 形 态 似一 锥
《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、引言随着矿山的不断开采，矿区地质环境日趋复杂，岩溶陷落柱发育及突水事故的频发，已经成为矿山安全生产中的重大问题。
寺河矿作为我国典型的承压矿区，其岩溶陷落柱发育特征及其突水风险性评价具有重要的理论和实践意义。
本文将深入探讨寺河矿承压区岩溶陷落柱的发育特征，并对其突水风险性进行评价，以期为矿山安全生产提供科学依据。
二、寺河矿承压区地质背景寺河矿位于我国某地，地处地质构造复杂区域，具有较高的地质压力和岩溶发育程度。
该矿区岩层主要为碳酸盐岩，具有多层次、多期次的地质构造特征。
岩溶陷落柱是该矿区的主要地质灾害类型之一，其发育特征直接关系到矿山的安全生产。
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，主要表现为柱状、囊状、不规则状等。
其边界模糊，内部填充物多为软弱岩层或破碎带。
2. 空间分布：岩溶陷落柱在空间上呈现出一定的分布规律，主要受地质构造、岩性、地下水活动等因素的影响。
在寺河矿区，岩溶陷落柱多分布在特定地层和构造单元内。
3. 发育阶段：根据地质历史和现代地质作用，岩溶陷落柱的发育可分为早期、中期和晚期三个阶段。
不同阶段的岩溶陷落柱具有不同的发育特征和突水风险。
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进行突水风险性评价。
定性评价主要依据地质资料、现场调查和专家经验；定量评价则通过建立数学模型，对突水风险进行量化分析。
2. 评价指标：评价指标包括岩溶陷落柱的规模、形态、空间分布、充填物性质、地下水活动强度等。
通过对这些指标的综合分析，可以确定突水风险的大小。
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较高。
其中，特定地层和构造单元内的岩溶陷落柱突水风险更大。
为降低突水风险，需采取有效的防治措施。
五、防治措施及建议1. 加强地质勘探：完善地质资料，深入了解岩溶陷落柱的发育特征和空间分布规律，为突水风险性评价提供依据。
《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》篇一摘要：本篇研究旨在探究华北地区煤田岩溶陷落柱的预测方法。
通过对华北地区地质背景的深入分析，结合实际地质勘探数据，建立了岩溶陷落柱的预测模型。
本研究不仅为煤炭开采过程中的安全保障提供了科学依据，同时也为煤田地质灾害的预防与治理提供了参考。
一、引言华北地区是我国煤炭资源丰富的地区之一，但同时也伴随着地质灾害的频发。
其中，岩溶陷落柱是煤炭开采过程中常见的一种地质灾害，对矿井安全构成严重威胁。
因此，准确预测岩溶陷落柱的发生，对于保障煤炭生产安全、预防地质灾害具有重要意义。
二、华北地区地质背景华北地区地质构造复杂，岩溶发育广泛。
煤田地下存在着大量的溶洞和裂隙，这些岩溶结构在特定条件下可能发生塌陷，形成陷落柱。
了解华北地区的地质背景是进行岩溶陷落柱预测的基础。
三、岩溶陷落柱的形成机制岩溶陷落柱的形成是由于地下岩溶空间在受到外力作用时发生塌陷。
这主要与地下水位、地质构造、岩石类型及地应力等因素有关。
本部分对岩溶陷落柱的形成机制进行了详细分析，探讨了各因素对陷落柱形成的影响。
四、岩溶陷落柱预测模型建立基于华北地区的地质背景和岩溶陷落柱的形成机制，本研究建立了岩溶陷落柱的预测模型。
该模型综合考虑了地质构造、岩石类型、地下水位、地应力等多个因素，通过数学分析和计算机模拟，对岩溶陷落柱的发生进行预测。
五、预测模型的验证与应用为了验证预测模型的准确性，本研究收集了华北地区多个煤田的地质勘探数据，将模型预测结果与实际地质情况进行了对比。
结果表明，该预测模型具有较高的准确性，可以为煤炭开采过程中的安全保障提供科学依据。
此外，该模型还可以应用于煤田地质灾害的预防与治理，为相关决策提供参考。
六、结论与展望本研究通过建立岩溶陷落柱的预测模型，为华北地区煤炭开采过程中的安全保障提供了科学依据。
然而，岩溶陷落柱的预测仍面临诸多挑战，如地质构造的复杂性、岩石类型的多样性等。
未来研究应进一步优化预测模型，提高预测的准确性和可靠性。
《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，其煤炭资源丰富，开采历史悠久。
然而，在煤炭开采过程中，岩溶陷落柱是一种常见的地质灾害，给煤矿生产和安全带来了巨大的威胁。
因此，对华北型煤田岩溶陷落柱的预测研究显得尤为重要。
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分析，提出一种有效的预测方法，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华北型煤田岩溶陷落柱是指由于地下岩溶发育，在煤炭开采过程中，由于采动影响，使岩溶空间发生塌陷，形成一种特殊的地下地质现象。
其成因主要与地质构造、岩性、地下水活动等因素有关。
岩溶陷落柱具有以下特征：一是空间分布不均匀，形态各异；二是发育过程中伴随着地下水的活动，具有动态性；三是陷落柱的形成往往伴随着地表的变形和塌陷，对煤矿生产和安全构成威胁。
三、影响因素分析岩溶陷落柱的形成受多种因素影响，主要包括地质构造、岩性、地下水活动、采动影响等。
其中，地质构造和岩性是岩溶发育的基础，地下水的活动则决定了岩溶的空间分布和发育程度。
采动影响则是诱发岩溶陷落柱形成的重要因素。
因此，在预测岩溶陷落柱时，需综合考虑这些因素。
四、预测方法研究针对华北型煤田岩溶陷落柱的预测，本文提出一种综合地质勘探、地球物理勘探和数值模拟的方法。
首先，通过地质勘探手段，查明煤田的地质构造、岩性和地下水活动情况，为预测提供基础资料。
其次，利用地球物理勘探方法，如地震勘探、电法勘探等，探测地下岩溶发育情况，确定岩溶的空间分布和发育程度。
最后，结合采动影响等因素，通过数值模拟方法，预测岩溶陷落柱的形成和发展趋势。
五、预测结果及分析通过上述方法，我们可以得到岩溶陷落柱的预测结果。
首先，根据地质勘探和地球物理勘探资料，可以确定岩溶的空间分布和发育程度。
然后，结合采动影响等因素，通过数值模拟方法，可以预测岩溶陷落柱的形成和发展趋势。
最后，根据预测结果，可以制定相应的防范措施，确保煤矿生产和安全。
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 近 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 %
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%
2.3 提高 掘进 率! 降 低矿 井效 益
对 陷落 柱 探测 需施 工 大量 的探 巷 及陷 落柱 密 集发 育 易造 成 工 作 面巷 道 被迫 报废 等 ! 使 矿井 掘 进工 程量 大 幅增 加! 造 成采 掘 接 续 紧张 ! 降 低 矿井 生产 效 益% 某矿 井 综掘 工作 面 遇 一陷 落 柱! 开 始 认 为陷 落柱 规 模不 大! 采用 综 掘机 强行 施 工的 方法 处 理 ! 结 果 柱 体外 围 岩石 还可 以 被综 掘机 截 割! 向里 推 进越 来越 坚 硬! 在 两 次 损坏 截割 刀具 后被 迫搬 家%
《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、引言随着我国煤矿开采深度的不断增加，承压区岩溶陷落柱（KARSTIC COLLAPSE COLUMNS, KCC）发育及其引发的突水问题已经成为影响煤矿安全高效生产的重要隐患之一。
本篇报告旨在通过对寺河矿承压区岩溶陷落柱发育特征的分析，结合其突水风险性评价，为该矿区的安全生产提供科学依据。
二、寺河矿概况寺河矿位于某省重要煤炭产区，其开采深度大，地质条件复杂。
矿区内岩溶发育，存在多处岩溶陷落柱。
这些陷落柱的形成与地下水的溶蚀作用密切相关，具有隐蔽性强、发育规律复杂的特点。
三、岩溶陷落柱发育特征（一）发育类型寺河矿承压区岩溶陷落柱的发育类型主要包括：孤立型、群发型和通道型。
孤立型陷落柱较少见，群发型陷落柱则较为常见，其分布范围广，对矿井生产影响较大。
通道型陷落柱则与地下水的流动通道密切相关，具有较大的突水风险。
（二）空间分布特征寺河矿承压区岩溶陷落柱的空间分布具有一定的规律性。
在平面分布上，陷落柱多分布在矿区的边缘地带和地下水流向的交汇处；在垂向分布上，随着开采深度的增加，陷落柱的发育程度逐渐增强。
（三）地质结构特征岩溶陷落柱的形成与地质结构密切相关。
寺河矿承压区岩溶陷落柱多发育在石灰岩层中，其内部结构复杂，多呈蜂窝状、空洞状等形态。
四、突水风险性评价（一）评价方法突水风险性评价是通过对岩溶陷落柱的地质条件、水文地质条件、开采条件等因素的综合分析，对突水事件发生的可能性及危害程度进行评估。
本报告采用定性与定量相结合的方法，对寺河矿承压区岩溶陷落柱的突水风险进行评估。
（二）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较高。
其中，通道型陷落柱的突水风险最高，群发型陷落柱次之。
在空间分布上，靠近矿区边缘地带和地下水流向交汇处的陷落柱突水风险较高。
在垂向分布上，随着开采深度的增加，突水风险逐渐增大。
五、结论与建议（一）结论通过对寺河矿承压区岩溶陷落柱发育特征的分析及突水风险性评价，我们得出以下结论：寺河矿承压区岩溶陷落柱发育类型多样，空间分布具有规律性；突水风险较高，特别是通道型陷落柱和位于特定地段的群发型陷落柱；随着开采深度的增加，突水风险逐渐增大。
陷落柱
3、陷落柱的观测 （1）煤岩层特征 观察内容
围岩的岩性、产状，断裂构造的发育情况； 煤层及顶。 底板特征。
主要特征 倾角增大，裂隙呈弧形； 煤质松软、光泽变暗； 出现水锈
（2）柱面特征 观察内容
柱面的平坦、倾斜情况； 柱面的倾向、倾角； 面上特征。 主要特征 高角度凹凸不平的倾斜面； 面上有煤粉、水锈、岩屑、软泥； 柱面与巷底交线呈弧形。
（2）陷落柱井下特征 A、柱面特征： 柱面的垂直剖面为两 条折线。 不规则状，例如坚硬 岩石呈突出状、松软岩 石呈凹陷状。 平面形状为一封闭曲 线。
B、柱体特征
多为较新地层碎块或第四纪松散沉积物充填；
柱内岩块混杂，分选差、棱角分明，若被胶结， 则为地史时期陷落柱；若松散，则为现代所形 成。
二、陷落柱的观测和研究
二、陷落柱的观测和研究 1、井下遇陷落柱前的预兆 （1）产状发生变化：塌陷牵引作用向中心倾斜。
（2）小断层增多：多为向陷落柱中心倾斜的正 断层。
（3）裂隙增多：裂隙走向平行柱面切线方向， 裂隙面向陷落柱中心倾斜。
（4）煤质氧化：光泽变暗，水分增多，强度降 低。
（5）涌水量增大：陷落柱穿过含水层起了通道 作用。
看陷落柱内岩块性质大 小排列和层位时代
看陷落柱周围煤岩层产 状变化
看陷落柱与巷道底面的 交面线
定陷落柱的形状
定陷落柱的规模大小
定巷道绕过或穿过陷落 柱的距离 定处理陷落柱的措施
三、陷落柱的探测
1、钻探：回采工作面内探测，目前常用手段。
2、巷探：小断面的巷道。 3、物探：
仪器：无线电波坑道透视仪-----坑透仪 原理：陷落柱对无线电波吸收强烈 （1）同步法：发射机与接受机同步移动。 （2）定点法：发射机固定，接受机逐点记录。
煤田岩溶陷落柱(带)特征及形成机理分析
及技术力量合格 ， 这样 的测绘市场就会健康有序发 展 。而 不是过 规操作 的测绘单位依法处理， 及 时处理 ， 做到监管有力 。
多的通 过行政 干预来控制测绘过程 。竞争下的测绘市场， 难免 出
现 一 些 不 良行 为 ， 加强监管非常重要 。ｆ Ｌ Ｏ ｗ Ｎ 绘单位偷工减料 ， 参 考 文 献 减 少检 查程 序等 行 为 ， 结 果 自然 是 测 绘 成 果 质 量 低 下 。甚 至 会 出 ［ １ ］ 吕永江． 房产测量规 范与房地产测绘技术【 ｓ ］ ． 中国标准 出版社 ， ２ ０ ０ １
良好 配 合 的 情 况 将 如 何 处 理 呢 ？ 房 产 测 绘应 该 按 照 市 场经 济 的规 或 是 弄 虚 作 假 行 为 。实 行 房 产 测 绘 成 果 应 及 时 公示 并 实 现 网 上
律办事 ， 不宜干预 业主方 的经营活动 ， 选 用哪家 测绘单 位 ， 是 否 查询 制度 。通过公式制度， 公 民的知情权也将得到全面而充分的 需要更换， 这些 问题应该让业主方 自己做主 。如果能够严 格审查 保 护 ，使 各 相 关 各 权 利 人 特 别 是 购 房 者 及 时 了解 测 绘成 果 的 详 测绘单位 的资质 ， 严格执行认证制度 ， 能够进入 的测 绘单位人才 细状 况 ， 减 少 房产 办证 的面 积 纠 纷 。房产 管理 部 门应 对 违 法 或 违
行分析研 究 ， 以利 于揭露 陷落 柱 的分 布规律 ， 从而指 导生产 ， 减 坚硬或裂隙发育 ， 那 么剖 面形态的形状一般 是上 小下大 ， 并与水 少不必要 的损 失， 从而提高煤矿 业的安全性 ， 并 实现煤矿业 高效 平面和围岩相切柱面 的夹角一般是 ６ ０ ～ ８ ０ ￣ 。
在地壳运动的作用力下产生不 同的地质构造 现象 ，如断裂 、 全与煤层 的质量 。 节理 、 褶皱等 。在特定 的地 质条件下 ， 埋藏在煤 系地层下 的局部
煤矿地质学——岩溶陷落柱
第二节 陷落柱的处理
根据陷落柱的数目、形状、大小、分布情况，选择合 理巷道布置和采煤方法，在满足开采技术及符合经济 政策的前提下，可将陷落柱留在煤柱中，尽可能减少 煤炭损失。
二、陷落柱的预测
陷落柱的预测工作，采用主要方法是： 1．成因预测： 通过具体分析某地区的地质及水文地质条件，根据形成陷落柱的
基本要素，推测该区内落柱的发育情况。 2．根据已知资料进行预测： 利用在地表观测落柱的资料，推断陷落柱在井下某煤层或水平出
现的位置、形状和大小。
三、陷落柱的探测
第四章 岩溶陷落柱
第一节 陷落柱的探测
一、陷落柱的观测
1．地表观测：
根据对地貌的分析判断陷落柱的存在，并以陷落柱在地表出露 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。
2落柱与围岩的接触 面、破碎的岩体和陷落柱周围正常岩层产状变化等情况，根据 已被认识的规律属于进一步推断该陷落柱的形状、大小和被揭 露的部位。
《寺河矿承压区岩溶陷落柱发育特征及突水风险性评价》
《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、引言随着矿山的不断开采，矿区地质环境问题日益突出，尤其是承压区岩溶陷落柱的发育特征及突水风险性评价成为矿山安全生产的重点研究领域。
本文以寺河矿为例，系统分析其承压区岩溶陷落柱的发育特征，并对其突水风险性进行评价，以期为矿山安全生产提供科学依据。
二、研究区域概况寺河矿位于某地地质构造复杂区域，地层主要为碳酸盐岩和碎屑岩。
随着矿山开采的深入，承压区岩溶陷落柱现象日益明显，给矿山安全生产带来极大的挑战。
三、寺河矿承压区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，主要表现为圆形、椭圆形及不规则形状。
陷落柱内部多呈空洞状，外围多伴有裂隙发育。
2. 空间分布：陷落柱在空间上呈现出一定的分布规律，多分布在构造活跃地带及岩溶发育区。
3. 发育过程：岩溶陷落柱的发育受多种因素影响，包括地下水位、岩性、地质构造等。
在地下水位变化及地质构造运动的作用下，岩溶陷落柱逐渐发育扩大。
四、突水风险性评价1. 评价方法：本文采用定性与定量相结合的方法，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调查、水文地质条件分析等；定量方法则采用水压试验、数值模拟等技术手段。
2. 评价标准：根据陷落柱的形态特征、空间分布及发育过程，结合矿山实际生产情况，制定突水风险性评价标准。
评价标准主要包括陷落柱规模、地下水水位、岩性等因素。
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，部分区域突水风险性极高，需采取有效措施进行防范。
五、防范措施与建议1. 加强地质勘探：加大地质勘探力度，查明岩溶陷落柱的分布范围及发育规律，为矿山安全生产提供科学依据。
2. 完善防水措施：对突水风险性较高的区域，应加强防水措施，如设置防水墙、安装防水门等。
3. 加强监测预警：建立完善的监测预警系统，实时监测地下水位、岩溶发育等情况，及时发现突水隐患，确保矿山安全生产。
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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
响，倾角较大且向柱内倾斜，影响范围约为15-20 米。 有时可见大量张裂隙
井下特征
3、陷落柱的柱体组成特征
由塌落的岩块堆积组合而成。
与周围的正常岩层相比，塌落岩块层位较新，并具有大
小悬殊、棱角分明、形状各异、混杂堆积，常为松软岩
屑、煤屑和粉粒土充填粘结等特点。 有时也可见第四 纪沉积物。
（三）陷落柱与断层和河流冲蚀的区别
1、从接触带特征区别
陷落柱的接触面不平整而近直立，面上无擦痕和滑面； 接触带中岩层微向柱心倾斜，但牵引不明显，张性裂 隙发育，煤质松碎，有风化、氧化现象。。 断层面较平整，直立产状较少，面上擦痕、阶步和滑 面发育；断层带内牵引褶皱和羽状裂隙明显，一般情 况下煤未受风化。
（4）陷落柱的中心轴：陷落柱各个平面形态的中 心点的联线。通常，中心轴垂直于所穿过的岩层
层面，由于陷落柱穿过的各岩层的产状、岩石性
质和裂隙发育程度不同，因此，中心轴大多不是
直立的，而是歪斜的，甚至是扭转的。
井下特征
陷落柱中心轴变化示意图
井下特征
2、陷落柱与围岩接触关系
陷落柱与周围正常岩层的接触面多呈不规则的锯
2、真空吸蚀塌陷的观点
真空吸蚀作用是指在岩溶真空环境中，由于封闭
的溶洞内的地下水位下降，产生负压，致使封闭
的盖层结构受到破坏，导致地表塌陷。
必要条件： （1）溶洞上有密封性能良好的盖层； （2 ）岩溶空隙中地下水位不断下降，产生足够
大的自然负压。
A.水位下降前的平衡状态；
B.水位下降，随着向上侵蚀过程使通道被排空；
（一）地表特征
1、盆状塌陷坑：
在基岩裸露区，陷落柱常以盆状凹坑出露于地表，
坑内岩层遭受破坏，混杂堆积着上覆的不同层位 的大小岩块，或为黄土所掩盖；坑外岩层层位正 常，裂隙发育，岩层产状微向坑心倾斜。塌陷坑 常呈圆形或椭圆形。
地表特征
2、丘状凸起区： 在山西阳泉和平定矿区常能见到在大片出露的、 由粉砂岩和泥质岩组成的山西组 (P1s)地层中，局 部隆起石盒子组 (P1x ~P2s) 或石千峰组 (P2sh) 的砂 岩块体堆积。塌陷区内外岩石抵抗风化、剥蚀的 能力不同，造成差异风化地貌景观。
（三）回采工作面陷落柱的处理
根据陷落柱出现的部位、形状、大小和采煤方法等因素，采取缩短工作面或另开切 眼等措施处理。
(1) 高庆余，煤矿区岩溶陷落柱微重力调查初探，
中国煤田地质，1998,10(1)
(2) 刘国林，物探技术在探测岩溶陷落柱中的应用， 煤炭工程，2003, (8)
(3) 李丽萍，利用三维地震资料解释岩溶陷落柱， 矿井地质与资源环境 ――2004年全国矿井地质学 术会议
五、煤矿生产中对陷落柱的处理 （一）设计阶段对陷落柱的处理
根据陷落柱的数目、形状、大小和分布情况，合理选择巷道 的布置和采煤方法， 尽可能将陷落柱留在设计的煤柱内，减 少煤炭损失和降低陷落柱对生产的影响。
（二）巷道掘进遇陷落柱的处理
掘进巷道遇陷落柱后，应根据巷道用途和所遇陷落柱的部位、 形状和大小等确定处理措施。一般主要开拓巷道遇陷落柱后按 原设计直接强行通过，但要加强巷道支护；工作面顺槽掘进遇 陷落柱，一般直接穿过，也可将回风顺槽绕陷落柱而过，将陷 落柱留在煤柱内。
冲蚀面总的较平缓，有水流冲蚀的痕迹。
陷落柱与断层和河流冲蚀的区别
2、从地层和岩性标志区别
陷落柱内充填岩块大小悬殊、棱角分明、岩性复杂、 胶结疏松；折断的大型岩块层理往往直立陡倾。
断层破碎带一般较窄；断层角砾较小，成分较简单， 棱角被部分磨损，并显示定向排列；断层造成地层有 规律的重复和缺失；两侧岩层层理很少直立状态。
阳泉五矿
（二）井下特征
1、陷落柱的形态特征
（1）平面形态：陷落柱与地面、水平切面的交线
ห้องสมุดไป่ตู้
形态，一般呈椭圆形、圆形、长条形等。
陷落柱平面形状示意图
井下特征
（2）剖面形态：
沿陷落柱中心轴切开的形态。
如果陷落柱穿过含水的松软岩层，则剖面形态多
呈上大下小的漏斗状（图2-95a）；
冲刷带内岩块较小，有磨圆现象，胶结紧密，层理清 晰，岩石结构构造保持完好；冲刷带可见层位缺失现 象。
陷落柱与断层和河流冲蚀的区别
陷落柱内大块岩石坍塌
3、从上下对应关系区别
陷落柱具有上下对应的关系。
二、陷落柱成因
（一）岩溶发育的地质条件
1、煤系或其下伏地层中含有可溶性岩、矿层，如石灰 岩、白云岩或石膏矿等。 2、含煤区域内，发育有良好的地下水通道，主要是指 断层和裂隙，尤其是导水性好的张性或张扭性断裂。
3、地下水交替循环快，排泄流畅，具有良好的地下水 动力条件。 4、地下水源丰富，具有较大的侵蚀性。
（二）溶洞塌陷机理
1、重力塌陷观点
岩溶洞穴上覆岩层的塌落是由于重力作用的结果。
岩溶洞穴破坏了岩层的整体性和稳定性，改变了
地应力的平衡状态，致使洞顶和洞壁的岩层在重
力作用下产生破裂和塌落。
如果穿过不易塌陷的、岩性均一的坚硬岩层，则
剖面多呈上小下大的锥形（图2-95b）；
如果穿过岩性不均一的岩层，则形态很不规则，
但总体上仍呈锥形柱状（图2-95c）。
井下特征
陷落柱剖面形状示意图
井下特征
（3）陷落柱的高度：指溶洞底到塌陷顶的垂直距
离。它与溶洞的大小、地下水的排泄条件、岩层
的物理力学性质，以及裂隙的发育程度有密切关 系。一般高度达几十米到100～200m不等。