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。
岩溶陷落柱成因分布规律浅析
１ 概
况
征 ，准确控 制其发 育范 围、高度 、柱 内充填物等情况。
２ １２ 陷落柱 的超前治理 ．． 根据陷落柱 发育 特征 ，采用地 面钻孔注浆封堵的方法 。
皖北煤 电集 团任楼煤矿是一座设计年产 １０万 ｔ ５ 的现代 化大型矿井 ，现正进 行的 ３０万 ｔ 扩建工程 已基本 完成 ， ０ 改
煤
炭
工
程
２０ 年第 １ 期 ０８ １
岩 溶 陷落柱 成 因分布 规 律 浅析
方 沛 ，王海龙
２ ５０ ） ３ ０ ０ （ 皖北煤电集团公 司 任楼煤矿 ，安徽 淮北
摘
要 ：论 文介 绍 了任楼煤 矿在通 过 多种勘查 手段 对任楼 井 田 已有岩 溶 陷落柱进 行探 查和 分
析 ，查明 了陷落柱 发育 的基本特 征 。根 据岩 溶 陷落柱成 因分布 的一般 规律 ，通 过对 其形成机 理 即
但该矿从一开始试生产就 受到 了严 重的水害威 胁。１９ ９６年
首先对煤 系地层岩 体 的抗 压 、抗剪 、抗 渗透 能力 进行
试 验分 析与测试 ，确定 ８煤底板 下 １ｍ 的山西组 砂岩 、砂 ０ 质 泥岩互层段为要注浆堵水段加 固层位 。
该矿 ７２ ２首采工作 面在 回采过程 中遭遇隐伏 导水陷 落柱 而 发生特大突水灾 害 ，最 大 瞬 间突水 量可 达 ３５ ０ ｈ ４ ７ ｍ ／ ，导 致整个矿井被淹。１９ ９ ９年在 ７１ ：８机巷掘进过程 中，又遇 隐 伏导水陷落柱 ，因发 现及时 和超前治 理 ，才未发生 突水 事 故 。可见 ，隐伏 导水 陷落 柱 的存 在 ，严重影 响着矿 井 的安
最后运用人工受控注浆和劈裂注浆技术 进行注浆封堵 。 同时在整个治理 过程 中建立 、完 整 了地 下水 动态监控 、钻
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
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
《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。
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
三、陷落柱含、导水性
陷落柱的含水、导水性主要取决于柱内岩石的压实程度,而压 实程度又取决于陷落柱的形成年代和柱内岩石的水化程度。不同的 地质及水文地质条件,形成的陷落柱类型和特征也不相同,其含水、 导水性差异也大。
陷落柱形成时，外围影响带岩体应力平衡状态受到破坏，使其 周围影响区内煤系地层中早期已形成的裂隙体系活化、开放，具有 一定的贮水空间。揭露到陷落柱附近时，会出现出水现象，砂岩水 水量丰富，甚至出水数年，这与陷落柱影响区的压密程度有关。
矿区
淮北 皖北 淮南 新集
表1 两淮矿区部分陷落柱出水情况统计表
合计 6个 12个
分布 杨庄矿1个 沈庄矿1个 桃园矿1个 袁庄矿1个 许瞳矿1个（疑似） 刘一8个，恒源1个
任楼2个
祁东1个（有争议） 潘三：实见1个，疑似3个
出水情况及其处理 无水 无水 无水 无水 出水
有的有水，有的没有水 其中一个造成淹井，另一个发现有
三、陷落柱含、导பைடு நூலகம்性
现在学者研究表明：陷落柱的含导水性与形成过程中高地温 有着密切关系，在高地温和水的作用下，陷落柱内的部分可溶性 矿物会二次结晶，在陷落柱纵向上形成不同厚度的结晶体（结晶 盖体），这种结晶体有着良好隔水性，本身也不含水，是一些陷 落柱含水、导水性的一项重要辨别指标。两淮地区陷落柱水文地 质特征方面看，多数陷落柱无水，只有少数存在突水危害性。两 淮矿区见陷落柱及出水情况见下表1。
《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
陷落柱演示
四、陷落柱探查
（3）探测结果评价 由于地震勘探及电磁法勘探对井下岩层电性以及波阻抗 界面解释的多解性，其探查结果和陷落柱实际发育情况可能 存在一定的差异。地面勘探成本较高，施工复杂，但其勘探 范围大；井下物探探查具有简单、快捷的特点，但其探测范 围受井下现场条件限制。 （4）应用实例 许疃煤矿7229工作面底板疑似陷落柱发育情况综合物 探, 利用现有工作面的机巷通过综合物探方法，确定该陷 落柱在7229底板下部发育情况及富水性。现场采用的综合 物探方法及探测目的如下：
疑似陷落柱体轮廓线
图6 疑似陷落柱地震三维探测72煤底板发育 剖面成果图
此次物探综合探测利用并行直流电法和地震偏移技术探明了 该疑似陷落柱的空间位置和空间展布状况，为72煤和82煤的安全 回3/2采3/20提22 供了保障。
四、陷落柱探查
2.钻探
（1）地面钻探 对存在异常的区域边缘地带施工地面钻孔，条件允许情况下， 对地面钻孔进行人为造斜，以便更好地控制陷落柱的发育范围，地 面钻孔布置要充分考虑异常区附近已施工钻孔的布置。 （2）井下钻探 利用井下已施工的巷道针对异常区域施工井下钻孔，探查异常 区地空间位置。钻孔施工需采用防喷、反压装置施工，承压套管试 压必须符合设计要求。 （3）井上、下钻探优缺点对比 地面钻孔可以对陷落柱发育的整个空间范围进行有效控制，钻 孔施工相对安全，但施工成本较高，工期长；井下钻孔施工成本底， 工期短，但钻孔存在出水的可能，对施工人员人身安全构成一定安 全威胁，且受井下巷道空间的限制，探测范围有限。
二、陷落柱形成机理、形态及分布规律
（一）形成机理
目前对煤系地层中陷落柱的成因机理研究还处在探索阶段， 没有形成理论上的定论。学术界普遍认为形成陷落柱必备条件是 其下伏地层中存在可溶性岩层（如石灰岩、白云岩、石膏等）。
《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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岩溶陷落柱：在石灰岩等可溶性岩层地区，由于地 下水的溶蚀作用而产生洞穴，上覆岩层受重力作 用而塌陷，塌陷体为环形柱状，俗称陷落柱。
一、岩溶陷落柱的成因及特征 （一）、成因：
1、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）可溶性岩层透水（煤系中断裂构造发育）； （3）水具侵蚀性（含酸根）； （4）水要流动（地下水动力条件好，排泄口畅）。
1、井下遇陷落柱前的预兆 （1）产状变化：塌陷牵引作用所致；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。
（6）瓦斯增加。
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2、岩溶洞穴塌陷机理 ： （1）重力塌陷——上覆岩层重力所致 。
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（2）真空吸蚀塌陷：
密封的溶洞因地下水排泄及局部地壳升降等 原因，使其 底部由承压转为无压或负压，因此不 断下降的水产生强烈的 抽吸作用，使盖层反复陷 落，同时溶洞内外的压差效应，也 使外部大气压 对盖层产生冲压作用。 （3）物理化学综合作用： 岩层内出现物质重结晶作用； 地下水冲蚀和溶蚀作用； 成煤过程中的有机质分解产物（H2O,CO2,CH4） 与岩层内物质的化学作用。
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四、陷落柱对生产的影响及处理
1、陷落柱对生产的影响 1）破坏可采煤层，减少煤层可采储量； 2）影响正规开采，使工作面无法布置； 3）增加巷道掘进率，降低回采率； 4）影响安全（矿井水、瓦斯的通道）。
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2、陷落柱的处理方法
1）设计时将陷落柱留在煤柱中。 2）主要巷道掘进时： 运输巷遇陷落柱：在保证安全的前提下，一般 直接穿过陷落柱。 回风巷则应绕行。
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2、陷落柱出露 1）地表出露特征 （1）盆状凹陷：被第四系覆盖； （2）丘状凸起：上覆地层呈碎块状隆起堆积； （3）柱状破碎带：出露于沟谷、公路两侧； （4）特殊地貌上的形态（黄土覆盖区）：蜂窝状、 圆形陷坑、弧形裂缝、滑坡等。
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2）陷落柱井下特征
（1）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。
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（2）柱体特征： 多为较新地层碎块或第四系松散沉积物充填；
柱内岩块岩性混杂，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。
红色铁质、白色钙质、高岭土沉淀物、泥质沉 积物等。
（3）陷落柱内沉淀物：
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2、岩溶塌陷误判的原因和判别标志
1）误判原因 岩溶塌陷与构造变动相似的现象： （1）岩层不连续； （2）裂隙发育； （3）煤层破碎； （4）淋水； （5）遇大块岩层填入巷道。
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2）判别标志
陷落柱的判别标志： （1）岩性标志{岩性复杂，杂乱无章，见碎块煤}。 （2）接触面不平整，无擦痕，“柱壁”很陡。 （3）顶、底板产状无大变化。 （4）地表出现，井下必然出现。
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3、喀斯特陷落柱分布特点
平面分布上具有明显的分区性和分带性： （1）分区性：与地下水活动程度密切相关。矿区各 井田水文地质条件不同，因此，在时空上表现出 明显的分区性。 （2）分带性：与构造断裂带密切相关。因此，常沿 断裂带、褶曲轴、断层交汇处分布，表现出明显 分带性。
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二、陷落柱的观测和研究
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3、陷落柱的观测
1）煤岩层特征： （1）观测内容： 围岩的岩性、产状，断裂构造的发育情况； 煤层及顶底板特征； （2）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。
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2）柱面特征
（1）观测内容： 柱面的平坦、倾斜情况； 柱面的倾向、倾角； 面上特征。 （2）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。
3Hale Waihona Puke （二）、特征 1、基本形态 （1）平面形态 以圆形、椭圆形、长条或不规则形
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（2）剖面形态 坚硬岩石的地层：柱体上小下大，夹角60～ 80° 松散或松软岩层：柱体上大下小，夹角40～ 50°
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（3）陷落柱高度 根据地质条件不同，一般为几十米～二百米， 也有高达数百米，直至地表。 （4）陷落柱中心轴 柱体各平面中心点的连线——中心轴线； 中心轴线多数不是直立的； 中心轴线——可预测下部煤层中陷落柱的位置。
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3）柱体内特征 ： 观测岩性、形状、大小、堆积方式。 4）其他特征 ：水、瓦斯等。 生产矿井对陷落柱观测的要求，可归纳为五查、五看、 五定。
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三、陷落柱的探测：
1、钻探：回采工作面内探测，目前生产矿井常用的 手段之一。
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2、巷探：小断面的巷道。 3、物探：1）仪器：无线电波坑道透视仪——坑透仪。 2）原理：陷落柱对无线电波吸收强烈。 3）观测方法： （1）同步法：发射机与接收机同步移动。 （2）定点法：发射机相对固定，接收机逐点记录。
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3）回采工作面遇上陷落柱，可视具体情况（陷 落柱大 小、位置等）而定。 处理原则：查清其范围，缩短工作面回采或另开切眼。
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六、陷落柱的预测
1、成因预测： 分析区内的地质及水文地质条件，据形成陷落柱 的基本要素，推测区内陷落柱的发育情况。 2、据已知资料预测： 用地表或井下揭露的资料，推断陷落柱在下水 平或下煤层的出现情况。