华北型煤田陷落柱形成过程研究

在地下水系统的径流或排泄带上,且处于次级向斜轴部或转折端附近、小断层或环形断层发育地段,如果古地表岩溶空洞、古地下岩溶空洞和膏溶空洞等为岩层塌陷提供了发源地,陷落柱发育的可能性极大。华北型煤田陷落柱的形成是以底部岩层中空洞发育为基础,地下水的强烈交替和水-岩作用为条件,岩体自身重力、地应力集中以及溶洞内的真空负压三重作用为动力,经过垮落、溶蚀、搬运、塌陷、冒落等周而复始的过程,分阶段逐步形成陷落柱。      

西峪煤矿陷落柱的发育特征与分布规律

本文根据太原西峪煤矿寨沟井田－水平实际揭露的陷落柱资料，从三维空间分别对陷落柱作了比较详细的分析研究，根据这些煤中陷落柱发育特征和分布规律可以较准确地圈定下组煤中陷落柱的范围（位移方位和距离），也为时一步研究和分析陷落柱的成因规律提供了新的认识。     

刘桥一矿陷落柱发育规律及含水性研究

根据刘桥一矿1971年建井至今发现的8个陷落柱实际资料，通过对揭露陷落柱的地质、水文地质及分布特征的分析，阐述了陷落柱发育的根基所在，对陷落柱发育规律及成因进行了探讨，对于含水陷落柱的注浆封堵、留设保护煤岩柱，以及本矿矿井的深部开采都具有借鉴意义。     

太原南峪勘探区陷落柱形态特征及分布规律

南峪勘探区构造陷落柱较为发育,平均8.2个/km2,其分布格局是矿区中部密集,北西及南东部稀少。向斜轴部、两翼靠近轴部地带以及收缩端浅部的断层破碎带是陷落柱的发育地段。地表平面形态大多为圆形、椭圆形,直径50～330m,充填物为围岩及上覆岩层。构造陷落柱是造成勘探区煤层破坏的主要构造因素。     

GIS在矿区岩溶陷落柱位置圈定中的应用

区域构造、可溶性岩层和地下水动力条件是岩溶陷落柱形成的３个必备条件。选取刘桥二矿作为研究区,从现有数据中分类提取出区域构造、可溶性岩层和煤层顶底板强富水异常区３个因素,根据底板等高线生成煤层底板坡度图及研究区邻近区域内已探明陷落柱的特征,结合这３个因素,运用GIS叠置分析圈定出4个可能的陷落柱发育区,再经与实际生产情况资料对比,得出巷道揭露的Ⅱ617风巷陷落柱位于第Ⅱ区内。     

煤田陷落柱特殊波对陷落柱解释的影响

对典型陷落柱建立圆锥状陷落柱数学模型,采用波动方程法对陷落柱模型进行地震射线追踪和波场模拟。模拟结果说明:由于陷落柱构造形态的特殊性,在陷落柱附近形成了正常煤层反射波、断陷点绕射波、延迟绕射波、延迟反射波及柱顶绕射波组成的纵波波场。在此基础上,模拟野外放炮,然后对生成的单炮记录进行常规处理,形成叠加、偏移剖面。通过对正演剖面和实际揭露资料分析,认为陷落柱特殊波的存在,是判别陷落柱构造的一个重要特征,但又造成了实际揭露陷落柱规模往往小于地震资料解释结果。将研究结果用于实际勘查,效果较好。     

湖南北型煤矿区的岩溶陷落柱

湖南上二叠统龙潭煤系分北型及南型两类。北型矿区煤系仅有含煤段,可采煤与强含水层茅口灰岩之古剥蚀面有直接水力联系,由于古剥蚀面岩溶普遍发育,并随向斜而下陷,如遇断层切割,岩溶发育深度也可达其切割深度。断裂是岩溶陷落柱发育的基础;成煤物质释放的水,二氧化碳及硫化氢促进了陷落柱的发展;季节性动态变化与地壳升降运动,导致侵蚀基准面起伏,为岩溶陷落柱的不断向上伸长提供了水动力条件。      

王坡煤矿陷落柱发育特征及其对煤层气开发的影响

陷落柱是影响煤矿区煤炭与煤层气开发的主要制约因素之一。研究煤矿区陷落柱成因及分布特征,有助于降低煤炭开采与煤层气开发的风险。通过对陷落柱控制因素和发育特征的分析,结合王坡煤矿已发现陷落柱的分布情况,探讨了陷落柱对王坡煤矿煤层气分布及其开发的影响机制。分析认为:陷落柱周围3号煤的气含量有所降低;在煤层气开发过程中,陷落柱可能会贯通奥陶系灰岩层与煤系地层,从而对煤层气的钻井、压裂以及排采工程产生不利影响。      

华北型煤田岩溶陷落柱某些问题研究

华北型煤田中发育的岩溶陷落柱是一种特殊类型的岩溶塌陷。本文在专题调查的基础上 ,总结了华北型煤田陷落柱的空间分布规律 ,初步提出了陷落柱宏观预测指标体系 ;从生产实践角度分析了影响陷落柱导水性的相关因素 ,讨论了三种与陷落柱有关的突水通道类型 ,并对陷落柱的鉴别及其与断层突水的区别进行了剖析。     

石膏喀斯特陷落柱的形成及其水文地质意义

华北地区,石炭二叠纪地层内有陷落柱分布,这种现象在世界其它地区是少见的。山西省太原、霍县和阳泉煤田陷落柱最为发育,每平方公里一般有陷落柱0.5—5个。陷落柱横断面一般呈圆形或椭圆形,直径20—200米,高50—500米,由上覆岩层坠落的碎石、砂和土所充填。 自1944年以来,地质学家和水文地质学家普遍认为陷落柱是奥陶系石灰岩溶洞坍陷的产物。这种假说对野外一些地质现象难以解释。作者论证陷落柱形成的过程是:在地下深处,中奥陶系石灰岩中赋存有很厚的硬石膏。地壳不断上升,在地下水的作用下,硬石膏水化变成石膏。体积膨胀了64％的石膏,沿着破碎带的交线挤入上覆的岩层。这种柱状的石膏体不断被地下水溶蚀,上覆岩层塌陷填充形成了陷落柱。 陷落柱除对采矿有影响外,对喀斯特大泉补给、矿坑充水、地下水的人工补给等方面都有重要的意义。      

煤田陷落柱的超声模拟分析

通过超声波模拟试验, 研究了煤层陷落柱的反射波组和绕射波组特征以及绕射波组对反射波组特征的影响。结果表明, 煤田高分辨率地震勘探资料在目的层埋深200～500 m时, 经过三维偏移后, 可以将菲涅耳带半径收缩到1/5～1/3, 能够准确地解释直径大于30 m的陷落柱;对直径为15～30 m的陷落柱解释结果也较为可靠, 有效地提高了勘探精度。     

弱径流条件下陷落柱柱体活化导水的机理及判据

陷落柱突水事故在我国煤矿时有发生,但其导水机理至今仍不十分明确。为分析在弱径流条件下陷落柱柱体活化导水的机理,可用弹性理论求出在自身重力、周边地应力和地下水压力作用下的陷落柱柱体内的应力分布。根据这些应力分析,分别采用Griffith理论、极限平衡理论和库仑准则,可以推导出柱体的关键层和非关键层的活化导水的判据,并据此判据分析了影响陷落柱柱体破坏导水的有关因素。      

陷落柱的发育规律及探测技术

总结了东庞井田内陷落柱的发育规律和相关因素；介绍了巷探、钻探和各种物探方法探测陷落柱的适用性和优缺点，论述了怎样根据各种探测手段的特点在不同地质条件下选取一种愉迅或多种互补的探测方法以探明陷落柱的位置、形状、大小和含水性等     

巢湖塌岸的特征及其规律

巢湖是我国五大淡水湖之一,资源丰富,然而其岸带地质环境问题严重地影响了巢湖资源优势的发挥,本文通过调查研究,分析塌岸产生的基本规律和机制,并提出相应的防灾减灾对策。     

利用钻孔确定采空区垮落带和导水裂隙带高度

通过对刘桥二矿452采区钻孔资料中的各项测试结果进行分析,探讨采空区煤层覆岩破坏情况,用钻孔确定垮落带及导水裂隙带的高度。     

塔柱状岩体崩塌灾害研究现状

通过系统梳理国内外塔柱状岩体崩塌的相关研究资料,对长江经济带及其周边地区塔柱状岩体形成与稳定性影响因素、崩塌失稳模式以及损伤理论应用3个方面进行总结论述,并据此对塔柱状岩体崩塌灾害的发展趋势与问题热点进行了探讨,为长江经济带下一阶段的地质调查与研究提供理论准备与参考。      

EH4法勘查祥云米甸煤矿隐伏塌陷区效果

运用EH4电磁测深法布置剖面,结合岩矿石电性参数及地质资料分析,对剖面实测数据进行反演,较准确地识别出隐伏塌陷区、煤矿采空区及松散浮土层等地质异常区域及范围,较好地确定可能的地质灾害。     

软硬岩互层边坡崩塌机理及治理对策研究

崩塌是红层地区软硬互层型边坡的主要工程地质问题之一。本文以西南地区某公路边坡为例,在边坡地质结构特征调查的基础上,分析了砂泥岩互层边坡崩塌形成机理,采用二维有限元方法研究了崩塌后上部凹腔岩体的变形破坏模式,并采用基于强度理论的稳定性评价方法研究了其稳定性。结果表明,崩塌的形成主要是由于差异风化在下部软岩部位形成凹腔,导致上部硬岩产生拉裂并逐渐贯通;若不及时治理,上部岩体中结构面贯通至60%时,可能产生坠落失稳。综合分析边坡稳定性状况及变形破坏演化模式,采用清坡+局部削坡+挂网喷混凝土+钢筋混凝土支撑柱+排水的治理方案,重点控制凹腔以上岩体中拉裂的发展并做好防、排水工作。     

急倾斜地层工程地质条件对矿井巷道安全的影响

总结论述了急倾斜地层中矿井水平巷道、倾斜巷道,在不同的岩层、煤层及煤层与岩层的组合条件下呈现出的非均衡性围岩压力、顶板的对角线侧压、后期冲击顶侧压、巷道差异性变形、倾斜顺穿层巷道的倒楔形塌洞等不利于安全的工程地质现象,对同类矿井的井巷施工和探索更好的井巷施工技术有一定的指导作用     

Seepage problems on fractured rock accompanying with mass loss during excavation in coal mines with karst collapse columns

Under the background of China as a big coal-hungry country lasting till 2050, deep mining becomes more and more significant. However, deep coal seams usually have a very complex geological structure like Karst collapse columns, and excavation is often accompanied with water-inrush accidents, restricting the development of the coal industry. In order to study on seepage problems on fractured rock accompanying with mass loss during excavation in coal mines with karst collapse columns, researchers studied on water-inrush mechanism in karst collapse columns directly, researched on seepage behavior of fractured rock with pressure as the basis of studying on water-inrush mechanism indirectly, studied the fluid flow change in fractured rock regarding the change of liquid flow type in fractured rock as seepage instability, and observed and studied the phenomenon of mass loss during seepage in succession. In the following research, (1) the cementation, lithology, and match rate of testing samples, which are the foundation of the simulation study, need to be determined in more detail; (2) migrated particles in fractured rock should be distributed which are from migration, corrosion, erosion, and abrasion; (3) multi-permeate agents in the fractured geological structure, their diffusion and convection, and the related chemical reactions should be involved; (4) more and more contemporary mathematical methods will be introduced to help us to study the complex dynamic system; and (5) experimental equipment needs to be designed and improved. What we did before, do now, and will do later is to penetrate the mysteries of seepage problems on fractured rock accompanying with mass loss during excavation in coal mines with karst collapse columns.