岩溶陷落柱充填特征及活化导水分析

基于对华北煤田内岩溶陷落柱充填特征的研究,本文提出泥石浆型堆积是煤系段陷落柱的主要充填物。泥石浆不仅充填陷落主腔体,同时也封堵腔壁裂隙带,“结石体”成泥砾结构,渗透性极低,是柱腔内最主要的“堵水塞” ,而柱旁贯通性节理由于高压水楔渗透劈入,可成为最优导水通道,它能将动水切入陷落柱,进而引发活化突水。      

陷落柱中“止水塞”的快速建立技术

论述了通过注浆在特大型垂向导水通道——陷落柱中建立人工\     

河北峰峰地区岩溶陷落柱成因探讨

本文以燕山运动时期侵入到奥陶系马家沟组石灰岩内的岩浆岩所带来的巨大热量和丰富的矽卡岩成矿热液为出发点,探讨形成岩溶陷落柱的巨大洞穴的成因——热水成因。     

淮南寒武纪岩溶陷落柱发育特征及导水性分析

1996年任楼煤矿发生的陷落柱特大突水事故，使“淮南不存在岩溶陷落柱”的认识得到了质疑。通过初步调研，在孔集矿南部的孙家大山一带发现出露于地表的岩溶陷落柱，而谢桥矿煤经三维地震勘探也探测出了发育于寒武纪灰岩中的两个岩溶陷落柱。因其岩溶陷落柱的发育层位、充填物质与华北煤田奥陶纪岩溶陷落柱构成明显的对比。导致了其水文、工程地质特征的特殊性。     

煤矿区岩溶陷落柱微重力调查初探

本文介绍了影响煤矿安全生产的岩溶陷落柱的地质成因及其几何特征,阐述了使用重力方法调查陷落柱的物理依据,采用高精度重力仪在起伏地形条件下探明了陷落柱的发育位置,为煤矿的规划和综合治理提供了参考数据。文中根据几年来对陷落柱等小型构造的重力勘实践,提出了某些提高勘探质量和效果的技术措施。主要针对布格重力异常计算方法中存在原弱点提出了取消中间层引力改正的重力异常计算方法,并导出了新的计算公式。由于这种方式     

基于内部结构概化的华北型煤田岩溶陷落柱分类

岩溶陷落柱是华北型煤田所具有的一种特殊地质构造,对煤矿安全生产造成巨大威胁。为了研究岩溶陷落柱的突水机理,确保煤矿采掘工程的安全,提出了岩溶陷落柱的内部结构概化模型,包括堆石段、泥石浆段、岩块碎屑段和柱壁裂隙段4个不同的部分,各部分之间既有相互联系,又显示出不同的力学和水力特征。基于此模型,对岩溶陷落柱按照内部结构的不同进行了分类,将岩溶陷落柱分为堆石型、堆石裂隙型、堆石泥石浆型等8种不同类型,并总结分析了不同类型岩溶陷落柱的结构特征和突水特征,且对不同类型岩溶陷落柱煤矿采掘工程提出了建议。     

淮北煤田深部岩溶洞穴及陷落柱形成机制

淮北煤田奥陶系灰岩不同时期岩溶洞穴可分为冲蚀型、潜蚀型、流入型及含水层型岩溶洞穴。根据层状沉积岩层的断裂力学机制及洞穴的再发育过程，提出了煤系地层陷落柱多期活动模式。     

岩溶陷落柱形成的岩体力学条件

在研究刘桥一矿岩溶陷落柱基本特征的基础上，结合华北陷落柱资料，认为岩溶陷落柱多形成在现代伸展构造或自重应力为主的地区，柱体围岩具备易于冒落的岩体结构，陷落过程围岩应力条件与采空区覆岩冒落过程类似，奥灰岩溶的持续作用是陷落柱体不断向上发展的根本原因。     

陷落柱的地震识别技术及其应用

通过地震资料解释的研究与实践,对华北石炭二叠系中陷落柱的地震识别技术及其应用情况,进行了较系统的分析和总结。这对今后正确分辨和圈定陷落柱具有一定指导意义。地震剖面、水平时间切片和沿层振幅切片、相干体技术、波阻抗反演技术等,在对陷落柱的发育部位及其空间关系的解释方面,各有其独特效果。山西某矿陷落柱相当发育,利用陷落柱的综合地震识别技术进行解释,效果明显。     

山东霄云煤矿陷落柱突水治理实践

突水是矿山的主要灾害之一,矿井突水一般来势凶猛,常会在短时间内淹没坑道,给矿山生产带来危害,造成人员伤亡。在富水的岩溶水充水的矿区及顶底板有较厚高压含水层分布的矿山区,在构造破碎的地段,常易发生矿井突水。但只要查明水文地质条件,采取措施,矿井突水是可以预防和治理的。山东霄云煤矿1313工作面突水水量大,而工作面无钻孔,两顺槽掘进中发现的9条断层也不导水,判断不是钻孔、断层导水。突水事故发生后,通过水位、水温及水质化验分析,确定为奥灰水,导水通道为隐伏陷落柱。通过对突水点进行盖帽封堵、对突水通道进行注浆封堵,有效地封堵了过水通道,并满足了《煤矿防治水细则》的要求。     

矿井电法探测突水陷落柱在任楼煤矿的应用

井下工作面侧帮超前探测技术是矿井直流电阻率探测新技术之一。本文阐述了该技术基本探测原理及其在陷落柱突水前探测采煤工作面内部陷落柱的应用。结果表明,该技术能探测含水导水陷落柱位置及其富水性,从而预防陷落柱突水淹井事故的发生,为煤矿井下防治水起到了重要作用。     

陷落柱地震响应特征分析

通过分析研究陷落柱地震响应特征,提出判别陷落柱的依据,并与实例进行验证比较,对于今后正确分辨和圈定陷落柱具有一定指导意义。     

无线电波透视技术探查陷落柱的应用研究

无线电波透视技术在煤矿工作面内部隐伏构造的探查方面已有很多的成功实例,目前该方法对陷落柱探查的分辨率和局限性的研究比较少见.为说明该方法对陷落柱探测的可靠性和局限性,从数值模拟和实际透视实例两方面进行讨论.采用数值模拟办法模拟工作面陷落柱响应并对模拟数据进行反演,无线电波透视方法对于孤立的单个或多个陷落柱都有较高的区分度,反演位置与实际情况吻合;对天地王坡煤矿的坑透数据进行处理,圈定了陷落柱的范围,并经工作面回采证实.该工程实例证明了数值模拟的结论:对于横向位置差别不大的陷落柱,无线电波透视分辨能力下降,施工方法限制了分辨能力的提高.     

顶空型与顶实型陷落柱的成因与导水性能的差异

本文运用弹性理论分析了顶空型与顶实型陷落柱压实应力的差异,利用Griffith理论分析了陷落柱活化的判据,认为顶空型陷落柱比顶实陷落柱更易于活化导水.     

煤层陷落柱多波地震数值模拟与成像研究

陷落柱是煤田勘探开发中常见的地质灾害体,陷落柱的精确探测一直是煤田安全生产研究的重点,单纯依靠常规纵波地震勘探技术难以满足现阶段煤田精细勘探的需求。多波地震勘探技术能够获得纵波和转换波地震资料,提供更丰富的波场信息,且转换波对于埋深较浅的小幅度构造有更高的分辨率,充分利用多分量地震资料可以有效的提高地震勘探的精度。本文将多波地震技术应用到煤层陷落柱研究中,利用数值方法对煤层陷落柱进行多波地震勘探模拟研究,采用弹性波有限差分方法对构建的陷落柱模型进行多分量正演模拟,然后分别对波场分离后的PP波和PS波地震数据进行叠前深度偏移成像测试。通过对两个小尺寸陷落柱模型进行多波地震数值试算表明,多波地震勘探技术是一种有效的煤层陷落柱探测方法,充分利用多波地震资料有利于查明煤层陷落柱构造,对陷落柱取得更好的勘探效果。     

类陷落柱介质渗流突变机制试验研究

岩溶陷落柱是内部结构杂乱无章的特殊地质构造,易成为隐伏于煤层底板下的垂向导水通道,是华北地区石炭二叠系煤田的重大安全隐患。在采动影响下,底板隐伏陷落柱的突水通道通常由底板破坏带和陷落柱共同组成,为了研究其渗流突变机制,利用自行研制的破碎岩体渗透性试验系统,对不同底板破坏带条件下,隐伏陷落柱的渗流特性进行了试验研究。研究结果表明：渗流突变发生的根本原因是大颗粒流失导致破碎岩体孔隙结构改变;发生渗流突变时,流速随渗流边界孔隙直径的增大而增大,同时试样的初始孔隙度均大于0.21;未发生渗流突变时,渗流边界对渗流无显著影响,并且试样的渗透率随孔隙度的增大而增大,渗透率比和孔隙度比存在幂函数关系;非Darcy流 因子为负是渗流突变发生的充分必要条件,非Darcy流 因子的大小决定渗流突变的剧烈程度。     

基于离散元模拟的二元颗粒柱坍塌特性研究

常见的地质灾害如滑坡、泥石流、岩崩等通常都涉及不同形状的颗粒物质运动,这些形状不同的颗粒又多具有不同的尺寸和含量。基于典型的颗粒柱坍塌试验,首先根据试验方法确定了离散元模拟所需的各项参数,然后采用随机多面体方法生成了可控制长细比的大颗粒,利用离散元法就不同大颗粒含量下形态变化对二元颗粒柱坍塌特性的影响开展研究,研究结果表明:(1)利用离散元法可以较好地重现室内试验中小球和多面体组成的二元颗粒系统的颗粒柱坍塌过程;(2)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱系统中,当大颗粒含量高于临界含量值20%时,二元颗粒柱坍塌持续的时间随非球形大颗粒长细比的增加而增加;(3)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱中,当大颗粒含量高于临界含量值20%时,在相同百分比的大颗粒含量下,大颗粒长细比的增加会提高大颗粒平均配位数以及降低颗粒的运动能力,大颗粒间形成更强的互锁作用,降低了颗粒柱的整体流动性,使其最终堆积高度更高、最大跑出距离更短以及更小的归一化动能峰值。(4)在不同长细比的不规则大颗粒和小球组成的二元颗粒柱中,小颗粒可以较为明显降低大颗粒间摩擦及互锁作用,增加流动性,降低大骨料形态对坍塌过程的影响。     

岩溶地面塌陷预测模型初探

岩溶的发育程度、上覆岩土体性质是岩溶地面塌陷形成的基本条件;地下水位下降,地表水或降水入渗,震动荷载等动力扰动,是形成岩溶地面塌陷产生的诱发动力条件。本文以山东省泰安市岩溶地面塌陷区为例,讨论了岩溶地面塌陷的产生机理,并从受力情况对其进行了分析探讨,从而提出了岩溶地面塌陷的预测模型。本文还根据研究区的8个塌陷实例对模型进行了检验。结果表明,该模型的计算结果与实际情况基本吻合。