太原南峪勘探区陷落柱发育特征及导水问题研究

南峪勘探区构造陷落柱比较发育,平均８．２个／ｋｍ＾２,地表形态为园形、椭园形,直径５０￣３３０ｍ,充填物为围岩及上覆岩层。分布格局是矿区中部密集,北西及南东部稀少;向斜轴部及靠近轴部的两翼以及收缩端浅部的断层破碎带是陷落柱的发育地段。南峪向斜轴部８．９号煤层处于奥陶系中统岩溶水水位之下,因此存在着陷落柱的导水问题。     

武安煤田隐伏陷落柱发育特征研究

武安煤田岩溶陷落柱相对比较发育,是开采下组煤过程中底板水害的重要导水通道,分析确定陷落柱的发育规律及导水性对矿井安全具有重大作用。在以往采掘和勘探孔揭露的基础上,利用水平分支孔对陷落柱在奥灰中赋存状态和导水性进行探查。依据水平分支孔的岩屑(心)和自然伽马、消耗量等数据发现本区岩溶陷落柱在奥灰中发育形状多为不规则型,中心轴为歪斜型,距向斜轴部距离越近,形状不规则性越明显,陷落柱的长短轴可能发生扭转。该区陷落柱柱体分布符合“三带”理论,多为半整体陷落柱,其导水性与岩溶发育程度和富导水性相关,外围影响带和边缘过渡带普遍导水。     

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。      

瞬变电磁法在采空区及陷落柱探测中的应用

通过对山西宁武煤田勘探区及勘探区地层电性特征分析,结合该区的地形地貌、地表水系等资料,选择瞬变电磁法为该区采空区及陷落柱勘探的物探方法。通过分析对比电阻率参数,认为根据勘探范围内地层的物性差异,可有效地寻找含水采空区及陷落柱的分布,划分出含水区范围。     

浅析刘桥一矿岩溶陷落柱发育特征及成因

陈集向斜为刘桥一矿的主体构造,刘桥一矿从1971年建井至今,在井下掘进生产过程中共揭露岩溶陷落柱7个,通过对岩溶陷落柱发育特征资料的收集整理,发现陷落柱分布具有一定的规律性.从构造力学、水文地质方面对岩溶陷落柱的成因进行了分析.     

瞬变电磁法在查明断层陷落柱含导水性中的应用--以山西长治李村煤矿首采Ⅰ区为例

煤系地层中断层、陷落柱等构造不仅破坏了煤层的完整性,减少了可采储量,而且影响了煤矿的生产安全,给煤矿开采带来了严重的危害。在煤矿开采初期查明勘探区内断层、陷落柱等构造的空间分布及其含导水性对指导煤矿安全生产具有重要的意义。在充分收集李村煤矿首采Ⅰ区地质、水文及物探资料的基础上,利用瞬变电磁技术对区内断层、陷落柱等构造的含导水性进行勘查,取得了良好的效果,给煤矿的开采设计施工提供了参考依据,并有效的预防了煤矿开采过程中安全事故的发生。     

地震属性解释技术在探测陷落柱中的研究与应用

为有效识别采区中陷落柱,提高煤田地震勘探的解释精度,在三维地震数学模型的基础上,设计了相对容易建立的三维陷落柱模型。通过正演模拟,对提取模型数据的地震层属性、方差体属性进行研究、分析、优化与筛选,最终得到对陷落柱反应灵敏的地震属性。将该研究成果应用到某勘探区的资料解释中,解释成果经采掘资料验证．该方法选定的地震属性具有较高的构造识别精度。     

岩溶陷落柱的形成条件——以范各庄矿为例

岩溶陷落柱是华北石炭二叠煤系中发育的一种特殊地质构造,以其隐蔽性和突发性对煤矿安全生产造成严重威胁。长期以来,开滦范各庄矿深受陷落柱水害威胁,其中1984年范各庄煤矿陷落柱出水淹井造成重大经济损失和人员伤亡。通过范各庄矿井地质资料、水文地质类型划分报告,以及对已发现的陷落柱资料进行分析,在前人理论基础上对范各庄矿陷落柱形成条件总结,认为该区在总体走向为北东向的开平复式向斜构造背景控制下,在奥灰岩溶发育,地下水不断交替,岩体自重应力和真空负压动力及地质构造条件下形成陷落柱。     

瞬变电磁法勘探在煤层采空积水区的应用

山西翼城某矿在巷道掘进时,发现煤壁挂汗,巷道渗水等现象,疑为采空破坏区。为查明勘探区内是否存在采空破坏区及导水断层、陷落柱等构造,圈定煤层积水区及其范围,对该区进行了瞬变电磁法勘探。数据采集使用美国ZONGE公司的GDP-32II电法仪器,采用大定源中心回线方法施工测线11条,经资料处理和解释,在勘探区内没有发现较大的断层和陷落柱,仅在勘探区西南角一处推断存在采空区(积水),另外圈出3处富含水区,3处含水区。该勘探成果为解决矿井建设和开采中的地质难题,提供了可靠的地质信息。     

基于频谱分解的陷落柱识别技术的应用

为解决煤田陷落柱难以识别的问题,以邢东矿1200勘探区揭露的X7陷落柱为研究对象,综合利用地震、测井及现场揭露等多种基础资料及综合地质研究成果,基于频谱分解技术,定性解释了X7陷落柱在地震剖面的几何分布。结果表明,在识别陷落柱时频谱分解技术优于常规地震属性技术,其方法可靠、有效,为其他区域内复杂地质体定性预测提供了技术依据。      

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。     

寺家庄井田陷落柱对煤层气井产出水地球化学特征的影响

根据产出水的矿化度、离子类型和离子质量浓度化验结果,采用水化学、单因子方差分析等方法,研究了寺家庄井田陷落柱对煤层气井产出水地球化学特征的影响,对陷落柱地区煤层气的勘探开发具有参考价值。寺家庄井田煤层气井产出水的平均矿化度为1 484 mg/L,属微咸水,HCO₃-Na型。2014年4月和8月采集的井田北部煤层产出水样平均矿化度较南部高,陷落柱在井田北部较发育,蒸发作用较强,可能是导致井田北部产出水矿化度略高的原因之一。产出水矿化度随煤层气井排采时间增加略有增高且水型没有改变,说明寺家庄井田煤层气井在排水降压过程中地下水未得到及时补给。不同构造背景下煤层产出水的Na+浓度无显著差异,井田北部陷落柱区样品282位于次级向斜轴部且临近陷落柱,其Na+质量浓度最大,平均值达462 mg/L,归因于水动力条件弱且较强的蒸发作用。      

山西天池煤矿构造特征及其形成机制

基于天池煤矿地质勘探资料,结合区域构造背景研究了矿井地质构造特征及形成机制。天池煤矿构造属简单构造,地层总体呈走向北东、倾向北西的单斜构造,矿井内褶皱发育程度较低,断层以正断层为主,其次为低角度逆掩断层。陷落柱分布较为杂乱,成群出现,常见于褶皱轴部。自三叠纪末期开始一直受到区域构造活动的控制作用,印支期受SN向的挤压,形成了一些近EW向的构造;燕山期经历两期NWW--SEE向挤压使井田内地层及煤层主体呈NE走向;喜山早期的NE—SW向挤压,导致NE向断层的性质发生转变;上新世开始表现为区域上的伸展作用。     

伪三维地震勘探法在煤田勘查中的应用

勘探区属郭庄煤矿的后备井田，勘探的目的是掌握井田主可采煤层的赋存形态与断层、陷落柱发育特征。根据勘探区的地质条件，地质任务，兼顾质量和成本，勘探设计方案最终确定为3线1炮制线束状观测系统，采用中间放炮，使勘探物理点由常规二维设计的3000个减至700个，勘探成本明显降低。勘探前后的资料对比分析表明，3#煤层的展布特征和断层构造有较大不同，其中3#煤层展布形态由NE向变化均匀，两翼对称的背斜构造修改为等高线变化扭曲相对剧烈，两翼对称的向斜构造；勘探后新解释断层5条，断点3处，另外3条已知断层的形态、位置、落差等相差各异。     

山西省煤矿区陷落柱分布规律与突水预测研究

山西省煤矿区岩溶陷落柱主要分布在汾河流域与沁水盆地两大区域,在汾河流域,自汾河上游向下,陷落柱分布密度呈现出依次增大的趋势;在沁水盆地,表现为以盆地北缘的阳泉矿区分布密度最大,其它矿区密度较小的特点。通过对山西省煤矿区陷落柱突水性的分析,总结出判断陷落柱突水的主要影响因素：一是陷落柱是否处于强径流带,二是陷落柱充填物的胶结与压实程度,三是陷落柱所在矿区的构造与水文地质条件,并以此为依据将矿区划分为突水可能性大、突水可能性中等和突水可能性小三种类型,成功实现了矿区陷落柱突水预测。预测结果表明,霍西煤田霍州矿区是导水陷落柱发育的重点矿区,潞安矿区深部开采时存在岩溶陷落柱突水的潜在可能性,其它矿区岩溶陷落柱导水事故发生的可能性较小。     

应用相干体技术研究生产矿井中的特殊地质体

相干体技术是通过道与道之间的非相似性，以显示和突出与地质异常有关的地震数据的横向变化。通过相干体解释，可进行断层解释、岩性异常圈定，特别对小断层和陷落柱的发育部位及其空间关系有其独特效果：晋城赵庄矿整体构造简单，但陷落柱相当发育，利用相干体技术识别陷落柱，效果明显。     

山西省阳泉矿区五矿岩溶陷落柱发育特征及分布规律探讨

通过对山西省阳泉矿区五矿的地质背景分析,结合已完钻孔成果及野外踏勘资料,对五矿区内地层特征进行了阐述,着重对奥陶系中统分组情况及岩性进行总结,并概述了该区构造特征及地下水补、径、排条件,对该区陷落柱在平面、剖面及陷落深度、物质组成等方面发育特征进行初步阐述和总结,概括分布规律,分析岩溶陷落柱形成机理,建议阳煤五矿加强陷落柱的调查研究和探测预报工作.     

基于定向水平钻陷落柱综合探查与阻水塞立体建造技术

导水陷落柱导致的底板奥灰突水是同煤集团塔山矿的主要水害威胁,矿井8228工作面巷道掘进过程中曾发生陷落柱突水。为查明此导水陷落柱发育边界及其内部充填破碎体分布特征,并对陷落柱进行针对性注浆治理,在井上下综合物探勘探的基础上,采用分层多分支地面定向水平钻钻速录井、钻井液漏失量、岩屑录井、随钻测井等综合探查技术手段,结合数据统计分析,查明导水陷落柱的发育边界、影响带范围和破碎体胶结情况及其分布特征。结果表明,导水陷落柱的长短轴分别为410、200 m,破碎区主要分布在靠近工作面突水巷道运输巷掘进工作面右前方。利用Surpac软件对陷落柱空间结构和发育特征进行三维地质建模,并根据柱体充填物破碎程度将其刻画分区为主通道区、裂隙区和次生裂隙区。针对陷落柱破碎体不同分区,利用定向水平钻进控制技术和阻水塞立体建造注浆工艺分区控制技术,通过充填、挤密、劈裂等不同注浆工艺,对工作面导水陷落柱进行截源、加固等综合治理,最终实现工作面安全回采。定向水平钻分层多分支陷落柱综合探查与治理技术为其他类似工程提供重要的借鉴意义。      

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。     

基于地震波形指示反演的陷落柱识别方法及应用

在煤层气勘探开发中，陷落柱是制约煤层气勘探成效的重要因素之一，因此，有效识别陷落柱对提高煤层气勘探成效具有重要意义。以往识别方法都是基于三维地震数据利用陷落柱这一构造引起的地震反射同相轴的非连续性进行识别，本次将陷落柱作为一种地质异常体，利用地震波形指示反演的方法对其进行识别预测。通过测井资料分析和地质建模正演，分析得出煤层中陷落柱发育位置地震波形的3种地球物理响应特征:纵波阻抗值高、地震波形变化和振幅减弱。从地震波形指示反演的基本原理入手，明确该反演方法能够利用陷落柱上述3个响应特征对其进行有效识别。以沁水盆地樊庄区块为例，用该方法对陷落柱识别进行试验，识别结果与钻井含气性及水文地质背景相吻合。结果表明波形指示反演法对陷落柱能够达到有效识别，该方法是识别陷落柱的一种有效手段。