广旺矿区大倾角地层中隐伏古岩溶陷落柱的形成机理及时间

大倾角地层中的古岩溶陷落柱,是一种特殊的地质现象,如果不作综合地细致研究,容易产生误判为断层的可能。从广旺煤矿区的基本地质情况入手,立足于地壳升降运动是陷落柱形成的主要动力来源,通过对区域地质构造的演化与区域地层的对应关系,分析阐明了大倾角地层中古岩溶陷落柱的形成机理,以及对形成和定型时间的厘定。分析认为广旺煤矿区大倾角地层中的古岩溶陷落柱形成的基本条件和形成的初期机理,与一般地层中发育的陷落柱是一致的。其最终成型,相较于水平或缓倾斜地层中的陷落柱,是在地质构造运动的叠加作用下,增加掀斜过程。其起始发育于中侏罗世和早白垩世早期,于始新世晚期完全停止发育,直至定型。     

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.     

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。     

桌子山煤田构造控水机理研究

查明地质构造对桌子山煤田岩溶地下水的控制规律和矿井突水的影响,基于大量地质原始资料和矿井突水资料,进行理论分析和现场实测。研究表明：桌子山煤田以近南北向的压扭性主构造和东西向的张性次级构造构成立体网格导水体系,地质构造不仅控制着岩溶地下水系统的边界,而且直接影响水动力条件。地质构造越复杂,岩溶裂隙越发育,富水性也越强,西北地区第一例岩溶陷落柱即在此体系内形成。断裂构造与突水点位置联系紧密,中小型突水点多位于东西向小断层附近,中型以上突水点多位于东西向和南北向断层交汇处的地下水强径流带。     

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。     

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。      

华北煤田岩溶陷落柱及其突水研究综述及展望

华北煤田岩溶陷落柱（简称“陷落柱”）是地质历史演化过程中形成的产物。80多年来,在中国华北煤田39个矿区煤矿开采过程中共揭露10 000多个陷落柱,因其导致的重大突水淹井事故20余起,研究岩溶陷落柱对系统认识中国矿山岩溶水文地质条件以及防治岩溶水害具有十分重要的理论与现实意义。文章系统梳理、总结了华北煤田陷落柱的发育特征、成因机理、突水机理、探查与防治方法,归纳出近年来华北南缘陷落柱的研究成果,并结合目前华北煤田生产过程中陷落柱研究与水害防治中存在的问题,从陷落柱形成机理与演化过程、小型隐伏陷落柱精细化探查与解译、陷落柱“动态监测—预测模型—突水机理”模式以及陷落柱水害防治技术体系等方面展望了其今后研究趋势及水害防治的方向。      

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.     

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。     

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。     

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。      

开滦钱家营矿1495E疑似陷落柱探查及综合治理

岩溶陷落柱在我国华北石炭二叠纪煤系地层中广为分布,由于陷落柱贯穿于岩溶发育的奥灰和煤系地层之间,即使陷落柱在天然条件下不导水,但由于后期开采活动对其导水性能的改造,陷落柱往往成为奥灰与煤系地层之间联系的通道,井巷或采煤工作面一旦接近或揭露陷落柱时,可能产生突水,破坏采区划分秩序,严重影响煤矿安全生产。2009年,钱家营矿业公司在1495E风道掘进过程中首次揭露地质异常体,高度怀疑为岩溶陷落柱。该公司采取地面微动地震探测、井下直流电法和井下瞬变电磁等多种物探手段与现场钻探相结合,对地质异常体实际赋存状况进行探查。结果表明,该异常体不含水。但考虑到对物探成果必要的检验以及后续井巷工程和相邻工作面回采对异常体围岩应力平衡的破坏导致可能突水,矿方对异常体实施了钻探探查、建立密闭墙以及异常体注浆治理。治理方案的实施为矿山生产建设顺利展开奠定了基础,保证了工作面、采区科学合理划分,且为同行提供了借鉴经验。     

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。      

西山煤田古交矿区陷落柱特征及其导水性分析

在分析区域地质特征的基础上,对西山煤田古交矿区陷落柱的数量、形态特征及分布规律进行了总结。从陷落柱的发育特征出发,对其导水条件进行了研究,认为本区岩溶陷落柱是否突水,关键取决于其是否有导水的力学薄弱通道。研究表明,本区岩溶陷落柱柱体胶结致密,后期活化程度弱,距煤层较近的峰峰组含水层的富水性弱,而煤层与上马家沟组强含水层之间隔水层厚度大,因而,在正常块段开采中,岩溶陷落柱作为集中导水通道导致重大突水的可能性较小。     

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。     

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。      

音频大地电磁法在某灰岩地区煤炭资源勘查中探测岩溶和陷落柱的应用

灰岩地区岩溶、陷落柱的发育,严重影响了煤田资源勘查钻孔的布置位置的选择和为后期煤田的开采产生了安全隐患。为了规避这些不利地质因素的影响,这里根据这些不利地质体的地球物理特征,选用音频大地电磁法对某煤田勘查区的地层含水性、地层溶洞和陷落柱的分布形态、发育规模、埋藏深度等情况进行了调查。最终根据该方法的解释结果圈定的陷落柱、隐伏的岩溶和裂隙发育带得到了后期钻孔的验证。该调查结果为音频大地电磁法在灰岩地区岩溶、陷落柱的探测提供参考。     

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。     

门帘石及其地质意义

本文以大同煤田区域地质构造特征为基础, 对门帘石的定义、岩性特征、形态与产状、分布和成因进行了分析研究, 指出其与井田发育的准同生岩溶陷落柱具有成生联系。因此, 门帘石的存在具有重要的地质与生产意义。     

矿井无线电波透视法试验研究

煤炭工业综合机械化的迅速发展,要求矿井地质工作能及时精确地查明工作面隐伏的小型地质构造和地质体,保证机械化采煤顺利进行。山西省大部分煤田,由于灰岩岩溶塌陷而形成的陷落柱（俗称“无炭柱”）普遍发育,严重影响采煤工作正常进行。很需要用物探手段解决这一问题。