地質中發現陷落柱怎麼辦
1. 陷落柱是地質構造嗎
在石灰岩中古代溶洞非常發育,由於地下水的不斷溶蝕、洞穴越來越大。在地版質構造力和上部覆蓋岩層權的重力長期作用下,有些溶洞發生坍塌,這時覆蓋在上部的煤系地層也隨之陷落,於是煤層遭受破壞。由於這種塌陷呈圓形或不甚規則的橢圓形柱狀體,因此叫陷落柱,因此這個也叫做地質構造,只是該構造的尺度跟區域地質構造相比尺度較小。
2. 煤礦陷落柱地震識別與描述
煤礦陷落柱是指煤田地區下伏石灰岩中岩溶發育,在重力作用下,上覆岩層(包括煤系地層)向下塌陷所形成的錐狀或柱狀堆積物。煤礦陷落柱主要分布於我國北方石炭-二疊系煤田區。據10年前文獻統計,在山西、河北、山東、陝西、河北、河南、江蘇等省近20個煤田中,已有45個煤礦發現,總數超過2876個,其中華東較少,山西、河北較多,尤以汾河兩岸礦區較多;西山礦區已發現陷落柱1300個,其密度可達70個/km2,霍縣礦區達34個/km2;陽泉礦區開采面積99km2,已見陷落柱450多個,集中分布在開采區的北部、南部,且大多數分布在不足4km2范圍內。陷落柱的賦、導水性因地而異,一直嚴重威脅作我國北方一些煤礦的高產高效安全生產及綜合機械化採煤機組的正常運行。長期以來,采前探測陷落柱的方法,主要是高精度重磁法、無線電坑道透視法、瞬變電磁法及二維地震法。近幾年來,高分辨三維地震的廣泛應用,為探測陷落柱發揮了越來越重要的作用。圖4-31是幾種典型的煤礦陷落柱示意圖,包括錐體形、筒狀形、斜塔性、不規則狀等。
圖4-32 陷落柱在地震時間剖面上的反映特徵
3. 隱伏陷落柱探測
地下地層由地下水的溶蝕作用形成空洞,而上覆岩層陷落進入空洞,稱為陷落柱。在煤系地層中,常由於煤層坍塌,形成煤層中的陷落空洞;後來被上方岩層崩落充填,形成陷落柱。其規模有大有小,小者直徑數米,大者百米。這些地區由於孔隙發育、連通性好,常成為地下水的有利通道或儲存地區。當煤礦開采至此,可能形成煤礦涌水、造成災害。
探查和圈定陷落柱范圍,對煤礦安全生產非常重要。
圖8-4-1 柏井2號采空區氡濃度(Bq·L-1)等值圖
(據韓許恆等,1996)
結構鬆散的陷落柱,又被地下水充填,是氡累積和暢通的場所。用測氡方法圈定陷落柱可以得到好的效果。
山西東山煤礦、陽泉煤礦、石圪節煤礦遇到的陷落柱都是岩溶陷落柱。溶洞塌陷造成的上部地層垮落。這些垮落物質顆粒大小不等,鬆散、多裂隙;陷落柱大多為上小下大的形狀,充水、有氡氣積累。
從陷落柱現存狀態來分,可分為開放型和封閉型。所謂開放型,即「天空」在地表可見;封閉型是上有浮土覆蓋,地面看不見。
現場採用α杯測氡方法,使用儀器為FD-140型。
圖8-4-2 郭二庄煤礦采區210Po異常剖面
(據劉正林,1994)
開放型陷落柱測量結果如太原東山煤礦的測量結果,圖8-4-3所示。在陷落柱上方明顯呈多峰狀,可能由於陷落柱內充填物不均勻,裂隙分布和大小也不一樣,構成了氡的通道不均勻造成的。
封閉型陷落柱例子是陽泉五礦上進行探測的。陷落柱上面被黃土覆蓋,而且基岩面沒有破壞。α杯測量結果,如圖8-4-4所示。異常與陷落柱位置非常一致,峰頂在陷落柱中央。
圖8-4-3 東山煤礦開放型陷落α杯測量結果
(據唐岱茂等,1999)
圖8-4-4 陽泉五礦陷落柱α杯測量結果
(據唐岱茂等,1999)
4. 掘進綜采工作面過斷層陷落柱等地質構造時應遵守哪些規定
掘進綜釆經過斷層時,需要加強支撐防護措施,准備好排水方案。防止塌方和涌水事故發生。
5. 岩溶陷落柱形成的地質條件
陷落柱的形成需要有一定的內部和外部環境地質條件,其基本條件為具有岩溶發育的地質條件,主要包括:
(1)煤系或其下覆地層含有可溶性地層或礦層,如石灰岩、白雲岩或石膏岩層等。由於這些礦層或岩層極易被地下水溶蝕形成溶孔、溶隙或溶洞,並隨著地下水的不斷活動溶蝕空間不斷擴大。
(2)在含煤區域內有良好的地下水通道,如斷層或裂隙,尤其是透水性好的張性或張扭性斷裂。它們溝通地面水系、地下富水層段與可溶性岩礦層之間的水力聯系。而這往往是陷落柱沿著岩溶化斷裂帶、褶皺軸部,特別是斷裂交匯處呈相對密集分布的原因。
(3)地下水交替循環快,排泄流暢,具有良好的地下水動力條件。岩溶發育最有利的地段是地下潛水面以下、侵蝕基準面以上的飽水帶。在侵蝕基準面以下,地下水流動緩慢,排泄困難,岩溶不發育。因此陷落柱集中分布在地下水強涇流帶內。
(4)地下水源豐富,具有溶蝕性較強的酸根和較大的侵蝕掏空能力。然而,也有少數陷落柱的塌陷空間不是由於地下水的溶蝕作用造成的,而是由於地下水的機械作用把流砂透鏡體、斷層泥堆積體等鬆散岩體沖刷帶走而形成的。
關於岩溶陷落柱的形成時期,根據陷落柱內下陷物一般為石炭二疊紀地層,有的柱頂已穿過太原組進入山西組底部,個別進入石盒子組和石千峰組,甚至塌陷到第三系礫岩。由此可判斷,陷落柱發育時期始於晚古生代二疊紀末,主要形成於中生代燕山運動期間,結束於新生代第三紀。印支—燕山運動使華北地塊上升,形成太行山隆起褶皺帶,隆起部位煤系及其蓋層被剝蝕,奧陶系灰岩出露接受大氣降雨補給,下陷向斜部位保留了煤系地層。煤系地層基底奧陶系灰岩中形成地下水徑流區,古岩溶復活溶洞規模不斷擴大,為岩層下陷提供了空間,經過漫長的地質時代塌陷演化形成。
此外,第四紀以來有些陷落柱有重新復活或有活動跡象。如山西汾西礦區、河北開灤礦區、河南安陽銅冶礦等。這可能與地震活動有關。在地震力作用下,陷落柱復活,柱體下陷松動,致使導水性增加,高壓的奧灰水通過柱體滲入煤系地層和礦井,使水量突然增加。
6. 作為礦井地質人員若出現岩溶陷落柱應該怎麼辦
1、首先判定構造是否有水、是否導水?
2、其次可以採用物探或鑽探的方法,查明版其長軸、短軸權及其范圍。
3、如果不導水且影響范圍較小,可以採用巷道直接過的方式進行處理,但需要加強頂板支護和管理。
4、如果發現有滲水或導水現象,應及時在其外部構築擋水牆,然後再採取防治措施進行處理。
5、如果在回採工作面掘進過程中,可以採取縮短切眼,順槽拐彎等方式避開陷落柱。
6、最重要的是要保證採掘工作面人員安全。
7. 陷落柱是怎麼形成的
地質方面的解釋:
岩溶陷落柱在我國華北石炭二疊紀煤系地層中廣為分布,如版山西西山礦務權局五個井田就揭露陷落柱達個。由於陷落柱貫穿於岩溶發育的奧灰和煤系地層之間,即使陷落柱在天然條件下是不導水的,但由於開采活動對其導水性能的改造,陷落柱往往成為奧灰與煤系地層之間聯系的通道,井巷或採煤工作面一旦接近或揭露陷落柱時,則可能產生突水,水量一般較大。如開灤范各庄礦,年月,1工作面因陷落柱導水而造成突水,高峰期平均水量達萬0,使范各庄、呂家坨兩礦被淹,相鄰的幾個礦也被迫停產或半停產,損失巨大。
簡單的說:
陷落柱是煤田開采中常見的一種地質體 ,陷落柱是不容忽視的重要地質災害。
8. 周邊岩層被頂起,內部岩層類似陷落柱是什麼構造
在石灰岩中古代溶洞非常發育,由於地下水的不斷溶蝕、洞穴越來越大。在地質構版造力和上部覆蓋權岩層的重力長期作用下,有些溶洞發生坍塌,這時覆蓋在上部的煤系地層也隨之陷落,於是煤層遭受破壞。由於這種塌陷呈圓形或不甚規則的橢圓形柱狀體,因此叫陷落柱,因此這個也叫做地質構造,只是該構造的尺度跟區域地質構造相比尺度較小。
9. 陷落柱探測鑽孔安全技術措施(急!急!急!)
岩溶陷落柱是影響礦山安全生產的重要地質災害之一,在採掘筆者提出的工程設計內之前,預先探測陷落柱的空間位置容和形態,可避免經濟損失並保證煤礦高效安全生產。為此,論述了一種在地面綜合探測陷落柱的技術,即在地理信息系統(Geographic Inform ation System , 簡稱GIS)支持下,對遙感圖像、地質采礦資料和實地調查資料進行多因素復合分析,圈定陷落柱的可能分布區,進而實施物理勘探,確定陷落柱的具體分布參數。實踐表明,這是一種行之有效的技術方法http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZAQK199804004.htm