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地质中发现陷落柱怎么办

发布时间: 2021-02-03 09:12:29

1. 陷落柱是地质构造吗

在石灰岩中古代溶洞非常发育,由于地下水的不断溶蚀、洞穴越来越大。在地版质构造力和上部覆盖岩层权的重力长期作用下,有些溶洞发生坍塌,这时覆盖在上部的煤系地层也随之陷落,于是煤层遭受破坏。由于这种塌陷呈圆形或不甚规则的椭圆形柱状体,因此叫陷落柱,因此这个也叫做地质构造,只是该构造的尺度跟区域地质构造相比尺度较小。

2. 煤矿陷落柱地震识别与描述

煤矿陷落柱是指煤田地区下伏石灰岩中岩溶发育,在重力作用下,上覆岩层(包括煤系地层)向下塌陷所形成的锥状或柱状堆积物。煤矿陷落柱主要分布于我国北方石炭-二叠系煤田区。据10年前文献统计,在山西、河北、山东、陕西、河北、河南、江苏等省近20个煤田中,已有45个煤矿发现,总数超过2876个,其中华东较少,山西、河北较多,尤以汾河两岸矿区较多;西山矿区已发现陷落柱1300个,其密度可达70个/km2,霍县矿区达34个/km2;阳泉矿区开采面积99km2,已见陷落柱450多个,集中分布在开采区的北部、南部,且大多数分布在不足4km2范围内。陷落柱的赋、导水性因地而异,一直严重威胁作我国北方一些煤矿的高产高效安全生产及综合机械化采煤机组的正常运行。长期以来,采前探测陷落柱的方法,主要是高精度重磁法、无线电坑道透视法、瞬变电磁法及二维地震法。近几年来,高分辨三维地震的广泛应用,为探测陷落柱发挥了越来越重要的作用。图4-31是几种典型的煤矿陷落柱示意图,包括锥体形、筒状形、斜塔性、不规则状等。

图4-32 陷落柱在地震时间剖面上的反映特征

3. 隐伏陷落柱探测

地下地层由地下水的溶蚀作用形成空洞,而上覆岩层陷落进入空洞,称为陷落柱。在煤系地层中,常由于煤层坍塌,形成煤层中的陷落空洞;后来被上方岩层崩落充填,形成陷落柱。其规模有大有小,小者直径数米,大者百米。这些地区由于孔隙发育、连通性好,常成为地下水的有利通道或储存地区。当煤矿开采至此,可能形成煤矿涌水、造成灾害。

探查和圈定陷落柱范围,对煤矿安全生产非常重要。

图8-4-1 柏井2号采空区氡浓度(Bq·L-1)等值图

(据韩许恒等,1996)

结构松散的陷落柱,又被地下水充填,是氡累积和畅通的场所。用测氡方法圈定陷落柱可以得到好的效果。

山西东山煤矿、阳泉煤矿、石圪节煤矿遇到的陷落柱都是岩溶陷落柱。溶洞塌陷造成的上部地层垮落。这些垮落物质颗粒大小不等,松散、多裂隙;陷落柱大多为上小下大的形状,充水、有氡气积累。

从陷落柱现存状态来分,可分为开放型和封闭型。所谓开放型,即“天空”在地表可见;封闭型是上有浮土覆盖,地面看不见。

现场采用α杯测氡方法,使用仪器为FD-140型。

图8-4-2 郭二庄煤矿采区210Po异常剖面

(据刘正林,1994)

开放型陷落柱测量结果如太原东山煤矿的测量结果,图8-4-3所示。在陷落柱上方明显呈多峰状,可能由于陷落柱内充填物不均匀,裂隙分布和大小也不一样,构成了氡的通道不均匀造成的。

封闭型陷落柱例子是阳泉五矿上进行探测的。陷落柱上面被黄土覆盖,而且基岩面没有破坏。α杯测量结果,如图8-4-4所示。异常与陷落柱位置非常一致,峰顶在陷落柱中央。

图8-4-3 东山煤矿开放型陷落α杯测量结果

(据唐岱茂等,1999)

图8-4-4 阳泉五矿陷落柱α杯测量结果

(据唐岱茂等,1999)

4. 掘进综采工作面过断层陷落柱等地质构造时应遵守哪些规定

掘进综釆经过断层时,需要加强支撑防护措施,准备好排水方案。防止塌方和涌水事故发生。

5.  岩溶陷落柱形成的地质条件

陷落柱的形成需要有一定的内部和外部环境地质条件,其基本条件为具有岩溶发育的地质条件,主要包括:

(1)煤系或其下覆地层含有可溶性地层或矿层,如石灰岩、白云岩或石膏岩层等。由于这些矿层或岩层极易被地下水溶蚀形成溶孔、溶隙或溶洞,并随着地下水的不断活动溶蚀空间不断扩大。

(2)在含煤区域内有良好的地下水通道,如断层或裂隙,尤其是透水性好的张性或张扭性断裂。它们沟通地面水系、地下富水层段与可溶性岩矿层之间的水力联系。而这往往是陷落柱沿着岩溶化断裂带、褶皱轴部,特别是断裂交汇处呈相对密集分布的原因。

(3)地下水交替循环快,排泄流畅,具有良好的地下水动力条件。岩溶发育最有利的地段是地下潜水面以下、侵蚀基准面以上的饱水带。在侵蚀基准面以下,地下水流动缓慢,排泄困难,岩溶不发育。因此陷落柱集中分布在地下水强泾流带内。

(4)地下水源丰富,具有溶蚀性较强的酸根和较大的侵蚀掏空能力。然而,也有少数陷落柱的塌陷空间不是由于地下水的溶蚀作用造成的,而是由于地下水的机械作用把流砂透镜体、断层泥堆积体等松散岩体冲刷带走而形成的。

关于岩溶陷落柱的形成时期,根据陷落柱内下陷物一般为石炭二叠纪地层,有的柱顶已穿过太原组进入山西组底部,个别进入石盒子组和石千峰组,甚至塌陷到第三系砾岩。由此可判断,陷落柱发育时期始于晚古生代二叠纪末,主要形成于中生代燕山运动期间,结束于新生代第三纪。印支—燕山运动使华北地块上升,形成太行山隆起褶皱带,隆起部位煤系及其盖层被剥蚀,奥陶系灰岩出露接受大气降雨补给,下陷向斜部位保留了煤系地层。煤系地层基底奥陶系灰岩中形成地下水径流区,古岩溶复活溶洞规模不断扩大,为岩层下陷提供了空间,经过漫长的地质时代塌陷演化形成。

此外,第四纪以来有些陷落柱有重新复活或有活动迹象。如山西汾西矿区、河北开滦矿区、河南安阳铜冶矿等。这可能与地震活动有关。在地震力作用下,陷落柱复活,柱体下陷松动,致使导水性增加,高压的奥灰水通过柱体渗入煤系地层和矿井,使水量突然增加。

6. 作为矿井地质人员若出现岩溶陷落柱应该怎么办

1、首先判定构造是否有水、是否导水?
2、其次可以采用物探或钻探的方法,查明版其长轴、短轴权及其范围。
3、如果不导水且影响范围较小,可以采用巷道直接过的方式进行处理,但需要加强顶板支护和管理。
4、如果发现有渗水或导水现象,应及时在其外部构筑挡水墙,然后再采取防治措施进行处理。
5、如果在回采工作面掘进过程中,可以采取缩短切眼,顺槽拐弯等方式避开陷落柱。
6、最重要的是要保证采掘工作面人员安全。

7. 陷落柱是怎么形成的

地质方面的解释:
岩溶陷落柱在我国华北石炭二叠纪煤系地层中广为分布,如版山西西山矿务权局五个井田就揭露陷落柱达个。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是不导水的,但由于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,则可能产生突水,水量一般较大。如开滦范各庄矿,年月,1工作面因陷落柱导水而造成突水,高峰期平均水量达万0,使范各庄、吕家坨两矿被淹,相邻的几个矿也被迫停产或半停产,损失巨大。

简单的说:
陷落柱是煤田开采中常见的一种地质体 ,陷落柱是不容忽视的重要地质灾害

8. 周边岩层被顶起,内部岩层类似陷落柱是什么构造

在石灰岩中古代溶洞非常发育,由于地下水的不断溶蚀、洞穴越来越大。在地质构版造力和上部覆盖权岩层的重力长期作用下,有些溶洞发生坍塌,这时覆盖在上部的煤系地层也随之陷落,于是煤层遭受破坏。由于这种塌陷呈圆形或不甚规则的椭圆形柱状体,因此叫陷落柱,因此这个也叫做地质构造,只是该构造的尺度跟区域地质构造相比尺度较小。

9. 陷落柱探测钻孔安全技术措施(急!急!急!)

岩溶陷落柱是影响矿山安全生产的重要地质灾害之一,在采掘笔者提出的工程设计内之前,预先探测陷落柱的空间位置容和形态,可避免经济损失并保证煤矿高效安全生产。为此,论述了一种在地面综合探测陷落柱的技术,即在地理信息系统(Geographic Inform ation System , 简称GIS)支持下,对遥感图像、地质采矿资料和实地调查资料进行多因素复合分析,圈定陷落柱的可能分布区,进而实施物理勘探,确定陷落柱的具体分布参数。实践表明,这是一种行之有效的技术方法http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZAQK199804004.htm

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