华北型煤田岩溶陷柱发育分布规律研究

岩溶陷落柱作为特殊地质体，在华北石炭二迭纪煤系中广泛发育和分布。本文就华北型煤田岩溶陷落柱发育分布规律进行了研究，这对华北型煤田岩溶陷落柱的预测及安全有着重要意义。     

华北型煤田岩溶陷柱发育分布规律研究

岩溶陷落柱作为特殊地质体，在华北炭二迭纪煤系中广泛发育和分布，本文就华北型煤田岩溶陷落柱发育分布规律进行了研究，这对华北型煤田岩溶陷落柱的预测及安全有着重要意义。     

华北型煤田岩溶陷落柱分布规律及其水文地质意义

本文阐述了华北型煤田内岩溶陷落柱形成的基本条件及其分布规律，依其导水性把陷落柱发为三大水文地质类型，指出多数是隔水的，但若形成较新或处于强径流带及集中排泄带及集中排泄带，可成为矿床驻水通道，勿通奥灰水进入矿坑，发生突水淹井事故，对此进行了深入探讨，并提出相应的防治方法。     

淮北煤田奥陶系灰岩岩溶类型及陷落柱成因分析

对淮北煤田奥陶系灰岩不同时期岩溶洞穴发育条件及特征进行了分析，将其分为冲蚀型，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。     

华北煤田陷落柱区域成因探讨

综合分析了华北石炭二叠地层特点、岩溶陷落柱总体特征以及煤田岩溶陷落柱区域分布规律,运用区域古构造应力场发展演化史——中生代印支、燕山期受欧亚构造域板块挤压和太平洋板块俯冲影响,认为华北地区基本处于构造压应力状态,构造活动强烈,发育诸多造山带、隆起带和深大断裂带,新生代的喜山运动时期,印度洋板块与亚欧板块碰撞,同时,太平洋板块回弹,在中国大陆东部,华北地区压应力释放,处于构造张扭应力状态,形成了大量张性NNE走向正断层,提出岩溶陷落柱分两期发展,最终形成于新生界喜山运动时期,得出古构造应力场是岩溶陷落柱成因的主要控制因素.     

鲁西煤田岩溶陷落柱的发育特征

对鲁西煤田岩溶陷落柱的发育特征作了全面的总结,对陷落柱的成因进行了比较深入的探讨,在形成条件和机理方面提供了一些新的看法。     

基于RFPA~(-2D)的岩溶陷落柱形成机理数值模拟

以潞安矿区岩溶陷落柱发育地质条件为基础,基于RFPA~(-2D)数值模拟系统,研究岩溶陷落柱的形成机理,分析不同因素影响下的岩溶发育状况,并对研究区域地下水及地质构造对岩溶陷落柱发育的影响进行模拟。模拟结果表明:含水层水头压力不变,裂隙发育越好,岩溶作用越强;裂隙发育程度相同,含水层水头压力越大,越有利于岩溶发育。依此结果为依据,分析了岩溶陷落柱的形成机理:形成岩溶陷落柱的基础是具有相对较大的可溶性岩层厚度和面积,动力条件是地下水的溶蚀,因地质构造在一定程度上对含水层的补、径、排关系起控制作用,地质构造控制着岩溶陷落柱在空间上的分布。     

潞安常村井田陷落柱分布规律与成因初探

陷落柱发育、导水和集聚瓦斯都对煤矿安全生产产生威胁.依据常村井田现勘探揭露陷落柱发育的位置和特征,从岩溶发育条件、地下水径流条件以及构造发育条件等3个方面对常村井田陷落柱成因进行了分析,指出上述3个条件是常村井田陷落柱发育的主要因素,且三者相互联系,进而得出了陷落柱发育的规律:陷落柱多发育在奥灰水富水异常区、张扭性断层应力集中部位和向斜轴部褶曲部位及其转折端.     

晋城成庄煤矿陷落柱成因与差异升降运动

晋城成庄煤矿岩溶陷落柱比较发育,其中导水性陷落柱严重威胁着煤矿安全生产.结合三维地震勘探、矿井水文地质等资料,在分析成庄煤矿地层沉积史、区域构造演化史的基础上,研究了晋城成庄煤矿岩溶陷落柱的成因,认为陷落柱的形成是由奥陶系灰岩含水层的强径流溶蚀作用、地层旋回差异升降运动引起的.对于裂隙发育的陷落柱,陷落裂隙可能沟通强含水地层、地表水或采空区积水时,矿井开采过程易引起突水事故.     

晋城成庄煤矿陷落柱成因与差异升降运动

晋城成庄煤矿岩溶陷落柱比较发育,其中导水性陷落柱严重威胁着煤矿安全生产．结合三维地震勘探、矿井水文地质等资料,在分析成庄煤矿地层沉积史、区域构造演化史的基础上,研究了晋城成庄煤矿岩溶陷落柱的成因,认为陷落柱的形成是由奥陶系灰岩含水层的强径流溶蚀作用、地层旋回差异升降运动引起的．对于裂隙发育的陷落柱,陷落裂隙可能沟通强含水地层、地表水或采空区积水时,矿井开采过程易引起寒水事故．     

峰峰矿区西北部岩溶陷落柱的成因及其发育规律探讨

本文以详实的原始资料和实地考查为基础，对峰峰矿区西北部的岩溶陷落柱的成因与发育规律作了全面的探讨，并阐述了其在煤矿生产中的水文地质意义，这对我国北方类似条件的煤矿的安全生产具有一定的指导意义。     

煤矿陷落柱探测的井下综合物探方法研究

并行网络直流电法因可在工作面任意布设电极,可快速实现三维电阻率探测,地震反射共偏移法原理为反射波勘探原理,采用多次覆盖观测系统开展井下数据采集;为了探查华北某煤矿西六采区陷落柱发育特征及其赋水性,确保回风上山掘进安全,基于这两种物探方法在皮带巷和轨道巷布设了两条测线,经过井下数据采集、室内资料处理与分析,得到了电阻率反演剖面和地震反射剖面,结合地质资料,对陷落柱的电性特征及结构进行研究。结果表明:陷落柱岩层连续性差,岩体较破碎;陷落柱底界发育深度超过底板60 m;陷落柱探查范围内及周围赋水性较弱。     

峰峰矿区西北部岩溶陷落柱的成因及其发育规律探讨

本文以详实的原始资料和实地考查为基础，对峰峰矿区西北部的岩溶陷落柱的咸因与发育规律作了全面的探讨，并阐述了其在煤矿生产中的水文地质意义，这时我国北方类似条件的煤矿的安全生产具有一定的指导意义。     

深部开采地应力异常及陷落柱最小走时层析成像研究

针对我国东部煤田深部开采中煤和瓦斯突出地应力异常及陷落柱突水预测问题，讨论了最小走时地震层析成像的基本原理和实现方法，并对地应力异常及不同的陷落柱模型进行了层析反演成像．结果表明：该方法能很好地探测异常，具有一定的理论意义和实用价值．     

晚古生代煤田水文地质特征与防治水理论及技术

世界煤矿突水量前5位都发生在中国华北,其水源为石炭-二叠系煤系底板的奥陶系石灰岩岩溶水,突水造成的直接经济损失位列中国煤矿各类事故之首.为了探讨其原因,通过调研,比较了中国与国外晚古生代大煤田煤矿开采防治水的难易程度和防治水技术方法,结论主要包括:1)中国华北、华南及俄罗斯的莫斯科近郊煤田(石炭-二叠系)在世界晚古生代煤田中矿井水文地质条件最为复杂,均受岩溶水威胁,防治水难度大;其余大煤田煤矿开采主要受煤系裂隙水影响,防治水难度相对较小;2)中国煤矿水文地质条件复杂的主要原因是板内构造变形剧烈、构造地质条件复杂,煤层顶底板近距离内即有厚度大且强岩溶化的富含水层,断层、陷落柱和暗河等导水通道多且规模大,而世界其他大煤田和含煤区则处于地盾等构造稳定区域,埋藏封闭条件好、构造简单、断层稀少,煤层顶底板没有较富含水层或很厚的隔水层;3)国外煤矿防治水方法以疏干开采为主,对条件较复杂的区块采取弃采和暂不采的方式,中国以带压、限压、疏降等多种方法并用,对各种条件下的煤层均进行了开采;4)国外重点在疏降水与排水设备及其自动化控制技术上突出,中国以带压开采理论和隔水层加固、含水层改造技术见长.     

时间剖面上分析陷落柱充水性的探讨

通过对充水型、不充水型陷落柱地质模型的研究,发现绕射波的射线穿过陷落柱内的低速体产生明显的时间延迟,并且充水型陷落柱比不充水型陷落柱的延迟绕射波延迟时间要长;由延迟时间推算出陷落柱内的充填速度,据此来分析陷落柱的充水性,用此方法可直接分析地震时间剖面上陷落柱的充水性。     

承压水渗流条件下预防陷落柱突水力学模型及应用

针对陷落柱突水对矿井安全生产的威胁,运用理论分析、相似模拟和数值模拟综合手段研究分析陷落柱的水文地质特征,充分考虑承压水对陷落柱围岩影响作用,建立了预防陷落柱突水灾害物理模型.结果表明:按照水流的形态,可将陷落柱围岩分为无水力梯度的塑性充水区和存在水力梯度的周边渗透区,且将周边渗透区作为陷落柱的重要表征参数.同时,基于比奥理论、高等渗流力学和弹塑性力学等基础理论,分析了预防陷落柱突水灾害模型的力学机制;推导出柱体周边渗透区和弹性区的应力分布函数,得到了求解陷落柱周边渗透区距离公式.根据范各庄矿现场地质条件,计算得到该矿2~#陷落柱的保护煤柱留设尺寸和围岩应力分布曲线,运用数值软件对陷落柱周边流固耦合场进行分析,结果与理论分析一致.     

基于断层影响因子与断层分维特征的断层突水危险性定量化分析

断层是诱发矿井突水事故的重要影响因素,新汶煤田受奥灰岩溶突水威胁严重,针对断层诱发突水问题,在系统总结新汶煤田矿井断层构造分布特征基础上,建立了断层对奥灰岩溶突水影响定量化分析体系。引入断层影响因子概念,对底板突水危险性进行了定量分析;采用非线性理论对煤矿地质构造发育特征进行定量化研究,揭示了矿井断层分维特征,提出了断层分维特征及其对突水影响危险性分区的原则及方法。采用断层影响因子等值线和断层分维等值线相互融合技术,得到新汶煤田协庄煤矿奥灰岩溶裂隙分布规律。根据不同单元岩溶的富水性,圈定出煤层突水危险区,对煤炭开采防治突水灾害具有指导意义。     

高密度电法在岩溶勘察中的应用

研究区内主要为灰岩出露,造成区内溶蚀现象较为普遍。多数情况下为裂隙岩溶,与断裂、节理密集带分布有关。溶隙几十厘米宽,沿断裂和节理带走向发育;在地下水汇集区和断裂交汇处,时常有较大溶洞发育。隐伏溶洞对于隧道、桥基、路基有潜在的危害,容易引发岩溶陷落、涌水等病害。断裂构造复合的部位,岩溶发育强烈,饱水,是最易发生工程事故的部位,会严重地影响到工程质量与施工进度。本文分析了高密度电法的原理与野外工作方法,通过应用实例说明高密度电法在岩溶勘察中的作用。     

三维地震技术在探测陷落柱中的应用

本文从探测陷落柱的物性前提出发，结合阳泉一矿三维地震解释陷落柱实例，着重介绍了三维地震对陷落柱的解释方法。