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第四章岩溶陷落柱陷落柱：由于下伏易溶岩层，经地下水强烈溶蚀，形成大量空洞，从而引起上覆岩层失稳，向溶蚀空间冒落，塌陷所形成的筒状柱体，简称陷落柱第一节岩溶陷落柱的特征一、地表特征1、盆状塌陷2、丘状凸起3、柱状破碎带山西西山和汾西矿区的沟谷两侧或道路两旁的天然或人工剖面上，常可见到一些柱状破碎锻，这即是陷落住的剖面形态。
4、特殊地貌形态在黄土覆盖区，基岩个的陷落柱可导致表层黄土产生圆形陷坑或弧形阶梯状裂缝。
裂缝窄的仅几厘米，宽的可掉进耕牛，在山西汾西矿区有“跌牛缝”之称。
此外，陷落柱还可引起黄土滑坡。
二、陷落柱井下特征1、陷落柱的形态特征它是指陷落住柱的三度空间形状。
现从它的平面和刻而形态、高度和中心轴等方面揭示整个陷落柱的形态特征。
(1)陷落柱的平面形态它是指陷落柱与地面、水平切面或煤层面的交线形态。
一般呈椭圆形，也可呈圆形、鞋底形或长条形等。
根据山西阳泉三矿已揭露的133个陷落柱的平面形态统计资料，椭圆形的92个，占69％；圆形的13个，占10％；其它形状的28个，占31％。
为了描述陷落柱的平面形态，应标出长轴和短轴，计算出长短轴的比值。
一个矿区，陷落住长轴往往具有一定的方向性。
(2)陷落柱的剖面形态它是指沿陷落柱中心轴切剖面的陷落拄形态。
如果陷落柱穿过极易塌陷的含水松软岩层(如第四纪冲积层或裂隙发育的泥质岩层)，则剖面形态多至上大下小的漏斗状；如果穿过不易塌陷的、岩性均一的坚硬岩层(如砂岩、砂砾岩、砾岩和石灰岩层)，则剖面形态多至上小下大的锥形，锥面与水乎面的交角为60- 80°；如果穿过岩性不均一的岩层，则剖面形态很不规则，但总体仍里，锥形柱状。
( 3)陷落柱的高度它是指从溶洞底到塌陷顶的垂宜距离。
它与溶洞的大小，地下水的排泄条件，岩层的物理力学性质，以及裂隙的发育程度有密切关系．一般高度由几十米到l 00-200m，但也有高达几百米的巨型陷落和仅数米的小型坍塌。
(4)陷落柱的中心轴它是指陷落柱各平面形态的中心点的联线。
煤矿开采工作面内陷落柱综合物探发布时间：2021-06-25T03:50:16.290Z 来源：《科技新时代》2021年3期作者：阮宝军[导读] 在我国煤田发育的过程中，陷落柱本身属于一种以垂直向为主的地质构造。
伊犁州发展和改革委员会 835000摘要：煤层工作面内部陷落柱和煤层之间还存在着电阻率、波速率和密度三类指标，每种指标之间还存在着差异，能够采用无线电波透视法和CT震波法来全面探索煤层内部的陷落便捷。
可以看出，陷落柱内部岩石的发育有着很大的关系。
“xxx矿13228”工作面陷落柱的探测表明：在陷落柱的内部范围内本身就具有较高的电磁波吸收的系数特征和纵波特征，又因为整体工作面底板陷落柱向下范围内部的电阻率本身就低。
在实际操作的过程中，由于该综合物探探测结果和实际的资料基本吻合，所以能够有效地了解本煤层工作面开采和施工工作。
关键词：煤矿开采开采工作面陷落柱综合物探查在我国煤田发育的过程中，陷落柱本身属于一种以垂直向为主的地质构造。
尽管我国的大部分的矿区都会出现不导水的问题，只有少数的矿井会因此发生陷落柱坍塌的事故。
如果不及时进行处理，则会在第一时间诱发淹井事故，从而造成巨大的经济损失。
因此，先要对存在陷落柱威胁的煤矿工作面进行勘察，之后再将物探工作结合在内。
可以看出，钻探和验证工作也会产生巨大的作用。
目前，如果能够在采矿的过程中采用坑透物探的方式，就能够在第一时间寻找陷落柱存在的位置。
另外，采用震波透视和槽波透视的方式也能够有效地提升探测效率。
本文主要就煤矿开采工作面内陷落柱综合物探探查技术进行全面的分析。
1 地质概况先在xxx矿矿东二区针对先勘察地面三维地震的情况，这样才能够更好地反映出东二区和8号煤层下面存在的陷落柱。
可以看出，整个地质工作面长度为1500m，宽度为240m。
在2006年、2007年和2008年3年时间内对概念进行解释，但是所解释的内容都是一致的。
因此，在对工作面内部的回风顺槽和运输槽进行挖掘时，要采用物探的方式来减少陷落柱所带来的影响。
煤矿井下陷落柱的判断和处理陷落柱对井下安全生产构成一定的威胁，因此，煤矿井下对陷落柱的判断和处理至关重要。
本文阐述了井下陷落柱的观测、判断和处理方法，以期为煤矿井下安全生产提供一定的借鉴。
标签：陷落柱；观测；判断；处理当煤层底板存在可溶岩时，如碳酸盐岩，在地下水的不断溶蚀下，可溶岩逐渐塌落，导致其上覆岩层随之冒落而形成柱状的塌陷体，这种柱状塌陷体称为喀斯特陷落柱，简称陷落柱。
陷落柱穿过煤层成为无煤区，减少了煤炭储量。
如果煤矿井下主要开拓巷道穿过陷落柱，将会加大巷道支护和顶板控制的难度，增加掘进和维护费用。
陷落柱发育的地区难以布置出综采工作面；如果工作面内包藏多个陷落柱，采煤机组和液压自移掩护支架无法使用。
在水文地质条件复杂的矿井，陷落柱可能导致涌水量增大，对安全生产构成威胁。
因此，煤矿井下对陷落柱的判断和处理至关重要。
1 陷落柱的观测陷落柱的判断和处理的基础是准确的观测。
对于陷落柱的观测，除了要描述陷落柱的形状、大小和陷落角外，还要详细记录陷落柱填充物的岩性及其所属层位、填充物的密实程度和透水性，对于陷落柱附近煤层的厚度、倾向、倾角和走向也要有所记录。
具体观测内容如下：1.1 陷落柱的形状、大小陷落柱在立面投影图上一般呈现为上小、下大的圆锥形，也有部分陷落柱呈现出上下同样粗的柱状或者上大、下小的漏斗状。
其形状和大小是观测的基础内容。
1.2 陷落柱的柱体物质由陷落柱的成因可知，陷落柱内的填充物都是其上覆岩层冒落形成的，无论从哪一层位观察，岩块都来自其上方的各岩、煤层。
对于柱内填充物，要详细记录其岩性、密实程度和透水性等。
1.3 陷落柱与围岩的接触面可溶岩上覆岩层冒落时，通常为逐步塌陷，所以陷落柱与周围岩层的接触面一般为不规则的锯齿状，这也是由其成因所导致的。
接触面一般呈60°～80°倾角。
当遇到坚硬岩层时，接触面向外突出，当遇到松软岩层则相反。
2 陷落柱的判断（1）煤、岩层产状发生变化。
一、陷落柱的形成在我国华北石炭二叠纪煤系的基底，存在有溶洞非常发育的奥陶纪石灰岩，由于地下水的长期溶蚀，这些溶洞就愈来愈大，在地质构造力和上覆岩层重力的长期作用，有些溶洞发生塌陷，覆盖在上面的煤系地层也随之陷落，由于这种塌陷的剖面形态为柱状，所以叫陷落柱(图3-2-1)。
二、陷落柱的特征(一)地表特征当陷落规模较大时，可穿过煤系地层一直通到地表，呈现出特殊的地貌景观，在基岩裸露地区更为明显。
在陷落柱出露处岩层产状杂乱，毫无层次，登高望去，呈一环形盆地。
盆地边缘岩层产状正常，盆地中乱石林立，充填着不同地层的岩石碎块。
另外，周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲，岩层多向陷落区内倾斜。
在黄土覆盖地区，由于雨水下渗作用而使地表形成陷坑。
随着雨量的增加和渗透量增大，地表陷坑愈陷愈深，甚至形成小盆地。
当黄土层较厚时，一般在地表很难看到陷落柱的存在。
(二)井下特征1、形态陷落柱总的形态是一个上小下大的圆锥体。
它们在水平切面上多呈圆形或椭圆形，直径大小不一，最大的直径可达几百米(峰峰二矿)，262m(太原西山自家庄矿)，320m(阳泉济生井田)。
最小直径仅几米。
2. 高度陷落柱的高度是有限的，因为溶洞塌陷后，上覆地层岩石碎块的体积比原来的体积增大，所以塌陷到一定高度后，整个柱体空间都被填满，这时塌陷作用便告停止，再往上的岩层(或煤层)即可免受破坏。
3．陷落柱内组成物的特征陷落柱主要由塌陷的岩石碎块组成。
这些岩石碎块，棱角显著、形状不一。
排列紊乱，大小混杂。
大的岩块直径可达数米，小的仅几厘米。
岩块与岩块之间，充满着岩粉，煤粉和各色粘土，胶结差，多未成岩。
柱内有的干燥无水，有的有淋水现象。
据统计，瓦斯的涌出量一般比正常区高2—3倍。
4．与围岩的接触关系陷落柱与围岩的接触关系多呈不规则锯齿状，界限明显。
在接触处，围岩的产状基本正常，接触带附近的煤层及顶板一般无牵引现象。
在井下煤巷掘进中遇到陷落柱后，穿过柱体仍可见到原煤层。
(二)断层：井田内断层发育11条，均为正断层，且主要分布在北部、西部和西南部。
1、F1断层：位于井田西部，地面可见其行迹,原同亿煤矿井下巷道已揭露证实,为正断层,走向北东东，倾向南东，倾角70°，落差10-35m，井田内延伸约1000m。
2、F2断层：位于井田西部，地面可见, 原同亿煤矿井下回风大巷、运输大巷已揭露证实, 为正断层,走向北北东，倾向北西，倾角70°，落差27m,井田内延伸约700m。
3、F3断层：位于井田西部，原同亿煤矿井下巷道已揭露发现,为正断层,走向北北东，倾向南东，倾角70°，落差5m，井田内延伸约400m。
4、F4断层：位于井田西部，原同亿煤矿井下巷道已揭露发现,为正断层,走向北北东，倾向北西，倾角70°，落差4.5m，井田内延伸约500m。
5、F21断层：位于井田西北部边缘，走向北东，倾向南东，倾角70°，落差10m。
该断层井田内走向延伸长度450m左右，断层性质为正断层。
6、F22断层(碾底断层)：位于井田西北部边界附近，走向北东，倾向北西，倾角75°，落差20m。
井田内走向延伸长度2380m左右，为一正断层。
清交详查报告中所述609号孔钻孔深度355.60m处，揭露该断层断失层位在山西组中。
7、F23断层：位于井田北部，走向北东，倾向南东，倾角75°，最大落差10m，井田内走向延伸长度约800m，断层性质为正断层。
8、F26断层：位于井田西南部，为一正断层，走向北东，倾向南东，倾角73°，最大落差14m，井田外达23m,井田内走向延伸长度1150m。
9、F27断层：位于井田西南部，新民村北部。
走向北东，倾向北西，倾角82°，井田内最大落差10m ,井田内走向长度约1050m左右，断层性质为正断层。
10、F28断层：位于井田西南部，为一正断层，走向北东，倾向南东，倾角75°，最大落差6m，内走向延伸长度460m。
浅析阳煤五矿陷落柱的成因及分布规律摘要本文根据阳煤五矿勘探资料、钻孔资料和实际生产过程中实测资料等，对矿井井田揭露的陷落柱的数量、发育特征和形态特征进行统计描了述，从有可溶性岩层、有地下水强烈运动和有地下水流通道三个方面对矿井陷落柱的成因进行了分析，阐述了矿井陷落柱的分布与构造的复杂程度有密切关系、陷落柱分布与构造线方向基本一致、陷落柱密集成群分布、陷落柱网络带状分布和陷落柱似等距性分布五个分布规律，对矿井提高经济效益和安全生产具有重要的指导意义。
关键词五矿岩溶陷落柱成因分布规律Analysis on the cause and distribution of the collapse column of Yangquan Coal MineZhang Xin1Yangcoal group five mine Shanxi Yangquan 045000According to Yang coal mine exploration data, borehole data and the measured data in the actual production process, the collapse of mine reveal the characteristics and morphological features of the column number, traced the development of statistics, from the soluble rock, groundwater and strong motion causes three aspects of underground water channel of mine collapse column the analysis describes the complexity of mine collapse distribution and structural columns are closely related, the collapse column distribution and tectonic line direction, densely clumped distribution, column column network and zonal distribution of subsided column equidistant distribution of five distribution collapse collapse, has important guiding significance to improve the economic benefit of mine safety and production.Key word distribution law of karst collapse column in five mines引言岩溶陷落柱是我国华北地区广泛发育的一种极富区域特色的地质现象，阳煤五矿井田所在的阳泉矿区也发育有大量陷落柱。
地震勘探中对不同陷落柱的认识摘要：在地震勘探中经常遇到各种各样的陷落柱，在资料解释过程中有时会漏解释或者解释错误，本文总结了陷落柱在地震勘探数据体上的不同反映，提出在解释工作中对陷落柱的认识规律，从而对地震勘探解释提供了依据。
关键词：地震勘探；陷落柱；问题；认识。
0引言陷落柱是在煤层开采过程中遇到的最大安全威胁之一，由于陷落柱是岩溶形成的，因此陷落柱往往和水的关系密切，而水是煤矿生产的一大危害。
地震勘探中解释陷落柱也就成为很重要的一项地质任务。
在三维地震勘探过程中我们经常遇到陷落柱，但是地震勘探解释的过程中经常会出现漏解释或者解释错误的现象，本文从实际生产中的实例来分析不同的陷落柱在地震数据体上的不同反映，从而对陷落柱的解释起到指导作用。
1、陷落柱的形成及特征陷落柱主要是由于煤层下伏的灰岩中的岩溶发育，随着岩溶发育的程度不断加强最终形成溶洞，上方的岩层受重力影响而垮塌填充到溶洞中而形成。
陷落柱在华北、华东和西北等地的煤矿中普遍存在，煤矿开采过程中也经常遇到陷落柱，有的陷落柱给煤矿开采生产造成了很大困难，有的直接造成了淹井的灾害性事故。
陷落柱在井下揭露来看其内部岩性及其杂乱，有的能够有层状结构但是倾角与围岩也有较大差距。
依据陷落柱的形态分可以分为：圆锥状、桶状、斜歪状、不规则状陷落柱（见图1、图2），在平面上大部分陷落柱呈现椭圆状或不规则状形态。
图1不同形状的陷落柱示意图图2 地震勘探实见的不同形态陷落柱2、陷落柱在时间剖面上的特征由于陷落柱内往往有一些杂乱无章的不同种类的填充物，比如泥土、角砾岩、水，地震波在这些填充物中的传播速度比在正常围岩中的传播速度有差异，往往是地震波在填充物中的传播速度要低于在正常围岩中的传播速度，这样就会在陷落柱的顶端或周围产生波阻抗，从而在地震勘探中会产生一些异于正常地层产生的地震波，因此在时间剖面上陷落柱的反映会有一些特殊的现象，总结起来有如下几种：2.1地震波同相轴缺失或紊乱由于塌陷后陷落柱内被杂乱无章的砾石或者粘土所充填，陷落柱内的煤层被破坏，从而形成杂乱的地震波。
第5期 西 山 科 技 N o.5 2000年10月 Xishan Science&T echnolo gy O ct.2000 问题探讨西山煤田西铭矿区陷落柱的地质特征及成因分析褚志忠 钟志刚(西铭矿) 摘 要 本文根据陷落柱伴生构造的特征和华北地区煤系地层下伏巨厚奥陶系灰岩,且中夹厚层硬石膏层,硬石膏遇水转变为石膏,其体积膨胀等特征,论述了陷落柱是因硬石膏遇水不断转变为石膏,体积膨胀时,破坏其上覆岩层,其后经过漫长的时间,在地下水溶蚀作用下,奥灰及石膏层被溶蚀,形成溶洞,上覆岩层因整体性被破坏,受地壳运动的影响或在重力作用下,很容易冒落下来,形成陷落柱。
其后再溶蚀,再塌陷,不断循环这一过程,直至其下可溶性岩石被全部溶蚀,并塌陷冒落严实。
关键词 陷落柱 伴生断层 石膏 成因 陷落柱的成因,一直是地质工作者所关注研究的课题,因为陷落柱的成因搞清了,关于陷落柱的许多地质疑难问题,就比较容易解释了。
如陷落柱在什么地区发育,陷落柱底部在什么层位,最初形成于什么时期等,特别是对陷落柱发育地区煤层的开采有着指导意义。
1 关于陷落成因的多种观点陷落柱的成因,理论界存在多种观点和解释,主要有膏溶、重力、真空吸蚀、循环塌陷说等。
笔者认为“膏溶塌陷说”比较有说服力。
该说法认为:岩层中的硬石膏层遇水膨胀,同时破坏其周围岩层,其后地下水对其自身和上覆地层不断溶蚀破坏,最终形成地下溶洞,受地层运动影响及重力作用下,其上破碎岩层不断冒落下来,形成陷落柱。
本文从陷落柱的伴生断层的特征入手,为该观点提供有力的证据。
2 陷落柱伴生断层特征2.1 陷落柱伴生断层的特征伴生断层均为正断层(见图1):断层面为—光滑面,形似球体表面一部分,有擦痕,可见片状断层泥;在水平剖面上,其断层走向均呈弧形,与陷落柱边缘基本平行,其曲率变化较大,整个断层图1 48312工作面陷落柱及其伴生断层平面图作者简介:钟志刚 男 1972年出生 1993年毕业于中国矿大 助理工程师 古交 030052作者简介:褚志忠 男 1965年出生 1988年毕业于山西矿院 工程师 古交 030203走向变化也较大;所有伴生断层倾向,均由陷落柱中心向外倾斜;对于一个陷落柱来说,其周围可有多条伴生断层,落差大小不一,从0m ～5m,相差较大。
第四章岩溶陷落柱陷落柱：由于下伏易溶岩层，经地下水强烈溶蚀，形成大量空洞，从而引起上覆岩层失稳，向溶蚀空间冒落，塌陷所形成的筒状柱体，简称陷落柱第一节岩溶陷落柱的特征一、地表特征1、盆状塌陷2、丘状凸起3、柱状破碎带山西西山和汾西矿区的沟谷两侧或道路两旁的天然或人工剖面上，常可见到一些柱状破碎锻，这即是陷落住的剖面形态。
4、特殊地貌形态在黄土覆盖区，基岩个的陷落柱可导致表层黄土产生圆形陷坑或弧形阶梯状裂缝。
裂缝窄的仅几厘米，宽的可掉进耕牛，在山西汾西矿区有“跌牛缝”之称。
此外，陷落柱还可引起黄土滑坡。
二、陷落柱井下特征1、陷落柱的形态特征它是指陷落住柱的三度空间形状。
现从它的平面和刻而形态、高度和中心轴等方面揭示整个陷落柱的形态特征。
(1)陷落柱的平面形态它是指陷落柱与地面、水平切面或煤层面的交线形态。
一般呈椭圆形，也可呈圆形、鞋底形或长条形等。
根据山西阳泉三矿已揭露的133个陷落柱的平面形态统计资料，椭圆形的92个，占69％；圆形的13个，占10％；其它形状的28个，占31％。
为了描述陷落柱的平面形态，应标出长轴和短轴，计算出长短轴的比值。
一个矿区，陷落住长轴往往具有一定的方向性。
是指沿陷落柱中心轴切剖面的陷落拄形态。
如果陷落柱穿过极易塌陷的含水松软岩层(如第四纪冲积层或裂隙发育的泥质岩层)，则剖面形态多至上大下小的漏斗状；如果穿过不易塌陷的、岩性均一的坚硬岩层(如砂岩、砂砾岩、砾岩和石灰岩层)，则剖面形态多至上小下大的锥形，锥面与水乎面的交角为60- 80°；如果穿过岩性不均一的岩层，则剖面形态很不规则，但总体仍里，锥形柱状。
( 3)陷落柱的高度 它是指从溶洞底到塌陷顶的垂宜距离。
它与溶洞的大小，地下水的排泄条件，岩层的物理力学性质，以及裂隙的发育程度有密切关系．一般高度由几十米到l 00-200m ，但也有高达几百米的巨型陷落和仅数米的小型坍塌。
(4)陷落柱的中心轴 它是指陷落柱各平面形态的中心点的联线。
