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河北煤田陷落柱突水的分析与防治【摘要】岩溶陷落柱的存在容易引起矿井突水，对煤矿正常回采威胁巨大。
本文主要探讨河北地区陷落柱突水的防治技术，对岩溶陷落柱的形成机理进行了分析，论述了陷落柱围岩特征和陷落柱周边小构造以及陷落柱突水的防治措施。
【关键词】煤田；岩溶；陷落柱；水量；防治河北地区地下埋藏着丰富的煤炭资源，也是我国最早采用现代技术进行煤炭开采的地区，这些形成于石炭二叠系的化石能源给河北省的经济发展带来了强有力的支持。
但是由于华北地区志留系地层缺失，致使正常构造地段巨厚奥陶系灰岩赋存于主采煤层之下，主采煤层与厚层灰岩含水层之间常有不同厚度的煤系地层和灰岩顶界面隔开，然而煤炭开采过程中一旦遇到破坏了煤层与灰岩强含水层之间隔水层的岩溶陷落柱将会导通奥灰强含水层而造成严重的突水。
奥灰岩溶陷落柱突水往往存在水压高、水量大、爆发迅速、破坏性大等特点，因此一旦突水将造成很大的危害，往往酿成矿淹人亡的严重后果。
例如1984年开滦范各庄矿发生的9号奥灰陷落柱突水不但淹没了范矿，相邻的吕矿、林西矿也受到威胁而被迫停产。
近年来随着我省煤炭资源的大量开采，浅部煤炭资源逐渐枯竭，各矿逐渐向深部进行资源挖潜，随着井巷深度的增加，奥灰水压也随之变大，这样就更增加了奥灰陷落柱突水的可能性和危害性。
因此，研究陷落柱的成因、特点和预防措施变得迫在眉睫。
1 陷落柱的成因陷落柱是岩溶现象发展到一定程度的产物。
岩溶指可溶性岩石，特别是碳酸盐类岩石（如石灰岩、石膏等），受含有二氧化碳的流水溶蚀而出现溶洞的现象。
部分溶洞在地质构造力和上覆岩石的重力作用下发生坍塌，覆盖在上部的煤系地层也随之陷落，由于这种塌陷呈圆形或不规则的椭圆形柱状体，故称作陷落柱。
2 陷落柱特征（1）陷落柱形状一般为上小下大的圆形或椭圆形的柱状体，外围岩层产状连续正常，内部被上部地层跨落的岩煤无层序的填充。
例如开滦范各庄矿揭露的9号、10号陷落柱。
（2）由于陷落柱的形成需要活跃的地下水因素和地质条件的连续性，陷落柱的出现往往成裙带状分布，在一定区域内分布比较密集。
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。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术导水陷落柱突水淹井是一种常见的地质灾害，给地下工程和采矿作业带来了极大的困扰。
为了有效地预防和治理这一问题，科研人员提出了导水陷落柱突水淹井综合治理技术。
本文将介绍该技术的原理、方法和应用。
一、导水陷落柱突水淹井的原因导水陷落柱突水淹井是由于地下水和地下岩层的力学性质发生变化而引起的。
当地下水位上升、地下水压力增大时，地下岩层的强度可能会下降，导致岩层破裂和塌陷。
同时，地下水与岩石中的裂隙相互作用，可能导致突水现象的发生。
这种突水现象可能会给地下工程和采矿作业带来严重的威胁。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术（二）导水陷落柱突水淹井综合治理技术的原理是通过改变地下水位和地下岩层的力学性质，防止和减少导水陷落柱的形成和发展，从而减少突水现象的发生。
具体来说，该技术包括以下几个方面：1. 地下水位调控：通过控制地下水位的上升或下降，可以减少地下水与地下岩层相互作用的可能性，从而降低导水陷落柱形成的可能性。
常用的调控方法包括井水抽取和补给、地下排水等。
2. 岩层加固：通过加固地下岩层的强度，可以防止岩层破裂和塌陷，减少导水陷落柱形成的可能性。
常用的加固方法包括注浆、支护和加固等。
3. 对突水井的治理：对突水井进行封堵和防护，可以防止地下水突然涌入井下，造成严重的淹井事故。
常用的治理方法包括井筒加固、封堵井口等。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术（三）导水陷落柱突水淹井综合治理技术已经在地下工程和采矿行业得到了广泛的应用。
具体来说，该技术可以在以下几个方面发挥作用：1. 地铁和隧道工程：地铁和隧道工程常常面临地下水突水的问题。
通过采用导水陷落柱突水淹井综合治理技术，可以显著降低地下水突水的风险，确保工程的正常进行。
2. 煤矿开采：煤矿开采中常常会出现突水事故。
通过采用导水陷落柱突水淹井综合治理技术，可以预防和减少突水事故的发生，保证矿工安全。
3. 钻井和固井：钻井和固井过程中，地下水的突然涌出可能会导致井下的淹水事故。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术导水陷落柱突水淹井是煤矿开采中常见的地质灾害之一，它的发生会对矿井的安全生产造成极大的威胁。
针对这一问题，工程技术人员通过多年的研究和实践，提出了导水陷落柱突水淹井综合治理技术，以期有效解决这一问题。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术是指通过工程手段，对发生导水陷落柱突水淹井的区域进行综合治理，以防止和减轻突水事故的发生。
该技术主要包括以下几个方面：1. 测量预测：在治理前，需要对煤矿开采区域进行测量预测，包括地质构造的分析、矿井变形的监测等。
通过对矿井地质和变形情况的分析，可以确定导水陷落柱的位置和突水风险。
2. 导水陷落柱封堵：导水陷落柱是突水事故的主要原因，因此需要采取措施对其进行封堵。
常用的封堵方法包括注浆封堵、混凝土封堵等。
通过封堵导水陷落柱，可以减少突水事故的发生。
3. 井下排水：对突水防治区域进行井下排水是治理导水陷落柱突水淹井的重要手段。
通过井下排水，可以降低井下水位，减少突水事故的发生。
常用的井下排水方法包括抽水排水和排液排水等。
4. 加固支护：在治理导水陷落柱突水淹井时，还需要对井下巷道和矿柱进行加固支护。
加固支护可以提高井下巷道和矿柱的稳定性，减少突水事故的发生。
常用的加固支护方法包括钢支撑和注浆加固等。
5. 应急处置：突水事故是煤矿安全生产中的重大事故，因此需要进行有效的应急处置。
应急处置包括组织人员撤离、扑救火灾、排水降水等。
通过及时的应急处置，可以减少突水事故对煤矿安全生产的影响。
综合治理导水陷落柱突水淹井是一项复杂而综合性的工程任务，需要多学科的技术协作和有效的组织管理。
只有通过科学的方法和现代化的技术手段，才能有效解决导水陷落柱突水淹井的问题，保障煤矿的安全生产。
总之，导水陷落柱突水淹井综合治理技术是煤矿开采中重要的技术之一，通过测量预测、导水陷落柱封堵、井下排水、加固支护和应急处置等手段，可以有效预防和治理导水陷落柱突水淹井事故的发生，保障矿井的安全生产。
导水陷落柱突水淹井综合治理技术范本引言：在煤矿开采过程中，导水陷落柱突水淹井是一个常见且严峻的问题。
水的突然涌入可能导致煤矿事故，对矿区的安全生产造成严重威胁。
因此，为了解决导水陷落柱突水淹井问题，综合治理技术的研究和应用具有重要的意义。
一、导水陷落柱的形成原因和评估方法：1.导水陷落柱的形成原因：导水陷落柱的形成通常与以下因素密切相关：（1）煤层顶板岩性：顶板岩性差、脆性强的煤层易发生导水陷落柱现象。
（2）煤岩层位：煤岩层位厚度、岩性的不均匀性和变异性增加了导水陷落柱的发生概率。
（3）开采工艺：开采方法、采场支护方式等均会影响导水陷落柱的形成。
2.导水陷落柱评估方法：（1）地震勘探技术：通过地震波在地下的传播特点，识别出潜在的导水陷落柱位置。
（2）岩石力学性质测试方法：利用岩石力学性质的测试结果，评估岩层的稳定性，进而判断导水陷落柱的发生风险。
（3）无人机遥感技术：利用无人机携带的传感器设备，获取矿区内部拍摄的高清图像和视频，结合图像处理技术和遥感技术，识别出导水陷落柱的迹象。
二、导水陷落柱突水淹井治理技术：1.导水陷落柱治理技术：（1）导水陷落柱处的支护：采用高效的支护方式，如锚杆和喷浆等，加固导水陷落柱处的岩层，增强其稳定性。
（2）引导水流：通过导流隔断工程，引导地下水流向特定的方向，避免导水陷落柱发生。
2.突水淹井治理技术：（1）堵水：采用人工堵水措施，如高效堵水材料堵洞等，迅速堵住爆破和导水陷落柱处的突水口。
（2）排水：通过设置排水井、打井和抽水设备等，迅速将水排入矿井外。
三、导水陷落柱突水淹井综合治理技术实例：以下是一个导水陷落柱突水淹井综合治理技术的实例：1.导水陷落柱的形成原因与评估：通过地震勘探技术识别出导水陷落柱的位置，并采集岩石力学性质测试数据，评估导水陷落柱的稳定性。
2.导水陷落柱治理技术：通过锚杆和喷浆等支护措施，加固导水陷落柱处的岩层，并设置导流隔断工程，引导地下水流向特定方向。
