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第8卷第2期断 块 油 气 田PAULT—BLOC K OIL&GAS FIELD2001年3月煤系地层陷落柱成因机理与分布规律研究司淑平 马建民 胡德西(中原油田分公司煤层气事业部)摘 要 煤层气勘探的效益问题,是近期国内外各界共同关心的热点,沁水盆地的陷落柱已成为影响该盆地煤层气勘探成效的重要因素之一。
为了提高勘探成效,本文对煤系地层陷落柱的分布规律、成因机理以及陷落柱对煤层含气性影响程度等方面进行了分析与研究,认为陷落柱一般呈成群集中、定向带状分布,一般是在具有活跃水动力条件的可溶性岩层地区,并伴有膏溶、重力与溶洞扩溶等作用的条件下形成的。
在认识这些规律的基础上,提出了避开陷落柱、提高勘探效益的建议。
关键词 煤层气 陷落柱特征 成因机理 分布规律 勘探 沁水盆地引言¹山西省沁水盆地具有丰富的煤层气资源,国内外许多公司、企业正着手在该盆地进行勘探,然而勘探中都遇到了同一个难题——陷落柱。
所谓“陷落柱”,煤炭系统又称“无炭柱”,是在一种特定的地质条件下形成的地质现象,系指由上覆(也可不覆)坚硬的非可溶性岩层的古老基岩塌陷而形成的地质体。
近几年煤层气钻探实践证明,在沁水盆地内的局部地区,陷落柱相当发育。
这些陷落柱使煤层的连续性受到严重破坏,影响了煤层的含气性,并已成为制约煤层气勘探成效的重要因素之一。
为此,搞清陷落柱的成因机理,分析其分布规律,对提高煤层气的勘探效益,具有十分重要的意义。
1 陷落柱的特征1.1 岩性特征陷落柱是在地下溶洞垮塌的情况下,由上覆非可溶性岩层坍塌充填形成的。
所以,陷落柱岩性特征表现为岩石成分混杂,未胶结或弱胶结,无分选,岩石碎块呈棱角状,形状不规则,排列杂乱;在陷落柱柱体的边缘部位,常有一些不同规模的整体垮塌的岩块,其倾向均指向陷落柱中心,产状较陡,与正常地层呈断层接触的假象。
但这种假象断层既不同于正断层造成的地层缺失,也不同于逆断层造成的岩性重复。
因此,在钻探过程中,可根据陷落柱的岩性特征确定陷落柱的具体部位,并判断其规模大小和空间分布情况。
山西省煤矿区陷落柱分布规律与突水预测研究彭纪超;刘海荣;孙利华;李学专;胡社荣;张福军【期刊名称】《中国煤炭地质》【年(卷),期】2010(022)007【摘要】山西省煤矿区岩溶陷落柱主要分布在汾河流域与沁水盆地两大区域,在汾河流域,自汾河上游向下,陷落柱分布密度呈现出依次增大的趋势;在沁水盆地,表现为以盆地北缘的阳泉矿区分布密度最大,其它矿区密度较小的特点.通过对山西省煤矿区陷落柱突水性的分析,总结出判断陷落柱突水的主要影响因素:一是陷落柱是否处于强径流带,二是陷落柱充填物的胶结与压实程度,三是陷落柱所在矿区的构造与水文地质条件,并以此为依据将矿区划分为突水可能性大、突水可能性中等和突水可能性小三种类型,成功实现了矿区陷落柱突水预测.预测结果表明,霍西煤田霍州矿区是导水陷落柱发育的重点矿区,潞安矿区深部开采时存在岩溶陷落柱突水的潜在可能性,其它矿区岩溶陷落柱导水事故发生的可能性较小.【总页数】5页(P26-30)【作者】彭纪超;刘海荣;孙利华;李学专;胡社荣;张福军【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京,100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京,100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京,100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京,100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京,100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】P642.25【相关文献】1.山西省阳泉矿区五矿岩溶陷落柱发育特征及分布规律探讨 [J], 段俭君2.岩溶陷落柱分布规律研究 [J], 申瑞屏;史桃桃;李永军3.西铭矿陷落柱分布规律及形成机理研究 [J], 王鹏4.煤层底板隐伏陷落柱突水预测及采前注浆加固评价 [J], 谢志钢;刘启蒙;柴辉婵;琚棋定;李竞赢;饶家健5.华北煤矿区岩溶陷落柱发育分布规律与成因探讨 [J], 吕飞飞; 吴德鑫; 王雅敬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
华北煤田陷落柱区域成因探讨
王首同;白玉;王恒;陆鹿
【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(029)004
【摘要】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.
【总页数】5页(P479-483)
【作者】王首同;白玉;王恒;陆鹿
【作者单位】中国矿业大学资源学院,江苏徐州,221000;中国矿业大学资源学院,江苏徐州,221000;中国矿业大学资源学院,江苏徐州,221000;中国矿业大学资源学院,江苏徐州,221000
【正文语种】中文
【中图分类】P624.8
【相关文献】
1.基于内部结构概化的华北型煤田岩溶陷落柱分类 [J], 牛磊;武强;李博
2.我国华北煤田岩溶陷落柱预测研究 [J], 尹尚先;徐斌;刘德民;徐慧
3.华北煤矿区陷落柱成因探讨 [J], 李国胜;杨锐
4.华北型煤田岩溶陷落柱研究70年:成因·机理·防治 [J], 尹尚先; 连会青; 刘德民; 尹慧超
5.华北煤矿区岩溶陷落柱发育分布规律与成因探讨 [J], 吕飞飞; 吴德鑫; 王雅敬因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
岩溶陷落柱分布规律研究申瑞屏;史桃桃;李永军【摘要】岩溶陷落柱是岩溶空洞上覆岩层坍塌的产物,其往往成为导水通道,沟通上下含水层之间的水力联系,造成严重的矿井水害.通过分析胡底矿岩溶陷落柱的水文地质条件,从影响岩溶陷落柱发育的角度,总结出岩溶陷落柱的分布特点,为预测隐伏岩溶陷落柱的发育位置提供帮助,为资源安全开采提供依据.【期刊名称】《有色金属（矿山部分）》【年(卷),期】2014(066)003【总页数】4页(P37-40)【关键词】陷落柱;分布规律;条带状【作者】申瑞屏;史桃桃;李永军【作者单位】山西晋煤集团沁水胡底煤业有限公司,山西晋城048200;北京华安奥特科技有限公司,北京100085;华北科技学院,河北燕郊065201【正文语种】中文【中图分类】TD163胡底矿位于沁水县胡底乡西北0.50km处，沁水坳陷南端。
井田构造线方向与区域构造一致，地层总体走向为北北东或近南北向，地层倾向北西，倾角一般小于10°。
矿井区域内主要出露二叠系上统上石盒子组及石千峰组，第四系松散堆积物分布于河谷及部分山坡上。
区内发育一些宽缓的次级褶皱，褶皱是本井田的格架构造，具体表现为蒲池背斜和石门上向斜。
三维地震解译结果显示，井田内分布X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8等8个陷落柱。
据胡底矿区域资料，本区奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层厚度达271～806m，富水性好，且岩溶陷落柱多分布在岩溶地下水集中径流、排泄带。
在陷落柱发育地段，奥灰水有可能通过隐伏导水陷落柱突入矿井。
岩溶陷落柱突水一般具有水量大、来势凶猛的特点，常冲破煤壁，溃入巷道，淹没矿井，造成灾害性的事故［1］，因此隐伏岩溶陷落柱的预测和陷落柱突水的防治对矿山安全生产具有重要意义。
本文在探讨胡底矿岩溶陷落柱成因机理的基础上，分析岩溶陷落柱的控制因素，从而总结出岩溶陷落柱的发育规律，为隐伏岩溶陷落柱的预测和陷落柱突水的预防提供帮助。
1 陷落柱形成及控制因素岩溶陷落柱又称为无炭柱。
余吾煤业公司陷落柱发育特征及分布规律探讨沈仕美【摘要】介绍了余吾煤业公司的地质构造、陷落柱的分布情况以及陷落柱形成机理、陷落柱对瓦斯影响,认为应重视陷落柱的勘探,指导实现矿井安全生产.【期刊名称】《煤》【年(卷),期】2010(019)009【总页数】2页(P74-75)【关键词】陷落柱;地质构造;构造演化【作者】沈仕美【作者单位】潞安集团,余吾煤业公司,山西,长治,046103【正文语种】中文【中图分类】P618.110.2余吾煤业公司地处沁水煤田东翼潞安矿区的西部，主采煤层为3号煤层，该煤层位于奥灰岩溶水的高水头压力之下，该区岩溶水系属山西辛安泉岩溶水系统，奥灰富水性较强，岩溶陷落柱广泛发育。
陷落柱是比较常见的地质灾害异常体，搞清楚陷落柱发育特征及分布规律，对矿井的安全生产非常重要。
1 地质构造及陷落柱分布情况1.1 矿井概况及地质构造余吾煤业公司井田位于沁水复式向斜盆地的东翼，处于晋获褶断带西部，井田内发育了一系列SN向展布的背、向斜和断层。
井田基本构造形态与区域构造一致，为一走向NNE-SN向西缓倾的单斜构造。
在此基础上发育方向比较单一的宽缓褶曲(两翼倾角一般小于10°)，沿倾向及走向伴有少量断距大于20 m的断层和一定数量断距小于20 m的断层及陷落柱，陷落柱多隐伏于地表以下。
井田范围内主要褶曲构造自西向东依次有坪村向斜、余吾背斜、余吾向斜、苏村背斜及屯留向斜。
其中以西部的坪村向斜和东部的苏村背斜，构成井田内煤层起伏的基本形态。
1.2 陷落柱的几何形态和围岩特征根据勘探资料和已揭露的陷落柱表明余吾煤业公司的陷落柱比较发育，井田内已发现控制岩溶陷落柱81个，其中建井时期实际揭露6个，地质精查与三维地质补充勘探控制75个，余吾煤业公司的陷落柱长轴直径大部分都大于50 m,占91.4%，长轴发育方向以EW和NE向为主，这与余吾煤业公司的向斜轴垂直，说明具有张裂性质。
2 陷落柱形成机理2.1 陷落柱形成的成因岩溶是发育分布在石灰岩地层中，由流动的地下水进行长期的溶蚀作用而形成的。
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。
浅析陷落柱发育形态及探查防治办法作者：谢琼芳来源：《科技风》2018年第22期摘要：岩溶陷落柱是影响煤矿生产和建设的主要地质因素之一，它影响和制约着采区的布置、采面的划分、计划的安排和采掘的接替，而且还直接导致突水，造成人员和财产的重大损失。
掌握其发育形态，超前探查，并制定合理的防治办法，对矿井的安全生产作用非常重大。
关键词：陷落柱；探查；防治；办法岩溶陷落柱是影响煤矿安全生产和建设的主要地质因素之一，陷落柱的存在对矿井的安全生产影响非常大，如不能提早发现，很可能会造成不可挽回的损失。
在两淮地区很多矿井均发现了陷落柱或“疑似陷落柱”，超前探查，提前掌握陷落柱的发育形态及特征，并制定合理的防治办法，对矿井的安全生产作用非常重大。
解决陷落柱的安全影响，也可以提高矿井资源的回收率，避免资源的浪费。
1 陷落柱的形态特征1.1 陷落柱的平面形态岩溶陷落柱的平面形状也称为横切面形状，主要有椭圆形、似圆形、肾形、长条形和不规则形等，其中呈椭圆形和似圆形者居多，尤以椭圆形为最多。
同一岩溶陷落柱，由于垂向上围岩岩层性质的差异，其平面形状有时也有变化，不同井田或构造区段的陷落柱平面产状不同，且变化较大。
同一陷落柱底部柱体坍塌在平面上面积一般较大，向上发育面积逐渐变小，陷落柱长轴展布方向与节理方向具有一致性。
1.2 陷落柱的剖面形态岩溶陷落柱的剖面形状多呈不规则的柱状体。
在岩性比较坚硬均一、裂隙又比较发育的岩层中，其形状多呈上小下大的圆锥状；在松散层中，岩溶陷落柱的剖面形状多呈上大下小的漏斗状。
受陷落柱围岩力学性质影响，陷落柱剖面常呈凸凹不平粗细相间的不规则状。
除多数陷落柱呈漏斗状外，部分陷落柱发育呈圆筒状或弯曲状等。
2 煤矿陷落柱的探查陷落柱属垂直构造，与常规断裂构造相比较，其水平投影面积较小，均呈较小的点状，不利于地面钻探的垂直揭露，同时也不利于带有“体积效应”的各类物探方法，同时陷落柱属隐伏构造，其发育高度多变，即使在建井过程中没有遇到陷落柱的发育，但下煤层的开采中可能仍会遇到，而且陷落柱具有隐伏、孤立与随机分布的特点，决定了其探测工作的复杂性，采用单一的探测手段难以取得理想的探测成果。
浅论陷落柱的基本特征摘要文章主要从陷落柱区域分布及形态特征、陷落柱地面地貌特征、陷落柱岩体特征三个方面阐述了陷落柱的基本特征。
关键词陷落柱；形态特征；地貌特征；岩体特征。
一、陷落柱区域分布及形态特征岩溶陷落柱的形成，由于受地质构造运动、水文地质条件、地下水侵蚀作用等因素的控制，反映出岩溶陷落柱平面展布具有不均衡特征。
从生产矿区岩溶陷落柱平面展布情况来看，岩溶陷落柱呈群分片出现。
从井下揭露情况来看，陷落柱比较集中分布于井田的中部区域，自南往北陷落柱数量增多、密度变大。
但每个陷落柱的具体位置分布没有明显的规律性，从煤层底板上看，陷落柱群的大致方向为NW-SE向，且在巨沟村背斜、烟咀-高家沟-常家沟向斜和杨家峪-红简沟-周家山背斜有大量陷落柱发育，占总数80%以上。
陷落柱的形态特征是指陷落柱的三度空间形状。
现以3#煤层揭露的陷落柱为例，从陷落柱的平面和剖面形态、高度和中心轴等方面揭示整个陷落柱的形态特征。
（1）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、蚕豆形或长条形等。
本矿井田内的陷落柱在煤层底板上的平面投影形状大多呈椭圆形，极少数为不规则形或似圆形。
陷落柱的直径大小相差悬殊，最大的直径为385m，最小的仅为10m。
陷落柱长轴方向性不太明显，但大体上可以看出有三组方向较为发育。
即320°～330°一组较为发育，以10°～20°、80°～90°两组次之。
通过对3#煤层揭露的陷落柱长轴方向进行统计，可以得出：陷落柱长轴方向以北西方向为主，占总数的47%。
（2）剖面形态它是指沿陷落柱中心轴切剖面的陷落柱形态。
剖面形态与所穿透的各岩层的岩石性质有关，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，锥面与水平面的交角为60-80°；如果穿过岩性不均一的岩层，则剖面形态很不规则，但总体仍是锥形柱状。
