陷落柱突水过程的力学模型
项远法
【期刊名称】《煤田地质与勘探》
【年(卷),期】1993(000)005
【摘 要】通过分析华北地区强含水岩溶陷落柱突水事例和实验室的模拟试验，证实陷落柱围岩破碎，应力大大降低，是产生自然力压裂的必要条件，而自然水力压裂效应是强含水岩溶陷落柱突水的重要原因。
【总页数】1页(P36)
【作 者】项远法
【作者单位】无
【正文语种】中 文
【中图分类】P641.461
【相关文献】
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4.基于板壳理论的隐伏陷落柱突水煤层底板破断机理研究 [J], 刘港;张勃阳;吴琳琳
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煤矿现代化２０１０年第５期总第９８期刍阿井国鸬海枉彤跋及其对瓦斯贼摇钐影响
杨付领，崔洪庆。曹卫斌。上官明磊（河南理工大学瓦斯地质研究所，河南焦作４５４００３Ｊ摘要陷落柱是在一定的地质条件下，在漫长的地质构造演化的过程中形成的一种特殊地质构造。研究它的发生、发育特征及其对煤层瓦斯赋存的影响，对研究井田内地质构造对瓦斯赋存规律具有一定的启示。高河井田内的陷落柱主要形成于燕山及喜山早期，沿向斜轴部分布，其长轴方向以ＮＥ和ＮＷ向为主，且ＮＥ向陷落柱多局部导水，使得在陷落柱周围煤层瓦斯含量降低。关键词陷落柱；陷落柱特征；构造演化；瓦斯赋存中图分类号：ＴＤ７１２＋．２文献标志码：Ａ文章编号：１００９－－０７９７（２０１０）０５一ｏ（）４７—０２陷落柱是发现于我国华北地区的一种特殊地质现象，潞安矿区近几年来也出现不少陷落柱，对矿井的生产和安伞带来严重影响。陷落丰ｔ的存在，不仪造成井下涌水或突水．而Ｈ一些隐伏于地表下的陷落柱成为瓦斯富集带，极大威胁着煤矿的安全生产。地勘资料显爪高河井刚内存在着大量陷落柱，作为即将投产的新矿井，杳清陷落柱的发育规律，以及其导水性和瓦斯赋存状况，对指导高河煤矿巷道掘进、回采等具有十分重要的作用。高河井田井田内地层总体走向近ＳＮ—ＮＮＥ向，东高西低。在此基础上共发育较大规模的褶曲９条，南部以近ｓＮ走向为主，中东、北部以ＮＮＥ向为主。其中以东堡背斜、薛家庄向斜、小庄背斜、北李未向斜和高河背斜构成了井田内煤层的基本起伏形态。沿走向及倾向伴有落差大小不一的断层１９条。走向多为ＮＮＥ—ＮＥＥ向．以高角度正断层ｌ峙优势．逆断层则以“下（１５煤）大上（３煤）小”或“下断上不断”为显著特点。井田内陷落柱比较发育。１陷落柱的形成与分布１．１陷落柱的形成陷落柱，是指在构造力作用下，局部可溶性岩层发生较强的褶皱，受形或断裂位移，并在其构造应力作用下产牛节理或劈理发育区，使局部岩层的结构强度、稳定性、整体性等发生变化，使原来正常的岩层遭受小同程度的破坏，从而形成岩层的破碎带发育叹，在地Ｆ水的强烈交替作用下，底部被侵蚀“掏空”。引起了’溶涧的顶部塌落而导致岩溶塌陷『ｌ】。总而言之，陷落柱是在一定的地质条件下，在漫长的历史时期中町溶性岩层溶蚀形成守洞，卜覆非可溶性岩层向下塌陷而形成的一种特殊地质构造。它是岩石的水化学作用、机械搬运作用、应力作用、构造运动等ｉ荇因素综合作用的结果。构造演化的过程也就是这些因素综合作用的过程。在印支燕山期前．本区水动力条件和构造应力场基本稳定．溶洞上覆很厚的地层。溶洲在七、下、侧应力方面长期处于一种鹿力平衡状态及岩溶水滞流状态，不利于塌陷的发生。在燕１１Ｉ运动开始后．随着地壳的不断上升，形成太行１Ｌｌ隆起褶皱带．隆起部位的煤系地层和盖层被剥蚀，＿｝ｆ｛露的奥陶系灰岩接受大气降雨补给，在煤系基底嗅陶系灰岩中形成地下水径流区，使奥陶系顶部的古岩溶溶洞规模扩大，为卜覆岩层的Ｆ陷提供了宅间。虽然构造场应力以压应力为丰，但是构造场主Ｊ在虚力的强弱变化以及＿『ｌ三应力与张虚力的交替变化是不断发生的。溶洞所受的水平ｆＫ也力一Ｈ松驰．甚至变为水平拉张应力．则使洞体处于一种极小稳定的状态，非常有利于上覆地层和围岩的塌陷。（１）中生代晚期，构造应力场在区内发育。最大挤压应力方位为ＳＥＥ—ＮＷＷ向。在本区。主压应力方向偏转为近东西向，主压应力值相对较小。陷落柱开始发育阶段，溶涧受ＳＥＥ—ＮＷＷ方向的侧压，则沿ＮＮＥ方向庇力松驰，围岩沿此方向易于陷落。主要由于它使先前铁板一块的煤系地层产生了与挤压方向相适应的平面共轭剪破裂（包括节理和小型平移断层）。发育了ＳＮ向或ＮＮＥ向的褶曲或断层，使溶洞上覆岩层有了口『能产生塌陷的薄弱环节。其次裙皱的产生使褶曲轴部成为裂隙发育带，并使向斜部位成为赋水构造，使裂隙发育带的地层塌陷更具可能【２—３】。（２）新第三纪，ＮＮＥ—ＳＳＷ向挤压．其主应力方向在本区偏转为ＮＮＷ向。在上期构造垃力场中形成的平面共轭剪破裂中北东向一组在ＮＮＷ向挤ＪＫ应力场中处于张剪性质，裂隙进一步发展壮大。形成节理裂隙网络，构成地下水向深部循环运动的小通道，二岗ＩＪＩ地牟的正断层面成为地下水循环运动的大通道。而构造应力场方向及强度的变化，即是洞体所受侧向应力及主压应力方向的变化．更有利于该方向围岩的塌陷ｆ２—３】。（３）新第ｉ纪以来，ＮＥＥ向挤胝，这期应力场最小。地层沉积稳定，陷落柱处于应力平衡状态，在前期形成的柱体高度与直径之比远大于自然冒落洞体的高度与直径之比的情况下，此时陷落柱的发育也只能是使下部溶洞和柱体下部直径不断扩大，而对于形成新的陷落柱则比较嗣难１２—３１。研究表明，本区陷落柱的发育过程具有多阶段性和多旋回性，其主要形成于燕山晚期及喜山早期，近期也有继续活动的ｎｒ能，一旦自．新的构造应力发生。如强烈地震力的作用．则很有可能使古陷落柱复活、新的陷落柱产生。１．２陷落柱的发育特征井刚内陷落柱较为发育，除７号陷落柱为２．５０７号钻孔揭露外，其余均为地震控制解释。从形态ｌ：看，这些陷落柱平面上多为椭园状，个别为似圆状，空间Ｅ呈反漏斗状。塌陷高度不一，一般在２００ｒｅ以上，有的可至基岩界面共至新生界黄土层。煤层陷落深度不等ｆ４】，根据勘探资料统计分析如下：表Ｉ高河井田陷落柱特征统计表蔷桊芝，ｃ，００ｍ，００ｍ—ｌＳｏｒｎ胁一２００ｍ，ｚ００ｍ总计ＮＳｌｌ２ＮＮＷ３３ＮＷ３２１３９ＮＥ４４Ｓ３１６总计１１７６６３０上述统计表明，井田内陷落柱较发育，陷落柱长轴直径大
利用地震属性方法解释陷落柱
尚铮
【期刊名称】《华北国土资源》
【年(卷),期】2016(000)005
【摘 要】陷落柱是导水、瓦斯富集的重要地质体,严重威胁着煤矿安全生产,以晋城某矿区为例,在地震资料常规解释的基础上,运用属性方法圈定陷落柱,并取得了较好的效果,为今后陷落柱解释方法选取有一定的帮助.
【总页数】2页(P84-85)
【作 者】尚铮
【作者单位】山西省煤炭地质物探测绘院, 山西 晋中 030600
【正文语种】中 文
【中图分类】P631
【相关文献】
1.地震属性技术在解释隐伏陷落柱中的应用研究 [J], 王伟
2.地震属性在陷落柱解释中的应用 [J], 王国举;宋佳
3.煤田隐伏陷落柱空间形态地震属性解释方法 [J], 许玉莹;陈强;常锁亮;张生;张兴平
4.地震属性技术在小陷落柱精细解释中的应用 [J], 叶红军;李运肖;刘润胜;皮伟
5.地震属性技术在小陷落柱精细解释中的应用 [J], 叶红军;李运肖;刘润胜;皮伟
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・５Ｏ・ 第３８卷第６期 ２ ０ １ ２年２月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨｎＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３８ Ｎｏ．６ Ｆｅｂ． ２０１２
文章编号：１００９—６８２５（２０１２ ｌ ０６—００５０－０４
陷落柱井下四种综合探测方法应用研究★
卢秀林戴世鑫杨震威
摘要：基于地震波反射共偏移法、三维直流电法、瞬变电磁法、三极电法四种探测方法的基本原理，对综合探测技术手
段的应用作了研究，结果证明采取综合物探的方法，可有效地查明采区范围内的陷落柱分布情况，指导采区设计和综采
工作面布置工作，为精确探测提供了可靠的保障。
关键词：地震波反射，三维直流电法，瞬变电磁法，三级电法
中图分类号：ＴＵ４１３ 文献标识码：Ａ
综合探测技术是结合地质信息分析的综合超前探测法，它根
据同一地质构造（源）引起的地层形变场（定性）、电磁场（定量）、 波场（定性）等多种参数变化趋势同步、灵敏性不同的特点，利用
“同源异场”聚焦的作用，定性与定量相结合，能提高探测准确度， 称为综合探测技术…。姚桥煤矿西六采区开采上限为一４００ ｍ水
表２有限元计算参数 平，开采下限为一８５０ ｍ水平，走向长２ ０１６ ｍ一２ ３３３ ｍ，倾向长
６７２ ｍ一９８５ ｍ，采区面积１．９９ ｋｍ 。在西六采区一８５０ ｍ皮带大 巷和轨道大巷施工过程中，相继揭露了陷落柱柱体，一８５０皮带大
巷穿过陷落柱约１０ ｍ宽，一８５０轨道大巷揭露陷落柱宽约５７ ｍ。 这是本矿井田内第一次井下揭露陷落柱。为了掌握陷落柱下部赋
拳数 土层一 土层二 土层三 ＣＦＧ桩 中砂褥垫层 变形模量Ｅ／ＭＰａ ９ ９ １４ ２２ ０ｏ０ ５０ 泊松比 Ｏ．３５ ０．３５ ０．３５ Ｏ．２ ０．３ 密度 ｋｇ・ｍ一 ｌ ６００ ｌ ６００ １ ７００ ２ Ｏ００ ｌ ７０ｏ 粘聚力ｃ／ｋＰａ ２７ ２７ １９ ０ ３０ 内摩擦角 （。） １８ １８ ｌ８ ０ ３０ 膨胀角／（。） １７ １７ ｌ７ Ｏ ２０ 计算厚度（长度） ７ ｍ ４ ｍ ｌ０ ｍ １０ ｍ １００ ｍｍ
