陷落柱发育规律及其地球物理特征研究.pdf

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1、第23卷第8期中国矿业V01．23，No．82014年8月CHINAMININGMAGAZINEAug．2014陷落柱发育规律及其地球物理特征研究许海涛，李永军，康庆涛(1．河北省矿井灾害防治重点实验室，河北三河065201；2．华北科技学院安全工程学院，河北三河065201；3．中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北一～A一京～m一100～一08～一3一唧)一一一．～昙～一一一一一一摘要：对赵庄二号井陷落柱发育规律及地球物理特征的研究表明：陷落柱多分布在向斜轴部、断层带附近，具有分片分带的特点；随着陷落柱

2、对地层裂隙发育影响程度的减小，自然伽马～值．2一、体一“～积密～_m宝∞度拙m一值减～出一．一～d一小，而井径、自然电位值增加；陷落柱三维地震勘探表现为两侧煤层存在反射弯曲现象、煤层反射波短距离内发生突然错断等特征。对井田内陷落柱发育规律及地球物理特征的研究成果，将为后续陷落柱探测工作提供地质参考依据。关键词：陷落柱；发育规律；测井曲线；三维地震勘探中图分类号：TD163文献标识码：A文章编号：1004—4051(2014)08—0119—04．Studyondevelopmentregularityandgeophysic

3、alcharacteristicsofcollapsecolumnXUHai—tao～．IdYong—jun～．KANGQing—tao’一～一m一～∞一m一～一(1．keyLabofMineDisasterPreventionandControl，Sanhe065201，China；2．SafetyEngineeringCollege，NorthChinaInstituteofScienceandTechnology，Sanhe065201，China；3．StateKeyLaboratoryofCoalResources

4、andSafeMining，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，China)一一～～一～～一一～一～一一～～～一～在华北煤田中，陷落柱是影响煤矿建设和生产形成的一种特殊地质构造l2。]。岩溶陷落柱是影响的重要地质因素之一_1]。陷落柱，煤炭系统又称为我国一些煤矿正常采掘和安全生产的地质问题之无炭柱，是可溶性岩层在地下水强径流作用下，经过一。它不仅破坏煤层，损失煤炭资源，给井巷工程的漫长的历史时期，被溶蚀形成空洞、孔隙或裂隙，随布置和施工增加困

5、难，而且因其可能是良好的导水着溶蚀作用加强，孑L洞不断增多、扩大，最终受重力通道，使采掘场所与含水层沟通，对矿井的安全生产和构造力影响，导致上部岩层失去支撑，垮塌陷落而构成极大威胁]。赵庄二号井奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层厚度大富水性好，且主采煤层3煤层位于收稿日期：2013-12-31奥灰水位之下，处于带压开采状态。井田内断层、陷基金项目：国家自然科学基金项目“矿井底板裂隙岩体充水致灾机落柱地质构造较为发育，3*主采煤层分布陷落柱共理研究”资助(编号：40802062)；中央高校基本科研业务费项目“采35个，陷落柱很可能成为奥

6、陶系灰岩强含水层和含场底板裂隙诱发突水机理模拟研究”资助(编号：3142014026)煤地层之间的联系通道，存在严重的安全隐患。本作者简介：许海涛(1979一)，男，山东菏泽人，讲师，硕士，主要从事文对井田内陷落柱发育规律及地球物理特征进行研特殊开采、矿井水害防治及相关领域理论与技术研究工作。E—mail：xuhaitao@haotter．corn．cn。究，为后续陷落柱的特征识别、开拓方案布局及治理12O中国矿业第23卷措施制定提供地质参考依据。2)成群集中分布。赵庄二号井陷落柱分布和地l发育规律质构造条件关系非常密切。如

7、在不同构造体系的复1．1发育特征合部位，断裂发育，地下溶洞十分发育，陷落柱分布1．1．1形态特征密度就大。在赵庄二号井表现为岩溶陷落柱大部分对赵庄二号井3煤层发育陷落柱统计分析，共分沿庄头正断层和兴旺庄正断层、DF。正断层及其次布陷落柱35个。从平面形状分，陷落柱呈椭圆形的有生的小断层附近分布，而在矿区的东北部和中南部，24个，似圆形的有2个，长条形的有5个，不规则的有4断裂不发育的地方，陷落柱分布较少。个；从煤层位置的横切面积上分，大于5000m2的大型2钻孔测井曲线特征陷落柱9个，500～5000m2的中型陷落柱19个，

8、小于为了进一步了解井田垂直裂隙的发育程度，评500m~的小型陷落柱7个，其中最大的DX16陷落柱横估陷落柱对井田裂隙发育的影响程度。对钻井资料截面积为19145m2；最大的长轴181m，最小的长轴27统计分析，依据陷落柱影响程度大，垂直裂隙发育程m，长短轴之比在1．04：1～5．2：1之间