西山煤田岩溶陷落柱形态学特征及构造水文演化

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1、太原理工大学硕士学位论文西山煤田岩溶陷落柱形态学特征及构造水文演化姓名：赵金贵申请学位级别：硕士专业：矿产普查与勘探指导教师：郭敏泰20040501太原理工大学硕士学位论文，y620168西山煤田岩溶陷落柱形态学特征及构造水文演化摘要本文以整个西山煤田这一三维地质体为研究对象，以地表出露的数十个岩溶陷落柱、采掘工程面揭露的近三千个岩溶陷落柱和对汾河上游段及整个西山煤田地质地貌的详细考察为事实依据，运用地貌学、岩溶学、盆地沉积学、构造地质学、第四纪地质学及岩溶陷落柱等学科理论，借助计算机软件工具，按照陷落柱形态学参数求证推断方法和统计规

2、则，进行了岩溶陷落柱柱壁角试验、封项层位、陷落高度、封顶高程、奥灰顶面的等效直径、岩溶陷落柱个数密度与面积密度的统计分析，得出西山煤田岩溶陷落柱林的形态学特征；通过对西山地块构造演化的地质分析，得出岩溶陷落柱形成的时间上限；通过对汾河峡谷宽谷面和阶地面与华北新生代各种地质事件对比求证，得出西山岩溶水系统构造水文演化的事件一时间序列；为西山煤田岩溶陷落柱分布规律、汾河演化、山西裂陷贫地演化等研究工作的开展奠定了基础。关键词；岩溶陷落柱，陷落柱林，等效直径，岩溶水系统，构造水文演化，事件一时问序列————奎堕堡三盔堂堡主堂垡堡塞THEMO

3、RPHOLOGY0FCOLLPASEPILLARFORESTINCOALMEASUREANDSTRUCTURE--HYDROLOGYEVOLUTIONINXISHANCOALFIELD，TAIYUAN，CHINAABSTRACTBasedonthemeasurementsofmorethanthree—thousandkarstcollapsepillarsexposedbyexcavatingandminingengineeringinthewholeXishancoalfield，andthegeomorphologicalinv

4、estigationandanalysisoftheupperreachesofFenheRiver,Thisresearch，fromtheviewofgeomorphology,karstology,sedimentarybasintheory，tectonics，Quaternarygeologyandgeologyofcollapsepillar,revealsthe3Dmorphologyofcollpasepillarforestincoalmeasureandstructure—hydrologyevolutionint

5、hewholeXishancoalfield．KEYWORDS：collapsepillarforest，karsthydrologysystem，structure。hydrologyevolution，event-timesequenceII太原理工大学硕士研究生学位论文第一章绪论陷落柱是煤系下伏灰岩中的大跨度溶洞发生持续向上的塌陷所产生的、三维形态呈柱状的塌落岩块堆积体(郭敏泰1998)⋯。在华北各煤田，都有着个数密度不同的分布：处于沁水煤田西北缘的太原西山煤田，密集处的面积密度达8．7％，由于缺乏对基础地质深入而细致的研究，～

6、旦综采工作面布置在岩溶陷落柱发育密集区，就会阻碍采煤工作的正常进行，缩短综采机械的使用寿命，加大采掘成本，严重影响矿井生产的效益。本课题拟以全西山煤田(南至自石河地区，北部包含灰岩出露区)、全空间(西山地面以下、700m高程以上)的三维地质体为研究对象，从岩溶水系统与构造的组合在时间维上演化的角度，通过野外调查、实地测量和井下观测，并在大量查阅有关西山岩溶、水文和采掘工程资料的前提下，依托国家自然基金项目(49772133)“华北煤田基底溶洞网络与煤系陷落柱发育规律研究”进行的；成果将为陷落柱地质学的诞生和陷落柱预测精度的提高奠定基础

7、。1．1陷落柱的形态学研究现状评述要完整而准确的表述岩溶陷落柱及柱林的三维形态，就必须深刻而全面的了解陷落柱的形态学特征。岩溶陷落柱形态学研究的内容主要包括：地表出露特征、不同开采煤层截面上的揭露特征、柱围伴生构造特征、柱体三维形态特征及陷落柱在不同层面上的发育特征等：每一个特征中又包含诸多表征因子；研究岩溶陷落柱柱体形态发育特征的目的就是从中提取出有价值的地质信息，为柱体的动态演化分析提供基础资料，从而能够更进一步、更深刻的揭示其运动学和动力学机理，进而为人类生产实践活动提供基础理论，指导和丰富中国北方岩溶、大规模的塌陷、构造及水文

8、的科学研究。太原理工大学硕士研究生学位论文1．1．1以往的研究状况(--2000)煤系陷落柱被地质学家所确认要比断层晚数百年，最初是由日本人于1937年在河北井陉煤矿井下发现的，当时在该矿工作的日本采矿技术人员将其称为“