陷落柱发育规律及富水性特征分析.pdf

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1、第65卷第2期有色金属(矿山部分)2013年3月doi：10．3969l／J．issn．1671-4172．2013．02．018陷落柱发育规律及富水性特征分析李永军，许海涛(华北科技学院，北京东燕郊101601)摘要：陷落柱在华北煤田广泛发育和分布，根据赵庄二号井已经发现的6个陷落柱，探讨陷落柱的成因，介绍井田内陷落柱的分布特征和内部充填物质特征，研究陷落柱的发育规律及其富水性特征。结果表明，陷落柱多分布在向斜轴部和断层带及其附近，常成群出现，具有分片分带的特点。柱体内上部胶结程度差，中部胶结致密，下部胶结相对较差。陷落柱上部弱含水，下部含水多为深部奥灰水垂向

2、越流补给所致。研究结果可以为煤矿陷落柱防治水提供科学依据，丰富煤层底板突水理论，并带来社会经济效益。关键词：陷落柱；发育规律；富水性中图分类号：P641．461文献标志码：A文章编号：1671-4172(20l3)02—0071—04AnalysisondevelopmentregularityandwateryfeaturesofcollapsecolumnLIYongJun，XUHaitao(NorthChinaInstituteofScienceandTechnology，EastYanjiaoBeijing101601，China)Abstract：Th

3、ecollapsecolumniswidelydevelopedanddistributedinHuabeiCoalfield．Accordingtosixcol—lapsecolumnsinZhaozhuangNo．2shaft，thecauseofthecollapsecolumnsisdiscussedandthedistributionfeaturesandinnerfillingmaterialfeaturesofthecollapsecolumnsinthecoalfieldareintroduced．Thedevelopmentregularity

4、andwateryfeaturesofcollapsecolumnsarestudied．Theresultsshowthatthecollapsecolumnsaremostlydistribu—tedatthesynclinalaxis，faultzoneareasaswellasnearlocationsandtheygenerallyOCCURSingroupwiththefea—turesofpiecesandzones．Inthecollapsecolumn，thecementationdegreeispooratthetop，highlycompr

5、essedatthemiddleandrelativelypoorinthebottom．Thetopandmiddlesectionsarelessinwaterbearing．TherichwaterinthebottomwascausedbytheverticallyleakagerechargefromOrdovicianlimestoneinthedeep．Theresearchre—sultsprovidescientificbasisforthepreventionofcollapsecolumnincoalmines．Thewatertheory

6、ofcoalseambaseplateisenriched，whichcanbringsocialandeconomicbenefits．Keywords：collapsecolumn；developmentregularity；wateryfeatures陷落柱是华北煤田广泛发育的一种以隐伏垂向的联系通道，形成生产安全隐患。赵庄二号井奥陶为主的地质构造，具有区域特色[】]。北方矿区揭露系灰岩岩溶裂隙含水层厚度大，富水性好，且主采煤的陷落柱一般不具有导水性，但也有少数矿井发生层均位于奥灰水位之下，处于带水压开采状态。在陷落柱突水淹井的重大灾害]。利用力学理论和数

7、断层、陷落柱等发育地段，奥灰水有可能通过隐伏导值方法，许多学者对陷落柱的形成机理、形成过程、水陷落柱、断层和裂隙密集带等地质异常体突入矿发育规律、导水机理、导水条件、导水类型等进行了井，造成矿井水害。因此，有必要对陷落柱的发育规研究]。华北煤田主要含水层为中奥陶系灰岩律和富水性进行系统研究。层，该层具有较高的承压水头。如果柱体充填物的1陷落柱成因压实、胶结程度较差并受采动等外部因素影响，陷落柱有可能成为含煤地层与奥陶系灰岩强含水层之间陷落柱形成一般包括以下3个条件：煤系地层下伏可溶性岩层、活跃的水动力和地下水通道、构造基金项目：国家自然科学基金(40802062

8、)。作者简介：李永军(1