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山西曹村井田岩溶陷落柱发育规律研究

张敬凯  
【摘要】: 岩溶陷落柱是我国华北地区石炭二叠系煤田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。岩溶陷落柱的英文译名为karstic collapse column。岩溶陷落柱不仅给地面工程带来危害,而且也可对地下采矿造成严重影响。就煤矿生产而言,岩溶陷落柱的存在,由于其形状、大小不一,内部地层杂乱无章,破坏了煤层的连续性,给煤矿的井巷工程布置与施工、采煤方法及采掘机械的选择等增加了相当大的困难,每年由此而造成的经济损失高达数亿元人民币。曹村井田岩溶陷落柱十分发育,已成为影响煤矿生产的重要因素。 本文以山西霍州矿区曹村井田作为研究区,运用构造地质学、水文地质学、统计学和岩溶学的理论和方法,通过文献调研、野外地面调查、井下观测、井田地质及水文地质条件调查、采掘工作面地质编录等资料的分析,结合岩溶陷落柱理论,对本研究区已发现的81个岩溶陷落柱的发育特征、发育规律及发育成因等方面进行了研究。笔者认真总结了曹村井田长期开采积累的岩溶陷落柱资料,详细描述了井田内岩溶陷落柱的发育特征,找出了曹村井田岩溶陷落柱的发育规律,且依据该发育规律对井田未采区进行了预测,给“膏溶作用”是岩溶陷落柱发育的成因提供了有力证据;综合大量资料,分析得出岩溶陷落柱的发育时间,提出古岩溶的发育是形成岩溶陷落柱的前提条件的新颖观点。本文成果对采煤工作面合理布置具有指导意义,有助于岩溶陷落柱研究的进一步深化。


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