余吾煤业公司陷落柱发育特征及分布规律探讨.pdf

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1、总第132期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．09．031余吾煤业公司陷落柱发育特征及分布规律探讨沈仕美(潞安集团余吾煤业公司，山西长治046103)摘要：介绍了余吾煤业公司的地质构造、陷落柱的分布情况以及陷落柱形成机理、陷落柱对瓦斯影响，认为应重视陷落柱的勘探，指导实现矿井安全生产。关键词：陷落柱；地质构造；构造演化中图分类号：P618．110．2文献标识码：B文章编号：1005—2798(2010)09—0074—02余吾煤业公司地处沁水煤田东翼潞安矿区的西岩溶是发育分布在石灰岩地层中，由流动的地部，主采煤层为3号煤层，该煤层位于奥灰岩溶水的下水进行长

2、期的溶蚀作用而形成的。在石灰岩中古高水头压力之下，该区岩溶水系属山西辛安泉岩溶代溶洞非常发育，由于地下水的不断溶蚀、洞穴越来水系统，奥灰富水性较强，岩溶陷落柱广泛发育。陷越大。在地质构造力和上部覆盖岩层的重力长期作落柱是比较常见的地质灾害异常体，搞清楚陷落柱用下，有些溶洞发生坍塌，覆盖在上部的上覆地层也发育特征及分布规律，对矿井的安全生产非常重要。随之陷落。由于这种塌陷呈圆形或不甚规则的椭圆形柱状体，所以叫陷落柱。1地质构造及陷落柱分布情况余吾煤业公司岩溶陷落柱系上覆为坚硬的非可1．1矿井概况及地质构造溶性岩层的古老基岩塌陷，首先是奥陶系中统岩丘余吾煤业公司井田位于沁水复式向斜盆地的东状高

3、度聚集的硬石膏层在水化过程中产生的巨大膨翼，处于晋获褶断带西部，井田内发育了一系列SN胀力，将上覆岩体挤碎，继而因石膏及其周围岩层的向展布的背、向斜和断层。井田基本构造形态与区溶蚀，随地下水强径流带走，形成地下空洞。破碎的域构造一致，为一走向NNE—SN向西缓倾的单斜顶板岩体即石炭二叠系煤系地层向下伏奥陶系碳酸构造。在此基础上发育方向比较单一的宽缓褶曲盐岩中的空洞不断崩塌，陷落以至冒顶，从而形成陷(两翼倾角一般小于10。)，沿倾向及走向伴有少量落柱。奥灰地层中石膏层发育是形成陷落柱必要条断距大于20m的断层和一定数量断距小于20m的件，其发育特征和分布规律受到构造的控制和地貌断层及陷落柱，

4、陷落柱多隐伏于地表以下。井田范的影响，且随地下水径流带水力作用的强弱形成不围内主要褶曲构造自西向东依次有坪村向斜、余吾同的陷落规模。背斜、余吾向斜、苏村背斜及屯留向斜。其中以西部2．2岩溶陷落柱发育原因的坪村向斜和东部的苏村背斜，构成井田内煤层起1)地质勘探资料显示，对余吾煤业公司陷落伏的基本形态。柱形成影响较大的地层应为奥陶系中统地层峰峰1．2陷落柱的几何形态和围岩特征组，该地层厚120m，底部为泥灰岩。其普遍有厚2O根据勘探资料和已揭露的陷落柱表明余吾煤业～60m的石膏层，石膏易受侵蚀、膨胀，溶蚀作用是公司的陷落柱比较发育，井田内已发现控制岩溶陷形成陷落柱的重要原因。落柱81个，其中建

5、井时期实际揭露6个，地质精查2)在区域应力场作用下，在向斜轴部的岩层与三维地质补充勘探控制75个，余吾煤业公司的陷底面受张拉，有利于岩溶发育，张性断裂裂隙使岩层落柱长轴直径大部分都大于501TI，占91．4％，长轴破碎为“倒楔形”岩块，重力作用下的“倒楔形”有利发育方向以EW和NE向为主，这与余吾煤业公司于岩块整体下移；而背斜轴部岩层底面受压，岩溶不的向斜轴垂直，说明具有张裂性质。发育，压性或压扭性断裂裂隙使岩层破碎为“正楔形”岩块，不利于整体下移，因此从力学角度考虑，2陷落柱形成机理向斜岩层较背斜发育。2．1陷落柱形成的成因3)在新应力场作用下，古岩溶陷落柱有可能收稿日期：2010-07

6、=23作者简介：沈仕美(1983一)，男，贵州遵义人，助理工程师，从事煤矿安全管理工作。74沈仕美：余吾煤业公司陷落柱发育特征及分布规律探讨第19卷第9期重新活动，使其导水。学强度比正常岩体要弱得多，因此，陷落柱突水大多2．3矿区构造演化对陷落柱的影响都发生在构造带内，并且应发生在构造带内的某一早古生代华北地区被海水淹没，至奥陶纪末，加局部；地下水在某一局部突破后，其周围空隙水压力里东运动使华北地区全面整体抬升，缺失志留系、泥迅速降低，附近不再可能形成突水，故突水是局部发盆系及下石炭统，沉积中断1亿年以上。中石炭世，生而不是沿构造带大面积发生。本区开始沉陷，接受了晚古生代的沉积，其中包括厚

7、2)陷落柱在向斜较背斜发育，多数岩溶陷落度稳定、标志层明显的煤系地层，三迭纪开始的印支柱一般发育在向斜轴线两侧100m范围以内，必须运动及中生代开始的燕山运动，使本区抬升，并在充分重视陷落柱的勘探。NNE向极为宽缓褶曲的基础上，普遍发育断裂变3)印支期、燕山期、喜马期的地层差异升降形，从而形成了本区的煤系地层的基本构造格架。运动是余吾煤业公司陷落柱形成的主控因素。4)余吾煤业公司3号煤层和大巷均位于奥3陷落柱对瓦斯影响灰