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陷落柱
陷落柱
岩溶是發育分佈在石灰岩地層中,由流動的地下水進行長期的溶蝕作用而形成的。在石灰岩中古代溶洞非常發育,由於地下水的不斷溶蝕、洞穴越來越大。在地質構造力和上部覆蓋岩層的重力長期作用下,有些溶洞發生坍塌,這時覆蓋在上部的煤系地層也隨之陷落,於是煤層遭受破壞。由於這種塌陷呈圓形或不甚規則的橢圓形柱狀體,因此叫陷落柱。
1.地貌上陷落區的形狀一般為橢圓形或者是扁圓形的陷落盆地。外圍的岩層產狀正常而連續,盆地中常常被不同地層的岩煤的碎塊填充,無層序,混亂堆積。
2.陷落柱的總體形態一般是上小下大的不規則椎形,個別地方也有上下一樣的圓柱狀。它們在水平切面上多呈橢圓和扁圓形,直徑大小不一。
3.陷落柱的岩石稜角分明,形狀不規則,排列紊亂,大小混雜,為粘土充填粘結。如在某一層位觀察陷落柱的岩塊特徵,可以發現它們都是來自同一層位上的各個岩層和煤層。
4.陷落柱與圍岩的接觸界面多呈現出不規則的鋸齒狀,界線明顯,接觸面的角度是上大下小,一般在50°---85°度之間,75°最常見,接觸處的圍岩產狀基本正常,接觸帶的煤層以及頂底板一般無牽連現象,接近陷落柱3---5米時,岩層裂隙發育,煤層十分破碎,有時可以見到落差不大的小正斷層,斷層的走向與柱體相切,傾向柱體。在陷落區的邊緣地帶有的柱內乾燥無水,如峰峰煤礦,有的有淋水頭和小細流,如陽泉煤礦。瓦斯的湧出量增大,比正常的區域要高出2—3倍。
5.陷落柱錐形體的中心軸與岩層層面近似垂直。因此,在傾斜岩層里陷落柱也發生歪斜,在水平的投影圖上,各煤層的陷落柱範圍並不是完全地重疊。
陷落柱形成過程
在陷落柱比較發育的地區,煤系地層中的煤層及其周圍的岩石常遭到嚴重的破壞,給煤礦生產造成了很大的困難,主要表現在以下幾個方面:
1. 破壞可採煤層,減少煤炭儲量。由於陷落區的煤層遭到破壞而失去可采價值,使井田內的儲量大大的減少。造成縮短礦井服務年限和巷道提前報廢的嚴重後果。
2. 降低採掘效率,提高生產成本。在開拓主要運輸巷道時,如集中運輸大巷,總迴風巷,上山巷道,下山巷道時遇到陷落柱,為避免巷道拐彎,便於運輸和通風,一般情況下按照原設計施工,直接穿過陷落柱,給巷道的維護和頂板的管理造成很大困難,同時也增加了巷道的維護費用。此外,在回採過程中遇到陷落柱時,一般先採用巷道摸清陷落範圍,然後採取措施進行回採。這樣不僅影響採煤工作的正常進行而且降低了生產效率,給工作面運輸、頂板管理和通風造成很大困難。
3. 妨礙機械化採煤,影響正規生產。在陷落柱比較發育的地區,很難布置出內部無陷落柱的長壁回採工作面,如果在長壁回採工作面內包藏幾個陷落柱時,將使採煤機組和液壓自移掩體支架無法使用和通過。