第四章岩溶陷落柱及特征
陷落柱
关于陷落柱的论述生产技术科:董一乐2013/5/15陷落柱的概念:溶岩在地质构造力和上部覆盖岩层的重力长期作用下发生坍塌，覆盖在上部的煤系地层也随之陷落，这种塌陷呈圆形或不甚规则的椭圆柱状体，因此叫陷落柱。
第一节陷落柱的特征一、陷落柱的基本形态1）、陷落柱的平面形状:1、把陷落柱与地表面或岩层层面切割面的形态叫做陷落柱的平面形状。
2、平面形状多呈椭圆形、似圆形，有时可见到长条形，为了方便起见，在其平面上人为的画出长轴和短轴。
3、陷落柱的平面形态、大小、数量和分布情况受地质及水文地质条件控制，因此，具有一定的规律性。
2）、陷落柱的剖面形状：1、剖面形状根据所穿透的各岩层的岩石性质而异。
2、在较硬和裂隙发育的岩层中，陷落柱的剖面形状多呈上小下大的柱状，其柱面与水平的夹角多在60—80°之间。
3、在含水较多的松软岩层中或未经胶结的冲击层中，多呈上大下小的漏斗状，夹角多在40—50°之间.°3)、陷落柱的高度:1、从岩溶的底面至塌陷顶的距离叫陷落柱高度。
2、岩溶的体积大，地下水的排泄条件良好，岩层内的裂隙发育则陷落柱的塌陷高度就大，反之则小。
3、根据地质条件不同，一般为几十米～二百米，也有高达数百米，直至地表。
4)、陷落柱的中心轴1、陷落柱各平面中心点的连线称为陷落柱的中心轴。
2、由于岩层产状不一，故陷落柱的中心轴有的直立，有的歪斜，有时有扭转现象。
3、掌握陷落柱中心轴有利于预测下组煤或下水平陷落柱的平面位置。
二、陷落柱的特征（分析、判断陷落柱的重要环节）1)、陷落柱在地表的出露特征:1、盆状凹陷：被黄土覆盖2、丘状凸起：上覆地层呈碎块状隆起堆积3、柱状破碎带：出露于沟谷、公路两侧4、特殊地貌上的形态（黄土覆盖区）：蜂窝状圆形陷坑、弧形裂缝、滑坡2)、陷落柱在井下的出露特征1、柱面特征：（不规则状：坚硬岩石呈突出状；松软岩石呈凹陷状）原因：被塌陷的煤及岩层的性质不同。
如：坚硬的砂岩强度大，不易塌落，故向塌陷的部位突出；松软的煤层强度小，故向松散的岩体凹入。
煤矿陷落柱特征
一、陷落柱的形成在我国华北石炭二叠纪煤系的基底，存在有溶洞非常发育的奥陶纪石灰岩，由于地下水的长期溶蚀，这些溶洞就愈来愈大，在地质构造力和上覆岩层重力的长期作用，有些溶洞发生塌陷，覆盖在上面的煤系地层也随之陷落，由于这种塌陷的剖面形态为柱状，所以叫陷落柱（图3-2-1）。
二、陷落柱的特征（一）地表特征当陷落规模较大时，可穿过煤系地层一直通到地表，呈现出特殊的地貌景观，在基岩裸露地区更为明显。
在陷落柱出露处岩层产状杂乱，毫无层次，登高望去，呈一环形盆地。
盆地边缘岩层产状正常，盆地中乱石林立，充填着不同地层的岩石碎块。
另外，周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲，岩层多向陷落区内倾斜。
在黄土覆盖地区，由于雨水下渗作用而使地表形成陷坑。
随着雨量的增加和渗透量增大，地表陷坑愈陷愈深，甚至形成小盆地。
当黄土层较厚时，一般在地表很难看到陷落柱的存在。
（二）井下特征1、形态陷落柱总的形态是一个上小下大的圆锥体。
它们在水平切面上多呈圆形或椭圆形，直径大小不一，最大的直径可达几百米（峰峰二矿）,262m（太原西山自家庄矿），320m（阳泉济生井田）。
最小直径仅几米。
2.高度陷落柱的高度是有限的，因为溶洞塌陷后，上覆地层岩石碎块的体积比原来的体积增大，所以塌陷到一定高度后，整个柱体空间都被填满，这时塌陷作用便告停止，再往上的岩层（或煤层）即可免受破坏。
3．陷落柱内组成物的特征陷落柱主要由塌陷的岩石碎块组成。
这些岩石碎块，棱角显著、形状不一。
排列紊乱，大小混杂。
大的岩块直径可达数米，小的仅几厘米。
岩块与岩块之间，充满着岩粉，煤粉和各色粘土，胶结差，多未成岩。
柱内有的干燥无水，有的有淋水现象。
据统计，瓦斯的涌出量一般比正常区高2—3 倍。
4．与围岩的接触关系陷落柱与围岩的接触关系多呈不规则锯齿状，界限明显。
在接触处，围岩的产状基本正常，接触带附近的煤层及顶板一般无牵引现象。
在井下煤巷掘进中遇到陷落柱后，穿过柱体仍可见到原煤层。
淮南寒武纪岩溶陷落柱发育特征及导水性分析
塌陷区的形态为不规则椭圆形。其长轴近 !$%&， 短 轴约有 $%&。 发育高度也不等， 由于柱体顶部已被剥 蚀， 实地观测到的只是塌陷体底部层位， 看不出其原 来顶部陷落的面貌，但从充填岩块的规模及岩性可 以推测出， 其塌陷体的高度较大， 为岩溶洞穴已塌陷 的厅堂部位。
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岩的接触关系主要有两种。 的接触关系。 在西边界附近， 柱体没有一个明显的边 界线， 在近水平地表上， 塌陷体的宽度不定， 由围岩 到塌陷体内部， 岩层的层序由正常逐渐过度到杂乱， 由较少裂隙到破碎， 再过渡到张性裂隙发育； 方解石 充填裂隙由无充填—较少充填—充填程度较高； 裂 隙的倾向变化可以说明，岩体有向柱体内塌陷的趋 向。南边界局部围岩岩体表现为破碎， 裂隙较多， 但 一般不被方解石所充填裂隙， 或充填程度较差， 岩溶 程度不高；而柱体内的岩块，产状与母岩的产状相 近， 但裂隙被方解石晶体充填程度较高， 岩石表面部 分具有古溶蚀现象，局部在接触面附近具有少量风 化残留物， 一般与围岩的接触界线不明显。 具古溶蚀面。 局部南边界及东 "接触界线明显， 部边界， 在分界面南侧围岩产状没有变化， 接触面为 古溶蚀面， 在接触面附近， 柱体内风化严重， 岩块极 杂乱， 有多层的泥砂岩沉积层， 为胶结半胶结成岩的 细砂岩与红色砂质泥岩互层， 产状变化较大， 明显有 受后期上部岩块的不均匀压实作用的迹象， 易破碎， 呈搓揉的状态。 部分边界处岩块产状各异， 柱内岩块 以风化的泥灰岩为主， 大小岩块产状近水平， 方解石 充填裂隙， 垂向裂隙中， 方解石已被溶蚀掉， 而在近 水平方向的裂隙中， 方解石晶体保存完好， 这与后期 地下水的垂直向下运移有关，溶蚀面上常发现有红 色夹黄绿色泥砂岩， 岩块杂乱， 破碎， 为上部破碎岩 块堆积而成。柱外围岩产状未变， 为近垂直， 其表面 有溶蚀、 风化面等， 在分界面上有小皱曲， 说明两侧 岩层有明显的搓动。
第四章岩溶陷落柱及特征
1
华北煤田煤炭资源分布
2
第一节 喀斯特及其地貌
一、喀斯特 水对可溶性岩石所进行的作用，统称为喀斯
特作用。它以溶蚀作用为主，还包括流水的冲蚀、
潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。这种作用及其
产生的现象统称为喀斯特。
3
第一节 喀斯特及其地貌
二、喀斯特（岩Βιβλιοθήκη ）地貌 具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地
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第一节 喀斯特及其地貌
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第一节 喀斯特及其地貌
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第一节 喀斯特及其地貌
五、岩溶洞景观（地下喀斯特地貌 ）
有溶洞、地下河、地下湖等；以及与地表和地下密切相关联的竖井、 芽洞、天生桥等喀斯特地貌。
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第一节 喀斯特及其地貌
五、岩溶洞景观（地下喀斯特地貌 ）
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第一节 喀斯特及其地貌
五、岩溶洞景观（地下喀斯特地貌 ）
1、成群集中分布
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第三节 岩溶陷落柱的形态及其结构特征 七、 陷落柱的分布特征
2．成带状定向分布
34
第四节 陷落柱的成因
• 一、岩溶发育的地质条件 • 1．地层结构条件（可溶性岩层） • 2．构造条件（发育有良好的地下水通道） • 3、 良好的地下水动力条件 • 4、具有丰富具有侵蚀性的地下水源
①按出露条件分为：
裸露型喀斯特、覆盖型喀斯特、埋藏型喀斯特。 ②按气候带分为： 热带喀斯特、亚热带喀斯特、温带喀斯特、寒带喀斯 特、干旱区喀斯特。
③按岩性分为：
石灰岩喀斯特、白云岩喀斯特、石膏喀斯特、盐喀斯特。
5
第一节 喀斯特及其地貌
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第一节 喀斯特及其地貌
7
第一节 喀斯特及其地貌
岩溶陷落柱
第四章岩溶陷落柱陷落柱：由于下伏易溶岩层，经地下水强烈溶蚀，形成大量空洞，从而引起上覆岩层失稳，向溶蚀空间冒落，塌陷所形成的筒状柱体，简称陷落柱第一节岩溶陷落柱的特征一、地表特征1、盆状塌陷2、丘状凸起3、柱状破碎带山西西山和汾西矿区的沟谷两侧或道路两旁的天然或人工剖面上，常可见到一些柱状破碎锻，这即是陷落住的剖面形态。
4、特殊地貌形态在黄土覆盖区，基岩个的陷落柱可导致表层黄土产生圆形陷坑或弧形阶梯状裂缝。
裂缝窄的仅几厘米，宽的可掉进耕牛，在山西汾西矿区有“跌牛缝”之称。
此外，陷落柱还可引起黄土滑坡。
二、陷落柱井下特征1、陷落柱的形态特征它是指陷落住柱的三度空间形状。
现从它的平面和刻而形态、高度和中心轴等方面揭示整个陷落柱的形态特征。
(1)陷落柱的平面形态它是指陷落柱与地面、水平切面或煤层面的交线形态。
一般呈椭圆形，也可呈圆形、鞋底形或长条形等。
根据山西阳泉三矿已揭露的133个陷落柱的平面形态统计资料，椭圆形的92个，占69％；圆形的13个，占10％；其它形状的28个，占31％。
为了描述陷落柱的平面形态，应标出长轴和短轴，计算出长短轴的比值。
一个矿区，陷落住长轴往往具有一定的方向性。
是指沿陷落柱中心轴切剖面的陷落拄形态。
如果陷落柱穿过极易塌陷的含水松软岩层(如第四纪冲积层或裂隙发育的泥质岩层)，则剖面形态多至上大下小的漏斗状；如果穿过不易塌陷的、岩性均一的坚硬岩层(如砂岩、砂砾岩、砾岩和石灰岩层)，则剖面形态多至上小下大的锥形，锥面与水乎面的交角为60- 80°；如果穿过岩性不均一的岩层，则剖面形态很不规则，但总体仍里，锥形柱状。
( 3)陷落柱的高度 它是指从溶洞底到塌陷顶的垂宜距离。
它与溶洞的大小，地下水的排泄条件，岩层的物理力学性质，以及裂隙的发育程度有密切关系．一般高度由几十米到l 00-200m ，但也有高达几百米的巨型陷落和仅数米的小型坍塌。
(4)陷落柱的中心轴 它是指陷落柱各平面形态的中心点的联线。
影响矿井开采的主要地质因素(地质员)
一、陷落柱的成因 1、重力塌陷 2、真空吸蚀塌陷 二、陷落柱的形成条件 1、有可溶性岩层存在 2、有良好的地下水储存和运移通道 3、地下水具有良好的补给来源并具有腐蚀性 4、有地下水良好的排泄出口。
第四节 岩溶陷落柱
二、陷落柱的形态特征 平面形态：椭圆形、圆形、长条形和不规形。 剖面形态：锥形、斜塔状、筒柱状和不规则状。 1、柱面特征： 2、柱体特征
第二节 地质构造
（六）断失翼煤层的寻找 1、煤岩层层位对比法 2、断层面构造特征法。 3、经验类推法。 4、作图分析法。 5、生产勘探法。
第二节 地质构造
巷探
钻探
第二节 地质构造
（七）断层的处理 原则：有利生产、减少丢煤、保证安全、少掘巷道。 1、开拓设计阶段：
第二节 地质构造
2、掘进阶段
第二节 地质构造
（二）矿井瓦斯的垂向分带 当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于 煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层内的瓦斯呈 现出垂直分带特征。掌握本煤田煤层瓦斯垂直分带的特征，是搞好 矿井瓦斯涌出量预测和日常瓦斯管理工作的基础。 一般将煤层由露头自上向下分为四个带：二氧化碳---氮气带、氮气 带、氮气---瓦斯带、瓦斯带。前三个带总称为瓦斯风化带。 在瓦斯风化带以下，瓦斯带内煤层的瓦斯含量和涌出量随深度增加 而有规律地增大，所以确定瓦斯风化带深度，有重要的现实意义 。
第四节 岩溶陷落柱
四、井下陷落柱出现的征兆 1、煤岩层变形变位 2、裂隙和小断层增多 3、煤出现风氧化现象 4、煤层中挤入破碎岩块。 5、涌水量增大。
五、陷落柱的探测：物探、钻探、巷探。
第四节 岩溶陷落柱
六、陷落柱的处理
第五节 矿井瓦斯
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煤矿陷落柱特征
一、陷落柱的形成在我国华北石炭二叠纪煤系的基底，存在有溶洞非常发育的奥陶纪石灰岩，由于地下水的长期溶蚀，这些溶洞就愈来愈大，在地质构造力和上覆岩层重力的长期作用，有些溶洞发生塌陷，覆盖在上面的煤系地层也随之陷落，由于这种塌陷的剖面形态为柱状，所以叫陷落柱(图3-2-1)。
二、陷落柱的特征(一)地表特征当陷落规模较大时，可穿过煤系地层一直通到地表，呈现出特殊的地貌景观，在基岩裸露地区更为明显。
在陷落柱出露处岩层产状杂乱，毫无层次，登高望去，呈一环形盆地。
盆地边缘岩层产状正常，盆地中乱石林立，充填着不同地层的岩石碎块。
另外，周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲，岩层多向陷落区内倾斜。
在黄土覆盖地区，由于雨水下渗作用而使地表形成陷坑。
随着雨量的增加和渗透量增大，地表陷坑愈陷愈深，甚至形成小盆地。
当黄土层较厚时，一般在地表很难看到陷落柱的存在。
(二)井下特征1、形态陷落柱总的形态是一个上小下大的圆锥体。
它们在水平切面上多呈圆形或椭圆形，直径大小不一，最大的直径可达几百米(峰峰二矿)，262m(太原西山自家庄矿)，320m(阳泉济生井田)。
最小直径仅几米。
2.高度陷落柱的高度是有限的，因为溶洞塌陷后，上覆地层岩石碎块的体积比原来的体积增大，所以塌陷到一定高度后，整个柱体空间都被填满，这时塌陷作用便告停止，再往上的岩层(或煤层)即可免受破坏。
3．陷落柱内组成物的特征陷落柱主要由塌陷的岩石碎块组成。
这些岩石碎块，棱角显著、形状不一。
排列紊乱，大小混杂。
大的岩块直径可达数米，小的仅几厘米。
岩块与岩块之间，充满着岩粉，煤粉和各色粘土，胶结差，多未成岩。
柱内有的干燥无水，有的有淋水现象。
据统计，瓦斯的涌出量一般比正常区高2—3倍。
4．与围岩的接触关系陷落柱与围岩的接触关系多呈不规则锯齿状，界限明显。
在接触处，围岩的产状基本正常，接触带附近的煤层及顶板一般无牵引现象。
在井下煤巷掘进中遇到陷落柱后，穿过柱体仍可见到原煤层。
5、陷落柱轴线与岩层产状的关系多数矿井的观测结果表明，陷落柱锥形体的中心轴与围岩岩层面近似垂直。
岩溶陷落柱
钻孔圈定采面内陷落柱示意图
2、巷探：
为了查明陷落柱的确切位置、大小、形状以及其
对煤层的破坏程度，对没有突水危险的陷落柱，
可利用小断面的巷道进行探测。
3、物探： 微重力勘探 无限电波透视 瑞雷波勘探 电法 地质雷达（电磁波）
地震波CT
槽波勘探
岩溶陷落柱
主讲：宋达达 回答：马一开
岩溶陷落柱
一、陷落柱特征
二、陷落柱成因 三、陷落柱对煤矿生产的影响 四、陷落柱的探测
五、煤矿生产中对陷落柱的处理
一、陷落柱特征
岩溶陷落柱是岩溶空洞塌陷的产物，它是由于下伏易 溶岩层，经地下水强烈溶蚀，形成大的溶洞，从而引 起上覆岩层失稳，向溶洞中冒落、塌陷所形成的筒状 柱体，简称陷落柱。 陷落柱是影响煤矿生产的特殊地质条件之一，在我国 华北石炭二叠纪煤田中普遍分布，目前全国矿井已揭 露岩溶陷落柱7000～8000个，主要分布在山西、河北、 河南、山东、安徽、四川等地，其中以山西、河北最 为发育。
Thanks
主讲：宋达达 回答：马一开
C.洞穴的顶部逐渐坍陷；
D.最后的拱顶坍陷
三、陷落柱对煤矿生产的影响
（1）破坏可采煤层，减少煤炭储量 （2）影响正规采煤，制约机械化作业 （3）提高掘进率，降低矿井效益 （4）陷落柱对煤矿安全生产造成影响
四、陷落柱的探测
1、钻探：
在探查巷道掘进前方陷落柱时，应根据巷道施工
方向，平行布置或扇形布置钻孔；在探查回采工
齿状。界限明显。
牵引不明显，但有时可见接触带的煤层受较大影
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第一节 喀斯特及其地貌
第一节 喀斯特及其地貌
五、岩溶洞景观（地下喀斯特地貌 ） 有溶洞、地下河、地下湖等；以及与地表和地下密切相关联的竖井、
芽洞、天生桥等喀斯特地貌。
第一节 喀斯特及其地貌
五、岩溶洞景观（地下喀斯特地貌 ）
第一节 喀斯特及其地貌
五、岩溶洞景观（地下喀斯特地貌 ）
第一节 喀斯特及其地貌
循环说
• 第—阶段：为于 水平循环带成虹 吸循环带的岩溶 洞隙逐渐形成并 扩大，产生顶板 和两侧岩层塌陷， 形成十分复杂的 溶洞。
循环说
• 第二阶段：由于地 壳的上升，溶洞继 续扩大上升，地下 水向下运动，沿着 裂隙进一步加深， 且在深部形成第二 层溶洞。开始了第 二循环、以后还可 以出现第三循环、 第四个循环。
第三节 岩溶陷落柱的形态及其结构特征 三、陷落柱的塌陷高度
指溶洞到柱体顶端的距离 小者仅几米．一般是白 余米，大者300—400m，最大可达500—600m。它 与溶洞的大小，地下水的排泄条件，岩层的物理力学 性质，以及裂隙的发育程度有密切关系。
第三节 岩溶陷落柱的形态及其结构特征 四、陷落柱内部结构特征及陷落深度
三、陷落柱的探测
• 一、物理探测
1、高分辨率地震探测技术 （地面三维地震）
许疃煤矿8煤层
三、陷落柱的）
许疃煤矿8煤层
三、陷落柱的探测
• 一、物理探测
2、坑道无线电波透视法
皖北矿区某煤矿7218工 作面
三、陷落柱的探测
• 一、物理探测
二、华北地区陷落柱形成主要时期
• 华北地区岩溶陷落柱发育时期始于晚古 代二叠纪末，主要形成中生代燕山运动 期间，结束新生代第三纪。
三 岩溶陷落柱溶洞塌陷机理
• 1、膏溶说 • 2、循环说 • 3重力塌陷说 • 4真空吸蚀塌陷说
膏溶说
• 这是最早提出的学说，得到较多人的支 持；早在1960年，山西钱学博(1960)就提 小了柱状陷落(陷落柱)是与石膏层溶浊及 喀斯特塌陷有关的论点
第三节 岩溶陷落柱的形态及其结构特征 六、陷落柱的柱面特征
陷落柱的柱面是指陷落柱与周围正常岩层的接触面。 它受岩层的岩石性质和结构构造的控制。
第三节 岩溶陷落柱的形态及其结构特征 七、陷落柱周围煤层和岩性结构特征
1) 煤层层理和岩层有向陷落柱中心倾斜的现象
2)陷落柱周围的煤层和岩层，产生大量的张性节 理．甚至山现小的断层错动
第四章岩溶陷落柱特征及其研究
华北煤田煤炭资源分布
第一节 喀斯特及其地貌
一、喀斯特
水对可溶性岩石所进行的作用，统称为喀斯特 作用。它以溶蚀作用为主，还包括流水的冲蚀、 潜蚀，以及坍陷等机械侵蚀过程。这种作用及其 产生的现象统称为喀斯特。
第一节 喀斯特及其地貌
二、喀斯特（岩溶）地貌 具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用所形成的地 表和地下形态的总称。又称岩溶地貌。
相对密封的承压岩溶网络地下水中，由于某 些原因，如地下的补给和排泄条件的改变等， 引起浅部充水岩溶腔内地下水位大幅度下降。 当水位低于岩溶腔口表面时，在岩溶盖层与 岩溶腔内水面之间出现无水空腔，这时腔内 水体由承压转为无压。
第五节 陷落柱的探测
一、 井下陷落柱出现前的预兆
• 1、煤、岩层产状发生变化 • 2、裂隙和小断层增多 • 3、煤出现风氧化现象 • 4、煤层中挤入破碎岩块 • 5、地下水涌出量增大 • 6、地温异常
第三节 岩溶陷落柱的形态及其结构特征
一、 陷落柱平面形态特征
大多呈椭园形．其次为圆形，少量为不规则图形，直径大小 不等． 一般是几十米至几百米以上，目前揭露的最大直径达 300米。
第三节 岩溶陷落柱的形态及其结构特征
一、 陷 落 柱 平 面 形 态 特 征
第三节 岩溶陷落柱的形态及其结构特征 二、陷落柱剖面形态特征
二、陷落柱的观测
• 无论在地表或井下遇见陷落柱，都应进 行详细的观测和编录。根据生产矿井对 陷落柱观测和判断的基本要可归结为五 查、五看和五定的工作方法。
五查包括：
1. 查陷落柱周围煤、岩层中裂隙的发育情 况和充填物性质；
2. 查陷落柱周围煤质的变化范围和风化程 度；
3. 查临近陷落柱处水和瓦斯的变化情况； 4. 查陷落柱周围小型断层的发育情况和产
1．地层结构条件（可溶 性岩层）
陷落柱地带围岩地层 均为一大套完整的多 层次的煤系地层，其 下为巨厚的单一的可 溶性（灰岩）地层。
2．构造条件（发育有 良好的地下水通道）
• 含煤区域内，发育有良好的地下水通道，主要是指断 层和裂隙，尤其是透水性好的张性或张扭性断裂。它 们沟通地面水系、地下含水层段与可溶性岩、矿层之 间的水力联系，因此陷落柱常沿岩溶化断裂带、褶曲 轴部，特别是断裂交汇处呈串珠密集分布。
重力塌陷说
溶洞顶板在重力的作用下，产生了应力的重新分 布，沿结构面张裂隙滑动。岩块脱落下沉， 下沉 堆积物部分又被流水冲刷溶蚀搬运带走， 部分留 在原地经地下合自重力作用逐渐被压缩密实，下 部空间重新又增大．再次失去平衡，岩层继续向
下塌陷，反复多次形成现今的陷落柱。
真空吸蚀塌陷说
真空吸蚀塌陷说
第一节 喀斯特及其地貌 七、岩溶洞成因和类型
①渗流带洞穴
②饱水带洞穴
③承压水带洞穴
第二节、岩溶陷落柱的概念及分布
1．古岩溶陷落柱的概念
岩溶陷落柱系指坚硬的非可溶性岩层向下伏 岩溶洞穴的老基岩塌陷的现象，即埋藏岩溶区 的地下溶洞的顶部岩层及覆盖层失去支撑，塌 陷和剥落所产生的柱状陷落体。
第二节、岩溶陷落柱的概念及分布 2、华北地区古岩溶陷落柱的分布
3、 良好的地下水动力条件
• 地下水交替循环快，排泄流杨，具有良 好的地下水动力条件。一个地区的侵蚀 基准面控制着地下水的交替和流动。侵 蚀基准面以下，地下水流动缓慢，排泄 困难，岩镕不发育。
4、具有丰富具有侵蚀性的地下水源
• 地下水源丰富，具有溶蚀性较强的酸根 和较大的侵蚀“掏空”能力 。应该指出， 有极少部分的陷落柱的塌落空间不是由 于地下水的溶蚀作用造成的，而是由于 地下水的机械作用把沈砂透镜体、断层 泥堆积体等松软岩体冲刷带走造成的
沿陷落柱中心点相连的轴线，垂直切开主体的形状有四 类： ①园锥体，②筒状，上下大小相近； ③斜塔状 ；④不规则状。
岩层含泥质较少易形成圆锥状、如含泥质较高岩层松 软易形成筒体状; 在岩层起伏较大地区, 沿顺岩层倾向方 向塌陷
第三节 岩溶陷落柱的形态及其结构特征 二、陷落柱剖面形态特征
第三节 岩溶陷落柱的形态及其结构特征 二、陷落柱剖面形态特征
三、喀斯特地貌的分布 喀斯特地貌分布在世界各地的可溶性岩石地区。可溶性岩石有 3类：
① 碳酸盐类岩石(石灰岩、白云岩、泥灰岩等)。 ② 硫酸盐类岩石（石膏、硬石膏和芒硝）。 ③ 卤盐类岩石（钾、钠、镁盐岩石等）。
第一节 喀斯特及其地貌
四、喀斯特地貌类型 喀斯特可划分许多不同的类型。 ①按出露条件分为：
1. 定巷道理陷落柱的部位； 2. 定陷落柱的形状； 3. 定陷落柱的大小； 4. 定巷道穿避陷落柱的距离；. 5. 定处理陷落柱的措施。
三、陷落柱的探测
• 一、钻探
三、陷落柱的探测
• 一、钻探
三、陷落柱的探测
• 一、物理探测
1、高分辨率地震探测技术 （地面三维地震）
山西省阳泉矿区五矿 煤层陷落柱探测
陷落深度处指与同岩层相比下陷的距离，一般为几 米或几十米，个别达300多米。
柱内岩层杂乱无章，层位秩序无法确定，有的可见 到层状结构，但产状不一，极度倾斜，形成相互错开 的大碎块。其成分是由上部岩层及煤层的碎块、粉末 及粘土组成。
五、陷落柱的中心轴
• 它是指陷落柱各 平面形态的中心 点的联线。通常， 中心轴垂直于所 穿过的岩层层面。 由于陷落柱穿过 的各岩层的产状、 岩石性质和裂隙 发育程度常有变 化，因此，中心 轴大多不是垂立 的，而是歪斜的， 甚至呈扭转状态。
状特征； 5. 查矿区内陷落柱的发育和分布规律。
五看包括：
1. 看陷落柱与煤、岩层接触面的形态； 2. 看陷落柱与煤、岩层接触带的充填物性
质和特征； 3. 看陷落柱内岩块的性质、形状、大小、
排列方式和层位时代， 4. 看陷落柱周围煤、岩层的产状变化； 5. 看陷落柱面与巷顶交线的弯曲方向和曲
率。
五定包括：
五、岩溶洞景观（地下喀斯特地貌 ）
桂林七星岩溶洞
第一节 喀斯特及其地貌
五、岩溶洞景观（地下喀斯特地貌 ）
桂林 穿山岩溶洞
第一节 喀斯特及其地貌
五、岩溶洞景观（地下喀斯特地貌 ）
陷落塌陷
第一节 喀斯特及其地貌
五、岩溶洞景观（地下喀斯特地貌 ）
陷落塌陷
第一节 喀斯特及其地貌
六、岩溶洞的发育与演化 •地表水沿灰岩内的节理面或裂隙面等发生溶蚀，形成溶沟（或 溶槽），原先成层分布的石灰岩被溶沟分开成石柱或石笋。 •地表水沿灰岩裂缝向下渗流和溶蚀，形成落水洞。 •从落水洞下落的地下水到含水层后发生横向流动，形成溶洞。 •随地下洞穴的形成地表发生塌陷，塌陷的深度大面积小，称坍 陷漏斗，深度小面积大则称陷塘。 •地面上升，原溶洞和地下河等被抬出地表成干谷和石林，地下 水的溶蚀作用在旧日的溶洞和地下河之下继续进行
循环说
• 第三阶段：第一层溶洞 继续坍塌扩大．上覆非 可溶性岩层塌陷。形成 岩溶陷落柱，当地壳继 续上升，地下水位继续 下降时，第二层溶洞也 可能开始坍塌、这样， 两层溶洞坍塌连接起来， 使非可溶性岩层塌陷更 深，
重力塌陷说
• 由于溶蚀和水流的冲蚀作用，使地层下 部奥陶系的马家沟组石灰岩岩溶强烈发 育，逐渐形成了较大的岩溶洞穴空间。 在进入中个代以后，受印支运动和燕山 运功的影响，地壳强烈上升，形成岩溶 水强迳流带．古岩溶洞进一步溶蚀扩大。
2、坑道无线电波透视法
皖北矿区某煤矿7218工 作面