岩溶陷落柱探查与治理
浅谈岩溶塌陷成因及防治措施
浅谈岩溶塌陷成因及防治措施------------------以桂西南某铝厂岩溶塌陷勘察为例摘要：岩溶在我国广泛发育，岩溶塌陷为岩溶地区常见的一种地质灾害现象，对正常的生产和生活有着极大的不良影响。
本文结合实际案例，对岩溶塌陷的形成因素及机理进行探讨分析并提出相关治理措施建议。
1 岩溶背景岩溶，主要指水流对碳酸盐岩等可溶性岩石以化学作用为主，机械作用为辅的地质作用过程及其所产生的现象。
广西华银铝厂位于广西省百色市德保县，地处桂西北，为岩溶强烈发育区。
我国的岩溶发育广泛，碳酸盐岩的分布，有346.3万km2，碳酸盐岩出露面积有90.7万km2，从北方小兴安岭到南海诸岛，从青藏高原到宝岛台湾，都有岩溶发育。
其中以山西高原及邻近省区，到华南云、桂、贵，包括川、鄂、湘的部分地区最为发育。
山西岩溶高原蕴藏丰富的煤炭资源，其两侧的华北油田潜山型储集层和鄂尔多斯油田深部碳酸盐岩储集层，构成我国重要的能源基地，西南岩溶区及华南岩溶区蕴藏着我国最主要的有色金属和磷矿资源，不仅在岩溶区有丰富的固体矿产资源，我国四分之一的地下水资源也是分布于岩溶区。
此外，岩溶地区造成的地貌成就了一批著名的风景名胜，桂林山水、云南石林、四川黄龙九寨沟等风景区。
因此岩溶在我们的生产生活有着重要意义。
2 岩溶塌陷岩溶地面塌陷简称岩溶塌陷或塌陷，是岩溶地区常见的一种动力地质现象，亦是岩溶地区一种特殊的水土流失现象。
它是岩溶发育过程中，自然界岩土、水、气多相平衡状态遭受破坏后，地表岩土体向下部岩溶空间流失，由不平衡状态向平衡状态发展的一个阶段。
这种现象，在天然状态下可以产生，但发展缓慢。
而在人类经济工程活动中，加速了自然界平衡的破坏，塌陷的产生往往十分迅速，有时规模巨大，危害严重。
该厂自从投产以来，由于厂区周边建设的加速及自然环境的变化，区域内的水文地质条件发生了改变，厂区内发生了大小规模不一的地面塌陷，这些塌陷部分已对厂内设备、建（构）筑物基础造成了安全隐患。
岩溶塌陷的防治措施.doc
岩溶塌陷的防治措施我国对岩溶塌陷的防治工作开始于60年代，目前已有一套比较宪整和成熟的方法、防治的关键是在掌握矿区和区域塌陷规律的前提下，对塌陷做出科学的评价和预测，即采取以早期预测、预防为主，治理为辅、防治相结合的办法。
下面下面为大家介绍岩溶塌陷的防治措施。
塌陷前的预防措施主要有：合理安排厂矿企业建设总体布局；河流改道引流，避开塌陷区；修筑特厚防洪堤；控制地下水位下降速度和防止突然涌水，以减少塌陷的发生；建造防渗帷幕，避免或减少预测塌陷区的地下水位下降，防止产生地面塌陷；建立地面塌陷监测网。
塌陷后的治理措施主要有：塌洞回填；河流局部改道与河槽防渗；综合治理。
一般来说，岩溶塌陷的防治措施包括控水措施、工程加固措施和非工程性的防治措施。
控水措施1. 地表水防水措施：防地表水进入塌陷区，可以：清理疏通河道，加速泄流，减少渗漏；对漏水的河、库、塘铺底防漏或人工改道；严重漏水的洞穴用粘土、水泥灌注填实。
2. 地下水控水措施根据水资源条件，规划地下水开采层位、开采强度、开采时间，合理开采地下水，加强动态监测。
危险地段对岩溶通道进行局部注浆或帷幕灌浆处理。
工程加固措施1. 清除填堵法：用于相对较浅的塌坑、土洞。
2. 跨越法：用于较深大的塌坑、土洞。
3. 强夯法：用于消除土体厚度小，地形平坦的土洞；4. 钻孔充气法：设置通风调压装置，破坏岩溶封闭条件，减小冲爆塌陷发生的机会。
5. 灌注填充法：用于埋深较深的溶洞。
6. 深基础法：用于深度较大，不易跨越的土洞，常用桩基工程。
7. 旋喷加固法：浅部用旋喷桩形成一“硬壳层”，，其上再设筏板基础。
非工程性的防治措施1. 开展岩溶地面塌陷的风险评价。
2. 开展岩溶地面塌陷的试验研究，找出临界条件。
3. 增强防灾意见，建立防灾体系。
岩镕塌陷的防治尽管难度较大，但只要因地制宜地采取综合的措施，岩溶塌陷灾害是完全可以防治的。
河北煤田陷落柱突水的分析与防治
河北煤田陷落柱突水的分析与防治【摘要】岩溶陷落柱的存在容易引起矿井突水，对煤矿正常回采威胁巨大。
本文主要探讨河北地区陷落柱突水的防治技术，对岩溶陷落柱的形成机理进行了分析，论述了陷落柱围岩特征和陷落柱周边小构造以及陷落柱突水的防治措施。
【关键词】煤田；岩溶；陷落柱；水量；防治河北地区地下埋藏着丰富的煤炭资源，也是我国最早采用现代技术进行煤炭开采的地区，这些形成于石炭二叠系的化石能源给河北省的经济发展带来了强有力的支持。
但是由于华北地区志留系地层缺失，致使正常构造地段巨厚奥陶系灰岩赋存于主采煤层之下，主采煤层与厚层灰岩含水层之间常有不同厚度的煤系地层和灰岩顶界面隔开，然而煤炭开采过程中一旦遇到破坏了煤层与灰岩强含水层之间隔水层的岩溶陷落柱将会导通奥灰强含水层而造成严重的突水。
奥灰岩溶陷落柱突水往往存在水压高、水量大、爆发迅速、破坏性大等特点，因此一旦突水将造成很大的危害，往往酿成矿淹人亡的严重后果。
例如1984年开滦范各庄矿发生的9号奥灰陷落柱突水不但淹没了范矿，相邻的吕矿、林西矿也受到威胁而被迫停产。
近年来随着我省煤炭资源的大量开采，浅部煤炭资源逐渐枯竭，各矿逐渐向深部进行资源挖潜，随着井巷深度的增加，奥灰水压也随之变大，这样就更增加了奥灰陷落柱突水的可能性和危害性。
因此，研究陷落柱的成因、特点和预防措施变得迫在眉睫。
1 陷落柱的成因陷落柱是岩溶现象发展到一定程度的产物。
岩溶指可溶性岩石，特别是碳酸盐类岩石（如石灰岩、石膏等），受含有二氧化碳的流水溶蚀而出现溶洞的现象。
部分溶洞在地质构造力和上覆岩石的重力作用下发生坍塌，覆盖在上部的煤系地层也随之陷落，由于这种塌陷呈圆形或不规则的椭圆形柱状体，故称作陷落柱。
2 陷落柱特征（1）陷落柱形状一般为上小下大的圆形或椭圆形的柱状体，外围岩层产状连续正常，内部被上部地层跨落的岩煤无层序的填充。
例如开滦范各庄矿揭露的9号、10号陷落柱。
（2）由于陷落柱的形成需要活跃的地下水因素和地质条件的连续性，陷落柱的出现往往成裙带状分布，在一定区域内分布比较密集。
岩溶陷落柱的研究历史及成因假说
岩溶陷落柱的研究历史及成因假说摘要：岩溶陷落柱在华北型煤田广泛发育和分布，它的存在是矿井安全的重大威胁。
为了解决陷落柱问题，众多专家学者对陷落柱的形成机理、分布规律以及陷落柱突水原因等方面，进行了长期的研究，形成了诸多理论依据。
关键词：岩溶陷落柱；研究历史；形成机理；分布规律；侵蚀基准面Abstract: There are extensive development and distribution of karst collapse column in northern china coal field. The existence of karst collapse column is significant threat to mine safety. In order to solve the problem, many experts and scholars have done the long-term research of formation mechanism, distribution law, collapse column water inrush reason and so on. As a result, many theoretical bases are formed.Key words: karst collapse column; history of research; formation mechanism; distribution law; base level of erosion在我国华北煤田，不少矿区有陷落柱分布。
在陷落柱发育的地区，它一直是影响煤矿生产和建设的主要因素之一，如西山煤田前山各生产矿区揭露的地质资料统计：陷落柱发育密度为20～40个/k㎡，其破坏面积约占煤层已采面积的7%。
由于陷落柱的破坏，生产矿井煤炭储量损失高达15%～30%[1] 。
导水陷落柱防治措施
导水陷落柱防治措施1、陷落柱含水情况的探测要求⑴水压＞2MPa的陷落柱原则上不沿煤层布孔，而应布置在底板岩层中。
因为沿煤层埋设的孔口安全止水套管，很可能被高压水突破。
⑵孔口安全装置和安全注意事项与探高压断层水要求相同。
⑶要提高岩心采取率，及时进行岩心鉴定，作好陷落柱的分辨工作。
⑷监测并记录孔内水压、水量和水质的变化，发现异常应加密或加深钻孔，力争直接探到陷落柱。
⑸探到陷落柱无水或水量很小，要用泵进行略大于区域静水压力的压水试验，检验其导水性。
同时要向其深部布孔，了解深部的含(导)水性和底板强含水层水的导升高度。
2、陷落柱防治措施①留设陷落柱防水煤柱②导水陷落柱突水后的治理方法1直接封堵法2“三段式”堵水法3巷道截流法4“止水塞”封堵法5返流注浆法6构筑水闸墙3、巷道在水淹区下或老窑积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离，不的小于巷道高度的10倍。
4、在水淹区下或老窑积水区下的煤层中进行回采时，防隔水煤（岩）柱的尺寸，不得小于导水裂隙带最大高度与保护带高度之和。
5、矿井工作面采煤前，应采用物探、钻探、巷探和化探等方法查清工作面内断层、陷落柱和含水层（体）富水性等情况。
地测机构应当提出专门水文地质情况报告，经矿井总工程师（技术矿长）组织生产、安监和地测等有关单位审查经批准后，方可进行回采。
发现断层、裂隙和陷落柱等构造充水的，应当采取注浆加固或者留设防隔水煤（岩）柱等安全措施，否则不得回采。
6、在生产过程当中不断收集水文地质资料，坚持做到“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则。
7、矿井带压开采区域，开拓开采前通过多种手段探测研究并查明区域内底板有效隔水层厚度变化、承压水原始导升高度、采动后底板破坏带范围（下三带），为安全带压开采提供详实的基础数据，制定可行的措施。
8、在井田开拓开采前采取多种手段对井田内构造及其导水性进行探查，根据实际探查结果制定合理的防治奥灰水突出的安全技术措施，对于有突水危险的区域需进行专门的带压开采设计；进一步调查井田内及矿井周边开采情况、积水积气情况，有针对性地制定相应的防治水措施。
岩溶塌陷的灾情评估及防治措施
吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学§13.2岩溶塌陷的灾情评估及防治措施一、岩溶塌陷的概念及产生原因岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体，在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏，其结果多形成圆锥形塌陷坑。
岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。
激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。
岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区，其形成受到环境和人类活动的双重影响。
1. 可溶岩及岩溶发育程度可溶岩是由岩溶地面塌陷形成的物质基础，而岩溶洞穴的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件。
大量塌陷事件表明，塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区，部分发育在埋藏型岩溶分布区。
溶穴的发育和分布受岩溶发育条件的制约，一般主要沿构造断裂破碎带、褶皱轴部张裂隙发育带、质纯层厚的可溶岩分布地段、与非可溶岩接触地带分布。
岩溶的发育程度和岩溶洞穴的开启程度，是决定岩溶地面塌陷的直接因素，可溶岩洞穴和裂隙一方面造成岩体结构的不完整，形成局部的不稳定；另一方面为容纳陷落物质和地下水的强烈运动提供了充分的空间条件。
一般情况下，岩溶越发育，溶穴的开启性越好，洞穴的规模越大，则岩溶地面塌陷也越严重。
2. 覆盖层厚度、结构和性质松散破碎的盖层是塌陷体的主要组成部分，由基岩构造成的塌陷体在重力作用下沿溶洞、管道顶板陷落而成的塌陷为基岩塌陷。
塌陷体物质主要为第四系松散沉积物所形成的塌陷叫土层塌陷。
据南方十省区统计，土层塌陷占塌陷总数的96.7%。
3. 地下水运动地下水运动是塌陷产生的动力条件——主要动力。
地下水的流动及其水动力条件的改变是岩溶塌陷形成的最重要动力因素，地下水径流集中和强烈的地带，最易产生塌陷，这些地带有：（1）岩溶地下水的主径流带；（2）岩溶地下水的（集中）排泄带；（3）地下水位埋藏浅、变幅大的地带（地段）；（4）地下水位在基岩面上下频繁波动的地段；（5）双层（上为孔隙、下为岩溶）含水介质分布的地段，或地下水位急剧变化的地段；（6）地下水与地表水转移密切的地段。
华北地区岩溶陷落柱形成原因与预测
华北地区岩溶陷落柱形成原因与预测【摘要】阐述了华北地区岩溶陷落柱的成因，并对其特征进行了总结，提出了陷落柱的预测方法【关键词】陷落柱;成因;特征;预测我国华北地区有着丰富的煤炭资源，岩溶陷落柱在华北地区煤田广泛发育和分布，不仅使煤层塌陷在一定范围内失去开采价值，减少煤炭储量，缩短了矿井服务年限；而且还对井巷工程的布置和施工，采煤方法和采掘机械的选择增加困难；更重要的是它往往沟通含水层，,把奥陶系灰岩水引入矿井,威胁到矿井的安全生产。
因此分析研究华北地区岩溶陷落柱的成因与发育规律，对煤矿的安全生来说来说具有重要的意义。
１．华北地区陷落柱的形成原因所谓陷落柱，是指煤系地层下部的易溶岩层，经地下水的强烈溶蚀，形成了大量溶洞，从而引起上伏岩层失稳，向溶蚀空间冒落、塌陷所形成的筒装柱体。
其发育必须具备四个条件：一是煤系或其下伏地层中含有可溶性岩层；二是含煤区域内，发育有良好的地下水通道；三是地下水交替循环快，排泄流畅，具有良好的地下水动力条件；四是具有丰富的地下水资源。
可溶岩的存在是岩溶形成的物质基础。
可溶岩是指碳酸盐类的岩石与水相互作用溶解于水而得名。
可溶岩的纯度愈高，其可溶性愈强，岩溶愈发育，溶洞大而集中，典型的岩溶形态发育完善。
相反，可溶岩的纯度愈低，则不易形成岩溶。
地质构造是促进可溶岩溶解与冲蚀作用加速进行的重要条件。
由于地质构造破坏了岩石的完整性，增加岩石的渗透性能，扩大了水与岩石的接触可溶机会，使水流具有了良好的通道，加强了岩溶发育程度。
一般而言，断层附近和褶曲轴部，构造裂隙发育，岩石的透水性好，因而岩溶最为发育。
这是由于断层破坏了岩层的连续性和完整性，加强了地下水的循环交替，并使具有溶蚀能力的水与可溶岩石的接触而不断扩大，加快了对可溶岩的溶蚀所致，因此说地质构造不仅控制岩溶的发育强度和深度，而且控制岩溶发育的方向和部位。
地下水交替循环是岩溶形成的基本动力。
地下水循环且带有溶蚀物质流向排泄区，由于水不断循环，裂隙逐步扩大，水流通道加宽，水速加大，溶蚀不断扩大，形成了岩溶洞穴，甚至地下暗河，为陷落柱的形成创造了条件。
岩溶塌陷防治措施
岩溶塌陷防治措施引言岩溶塌陷是一种常见的地质灾害，通常发生在岩溶地貌区域。
由于岩溶地貌的特殊结构和性质，岩溶地区的土壤和岩石容易溶解和崩塌，导致地表塌陷，给人们的生命和财产安全带来威胁。
为了有效预防和控制岩溶塌陷，需要采取一系列的防治措施。
本文将介绍一些常用的岩溶塌陷防治措施，并对其进行分析和评价。
1. 巩固填塞措施巩固填塞措施是一种常见且有效的岩溶塌陷防治方法。
该方法通常采用填充物填充岩溶洞穴和裂缝，加固地质体，防止岩溶洞穴的继续扩展和坍塌。
填充物可以选择砂石、水泥浆等材料，根据地质条件和需求来确定合适的填充物。
对于较大的洞穴或裂缝，常采用灌浆注浆的方法进行填塞。
首先，需要进行洞穴和裂缝的调查和评估，确定洞穴和裂缝的形态和尺寸。
然后，选择适当的注浆材料和注浆工艺，将注浆材料注入洞穴和裂缝中，使其充满并固化。
这样可以有效防止洞穴和裂缝的进一步发展。
对于较小的岩溶洞穴，可以采用填土的方式进行填塞。
需要选择合适的填土材料，将填土填入岩溶洞穴中，并进行压实和固定，以增加地质体的稳定性。
2. 密闭抑制措施密闭抑制措施是一种有效的岩溶塌陷防治方法，可以有效防止地下水的流动和溶解，从而减少岩石溶解和崩塌的风险。
该方法通常采用封堵地下溶洞和裂隙的方法来实施。
首先，需要进行地下溶洞和裂隙的调查和评估，确定其位置和长度。
然后，选择适当的封堵材料，如注浆材料、聚合物材料等，对地下溶洞和裂隙进行封堵。
封堵材料需要具有一定的强度和可塑性，以适应地质体的变化。
对于较大的地下溶洞，可以采用钢筋混凝土梁或墙的方式进行封堵。
首先，进行地下溶洞的测量和设计，确定合适的尺寸和形态。
然后，在溶洞上方进行钢筋混凝土梁或墙的浇筑，将地下溶洞封堵。
对于较小的地下溶洞和裂隙，可以采用注浆的方式进行封堵。
首先，需要选择合适的注浆材料，将注浆材料注入地下溶洞和裂隙中，充分填充并固化。
3. 地下水治理措施地下水是岩溶塌陷的主要原因之一，因此合理有效地治理地下水可以预防和控制岩溶塌陷。
综合法在岩溶陷落柱探查中的应用研究
第42卷第11期2019年11月煤炭与化工Coal and Chemical IndustryVol.42No.11Nov.2019地测与水害防治综合法在岩溶陷落柱探查中的应用研究周琛龙(安徽省地质矿产勘査局325地质队，安徽淮北235000)摘要：为了精准查明邹庄井田21312X作面的地质异常体，通过综合多种探查方法的解释结果，对该工作面疑似陷落柱的地质特征进行了全面分析和判定，并评价其危险性，为工作面安全回采提供了依据。
研究结果表明，21312工作面揭露的地质异常体为岩溶陷落柱，该陷落柱发育至煤系下部的奥陶系灰岩层，总体富水性一般，但是节理裂隙发育，储水空间较大,回采前需做好防范工作。
关键词：物探；钻探；综合探查；岩溶陷落柱中图分类号：TD325文献标识码：B文章编号：2095-5979(2019)11-0072-03 Application of comprehensive method in explorationof karst subsidence columnZhou Chenlong(Bureau of Geology and Mineral Exploration of A nhui Province^No.325Geological Team,Huaibei235000,China) Abstract:In order to accurately identify the geological anomalies in Zouzhuang Minefield21312working face,this study comprehensively analyzed and judged the geological characteristics of the suspected subsidence pillars in the working face by synthesizing the interpretation results of various exploration methods,and evaluated their danger,which provided a basis for safe mining of the working face.The results showed that the geological anomaly exposed in21312working face is karst collapse pillar,which developed to the Ordovician limestone stratum in the lower part of coal measures.The collapse pillar was generally water-rich,but the joints and fissures were developed,the storage space was large,and the precautions needed to be taken before mining.Key words:Geophysical exploration;drilling;comprehensive exploration;karst collapse column0引言岩溶陷落柱＞®^生产中的重大安全隐患之一叫它常是造成煤层厚度变化、煤质变差、围岩失稳的主要原因31,同时一旦导通强含水层，还可能引发严重的水害事故〔X。
岩溶陷落柱对煤矿生产的影响
岩溶陷落柱对煤矿生产的影响及处理方法1、引言岩溶陷落柱是煤系地层下部石灰岩、白云岩等可溶性岩石在地下水和重力作用下，所产生的塌陷现象。
岩溶陷落柱是影响我国一些煤矿正常采掘和安全生产的地质问题之一。
它不仅破坏煤层，损失煤炭资源，给井巷工程的布臵和施工增加困难，而且因其可能是良好的导水通道，使采掘场所与含水层沟通，对矿井的安全生产构成极大威胁。
岩溶陷落柱是西山煤田重要地质现象之一。
我矿在布臵走向上千米，倾向200 米左右的综采工作面时，常常在一个工作面中会遇到几个或几十个陷落柱，从而直接影响全矿的安全生产及经济效益。
2、岩溶陷落柱的形成我国华北石炭二叠纪煤系的基底是奥陶系石灰岩，在地下水的化学溶蚀作用下，石灰岩不断被溶蚀破坏，形成了大量的岩溶空洞，溶洞规模越来越大，在上覆岩层长期的重力作用下，引起煤层及其围岩塌陷，形成环状陷落,图2-1,。
由于塌陷体的剖面形状似一锥形柱体，故称岩溶陷落柱，简称陷落柱。
3、陷落柱的特征通过对西铭矿陷落柱的大量观测，现将西铭矿陷落柱的主要特征归纳如下3.1 地表特征当陷落柱的规模较大时，可穿过煤系地层一直通达地表，呈现出特殊的地貌景观，在基岩裸露地区更为明显。
如在西铭矿区，地表出露产状为平缓的二叠系山西组煤系地层和石盒子群岩系，而在陷落柱出露处岩层产状杂乱，更无层次可寻，登高望去呈一圆环形陷落盆地，盆地边缘岩层产状正常而连续，盆地中乱石林立，充填着不同地层的破碎岩块。
周围岩层因受塌陷影响而略显弯曲，多向陷落区内倾斜。
而在另一区内，当山西组地层中陷落了石盒子群的砂岩时，由于砂岩不易风化，形成独特的凸起地形。
3.2 井下特征3.2.1 陷落柱的形状陷落柱平面形状似圆形、似椭圆形或长条形等，直径大小不一，最大直径可达几百米,最小直径仅十余米。
陷落柱的剖面形状多呈上小下大的锥形体，但当陷落柱穿过含水较多的松软岩层时，剖面形状就呈上大下小的漏斗状。
陷落柱的高度一般为几米至一二百米,甚至可能波及地表。