淮南煤田岩溶陷落柱(带)特征及形成机理

摘要

岩溶陷落柱作为煤田一种特殊的地质体，不仅影响了煤炭开采过程中巷道布置、巷道稳定性、煤炭开采数量，而且可能引发工作面突水，对井下矿工的生命安全带来严重威胁。对陷落柱特征及形成机理的研究，将有助于煤矿地质工作者对所遇陷落柱做出正确判断，提前做好准备措施，有效防止煤田灾害发生，减少陷落柱可能带来的损失。项目研究具有重要的理论意义和现实意义。
　　 本文在查阅研究国内外相关文献的基础上，以淮南煤田岩溶陷落柱(带)为研究对象，采用了理论分析和现场应用相结合的研究方法，系统收集并分析了淮南煤田地质资料、水文地质资料、地下水化学特征资料、陷落柱井下揭露资料。通过三维地震资料及陷落柱内部岩石照片，分析了淮南煤田岩溶陷落柱的形态特征及内部充填特征；在分析谢桥矿井下出水点位置及地下水特征资料的基础上，采用GIS软件DTM分析功能和分类主成分分析方法研究了淮南煤田陷落柱的影响范围、影响带内煤系水质、水量、水温的变化特征；并系统总结了淮南煤田岩溶陷落柱(带)三种不同层位含、导水性的差异。在分析淮南煤田岩溶陷落柱特征的基础上结合淮南地质演化过程及地下水活动，研究了煤田陷落柱(带)形成的机理。对淮南矿煤田地质灾害、水害防止工作具有一定参考价值。研究表明：
　　 (1)淮南岩溶陷落柱(带)平面形态多为长条形，长轴延展方向多是NW-SE，剖面形态上陷落柱表现为上小下大，且多数陷落柱的顶界在基岩面以下；
　　 (2)淮南煤田岩溶陷落柱(带)基底多发育于寒武纪灰岩，岩层塌陷面积大，围岩裂隙高度发育；
　　 (3)淮南煤田岩溶陷落柱(带)含、导水性各煤层存在差异，越向下层，含、导水可能性越大，在开采过程中应特别注意，防止突水事故的发生；
　　 (4)淮南煤田岩溶陷落柱(带)影响范围广，在影响区内下部煤系含水层易受灰岩含水层补给，而上部煤系含水层因曾受过新生界水体混入，水质出现异常，并且局部煤系含水层由于受氧化条件影响，水质特征也发生一定的改变；
　　 (5)淮南煤田在经历三次地质构造中发育出一系列NW向的张性断层，并在地表水、地下水长期由东南向西北的溶蚀中逐渐形成深至寒武纪灰岩的岩溶洞穴，最终在重力作用下塌陷，形成陷落柱。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

致谢

第一章 绪论

1.1研究背景与研究意义

1.2国内外研究现状

1.3研究思路及研究内容

第二章淮南煤田地质及水文地质条件

2.1淮南煤田概矿

2.1.1研究区气象

2.1.2研究区水文

2.1.3研究区交通位置及社会经济状况

2.2研究区地层

2.2.1研究区地层

2.2.2研究区含煤地层

2.3研究区构造形态

2.3.1老区地质构造

2.3.2新区地质构造

2.4淮南矿区水文地质概况

2.4.1新生界松散层水文地质

2.4.2基岩水文地质及分区

第三章淮南煤田岩溶陷落柱(带)特征研究

3.1淮南煤田岩溶陷落柱(带)的形态特征

3.1.1陷落柱(带)平而特征

3.2.2陷落柱(带)剖面形状

3.2淮南岩溶陷落柱(带)柱体内部特征

3.2.1陷落柱(带)柱内部充填物特征

3.2.2陷落柱(带)内部结构特征

3.2.3陷落柱(带)柱内部岩层塌距特征

3.3淮南岩溶陷落柱(带)含、导水性

3.4淮南岩溶陷落柱(带)影响区特征

3.4.1陷落柱(带)影响区范围

3.4.2陷落柱(带)影响区岩层发育特征

3.4.3陷落柱(带)影响区地下水特征

第四章淮南煤田岩溶陷落柱(带)形成机理研究

4.1淮南煤田岩溶陷落柱(带)概述

4.2淮南煤田岩溶陷落柱(带)形成机理

4.2.1形成淮南煤田岩溶陷落柱(带)的物质基础

4.2.2形成淮南煤田岩溶陷落柱(带)的构造条件

4.2.3淮南煤田地质构造成因分析

4.2.4形成淮南煤田陷落柱(带)的水岩作用

4.3淮南煤田陷落柱形成时间

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献