陷落柱

摘要： 煤层底板隐伏陷落柱突水具有隐蔽性和突发性,是我国华北地区煤矿安全生产的重要隐患.为解决此类生产安全隐患,采用自主研发的煤层底板隐伏陷落柱渗流演化模型模拟试验系统对3组含不同陷落柱的试样进行试验,测试启动水压梯度、孔隙水压、流速等渗流关键参数,分析渗透压差-流速、孔隙水压-扩散半径的关系,并开展非达西流特征研究,结果表明:模型试验的启动水压梯度为0.60～1.57 MPa/m;渗透压差-流速、孔隙水压-扩散半径的关系均表现出非达西流特性;双曲线形式的孔隙水压系数与扩散半径拟合度较好;陷落柱渗流演化模型试验的非达西流β因子均为负值.

摘要： 8102工作面于回采过程中揭露了一处陷落柱,该陷落柱靠近8102工作面回风顺槽。通过对8102工作面陷落柱进行探查和治理,防止碾焉煤矿8102综采工作面在过陷落柱回采过程中发生奥灰突水事故;运用三维并行电法、无线电波透视2种探测技术结合钻探情况对注浆效果进行验证,并对注浆治理效果进行评价。

摘要： 为提高巷道陷落柱应力区破碎顶板的稳定性,以晋能控股煤业集团某矿43221巷掘进作业中受陷落柱影响,出现的原顶板支护失效现象严重,巷道顶板出现严重下沉,底板出现严重鼓起的工程概况为例,深入分析了巷道原顶板支护设计存在的不足,并以巷道顶板具体工程概况为基础,进一步改进优化了原支护方案,提出了可采用桁架锚索支护配合二型钢棚的联合支护策略,实际支护结果表明,应用该联合支护方案后,顶板的稳定性显著提高,支护成效明显,有助于更好地保障巷道安全生产。

摘要： 为了解决阳泉五矿综采面过陷落柱时推进速度慢、安全性差的不足,提出了一种新型的深孔预裂技术方案,采用了全新的组合式扩裂弹体,提高了装药可靠性,同时优化了爆破技术。实际应用表明,该技术有效解决了传统装药可靠性差的不足,将综采面的推进速度提升了15.3%,采煤机截齿磨损量降低了75.7%。

摘要： 为了保证巷道安全快速掘进,针对永丰煤矿皮带斜巷掘进过陷落柱区时巷道顶板出现破碎、下沉的现象,提出了“喷浆+架棚”联合加强支护技术。实际应用效果表明,采取联合支护技术后提高了陷落柱区围岩稳定性,防止了顶板冒漏事故发生,取得了显著应用成效。

摘要： 赵庄二号2309综放工作面内地质构造异常带大量发育,导致工作面煤岩体结构破碎,对工作面的顶板管理及瓦斯治理带来困难,威胁工作面的回采安全。为解决这一问题,针对2309综放工作面地质构造异常区域采取注浆加固措施,并对各加固区分别进行注浆加固方案设计,并对注浆加固效果进行监测分析,科学合理地解决工作面过地质构造异常带的安全问题,为工作面的安全生产提供保障。

摘要： 为了了解复杂地质构造对煤矿生产安全所产生的影响,本文提出超前钻探技术的思路,实际应用结果显示,超前钻探技术的应用能够有效控制薄煤带的范围和断层产状,以此帮助相关人员了解煤层的厚度及其内部的不明构造,确保煤炭资源开采利用的科学性和合理性。

摘要： 本文通过分析大型陷落柱构造应力对巷道围岩应力的影响,确定构造影响区域内巷道支护的影响因素,研究得出构造应力对巷道的主要影响是水平应力较大,且分布不平衡,巷道支护体系中帮锚杆长度的局限性使其无法提供足够的预应力及支护强度,设计采用帮锚索配合锚杆的联合支护形式可以提供较大的预应力及承载力,保证了工作面绕采期间巷道变形后断面满足安全生产的需要。

摘要： 透明化矿山模型分为地质模型、地表模型、机电模型、其他模型。地质模型又分为矿井地质模型、采区地质模型、回采工作面地质模型、断层模型、采空区模型、积水区模型、陷落柱模型、巷道模型等;地表模型分为地形模型、建筑物模型、构筑物模型、管线模型、交通设施模型、植被模型、水体模型等;机电设备模型分为综采设备、掘进设备、提升设备、运输设备、通风设备等。

摘要： 陷落柱是煤矿采区的一种常见地质现象,陷落柱一方面破坏煤层的连续性,另一方面陷落柱存在导通深部灰岩水与浅部砂岩水的重大危险。但是由于陷落柱发育具有随机性,且在不同的深度,陷落柱的大小不一、形态各异,单纯利用地质资料预测陷落柱的分布根本不能解决煤矿安全生产的实际问题。针对这一问题,首先从陷落柱产生机理分析,提出利用三维地震混沌属性检测陷落柱空间展布的方法,该方法可以表示混乱无序的程度,针对地震数据体,如果某处地震信息越是杂乱无序,振幅越混乱,那么该处的混沌值越大。然后将混沌属性应用于山西赵庄二号井3号煤层,对比方差体、相干体常用构造检测属性。结果表明,混沌属性具有更高的精度,陷落柱边界更清晰,与实揭资料吻合程度更高。因此混沌属性可以提高陷落柱的检测精度,为陷落柱的精细勘查提供了技术方法。

摘要： 目前,小尺度陷落柱识别已经超出常规反射波地震勘探的能力,因此需要利用绕射波来识别小尺度陷落柱.本文分别根据程函方程和边缘绕射几何理论来分析绕射波运动学规律与动力学特征,并得出绕射波振幅衰减规律及绕射系数与出射角的变化关系.分别设计底部直径为λ、0.5λ、0.25λ、0.125λ的三维陷落柱地质体模型,利用三维射线追踪做正演模拟得到地震数据,对各模型地震数据叠加剖面进行分析.最终根据正演结果进一步指导地震勘探中小尺度陷落柱的识别.结果表明:陷落柱底部直径小于八分之一地震波长时,陷落柱顶点绕射波被压制,须进行绕射波分离才能识别小尺度陷落柱,这对于地震勘探中小尺度陷落柱的识别具有重要意义.

摘要： 本文以平朔井工一矿综放工作面过陷落柱为工程背景,研究了综放面直接推过或绕过陷落柱方案的选择依据,确定了直接推过和绕过陷落柱方案的关键技术;综放工作面直接推过陷落柱的关键技术有矿压规律研究、采动对陷落柱的活化分析、注浆加固技术等;绕过陷落柱方案的关键技术有保护煤柱宽度和生产工序优化等技术,提出了各关键技术主要研究的内容、方法和思路,初步形成了综放工作面过陷落柱的综合技术体系,该研究成果对我国同类型的工作面过陷落柱或其他地质构造具有很好的参考意义.

摘要： 为了研究岩溶陷落柱突水机理,为预防煤矿陷落柱突水提供理论依据和参考.本文基于渗流力学、弹塑性力学等理论,得到了陷落柱在周边围压、自身重力以及水压等作用下的应力分布,结合Drucker-Prager破坏准则得到了陷落柱内岩体破坏的临界水压,并将研究成果导入多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics进行求解,得到了特定水压下渗流过程中陷落柱内的渗流、破坏过程云图,以及工作面距含水层不同距离条件下陷落柱内岩体的破坏区域分布,给出了破坏区范围占陷落柱体积的比例曲线,并通过工程实际验证了理论分析与数值模拟的正确性.理论与数值模拟研究结果表明:①导水陷落柱存在一个与自身性质以及应力状态有关的临界突水水压,水压大于临界水压后陷落柱内岩体将发生破坏,引发突水;②导水陷落柱被揭露后初始涌水量较小,随着渗流时间的增加,涌水量随之不断增加,最终可能引发陷落柱突水灾害;③工作面距离含水层越远,陷落柱破坏程度越小,突水危险性也越小.

摘要： 在晋北陷落柱发育地区,往往均为奥灰岩溶水带压开采区域,为了防止陷落柱形成奥灰岩溶水导水通道,注浆加固技术作为一种有效手段,应用较多.通过设计合适的止水塞厚度、浆液扩散半径及陷落柱密实度分析、边坡角的确定,实现巷道底板的有效加固.实践证明东坡煤矿922切眼编号为XS5陷落柱注浆工程,注浆前后效果对比明显,注浆后物探报告显示异常区域变小,异常区域阻值增大,达到预期效果.

摘要： 陷落柱是影响露天煤矿安全生产的主要地质构造之一,本文在分析陷落柱对露天矿生产所造成不利影响的基础上,针对露天煤矿过陷落柱期间生产剥采比增大、经济效益下降、边坡失稳等问题,根据陷落柱所处的不同位置,概括总结了相应的过渡陷落柱优化开采方案,并给出了各优化开采方案的应用实例.本文研究成果具有普遍的适用性,并对大型露天矿选择过渡陷落柱开采方案具有一定的借鉴意义.

摘要： 落柱一直以来是煤矿生产亟待解决的地质问题.它的突水事故直接导致造成人员和财产的重大损失.因此,陷落柱评价预测的研究具有极为重要的理论意义和实用价值.邢东矿属于邯一邢煤田邢台矿区的一个矿井，邢东矿前期地质勘探及地球物理勘探均认为没有陷落柱，但到目前为止采掘工程已经揭露两个陷落柱，根据邯邢地区陷落柱发育的特点与规律，结合邢东矿的地质构造条件以及揭露的两个陷落柱，本文试图应用多因素、多层次的模糊综合评判预测模型作出定量评价，根据传统理论定性研究了邢东矿陷落柱的分布，指出了其总体发育规律。结合现代计算机技术和数学技术，预测了5个陷落柱易发区，即A,B,C,D,E区，其中A,B,C三区为发生的概率较高，D,E发生的概率相对较低，但考虑到A,D为陷落柱己揭露区，因此，如果布置采区建议对B,C,E三区进行进一步物探探查，防患于未然。

摘要： 龙固井田八采区三维地震勘探中发现一个疑似陷落柱异常区.通过施工探查钻孔,结合地震、电法和钻孔资料综合分析，本陷落柱是一个奥灰岩溶塌落引起、陷落幅度较小、由几个错动断块构成的断块式、非典型性陷落柱，各较大断块中地层基本完整，地层受力挤压变形明显处主要在陷落柱顶部和边缘附近。由于本陷落柱陷落幅度较小、持续活动时间不长、后期压实胶结较好，陷落柱本身的含导水性不强，钻孔所在断块中3砂和奥灰均未见明显富水异常，3砂与奥灰的水力联系也不密切。由于3煤层附近地层结构和含水性基本正常，巷道在钻孔附近和3煤层附近层位中掘进时，采取必要的措施后基本能够保证安全掘进。

摘要： 新集矿区面临的水害种类多,水文地质条件复杂,矿区刘庄煤矿井下实揭了无水陷落柱,相邻淮南矿业集团也发现了多个陷落柱,而陷落柱具有孤立随机分布特点,隐蔽性强、突水水量大,对煤矿安全生产威胁严重.现有地面钻探精度难以有效控制,原先开展的地面三维地震勘探受当时技术和认知水平的限制,对陷落柱没有进行专门的解释,且受开采沉陷影响,地面已不具备开展精细三维地震勘探条件,因此,利用三维地震二次处理精细解释技术对原有三维地震资料再解释,是矿区隐伏陷落柱等隐蔽致灾地质因素普查有效且经济的手段,为地质及水文地质预测预报和防治措施制定提供了可靠的依据,效果显著.

摘要： 在煤田勘探领域,目的层埋藏深度浅是三维地震勘探的难点之一.在中国大多数矿区,都存在着煤层埋藏深度很浅的区域,其煤层埋藏深度往往在100～200m.这无疑增加了地震勘探的难度和成本.以唐山古冶某矿区为例,针对浅部倾斜煤层开展三维地震勘探的工程实践.在解释过程中，通过对地震反射波组进行对比追踪，落实了该勘探区的构造发育情况，对原徐Ⅰ断层、徐Ⅱ断层的平面位置、断层落差进行了修订。此外，在解释中，采用多方法对小断层进行了认真的分析解释，新发现断层8条。在详细分析地震资料的基础上，根据地震时间剖面上反射波的特征，圈定了一个约240m×100m的异常区，在平面上，该异常范围似椭圆形。综合地质资料分析，该异常区可能为疑似陷落柱。实际采掘资料表明,其地质勘探效果良好.

摘要： 范各庄煤矿水文地质条件较复杂,自建井以来矿区内因采掘工程揭露的岩溶陷落柱就有14个,其大多属全充水型和边缘充水型陷落柱且规模巨大;矿区内地层中含水层也较多且分布范围广.如二者有组合再加断裂构造及采动裂隙影响极有可能促使采掘工作面突水事故发生.通过对2022工作面进行音频电透视、钻探、化探及水文实验验证分析，在风运道施工前方及工作面内底板均发现富水性较强地段，对施工及下一步工作面回采均构成一定影响。但均无奥灰水特征，排除了大的隐伏导水构造的存在及突水隐患。2022工作面煤层底板距奥灰含水层间距在180m左右，回采时对底板的破坏深度约15m，奥灰裂隙导高带约30m。在不存在岩溶陷落柱及大型导水断裂的情况下，经计算其岩层厚度足以抵御该处约5MPa奥灰高压水的冲击，可以安全回采。外围的两个陷落柱经多年观察均已无水，下部溶洞平面范围及导水性经探测未发现赋水异常，且保护煤柱完整有效，正常开采不会导致两陷落柱活化。

摘要： 分级分区注浆加固陷落柱使综采面直过软陷落柱的方法，属于煤矿开采技术领域，它在勘探、排水的基础上，首先把陷落柱划分成：顶板加固区、截割区和底板加固区；再根据陷落柱形状、大小、位置和相应区域的加固厚度合理布置钻孔，并在各区域分别注入相应材料配比的浆液，注浆提高了陷落柱内部岩石的胶结性，从而使不同区域的陷落柱岩石达到所需的力学性能和承载能力；然后在工作面接近陷落柱时降低采高来减缓顶板活动的剧烈程度，降低对陷落柱的超前支承压力，使综采工作面可直接通过陷落柱。该方法与现有的注浆加固陷落柱使综采工作面直过陷落柱的方法相比大大地减少了工作量、材料浪费和费用，提高了生产效率和安全性。

摘要： 本发明提供了涉及煤矿火区治理领域的一种煤矿陷落柱周边煤层火区治理工艺，其特征是，包括如下步骤：S1、在着火点位置周边的A风巷或总回风巷内确定钻孔位置并钻孔，钻孔数量为N个，N为大于1的整数，钻进过程中测量孔内数据，并确定火区范围；S2、注浆封堵、裂隙填充；S3、持续观测。本发明，针对宽煤柱内陷落柱周边空洞区由负压漏风引起的煤层自燃发火，在火区范围及燃烧程度不详的情况下，采用钻孔注浆覆盖封堵并降温、巷道表面裂隙封堵(喷浆)及局部调风相结合的灭火方法进行治理。技术措施安全可行，防灭火参数有的放矢，经济效益显著，技术目标明确可及，具有广泛的推广应用价值。

摘要： 分级分区注浆加固陷落柱使综采面直过软陷落柱的方法，属于煤矿开采技术领域，它在勘探、排水的基础上，首先把陷落柱划分成：顶板加固区、截割区和底板加固区；再根据陷落柱形状、大小、位置和相应区域的加固厚度合理布置钻孔，并在各区域分别注入相应材料配比的浆液，注浆提高了陷落柱内部岩石的胶结性，从而使不同区域的陷落柱岩石达到所需的力学性能和承载能力；然后在工作面接近陷落柱时降低采高来减缓顶板活动的剧烈程度，降低对陷落柱的超前支承压力，使综采工作面可直接通过陷落柱。该方法与现有的注浆加固陷落柱使综采工作面直过陷落柱的方法相比大大地减少了工作量、材料浪费和费用，提高了生产效率和安全性。

摘要： 本发明公开了一种适用于煤矿过陷落柱大直径深孔爆破方法，具体步骤如下：S1、炮孔施工：沿地质探测的陷落柱径向方向钻取多个炮孔，炮孔与综采工作面平行，且根据顶板高度及陷落柱位置将炮孔布置在距顶板1米以上的陷落柱中心位置；S2、封堵施工：依次向炮孔内填充封堵材料和橡胶气囊进行封堵；S3、爆破装药：采用连续装药方式向炮孔内装药；S4、起爆作业：采用串联的方式进行多个炮孔的起爆。本发明使用大直径被筒炸药增加单次爆破松动深度，增加回采工作面岩石裂隙，减少设备损耗；采用串联爆破，可以减少爆破次数提高综采效率，降低生产成本。

摘要： 本发明公开了一种矿山固废处置与工作面过陷落柱协同方法，该方法包括：通过钻探或物探确定陷落柱空间尺寸、位置、边界及富水性等特征；从工作面两巷与陷落柱临近位置，施工下向、水平和上向充填钻孔；采用矸石、粉煤灰、风积沙等矿区材料，对陷落柱进行分区分阶段充填；陷落柱内充填材料凝固后，通过钻探岩石取样，掌握其围岩力学特性及空间稳定性；调整采煤机与液压支架的截割、支护性能参数，确保工作面安全通过陷落柱。本发明可解决工作面跳过陷落柱造成的煤炭损失量、搬家工程量大的问题，提高陷落柱岩层隔水能力，确保工作面过陷落柱时不发生突水事故，同时处理矿山固废产物。此方法经济实用、安全可靠，具有广阔的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种基于工作面透射地震观测的煤层下伏陷落柱探测方法，先布设工作面透射地震观测系统，然后进行激发点激发及接收点的接收地震波过程，进而根据获得的数据能建立工作面三维散射成像模型，接着将模型网格化，然后分别计算各个网格的主极化方向能量，进而能依次计算每个网格在所有激发点和检波点之间的不同类型波能量，并将每个网格获得的所有不同类型波能量进行同类波直接叠加，获得每个网格叠加后的Eptol、Eshtol和Esvtol；最后将Eptol、Eshtol和Esvtol分别放置于P波成像模型、SH波成像模型和SV波成像模型，分别形成工作面底板的P波、SH波和SV波的三维成像，最终根据各个三维成像能对煤层下伏陷落柱的位置进行精确探测。

摘要： 本发明公开一种基于压力渗流原理及电磁响应特征的陷落柱探查方法，包括以下步骤：(1)施工钻孔；(2)钻孔孔口端封孔；(3)向钻孔内高压注水；(4)瞬态电磁场实时监测；(5)水流量、压力变化观测；(6)参数计算；(7)判定是否有陷落柱；(8)陷落柱注浆治理。采用本发明的方法在矿井中探测陷落柱不会产生遗漏，避免井下施工作业存在安全隐患，安全可靠，技术可行，经济合理，探测过程快捷有效，能及时有效的探查陷落柱并进行治理，切实保证井下施工作业的安全。

摘要： 本发明公开了一种巷道激发‑巷道及超前探查孔接收的陷落柱探测方法，在进行探水钻孔施工时同步将随钻地震杆随着钻头及钻杆进入钻孔内，然后在巷道各个激发点依次激发地震波，巷道内各个检波器实时接收巷道下方反馈的地震波；同时三个探水钻孔内的三分量检波器实时接收巷道下方反馈的地震波，最后将地震接收系统和巷道地震主机接收的地震波数据进行分析解释，最终确定下伏陷落柱的三维空间形态。由于在超前探水钻孔钻设时就将随钻地震杆放入钻孔内，钻孔完成后并不拔出，因此三分量检波器的安装不受钻孔塌孔等苛刻条件限制，并且借助钻设超前探水钻孔进行三分量检波器的布设，也无需额外施工钻孔及孔内安装等繁琐工序，有效提高了探测效率。

摘要： 本发明属于陷落柱注浆充填技术领域，具体一种电脉冲与水脉冲同频增注陷落柱充填装置及方法。包括设置在钻孔的电容放电正极和电容放电负极，钻孔口出由水泥封堵块封堵，水泥封堵块中埋有压力平衡通道、保压管、脉冲注料管、电容正极接头和电容负极接头，压力平衡通道和脉冲注料管外端上固定有单向阀，压力平衡通道的外端靠左侧安装液体压力传感器，并在其靠右侧处安装阀门，保压管外端通过高压管与保压泵的注料口连通，脉冲注料管外端通过高压管与脉冲泵连接，保压泵和脉冲泵均与流量计连接，流量计通过吸料管与充填材料池连接，电容正极接头与电容放电正极连接，电容负极接头与电容放电负极连接，电容正极接头和电容负极接头与电容充电装置连接。

摘要： 本发明涉及生产矿井冒落区应急处理技术领域，提出了一种生产矿井总回风巷揭露陷落柱后二次冒落区应急处理方法，包括以下步骤：步骤一：在碎渣冒落区的上方冒空区搭建平面支撑结构，形成充填假顶骨架；步骤二：布置注浆管，通过注浆管向冒空区内快速填充发泡材料，形成充填体假顶再生胶结支护层；步骤三：在开掘巷道断面钻进注浆孔，通过注浆钻杆进行扩散注浆；步骤四：向前掘进并清理碎渣冒落区的垮落物，在向前整修掘进的过程中架棚支护支撑假顶再生胶结支护层和碎渣冒落区域。通过上述技术方案，解决了现有技术中的生产矿井总回风巷揭露陷落柱后二次产生冒落的处理进度慢、效率低、整修施工安全隐患多，影响矿井通风安全的问题。