陷落柱

岩溶

陷落柱是在石灰岩中古代溶洞非常发育，由于地下水的不断溶蚀、洞穴越来越大。在地质构造力和上部覆盖岩层的重力长期作用下，有些溶洞发生坍塌，这时覆盖在上部的煤系地层也随之陷落，于是煤层遭受破坏。由于这种塌陷呈圆形或不甚规则的椭圆形柱状体，因此叫陷落柱。

主要特征

1.地貌上陷落区的形状一般为椭圆形或者是扁圆形的陷落盆地。外围的岩层产状正常而连续，盆地中常常被不同地层的岩煤的碎块填充，无层序，混乱堆积。

2.陷落柱的总体形态一般是上小下大的不规则椎形，个别地方也有上下一样的圆柱状。它们在水平切面上多呈椭圆和扁圆形，直径大小不一。

3.陷落柱的岩石棱角分明，形状不规则，排列紊乱，大小混杂，为粘土充填粘结。如在某一层位观察陷落柱的岩块特征，可以发现它们都是来自同一层位上的各个岩层和煤层。

4. 陷落柱与围岩的接触界面多呈现出不规则的锯齿状，界线明显，接触面的角度是上大下小，一般在50°---85°度之间，75°最常见，接触处的围岩产状基本正常，接触带的煤层以及顶底板一般无牵连现象，接近陷落柱3---5米时，岩层裂隙发育，煤层十分破碎，有时可以见到落差不大的小正断层，断层的走向与柱体相切，倾向柱体。在陷落区的边缘地带有的柱内干燥无水，如峰峰煤矿，有的有淋水头和小细流，如阳泉煤矿。瓦斯的涌出量增大，比正常的区域要高出2—3倍。

5. 陷落柱锥形体的中心轴与岩层层面近似垂直。因此，在倾斜岩层里陷落柱也发生歪斜，在水平的投影图上，各煤层的陷落柱范围并不是完全地重叠。

伴生断层

1 伴生断层的性质及特征

伴生断层均为正断层，其断层面为一光滑面，有擦痕，可见呈片状的断层泥，当揭露该断层时易沿断层面片帮；在水平剖面上，沿走向均呈弧形，与陷落柱边缘基本平行，其曲率一般较大，整个断层走向变化较大；所有伴生断层的倾向，均由陷落柱中心向外倾斜；断层落差一般不大于2.0m；对于一个陷落柱来说，其周围可有多条伴生断层，落差大小不一，从0～5m，相差较大；对于一条断层来说，一般中段落差大，向两端落差很快变小，直至尖灭；断层长度不一，长者可达上百米，短者仅几米。

2 伴生断层的分布规律及光滑破裂面

陷落柱的伴生断层常常以数条呈同心状绕陷落柱分布。相邻两断层间距一般不大，多在5m 左右，最大不超过10m，断层两端常常相互合并，有少数伴生断层可以与陷落柱边缘合并（图1）。同心状断裂带一般宽10～20m，甚至可达30m，因此煤层受破坏的面积比陷落柱面积大得多。在整个断裂带内，煤中往往发育着许多光滑破裂面，工作面揭露后，可见其表面光滑反光如打蜡，其上有一层断层泥和擦痕，但煤岩层未错开。其产状特征与伴生断层相似，该光滑破裂面上至顶板以上岩层，在揭露的顶板上可见许多张性裂隙，裂隙内有方解石充填，顶板含水处该裂隙可导水，当巷道或工作面揭露该裂隙，可有淋水出现。由于诸多断层及光滑破裂面的存在，使该断裂带煤岩层比较破碎，是陷落柱及其周围最易冒落的地方。若回采至该处易形成片帮、冒顶。

3 伴生断层带内煤岩层特征及与周围煤岩层的关系

在8＃煤回采过陷落柱时，从揭露的煤岩层可以看出（图2），伴生断层在陷落柱周围呈阶梯状，由陷落柱中心向外，煤层随断层下落。附近煤岩层均以陷落柱中心向外倾斜，且倾角均较正常煤岩层大，有的可达20多度。如果陷落柱某一侧多条伴生断层落差的共同效果较大时，则在陷落柱边可揭露现采煤层底板或其以下煤岩层。有的在陷落柱边缘可见9＃煤底板，在很短距离内抬升高度达6m 以上。该处煤岩层疏松，极易发生冒顶事故。

主要影响

在陷落柱比较发育的地区，煤系地层中的煤层及其周围的岩石常遭到严重的破坏,给煤矿生产造成了很大的困难,主要表现在以下几个方面:

1. 破坏可采煤层,减少煤炭储量.由于陷落区的煤层遭到破坏而失去可采价值,使井田内的储量大大的减少。造成缩短矿井服务年限和巷道提前报废的严重后果。

2. 降低采掘效率，提高生产成本。在开拓主要运输巷道时，如集中运输大巷，总回风巷，上山巷道，下山巷道时遇到陷落柱，为避免巷道拐弯，便于运输和通风，一般情况下按照原设计施工，直接穿过陷落柱，给巷道的维护和顶板的管理造成很大困难，同时也增加了巷道的维护费用。此外，在回采过程中遇到陷落柱时，一般先采用巷道摸清陷落范围，然后采取措施进行回采。这样不仅影响采煤工作的正常进行而且降低了生产效率，给工作面运输、顶板管理和通风造成很大困难。

3. 妨碍机械化采煤，影响正规生产。在陷落柱比较发育的地区，很难布置出内部无陷落柱的长壁回采工作面，如果在长壁回采工作面内包藏几个陷落柱时，将使采煤机组和液压自移掩体支架无法使用和通过。

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