淮南矿区陷落柱构造分析,本论文可用于陷落论文范文参考下载，陷落相关论文写作参考研究。
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摘 要：2002年在谢桥煤矿东二采区三维地震勘探工作时,中间资料解释发现了“疑视陷落柱”,由于在淮南矿区在此之前从没有发现过陷落构造,对两处“疑视陷落柱”构造未能作肯定的结论,为此,淮南矿业集团进行了地面钻探,井下打钻以及巷道验证等工作,最终证实陷落柱构造存在.
关键词：陷落构造;钻探;特征;分析
一、淮南煤田陷落构造的形态特征
(一)平面形态
从三维地震资料分析,谢桥矿1#陷落柱顶部发育到11-2煤,在8煤层的平面形态为椭园形,长轴近南北向,直径280m,短轴近东西向,直径200m.2#陷落柱呈串珠状,其延展方向为NNW由三个相对较宽的陷落区组合成长条状,走向上宽窄不一.
(二)剖面形态
从三维地震的时间剖面看,谢桥矿1#陷落柱基岩段为一上小下大的锥形体,T4、T3波由深部的波形散乱,到浅部的不连续间断.锥体间T4、T3等波和外不连续.时间较锥体外侧明显滞后,反射波的间距越往深部差值越大.陷落构造周围的煤层由于受牵引作用,均向陷落构造中心倾斜,垂直方向上上窄下宽,下陷落差10～30m.
二、钻探验证情况
在谢桥矿1#陷落柱范围内施工的补Ⅱ5验证孔资料,发现地层有下掉的现象,11-2煤底板之上地层下掉距离较小,11-2煤底板之下地层下掉距离增大;在孔深378.00～758.10m范围内,随着深度的增加,岩层的破碎、无序程度也随之增强;地层和邻近补Ⅱ2孔相比较,整体下降14～38m.
从补Ⅱ5孔钻探取芯、简易水文观测、孔内异常情况以及数字化测井等方面分析,该陷落构造和补Ⅱ线上的补Ⅱ2孔实际揭露的地层相比,有明显差异,异常情况突出.在陷落构造南部,距陷落构造边界最近距离为120m,和补Ⅱ5孔相距256m;补Ⅱ2孔揭露煤系地层的13-l煤至1煤,终孔层位为1煤底板.补Ⅱ5孔位居陷落构造中心部位,揭露煤系地层的11-2煤至1煤及石炭系的C31灰岩,终孔层位为C33灰顶板.两钻孔同在一条剖面上,具有很好的地层对比性.
陷落构造内泥岩及砂岩等均受力并产生严重破坏.其强度已大大降低;同时钻孔在施工过程中有掉钻现象、垮孔及掉块严重、经常卡钻;井径曲线显示：35%左右孔段的孔径大于200mm,5%左右孔段的孔径大于500mm,并超过测井仪器有效施测范围.综和分析陷落构造内岩石属极不稳定类型.
三、井下巷道实际揭露陷落柱情况
谢桥2#陷落柱：井下顺槽揭露的陷落柱及影响长度约230米,其中80米为全岩.揭露的陷落柱东边界陷落柱特征明显,破碎带内为1米以上的细砂岩块、粉细砂粒及泥土充填,呈松散堆积,且较潮湿.
工作面揭露陷落柱内部堆积物特征：
①柱内岩石破碎,多具有棱角大.
②柱内岩层均为上覆岩层,在柱边常见8煤顶板岩石.
③充填无多于泥、砂物或煤泥,充填于岩块之间.
④柱内压实程度较密实,半固结.
⑤岩块表面或充填物空隙间之间常见水锈痕迹.
⑥孔隙间常见黄铁矿结晶体.
⑦含水性弱,基本不导水.
四、陷落构造内异常情况分析
第一、从岩性特征分析：淮南地区陷落构造内整体岩层受力挤压现象明显,泥岩松软,砂岩呈短柱状或卵石状,但未见断层角砾岩,井下揭露柱内岩层均为上覆岩层,在柱边常见8煤顶板岩石,故不是断层构造引起的.
第二、从发育层位和地质剖面上分析：目前淮南地区发现的陷落构造,发育层位一般从11-2～1煤以下,陷落构造基岩段地层整体“塌陷”趋势明显,“塌陷”深度为14.25～38.15m.随着深度的变化,由于“塌陷”的面积不一样,其对岩石的影响程度不一样.根据目前地面钻孔资料将其“塌陷”从下至上分为三个区带：
第一区带：孔深为758.10m（1灰）以下岩层,属较大面积的整体“塌陷”,因此岩石基本保持原岩的面貌,层理清晰,岩石完整.“塌陷”深度34m左右.
第二区带：孔深为11-2煤底板至758.10m的岩层,因整体“塌陷”面积相对缩小,陷落构造内所有岩层受力挤压,造成岩石变形破坏,泥岩变形失去原岩面貌,砂岩破碎非常严重,而煤层具有缓冲外界作用力的特点,除煤质上稍有变化外,其层位、层间距基本正常.“塌陷”深度34m左右.井下揭露：柱内岩石破碎,多具有棱角大,岩性均为上覆岩层,在柱边常见本煤层顶板岩石,岩块之间为泥、砂物或煤泥充填,岩块表面或充填物空隙间之间常见水锈痕迹,孔隙间或砂岩块表面常见黄铁矿结晶体.柱内压实程度较密实,半固结.
第三区带：孔深387.00（基岩面）～11-2煤底板的岩层,“塌陷”柱体面积较小,由于允许“塌陷”空间体积的缩小,因此其“塌陷”深度仅为14.25m左右,这和该陷落构造内风氧化带相对较厚基本统一起来.
第三、从陷落构造内所取岩石的裂隙分布、裂隙发育程度、裂隙产状上分析,并和其它正常岩石比较,其接受外界作用力的性质是不一样的.
第四、水文地质特征分析：见C31灰岩前（孔深378.00～ 755.35m）煤系地层,孔内干燥无水,说明其为一独立的水文地质单元.水平上和附近煤系砂岩含水层不产生水力联系;垂向上各砂岩之间的煤和软泥岩具有隔水作用.见C31灰岩后,孔内水位上升至485.00m后稳定,说明陷落构造内太原群灰岩又是一个水文地质单元,其水文地质情况不清.（灰岩含水层向上涌水,而煤系砂岩含水层吸水,在孔深485.00m左右水位形成动态平衡,只是一种说法）.
五、结束语
三维勘探在淮南矿区首次发现陷落柱,对研究淮南矿区的构造发展史、防治水工作以及安全生产等具有重要的意义.在钻探验证的基础上,淮南矿区潘三矿12318工作面也揭露了陷落构造,进一步证实淮南矿区存在陷落构造.
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