北方岩溶陷落柱的充水特征及水文地质模型

摘要：

岩溶陷落柱是中国北方型石炭二迭纪煤田的一种特殊隐伏垂向构造,广泛分布于20个煤田45个煤矿区,对煤矿安全生产危害极大.为实现岩溶陷落柱的数学模拟并准确预测其涌(突)水量,进行了其充水特征及受控机制的研究,并建立了水文地质模型.研究表明,陷落柱的充水受地质构造运动、地下水径流条件、柱体内物质组成、压实和胶结情况以及承受水压大小等多种条件与因素的控制和影响,而各种因素又彼此促进和相互制约,只有处在现代岩溶水强径流带和集中排泄带并隐伏埋藏在地下水水位以下者,才能构成突水的潜在威胁.真正造成突水危害的还需要其他条件的配合,这就决定了绝大部分北方岩溶陷落柱并不充水也不导水.若岩溶陷落柱一旦突水,水量大且迅猛,预测及防治难度极大.按照系统论的观点,灰岩地下水是其补给源,柱体本身是充水通道,井巷或采煤工作面是其排泄点,岩溶陷落柱作为矿井地下水广义三重介质渗流系统的一类介质,自身又构成了独特的岩溶陷落柱水文地质子系统.对于子系统内部特征的详细深入研究,可将陷落柱划分为全充水强导水型、边缘充水导水型和不导水或微弱导水疏干型等3种类型,在地下水系统中相应地概化为垂向管道、主干裂隙或垂向越流介质、隔水体或无影响介质,通过数学模型的解算实现矿井涌(突)水量的准确预测预报.

关键词：采矿工程、岩溶陷落柱、充水特征、水文地质模型、矿井地下水系统、突水

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分类号：P624.8;TU45(地质、矿产普查与勘探)

资助基金：中国博士后科学基金2003033204;教育部新世纪优秀人才支持计划;华北科技学院校科研和教改项目

在线出版日期：2005-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：77-82