华北煤田岩溶陷落柱形态与影响——以西山煤田为例

"西山煤田岩溶陷落柱柱体形态与组构特征-论文" 本文主要探讨了华北地区太原西山煤田中岩溶陷落柱的形态和组构特征，这对于理解该地区的地质构造、物探解译、煤炭开采以及水文地质预测具有重要意义。通过对野外观察、井下编录、叠置对比和统计分析，作者揭示了岩溶陷落柱的关键特性。 岩溶陷落柱的高度通常在150至350米之间，跨度约为30至50米，柱壁角度在82°到85°之间，显示出明显的不规则性。在煤层开采界面，柱体直径大多为30至50米，顶部常见直径约10米的"锅底"状构造，由柱状岩块堆积而成。柱体的顶部通常空洞发育，富水，并且有次生矿物晶体生长；而自柱顶以下，柱体结构紧密，岩块以镶嵌或碎屑流的形式填充，大岩块之间有分段相间的特征，岩块表面可见镜面和擦痕构造。 在岩溶陷落柱的下部，岩块的分选性增强，块度减小，形成密实的镶嵌结构，最大岩块直径可达3米，一般岩块尺寸在20至30厘米，最小的岩块只有1厘米左右，形状棱角分明。此外，煤层在柱体边缘常常向柱体倾斜，煤质变差，裂隙发育倾向于柱体方向。岩块的最大塌落距离多在40至200米之间。 华北克拉通破坏过程中，不同区域的地壳表层岩溶水系统的演化进程差异导致了各煤田岩溶陷落柱的特性变化。这些差异影响了水文地质条件，从而对煤炭开采带来不同的挑战。例如，保水采煤是解决开采过程中水资源保护的重要手段，但面临诸多科学问题，如含水层水量损失动力学过程、煤层气开采对地质环境的影响、煤层气水平井分段压裂技术的应用等。 文章还提到了其他相关研究，如煤矿区的生态环境恢复、土地退化评估、采煤沉陷地裂缝区土壤水盐运移规律模拟、矿井瞬变电磁法在岩层富水性预测中的应用等，显示了地质保障在煤炭绿色开采中的关键作用。 了解岩溶陷落柱的形态和组构特征对于优化煤炭开采方案、预防地质灾害、确保开采安全以及环境保护具有深远的实践价值。这些研究结果不仅适用于太原西山煤田，也对其他类似地质条件的煤炭产区提供了理论参考。