【正文】 3陷落柱治理技術(shù) ? 不（含）導(dǎo)水陷落柱處理 ? （ 2）煤柱留設(shè) 若井巷揭露的未發(fā)生突水陷落柱，雖然陷落柱本身既不含水也不導(dǎo)水，但由于陷落柱內(nèi)充填物結(jié)構(gòu)疏松、強(qiáng)度低、孔隙裂隙率高，且距離奧灰含水層近，奧灰富水性強(qiáng)，為避免采動(dòng)造成陷落柱“活化”，引起采后突水，可留設(shè)陷落柱防水煤柱。另外，本階段發(fā)生了兩次下組煤開采陷落柱突水淹井災(zāi)害，如峰峰九龍礦12423N工作面陷落柱和神華烏海駱駝山 16煤回風(fēng)巷陷落柱突水。 “中間層”綜合水文地質(zhì)試驗(yàn) 奧灰水位中間層水位中間層放水試驗(yàn)圈定陷落柱示意圖 ? （ 1）三維地震 ? 一般情況下，陷落柱內(nèi)常常是松散充填物，而周邊是正常的巖層，兩者存在著明顯的密度與速度差異，這就為地震波的識(shí)別提供了物性前提。 陷落柱柱面特征 陷落柱中心軸變化示意圖 平面： 圓形、似圓形、橢圓形、長(zhǎng)條形和不規(guī)則形。高溫高壓的熱水可極大地提高碳酸鈣的溶解度。 陷落柱的概念與基本特征 ? 2）形成機(jī)理與成因 ? 巖溶陷落柱形成機(jī)理的代表性學(xué)說(shuō)有 6種： ? 重力說(shuō)， 康顏仁（ 1992） ? 陷落柱形成分三個(gè)階段：首先是 巖溶洞穴形成階段 ，地下水沿著可溶性巖石的節(jié)理裂隙和斷層運(yùn)動(dòng)，使裂隙逐漸擴(kuò)大。 ? 循環(huán)說(shuō)，王銳（ 1982） ? 第 — 階段：為于水平循環(huán)帶成虹吸循環(huán)帶的巖溶洞隙逐漸形成并擴(kuò)大，產(chǎn)生頂板和兩側(cè)巖層塌陷，形成十分復(fù)雜的溶洞。 陷落柱的概念與基本特征 向斜軸部陷落柱成因分析示意圖 背斜軸部陷落柱成因分析示意圖 ? 巖溶陷落柱的成因是以?shī)W灰?guī)r層中地下水的 強(qiáng)烈交替為條件 ， 巖溶發(fā)育為基礎(chǔ) ，巖體自重 重力 、 地應(yīng)力集中 以及溶洞內(nèi)的 真空負(fù)壓三重作用為動(dòng)力 ，經(jīng)過(guò)迅速垮落、間歇、溶蝕、搬運(yùn)、塌陷、冒落等周而復(fù)始過(guò)程，分階段逐步形成陷落柱。 ? 2）未揭露的導(dǎo)水陷落柱從奧灰頂界面發(fā)育至煤系地層，并與開采煤層頂?shù)装搴畬訙贤ǎ蔀槊合岛畬拥膹?qiáng)大補(bǔ)給水源，在這些含水層中若井項(xiàng)工程揭露與陷落柱有聯(lián)系的導(dǎo)水裂隙時(shí)，則會(huì)發(fā)生突水，不僅增加了礦井涌水量，而且威脅著礦井安全。 ? 鉆探：掘進(jìn)前方及側(cè)幫。 主要工藝技術(shù)： （ 1）定向分支鉆孔技術(shù)。2水位3陷落柱治理技術(shù) ? 陷落柱治理效果評(píng)價(jià) （ 4）物探檢查 。 陷落柱阻水塞建造工藝 階段 充填注漿 升壓注漿 引流注漿 加固注漿 鉆孔 一序孔初期 一序孔中后期 二、三序前期 三序孔后期 二、三序孔后期，質(zhì)檢孔 漿液 類型 水灰比 : 1:1，加早強(qiáng)劑 1:1的早強(qiáng)漿液為主 1:1的純水泥漿液為主 : 1:1的純水泥漿液為主 注漿 條件 靜水 無(wú)壓 定量 200240m3 注漿時(shí)間 1215小時(shí) 靜水，注前壓水逐漸升壓 定量 130150m3 注漿時(shí)間 1012小時(shí) 動(dòng)水 孔口顯壓控制定量 6080m3 注漿時(shí)間 56小時(shí) 孔口壓力 2MPa 定量 80100m3 注漿時(shí)間 68小時(shí) 目標(biāo) 充填大裂隙、大通道 封堵主要過(guò)水通道，構(gòu)筑堵水塞主體構(gòu)架 封堵較大裂隙、溶隙 鞏固前期效果 封堵小裂隙通道，進(jìn)一步減少水量 封堵殘留微小裂隙（孔隙）及邊緣裂隙，加強(qiáng)堵水塞封堵效果 3陷落柱治理技術(shù) ? （ 2） “堵水塞”建造 3陷落柱治理技術(shù) ? 陷落柱與突水水源封堵 當(dāng)突水陷落柱位于開采煤層之下或進(jìn)入煤系地層層位較低時(shí)，建造“堵水塞”長(zhǎng)度不足，則采用突水陷落柱與奧灰水源封堵方案。物探：電法超前探測(cè)，瞬變電磁側(cè)向探，直流電法電測(cè)深等。 ? 1）礦井內(nèi)隱伏陷落柱埋藏隱蔽、分布孤立、導(dǎo)水通道規(guī)模大，且與奧灰強(qiáng)巖溶含水層相通，一旦發(fā)生透水，往往是重特大事故，造成被淹，甚至人員傷亡。常溫條件下加入 2MPa的純 CO2。體積膨脹 64%，膨脹后的石膏沿著破碎帶的擠入上覆的巖層。當(dāng)?shù)貧だ^續(xù)上升，地下水位下降，不僅第一層溶洞坍塌，第二層溶洞也開始坍塌。當(dāng)?shù)貙玉薨櫬∑饡r(shí)，洞穴塌陷形成陷落柱。 陷落柱分類 ? 古陷落柱和現(xiàn)代陷落柱 時(shí)代 ? 不導(dǎo)（含）水陷落柱：既不含水又不導(dǎo)水。 該方法不能探測(cè)陷落柱的邊界，無(wú)法確定視電阻率“異常區(qū)”的性質(zhì) ， 通 常在三維地震基本確認(rèn)陷落柱的情況下，采用該方法探測(cè)分析陷落柱的含導(dǎo)水性。 ? （ 2）中部注漿堵截導(dǎo)水通道在 12煤底板至K3灰之間建造長(zhǎng)約 100m的“堵水塞”。 3陷落柱治理技術(shù) ? 不（含）導(dǎo)水陷落柱處理 ? （ 3）注漿加固與改造 若陷落柱內(nèi)充填物結(jié)構(gòu)疏松、強(qiáng)度低、孔隙裂隙率高，且距離奧灰含水層近，奧灰富水性強(qiáng)，為避免采動(dòng)造成陷落柱“活化”，引起采后突水，可對(duì)陷落柱進(jìn)行注漿加固，形成一定強(qiáng)度和厚度的隔水層，必要時(shí)對(duì)基底奧灰含水層進(jìn)行局部注漿改造，將強(qiáng)含水層改造為隔水層或弱含水層。 安全評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容是： 陷落柱充填物的強(qiáng)度、膠結(jié)特征、鉆孔漏失情況、底板破壞深度，以及陷落柱基底奧灰含水層富水性、水壓等。 由于采用普通地質(zhì)鉆機(jī)施工，其缺點(diǎn)是無(wú)法在松散柱體內(nèi)精確控制鉆進(jìn)方向，陷落柱內(nèi)鉆孔軌跡形同“蛇形”，因此也稱“蛇形”鉆進(jìn)； ? 第三階段（ 20