華北型煤田巖溶陷落柱研究70年:成因·機理·防治
關(guān)鍵詞：巖溶陷落柱 華北型煤田 成因機制 突水機理 防治技術(shù)
摘要：系統(tǒng)闡述了華北型煤田陷落柱及其突水的研究歷程和取得的成就。20世紀(jì)30年代煤田巖溶陷落柱偶然發(fā)現(xiàn)于煤炭開采中,因其帶來開采及安全影響,研究不斷深化。新中國成立伊始,百業(yè)待興,能源先行,陷落柱對煤炭開發(fā)的影響逐漸顯現(xiàn),在解決現(xiàn)場技術(shù)問題的同時,基礎(chǔ)理論得到蓬勃發(fā)展,至1984年開灤范各莊礦陷落柱特大突水事故震驚世界,其成功封堵復(fù)礦標(biāo)志著我國治理技術(shù)基本成熟,該事件得以成功處理成為劃時代的里程碑;其后能源行業(yè)從蕭條到黃金10年,煤炭開發(fā)向深部、西部轉(zhuǎn)移,陷落柱突水威脅日趨嚴(yán)重,新理論新技術(shù)的應(yīng)用,促進(jìn)相關(guān)研究不斷向縱深發(fā)展,到目前為止,基本理論及治理技術(shù)日臻完善。由于其局域性和特殊性,國外僅有巖溶塌陷和采礦垮落的理論可作為研究借鑒。從基本特征、分布規(guī)律、成因機制、導(dǎo)水性、突水模式及機理、預(yù)測探查和治理等方面全方位進(jìn)行了總結(jié),歸納了巖溶陷落柱空間形態(tài)特征、充填物特點、揭露特征、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征等,系統(tǒng)梳理了巖溶陷落柱分類及類型;探討了巖溶陷落柱導(dǎo)水性,建立了巖溶陷落柱預(yù)測指標(biāo)體系及預(yù)測模型,分類提出了陷落柱突水模式和機理及力學(xué)判據(jù),研討了陷落柱突水量預(yù)測的可行性,規(guī)范了陷落柱預(yù)測探查及治理的程序,總結(jié)了陷落柱治理技術(shù)。作者指出了目前陷落柱研究中存在的不足,凝練了巖溶陷落柱成因、導(dǎo)水性、預(yù)測、突水機理及突水量預(yù)測等方面的待解科學(xué)命題,列舉了陷落柱精細(xì)化探查、突水監(jiān)測預(yù)警、治理裝備技術(shù)等方面技術(shù)難題,指明了未來探索及發(fā)展方向。應(yīng)當(dāng)指出,盡管現(xiàn)有成果基本成型,但距離技術(shù)理論體系的完善、滿足保障礦井安全生產(chǎn)還有很長的路要走。
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