華北型煤田巖溶陷落柱研究70年:成因·機理·防治
關鍵詞：巖溶陷落柱 華北型煤田 成因機制 突水機理 防治技術
摘要：系統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30年代煤田巖溶陷落柱偶然發現于煤炭開采中,因其帶來開采及安全影響,研究不斷深化。新中國成立伊始,百業待興,能源先行,陷落柱對煤炭開發的影響逐漸顯現,在解決現場技術問題的同時,基礎理論得到蓬勃發展,至1984年開灤范各莊礦陷落柱特大突水事故震驚世界,其成功封堵復礦標志著我國治理技術基本成熟,該事件得以成功處理成為劃時代的里程碑;其后能源行業從蕭條到黃金10年,煤炭開發向深部、西部轉移,陷落柱突水威脅日趨嚴重,新理論新技術的應用,促進相關研究不斷向縱深發展,到目前為止,基本理論及治理技術日臻完善。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、分布規律、成因機制、導水性、突水模式及機理、預測探查和治理等方面全方位進行了總結,歸納了巖溶陷落柱空間形態特征、充填物特點、揭露特征、結構構造特征等,系統梳理了巖溶陷落柱分類及類型;探討了巖溶陷落柱導水性,建立了巖溶陷落柱預測指標體系及預測模型,分類提出了陷落柱突水模式和機理及力學判據,研討了陷落柱突水量預測的可行性,規范了陷落柱預測探查及治理的程序,總結了陷落柱治理技術。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、導水性、預測、突水機理及突水量預測等方面的待解科學命題,列舉了陷落柱精細化探查、突水監測預警、治理裝備技術等方面技術難題,指明了未來探索及發展方向。應當指出,盡管現有成果基本成型,但距離技術理論體系的完善、滿足保障礦井安全生產還有很長的路要走。
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