一、绪言
　　
　　我国华北地区蕴藏着丰富的煤炭资源，随着煤矿生产不断向深部进行，越来越多的陷落柱被揭露。岩溶陷落柱是一种特殊类型的岩溶塌陷，是一种隐伏垂向构造，在我国华北石炭二叠纪煤系地层中广为分布。陷落柱的存在不仅造成煤炭损失、影响采掘生产，而且极易成为沟通地下岩溶水和巷道、采场的通道。长期以来，陷落柱问题是矿井地质工作中的难点。由于陷落柱柱尤其是埋藏型陷落柱特殊的分布形态，难以在煤田勘探过程中查明，更难做到采掘工程布置前把握其存在的位置和规模，陷落柱已经成为煤田开采中的一种地质灾害。因此分析研究华北地区陷落柱的成因及其发育规律，以找到合适的解决方法，具有重要的意义。
　　
　　二、华北地区陷落柱的成因
　　
　　华北地区陷落柱的成因比较复杂，但主要是由于以下的原因形成的：
　　华北地区石炭、二叠系煤系地层基底岩性为奥陶系中统峰峰组灰岩，这是一种可溶性岩层，在这层灰岩之下有一个很好的含水层，这个含水层在大部分地段属于承压含水层，在较长的地质历史发展过程中，灰岩不断受到构造应力的作用，不同程度地发育着构造裂隙，地下水沿裂隙形成地下水径流，这就为地下水的溶蚀作用创造了有利条件，由于地下水不断的溶蚀，溶洞愈来愈大，在地质构造应力和上覆岩层重力长期作用下，有些溶洞发生塌陷，覆盖在上面的煤系地层也随之陷落，因而破坏了煤层的完整性，形成了现在的陷落柱。
　　
　　三、陷落柱的发育规律
　　
　　1、陷落柱的发育特征规律 (1)：地貌上陷落区的形状一般为近圆形或者椭圆形陷落盆地。外围的岩层产状正常而连续，盆地中常常被不同地层的岩煤的碎块埴充，无层序，混乱堆积。（2）陷落柱的总体形态一般是上小下大的不规则椎形，个别地方也有上下一样的圆柱状．它们在水平切面上多呈椭圆和近圆形，直径大小不一。（3）陷落柱的岩石棱角分明，形状不规则，排列紊乱，大小混杂，为粘土充填粘结。如在某一层位观察陷落柱的岩块特征，可以发现它们都是来自同一层位上的各个岩层和煤层。（4）陷落柱与围岩的接触界面多呈现出不规则的锯齿状，界线明显，接触面的角度是上大下小，一般在50—85度之间，75度最常见，接触处的围岩产状基本正常，接触带的煤层以及顶底板一般无牵连现象，接近陷落柱3—5米时，岩层裂隙发育，煤层十分破碎，有时可以见到落差不大的小正断层，断层的走向与柱体相切，倾向柱体。在陷落区的边缘地带有的柱内千燥无水，有的有水，因不同地区而异。（5）陷落柱锥形体的中心轴与岩层层面近似垂直。因此，在倾斜岩层里陷落柱也发生歪斜，在水平的投影图上，各煤层的陷落柱范围并不是完全重叠。
　　2、陷落柱的空间分布规律 （1）华北地区陷落柱是在特定的地质背景下、多种因素和条件综合作用的产物，往往经历一个孕育、发生、发展的复杂过程。煤系基底奥陶系碳酸盐岩的发育程度是陷落柱形成的前提，奥灰顶部古风化剥蚀岩溶发育带是陷落柱形成的基础，地下水径流条件是不可缺少的水动力因素，以重力为主的动力作用是陷落柱形成的动力条件，地质构造是陷落柱发育的主导性控制因素，层滑构造对陷落柱形成有着重要的影响。上述因素和条件制约着华北煤矿区陷落柱的空间分布，并与区域构造演化息息相关。华北型煤田陷落柱的区域分布受大型构造体系的控制，多分布在水平伸展作用形成的箕状断陷盆地或地堑式盆地内；盆地内的中小型次级构造控制陷落柱的具体发育部位。（2）陷落柱的空间分布与层滑构造的发育具有一致性。近年来研究发现，华北煤田普遍存在以石炭二叠纪煤系与中奥陶统灰岩之间的假整合面为主滑面以及煤系中若干次级滑面共同组成的多级滑动构造系。主滑面滑动强度大，它一方面造成本溪组徐家庄灰岩（徐灰）以下的隔水层严重破坏和滑失，徐灰和奥灰实际上成为一个联合水体；另一方面，主滑面对奥灰顶部充填带破坏改造也比较彻底，从而为奥灰顶部岩溶洞穴的发育及初始陷落柱的形成创造了良好的条件。同时，煤系中次级滑面数量比较多，并派生一系列顺层和垂直岩层的节理，使煤系岩层稳定性受到破坏，为岩溶塌陷和陷落柱向上发展提供了有利条件。因此，陷落柱多分布在滑动构造比较发育的井田，特别是滑动强度较大的浅部。这是前人研究中忽视的一个比较重要的方面。（3）华北型煤田陷落柱常成群出现，单个出现的情况比较少，并且有分区、分片、成带分布的特点。这一特点除了与构造、径流条件等因素有关外，有人提出“共振论”，即在陷落柱形成过程中，岩溶地下水的波动变化频率与上覆岩层的固有频率相同时，地下水与盖层产生共振，引起岩溶塌陷的连锁反应。此外，陷落柱分布具有明显的不均匀性，反映了华北埋藏型岩溶发育的极不均匀性以及地质构造和水文地质条件的复杂多变和差异性。
　　
　　四、结束语
　　
　　华北地区岩溶陷落柱已成为矿井开采中最主要的地质灾害之一，分析研究并进一步认识其发育特征、规律，对于防治陷落柱形成的危害具有重要的意义。