金屬非金屬礦山地質安全

金屬非金屬礦山地質安全1第1頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月礦山地質安全采掘業(yè)的特征沒有固定的工作空間和場所工作環(huán)境條件受工程地質和水文地質狀況的影響較大[判斷題]礦山地質對安全生產沒有影響，地質構造不會影響地下礦山的穩(wěn)定性。[判斷題]礦山地質災害是礦山安全事故的主要內因。為了保證采礦活動的順利進行，必須了解礦山地質構造、水文地質以及巖石的性質等對礦山開采安全的影響。2第2頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第一單元礦床的基本概念第二單元礦巖性質和對礦山安全生產的影響第三單元地質構造及其與礦山安全生產的關系第四單元礦床水文地質和對礦山安全生產的影響第五單元礦山地質環(huán)境與地質災害第六單元礦山開采對礦山地質工程的要求培訓內容3第3頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)礦床的基本概念一、礦床、礦體和圍巖二、成礦作用和成礦作用的分類三、非煤礦床的分類四、礦體的產狀4第4頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月一、礦床、礦體和圍巖1.礦床礦床的空間范圍包括礦體和圍巖。地殼內部或表面富集的有用礦物或組分，在質和量上達到工業(yè)利用的要求，并在現有技術經濟條件下能夠被開采利用的部位稱為礦床。[判斷題]礦床是指地殼內部或表面富集的有用礦物或組分,礦床的空間范圍只包括礦體不包括圍巖。一個礦床往往是由多個礦體組成。5第5頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.礦體構成床體的基本單位，是達到工業(yè)要求的含礦部分。一個礦床可以由一個或多個礦體組成。[判斷題]礦體是指達到工業(yè)要求的含礦部分。[判斷題]礦體是指埋藏在地殼內能為人類所利用的有用礦物或礦物集合體。[判斷題]礦體具有一定的大小、形狀和產狀(走向、傾向、傾角)，是開采的直接對象。6第6頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3.礦石指含有有用礦物或組分并組成礦體的礦物集合體。礦石中通常包括礦石礦物和脈石礦物兩部分。礦石礦物指礦石中能提供有用元素或本身可以被直接利用的礦物。脈石礦物指礦石中沒有用處的那些礦物。[判斷題]礦石是有用礦物或組分并組成礦體的礦物集合體，礦石包括礦石礦物不包括脈石礦物。礦石的品位是指單位礦石中所含有用元素、組分或礦物的含量（以質量百分比、克每噸、克每立方米，克每升表示）。7第7頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月4.圍巖礦體和圍巖兩者界限有的清楚，有的為漸變無明顯界限。[判斷題]圍巖就是指圍繞在礦體周圍無經濟價值的巖石。一般在礦床中，將可以達到最低工業(yè)平均品位的部分當作礦體，達不到的作為圍巖。8第8頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月1.成礦作用二、成礦作用和成礦作用的分類成礦作用是把地殼中的有用成分(元素或化合物)和其余成分分離開來，在局部集中富集形成礦床的地質作用。[判斷題]成礦作用是指地殼中的有用組分和其余成分分離,在局部富集形成礦床的地質作用。2.成礦作用的分類局部富集的過程是極為復雜的，因而成礦作用也是多種多樣的。從成礦地質作用和成礦物質的來源考慮，成礦作用可分為三大類。9第9頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)內生成礦作用[判斷題]成礦作用分為內生成礦作用、外生成礦作和變質成礦作用。是由內動力地質作用所引起的，直接或間接與巖漿活動有關。由內生成礦作用在高溫高壓下所形成的礦床稱為內生礦床。內生礦床主要是在巖漿活動過程中成礦物質得到局部富集而形成的。(2)外生成礦作用發(fā)生在地球表面，是由外動力地質作用所引起的。10第10頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月外生礦床的成礦物質主要來源于地表的巖石或原生礦床，是在風化、搬運和沉積過程中得到局部富集而形成的。由外生成礦作用在地表常溫常壓下所形成的礦床稱為外生礦床。(3)變質成礦作用

發(fā)生在地殼的內部，多數是由內動力地質作用中的區(qū)域變質作用所引起的。由變質成礦作用使原內生和外生礦床在地表深處，受到溫度、壓力、氣體和熱液等新物化條件作用，使其成分、結構發(fā)生變化而形成新的礦床叫變質礦床。[單選題]()主要是在巖漿活動過程中成礦物質得到局部富集而形成的。 a.變質成礦作用b.內生成礦作用c.外生成礦作用11第11頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月三、非煤礦床的分類礦床的礦體形狀、厚度及傾角，對于礦床開拓和采礦方法的選擇，有著直接的影響。1.按礦體的形狀分非煤礦床——指煤、石油和天然氣以外的其余礦床，包括金屬和非金屬礦床。[判斷題]按礦體的形狀，可以把礦床分為層狀、脈狀、塊狀礦床。（a）層狀礦床（b）脈狀礦床（c）網脈狀礦床（d）透鏡狀礦床（e）塊狀礦床（f）巢狀礦床12第12頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月類型

特點層狀礦床脈狀礦床塊狀礦床礦床規(guī)模較大，賦存條件(傾角、厚度等)穩(wěn)定，有用礦物成分組成穩(wěn)定，其含量較均勻。礦脈與圍巖接觸處有蝕變現象，礦床賦存條件不穩(wěn)定，有用成分含量不均勻。礦體大小不一；形狀呈不規(guī)則的透鏡狀；礦體與圍巖的界限不明顯。13第13頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.按礦體傾角分類型水平與微傾斜礦床緩傾斜礦床傾斜礦床急傾斜礦床角度礦體與水平面的夾角。＜5°1-礦體，2-礦體下盤，3-礦體上盤，α-礦體傾角5°~30°30°~55°＞55°礦體的傾角與采場的搬運方式有密切關系。14第14頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3.按礦體厚度分礦體的厚度是指礦體上盤與下盤之間的垂直距離或水平距離。類型極薄礦體薄礦體中厚礦體厚礦體極厚礦體厚度(m)＜0.8a-垂直厚度(垂直厚度或真厚度)b-水平厚度(水平厚度)a=bsinα0.8~55~1515~50＞50

1-礦體

2-礦體下盤

3-礦體上盤15第15頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月四、礦體的產狀礦體的形狀與產狀是由多種因素決定的，其中最主要的因素是礦床的成因，其次是構造條件及圍巖的性質。礦體的產狀包括以下幾個方面。1.礦體的產狀要素主要用來確定板狀礦體的空間位置。表示方法與一般巖層的表示方法相同，即用走向、傾向、傾角來表示。對于柱狀礦體、透鏡狀礦體等，還要測量它們的倒伏角和傾伏角。16第16頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月[判斷題]礦體的產狀要素是其用來確定板狀礦體的空間位置,通常用走向不用傾向、傾角來表示。2.礦體與圍巖的關系一是指礦體產于何種巖石之中；二是指礦體與圍巖是平行還是斜交的。[判斷題]礦體與圍巖的關系是指礦體產于哪種巖石之中。3.礦體與侵入巖體的空間位置關系是指礦體是產于巖體的內部的，還是產于圍巖與侵入巖石的接觸帶中，或是產生在距離接觸帶有一定距離的圍巖中。17第17頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月4.礦體埋藏情況[判斷題]礦體的埋藏情況是指礦體是出露在地表或是隱伏在地下，以及礦體的埋藏深度等。1-礦體，h-埋藏深度，H-延伸深度（垂直高度）5.礦體的排列方向指一系列有成因聯系的礦體的排列方向和規(guī)律。18第18頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第二單元礦巖的性質及其與礦山安全生產的關系一、礦巖的基本物理力學性質二、礦巖的堅固性和穩(wěn)固性三、礦巖的物理化學性質19第19頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月一、巖石的基本物理力學性質[判斷題]巖石的基本力學性質有:彈性、塑性、脆性、硬度、韌性、強度、容重、比重、碎脹性和特征阻抗等。[判斷題]巖石的基本物理力學性質影響采礦方法的選擇、采礦工程部署和爆破工作。有些性質往往與采掘工作的安全有關。20第20頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月1.巖石的彈性、塑性和脆性(1)巖石的彈性是指受到外力作用的巖石，在除去外力后恢復原來的形狀和體積的性質。(2)巖石的塑性是指巖石在解除外力后發(fā)生變形而不被破碎的性質。如含水的黏土或泥質灰?guī)r等。[判斷題]彈性大的巖石在爆破時容易破碎。不易[判斷題]塑性大的巖石在爆破時易使炮眼擴大，爆破效果差。21第21頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)脆性是指巖石受力后變形很小就發(fā)生碎裂的性質。[判斷題]巖石的脆性越大就越不容易被爆破所破碎。2.巖石的硬度和韌性(1)巖石的硬度是指巖石抵抗外物侵入的能力。硬度大的巖石往往比較脆，易爆破。(2)巖石的韌性又稱作動力硬度，是指巖石抵抗外力保持整體狀態(tài)的屬性。它的大小與巖石的組織和構造有關，韌性大的巖石，鑿巖爆破就比較困難。22第22頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3.巖石的強度強度只是用來說明巖石堅固性的一個方面。[判斷題]巖石的強度是指完整的巖石開始被破壞時的極限應力值。[判斷題]巖石的強度分為抗壓強度、抗拉強度和抗剪強度。受力性質不同通常情況下：抗壓>抗剪>抗拉強度。巖石怕拉不怕壓。在巷道或采場中，以及當露天邊坡過陡或形成傘巖時，巖體處于拉伸或剪切狀態(tài)，容易發(fā)生冒頂片幫和巖體坍塌事故。[判斷題]堅硬礦物穩(wěn)定、抗風化能力強,強度較高的礦石構成的邊坡,其穩(wěn)固性一般較好。23第23頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月4.巖石的比重和容重是指單位體積的致密巖石(除去孔隙)的質量，也稱相對密度(真密度)。(1)巖石的比重(2)巖石的容重是單位體積原巖(包括孔隙)的質量，也稱視密度。[判斷題]巖石容重越大,爆破時所需炸藥越少。巖石容重的大小與巖石的組成成分、密度、空隙大小和含水量有關，是評價巖石密實程度和堅固性的指標。多巖石的容重對爆破、特別是拋擲爆破的影響比較大，容重越大，所需炸藥越多。24第24頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月5.巖石的孔隙度是指巖體中空孔隙的體積與巖石體積之比，常用百分數來表示。[單選題]孔隙度大的巖層其特征往往表現為()。 a.堅硬b.含水較多注意防水c.穩(wěn)固孔隙度大的巖層爆破效率較低，空隙中往往含水較多，因此要注意防排水工作。25第25頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月6.巖石的碎脹性是指巖石破碎后，其體積比原巖體積增大的性質。通常，堅硬而致密的巖石的碎脹系數比松軟的巖石的碎脹系數大。巖石種類純砂礫石砂質粘士中硬巖石堅硬巖石碎脹系數1.05~1.21.2~1.251.3~1.51.5~2.5幾種巖石的碎脹系數如下表所示。在掘進和采礦工作中，要充分考慮巖石的碎脹系數。例如，為了容納破碎后體積增大的巖石，需留出足夠的空間；相反，為了提高爆破效果，可適當減小爆破空間，形成擠壓爆破。[判斷題]巖石破碎后,其體積比原巖體積增大。26第26頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月7.巖石的特征阻抗巖石的密度與縱波在巖石中傳播速度的乘積。特征阻抗的大小反映了巖體對縱波傳播的阻力大小，也稱波阻抗。實驗證明，炸藥的特征阻抗與巖石的特征阻抗愈接近，則炸藥爆炸時傳給巖石的能量愈多，爆破效果越好。空氣的特征阻抗比巖石和炸藥的特征阻抗都要小得多，當炸藥能量從炸藥傳給空氣再傳給巖石時，能量損失極為嚴重。27第27頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月二、礦巖的堅固性和穩(wěn)固性1.巖石的堅固性是巖石抵抗各種物理力學能力的綜合表現。礦巖抵抗工具侵入和爆破破碎。不同的巖石具有不同的堅固性。同一種巖石由于其結構、構造和風化程度不同，其堅固性也有所不同。目前常采用普氏分級法表示巖石的堅固性，用f表示巖石的堅固性系數。[單選題]巖石的堅固性系數介于0.3～20之間，共分為()級。a.十級

b.八級c.五級28第28頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月巖石的堅固性系數f越大，其強度和硬度也較大，巖石越堅固。[單選題]堅固性系數越大的巖石，下列說法正確的是()。a.鑿巖速度快

b.炸藥消耗量小c.強度和硬度較大礦巖的堅固性系數是選擇破巖和井巷維護方法的科學依據。[判斷題]根據巖石普氏硬度分級，f=10的巖石比f=7的巖石堅硬。29第29頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.礦巖的穩(wěn)固性是指礦石或巖石在空間允許暴露面積的大小和暴露時間長短的性能。影響礦石穩(wěn)固性的因素十分復雜，它不僅與礦石的成分、結構、構造、節(jié)理狀況、風化程度以及水文地質條件有關，還與開采過程所形成的實際狀況有關(如巷道的方向及其形狀、開采深度等)。穩(wěn)固性和堅固性既有聯系又有區(qū)別，一般在節(jié)理發(fā)育、構造破碎地帶，巖石的破碎性雖好，但其穩(wěn)定性卻大為下降。[判斷題]巖體的堅固性系數越大，其穩(wěn)固性越好。30第30頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月[單選題]巖石的穩(wěn)固性分為()。a.中等穩(wěn)固、穩(wěn)固兩級b.極不穩(wěn)固、不穩(wěn)固兩級c.

極不穩(wěn)固、不穩(wěn)固、中等穩(wěn)固、穩(wěn)固、極穩(wěn)固礦巖穩(wěn)固性分級分級

暴露面積極不穩(wěn)固不穩(wěn)固中等穩(wěn)固穩(wěn)固極穩(wěn)固不允許有暴露面積允許的暴露面積在50m2以內不支護的暴露面積50-200m2不支護的暴露面積200-800m2不支護的暴露面積800m2以上。掘進巷道或開辟采場時，不允許有暴露面積，否則可能產生冒頂片幫現象。在巷道掘進時，須超前支護進行維護。在這類礦巖中，允許有較小的不支護的暴露空間。31第31頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月[單選題]在某巖層中掘進巷道或開辟采場時，不允許有暴露面積，否則可能產生冒頂片幫現象。在巷道掘進時，須超前支護進行維護。該巖層的穩(wěn)固性屬于()。a.穩(wěn)固b.中等穩(wěn)固c.極不穩(wěn)固

穩(wěn)固性對采礦工程中正確選擇采礦方法、合理確定礦山工程的支護、維護及施工設計有重要意義。[判斷題]確定巖石的穩(wěn)定性，首先要考慮巖體的結構。巖體結構有整體結構、塊狀結構、層狀結構、碎裂結構和松散結構等類型。32第32頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月礦體圍巖的穩(wěn)固程度與礦山安全生產的關系極為密切。采場頂板的穩(wěn)固程度主要取決于巖性和巖層壓力兩個因素。[單選題]同種巖石影響邊坡穩(wěn)定性的決定因素是()。a.巖石的容重b.巖層的結構面c.巖石的生成年代[判斷題]當頂板的巖性較松軟，巖層壓力較大時，就容易發(fā)生冒頂片幫事故。如果圍巖較穩(wěn)固，巖層壓力也不大，則不易破裂冒落。33第33頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月在礦山井巷開采和工作面掘進前，既要查清圍巖的穩(wěn)固性，又要摸清巖層壓力大小，為礦山安全生產提供依據。在巷道掘進時，遇到巖石松軟，節(jié)理發(fā)育，斷層裂隙較多，有破碎帶時，必須及時加以支護，以防冒頂片幫事故。34第34頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月三、礦巖的物理化學性質1.放射性地球內部放射性元素含量很少，但分布很廣，且多聚集在地殼上部的花崗巖中，向地心逐漸減少。地球所含放射性元素主要是鈾、釷、鐳；此外，鉀、銣、釤等放射性同位素，還有氡及其子體。當劑量超過允許值時，會影響人體健康。35第35頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.氧化性和自燃性礦石的氧化性是指硫化礦石在水和空氣的作用下，發(fā)生氧化還原反應，變?yōu)檠趸V石的性質。降低選礦回收率，導致結塊或自燃。硫化礦石在空氣中氧化，并放出熱量，如果散熱不良，經過一定時間后，礦石溫度將升高，發(fā)生自燃，引起內因火災。高硫礦石的含硫率在18％～20％以上時，即具有自燃性，在地面或地下貯存時間過長就會被氧化。對采礦方法的選擇有影響，即采下礦石不能在采場大量長時間堆放。36第36頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月5.有害物質①在礦山開采過程中常產生粉塵塵肺病。②砷、汞等金屬能引起人員中毒③開采過程中還可能逸出一些有毒有害氣體如氡及其子體、SO2、CO、CH4、H2S等。在礦山生產過程中，應對上述有害物質進行調查，以便采取適當的防護措施，保護礦工的身體健康。37第37頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第三單元地質構造及其與礦山安全生產的關系一、地質構造二、巖層的產狀三、褶皺與斷裂構造38第38頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月一、地質構造1.地質構造的定義地殼運動形成的各種構造形跡。是指地質體(巖層、巖體、礦體等)存在的空間形式、狀態(tài)及相互關系，是地質作用(地殼運動等)所造成的巖層(或礦體)發(fā)生變形、變位等現象，主要包括褶皺、斷層、裂隙等。39第39頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.地質構造的類型水平構造、單斜構造、褶皺構造、斷裂構造。常見的是后三種。基本保持水平狀態(tài)的沉積巖層（傾角﹤50

）。與水平面有一定交角的巖層（50﹤傾角﹤850）。如果巖層向一個方向傾斜，而傾角又近于相等。40第40頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月二、巖層的產狀是指巖層在空間產出的狀態(tài)和方位。1.水平巖層和傾斜巖層沉積物在大區(qū)域內沉積時都是近于水平的層狀分布。一般把傾角小于5度巖層稱為水平巖層，傾角大于5度的巖層稱為傾斜巖層。如果巖層向一個方向傾斜，而傾角又近于相等，則稱之為單斜巖層。41第41頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.巖層的厚度和出露寬度巖層的厚度分為真厚度和鉛直厚度。巖層頂面和底面之間的垂直距離稱為真厚度。巖層頂面和底面之間的鉛直距離，稱為鉛直厚度。h-真厚度H-鉛直厚度[單選題]巖層頂面和地面之間的垂直距離稱為()。a.真厚度b.鉛直厚度c.最低厚度巖層露出地表的水平投影的寬度稱為巖層的出露寬度。42第42頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3.巖層的產狀及產狀要素巖層的產狀是指巖層在空間產出的狀態(tài)。確定一個巖層的產狀有三個要素，即：走向、傾向和傾角。走向線：巖層面與水平面的交線叫該巖層的走向線，即同一巖層面上等高的兩點的連線。走向：走向線的方向。表示巖層在空間的延伸方向。走向線的兩頭各指一方，例如一頭指東，一頭則指西，該巖層的走向就是東西向。43第43頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月傾斜線：在巖層面上垂直巖層走向線叫巖層的傾斜線。傾向：傾向線所指的方向就是巖層的傾向。巖層的走向和傾向相差90度。傾角：傾斜線和傾向線的夾角，稱為巖層的傾角。44第44頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月三、褶皺與斷裂構造1.褶皺構造層狀的巖石經過變形后形成波浪起伏的彎曲形態(tài)，但其連續(xù)性和完整性沒有受到破壞的地質構造。褶曲是褶皺中的一個彎曲，是褶皺的基本單位。[判斷題]褶皺構造的連續(xù)性和完整性受到了破壞。沒有45第45頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月褶曲的兩種基本形態(tài)：背斜是兩翼巖層傾向相背，形態(tài)上是巖層向上彎曲的褶曲，其核部巖層較老，兩翼巖層較新。天然拱形、結構穩(wěn)定，不易儲水。向斜兩翼巖層傾向相向，形態(tài)上是巖層向下彎曲的褶曲，其核部巖層較新，兩翼巖層較老。底部低凹，易匯集水，承受靜水壓力。46第46頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月[判斷題]在向斜核部，頂壓一般不大，不易出現冒頂片幫事故。頂壓一般較大，也易出現冒頂片幫事故。[判斷題]在背斜核部頂壓一般較小，對采掘工程一般有利，但背斜核部的頂部巖石裂隙發(fā)育，比較破碎，在生產過程中易發(fā)生冒頂片幫和透水等事故。[判斷題]褶曲使礦層的產狀發(fā)生變化，有時可利用重力搬運，對礦內運輸有利，但對礦山安全生產不利。47第47頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.斷裂構造巖石受力后發(fā)生變形并達到一定程度，使巖石的連續(xù)完整性受到破壞，產生各種大小不一的斷裂和錯動的地質構造。斷裂構造的兩種基本形態(tài)：巖石發(fā)生斷裂時，沿斷面沒有顯著位移的斷裂構造稱為節(jié)理(或稱裂隙)，有顯著位移的稱為斷層。48第48頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)節(jié)理(裂隙)節(jié)理就是巖石中的裂隙，斷裂面稱為節(jié)理面。節(jié)理面可以是平坦的，也可以是不平坦的，甚至是彎曲的。巖層中節(jié)理主要表現長短不等、疏密不定、或相互平行、或縱橫交錯的裂隙。節(jié)理按形成的力學性質不同可分為張節(jié)理和剪節(jié)理兩類。[判斷題]對頂板節(jié)理發(fā)育的巷道，要采用密集棚架支護要，頂柱要平行與節(jié)理的主要方向安置。在褶皺構造的核部最為發(fā)育，其特點是裂口稍長，斷裂面粗糙不平，面上無擦痕。特點是裂縫平直、延伸方向穩(wěn)定、裂隙面平整光滑；通常切穿巖石中的顆粒；有兩組同時出現，相交呈“X”形；多為閉合性節(jié)理。不能影響節(jié)理發(fā)育程度的原因：巖石性質、巖層厚度、局部應力集中情況。49第49頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月節(jié)理普遍存在于巖石中，如果巖層的節(jié)理發(fā)育，即意味著巖層的裂隙很多。[單選題]節(jié)理發(fā)育的端幫對露天開采的影響是()。A.邊坡穩(wěn)定B.邊坡不穩(wěn)定C.端幫比較穩(wěn)定在露天礦山開采時，如果節(jié)理發(fā)育，特別是受爆破和地下水與地表水的影響，往往影響邊坡的穩(wěn)定性，容易發(fā)生滑坡和坍塌事故，所以要注意邊坡角的選擇。在節(jié)理發(fā)育地段進行采掘作業(yè)時，容易發(fā)生冒頂片幫事故，必須加強支護和頂板管理。支護時應根據節(jié)理的密度和方向，選擇適當的支護方式。對頂板節(jié)理發(fā)育的巷道，工作面支架不能用頂柱，而要用棚子，且支架要密，頂柱不能平行與節(jié)理的主要方向安置。50第50頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)斷層斷層是巖石在構造應力作用下，發(fā)生了斷裂構造，兩側巖層有明顯位移（錯動）。斷層的規(guī)模大小不一，小的斷層延長只有幾米，相對位移只有幾厘米，大的斷層可延續(xù)幾百公里至幾千公里。51第51頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月斷層破碎帶

斷層的要素①斷層面兩側巖塊發(fā)生相對位移的斷裂面。多數的斷層其斷裂面附近的巖石被構造應力擠碎，形成具有一定寬度的帶狀碎裂巖石。②斷層線斷層面與地面的交線。斷層在地表的出露線。③斷盤斷層面兩側的巖體。當斷層面傾斜時，位于斷層面上方的稱為上盤；位于斷層面下方的稱為下盤。④斷距斷層兩盤沿斷層面相對移開的距離。52第52頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月[單選題]一般在節(jié)理發(fā)育、構造破碎地帶,巖石的特性為()。a.穩(wěn)固性好b.破碎性好

c.穩(wěn)固性下降利于安全[單選題]巖層發(fā)生斷裂時沒有顯著位移的斷裂構造稱為()。a.節(jié)理或裂隙

b.斷層c.斷裂[單選題]斷裂構造對露天礦山的影響是()。a.便于布置臺階b.工作線可隨意布置c.影響邊坡穩(wěn)定53第53頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月根據斷層兩盤在空間的相對運動情況，斷層可分為：對露天礦山，斷裂構造影響邊坡的穩(wěn)定性。對地下礦山，斷裂構造是井下發(fā)生冒頂片幫事故的重要原因，在選擇采礦方法時應加以充分考慮，某些采礦方法如空場法、長壁采礦法不能應用，必須采用充填法和房柱法。[單選題]某礦礦體斷層、破碎帶發(fā)育，其不能采用的采礦法是()。 a.充填法b.空場法c.房柱法54第54頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月在礦床開采過程中，地下水經常涌入坑道，或是引起一部分地表水流入礦坑，使采掘工作復雜化，甚至可能造成嚴重的生產安全事故。對于礦山工作者應掌握一定的礦床水文地質知識，根據礦井不同的水文地質特征，選擇正確的采礦方法，合理布置采掘巷道，實施有效的預防性防水措施，減少或控制礦井水害對開采的影響。第四單元礦床水文地質和對礦山安全生產的影響一、礦坑水及其對礦山生產的危害二、礦坑充水因素分析四、礦坑充水的原因分析三、礦坑充水的水源55第55頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月一、礦坑水及其對礦山生產的危害1.礦坑水礦山建設和生產時期，地下水、地表水以及大氣降水通過巖石的空隙，以滴水、淋水、涌水和突然涌水等方式流入露天礦坑和地下巷道中，這種水叫礦坑水。礦坑水除了增大建設投資和生產成本外，還給礦山安全生產造成危害。2.礦坑水對礦山生產的危害(1)在建井時期，當涌水量過大時，需要采取治理措施，增加投資，妨礙施工進度，影響建井質量。56第56頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)具有侵蝕性的礦坑水能腐蝕露天礦坑和井巷中的各種金屬設備（如軌道、支架和各種采掘機械），污染作業(yè)環(huán)境。(3)礦坑水降低坑道的頂板、底板和邊幫的穩(wěn)固性，增加支護和維護的難度。(4)在露天礦山，地下水往往破壞邊坡的穩(wěn)定，造成邊坡坍塌和滑坡事故，影響正常生產甚至被迫停產。(5)當地質情況不清，突然遇到大量涌水時，會造成井下采場、巷道淹沒事故，造成大量人員傷亡和設備毀壞。[判斷題]

在同等條件下，潮濕巷道的穩(wěn)定性要比干燥巷道的穩(wěn)定性差。57第57頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月二、礦坑充水因素分析是計算涌水量、預測突水、礦床疏干和礦井排水設計的重要依據。礦坑充水的因素主要包括：充水“水源”充水“通道”充水“強度”58第58頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月礦坑充水的水源包括：地下水、地表水、大氣降水和廢舊礦坑積水等。1.地下水地殼里的水統(tǒng)稱為地下水。某些礦床的礦體本身就含有較大的空隙，充滿了地下水。某些礦體的圍巖具有較大的空隙，也充滿了地下水。(1)地下水的概念(2)地下水的分類按含水層的空隙性質，地下水可分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。三、礦坑充水的水源59第59頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月①孔隙水是松散沉積巖層中所含的水，以及巖石孔隙中所含的水。這種水源的水量一般比較小。在開采松散沉積層中或接近松散沉積層內的礦產時，常遇到這種水源。②裂隙水是埋藏于堅硬巖石裂隙中的地下水?？拥澜衣逗辛严端牡V體和圍巖時，裂隙水便會涌入坑道，形成礦坑涌水。當裂隙水和其他水源無聯系時，礦坑的涌水量會逐漸減少，甚至干涸；當有聯系時，則會造成淹井事故。我國大部分金屬礦床都分布有層狀及脈狀裂隙水。裂隙水和巖溶水相比，涌水量較小，但水壓很高。60第60頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月③巖溶水是埋藏于巖溶性溶洞中的水。我國巖溶水分布較普遍。巖溶水具有埋藏深、水量大、水壓高、來勢猛、涌水量穩(wěn)定、不易排干和突水規(guī)律受巖溶發(fā)育狀況控制等特點。[判斷題]巖溶水是存在于溶洞中的水，其埋藏深、水量大、水壓高、來勢猛、涌水量穩(wěn)定、不易排干，對礦床開采威脅大。[判斷題]礦坑涌水的來源只有大氣降水、地表水、老窖水、地下孔隙水、裂隙水四種。61第61頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.地表水地殼表面的水統(tǒng)稱為地表水。開采位于海、河、湖泊和水庫等地表水體影響范圍內的礦產時，在一定的條件下，成為礦坑充水甚至淹井的水源。在研究地表水對礦坑充水的影響時，要注意研究地表水與坑道之間的地層和構造的關系，以及所采用的采礦方法。地表水對采礦的威脅較大，在勘探及采礦時，要對地表水體加以足夠重視。62第62頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3.大氣降水大氣中的水叫大氣水。大氣降水的滲入是多數礦區(qū)礦坑充水的經常性補充水源之一。[判斷題]大氣降水有明顯的季節(jié)性，夏天雨季降水量大，山區(qū)可能形成洪水，威脅礦山生產安全。開采處于低地且埋藏較淺的礦床，在無其他水源的情況下，大氣降水將是礦坑充水的主要來源；開采高于河谷地段的礦床，大氣降水將是礦坑充水的惟一水源。63第63頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月4.廢舊礦坑積水廢舊礦坑和巷道由于長期停止排水，而積聚的水，這種水叫廢舊礦坑積水，也叫老窿水、老窯水。當生產坑道接近它的時候，這些水便成為突水的水源。這類水源突水的特點是短時涌水量大，來勢猛，具有很大的破壞性，容易造成淹井事故。這類水源的水的酸性強，具有腐蝕性，常伴隨有毒有害氣體涌出，對安全生產的危害性很大。[單選題]下列涌水量大是()。a.孔隙水b.裂隙水c.巖溶水64第64頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月四、礦坑充水的原因分析礦坑充水的原因是很復雜的，既受充水水源的影響，同時還受巖性、礦區(qū)地表地形和地質構造以及人為等因素的影響。1.地質構造及巖性對礦坑充水的影響(1)地下水流入坑道與礦坑揭露的圍巖的性質有關。流沙層、松散巖層和帶孔隙的巖層是地下水進入坑道的良好通道?？紫抖仍酱螅杆栽綇?。(2)巖層的各種裂隙往往是地下水集中的地方，對地下水的徑流起到控制作用。當各種裂隙和地下水源相連通時，它是礦坑充水的主要通道。65第65頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)斷層分為隔水斷層和透水斷層。隔水斷層主要由壓力及部分扭力或后期被充填、膠結而形成，本身不含水，還可切斷某些斷水層，對分區(qū)疏干起到有利作用。透水斷層與其他水源有水力聯系時，很容易造成的礦坑突水。當與其他水源無聯系時，斷層內水儲量有限，突水開始時水量很大，以后逐漸減小，甚至干涸。[單選題]斷層分為()。a.隔水斷層和溶洞b.隔水斷層和透水斷層c.透水斷層和暗河66第66頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)巖溶溶洞。是細小的溶孔或是巨大的溶洞，可以彼此連通，形成巨大的地下河，可儲存大量的地下水或溝通其他水源，當采掘工作接近或揭露它們時，易造成災難性突水。(5)一般地，隨著巖層深度的增加，巖石的裂隙逐漸減少，涌水量也逐漸減少；但是，由于地下巖層壓力或地下水的靜水壓力的作用，或者它們聯合作用的結果，可促使坑道底板產生裂隙，溝通底板下部的含水層、含水斷層帶或溶洞水，使礦坑水增加或造成突水事故。67第67頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.大氣降水和地表水體對礦坑充水的影響(1)匯水面積大小決定了大氣降水滲入礦坑水量的大小。受礦區(qū)地形、礦體埋藏深度及透水基巖出露程度和隔水層厚度的影響。露天礦坑和采用崩落法采礦的地下礦坑，露天坑和地表陷落區(qū)的大氣降水的匯水面積直接決定了礦坑的大氣降水滲入量。(2)地勢的高低決定了大氣降水和地表水進入礦坑水量的大小。一般沼澤、低洼地區(qū)容易匯水，該場所的礦坑有大氣降水和地表水引起的涌水也較多。68第68頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)大氣降水和地表水滲入量隨開采深度的增加，地表水滲入礦坑的水量逐漸減少。若覆蓋層的穩(wěn)定厚度超過5m，地下水幾乎不能向下滲透。如有巨大通道,如斷裂、流沙層時，則易發(fā)生災難性的突水。礦坑涌水量的大小取決于透水基巖山露程度和能使含礦層與地表水隔絕的亞粘土質和粘土質覆蓋層的厚度。(4)地表水體距礦坑(礦體)越近，充水越嚴重，礦坑涌水也越嚴重。當常年存在的地表水體為涌水水源時，水體越大，礦坑涌水量越大且穩(wěn)定，當淹井時，不易恢復；季節(jié)性水體為涌水水源時，對礦坑涌水量的影響程度隨季節(jié)變化。69第69頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月(5)礦坑涌水量隨季節(jié)變化以及區(qū)域降水量的影響明顯，雨季坑道涌水量較平均涌水量大20％～40％，有時甚至大2～3倍；降水量大、長時間降小雨對滲入有利。(6)隨開采深度增加，大氣降水對深處礦坑涌水的影響幅度減小，涌水量高峰的出現后延。[判斷題]礦坑涌水量隨季節(jié)變化不明顯,預計不需要采取防水措施。70第70頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月3.人為因素對礦坑充水的影響(1)不適當的開采方式(2)地質勘探鉆孔不封閉或封閉不嚴也會成為溝通礦坑頂、底板含水層或地表水的通道。[單選題]水文地質條件復雜地下礦山，應考慮()事故發(fā)生的可能性。a.涌水b.透水

c.充水[判斷題]不適當的開采方式，如()，會造成地表裂隙、坍塌，使地下水、地表水以及大氣降水滲入或涌入礦坑，造成突水以及礦體的埋藏深度等。a.崩落法

b.充填法c.房柱法71第71頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月第五單元礦山地質環(huán)境與地質災害一、采礦引起的地表環(huán)境地質問題二、露天開采引起的環(huán)境地質問題三、地下開采引起的環(huán)境地質問題四、礦山開采誘發(fā)的地震活動五、礦山地質災害的危害72第72頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月一、采礦引起的地表環(huán)境地質問題環(huán)境地質問題：是指由于人類從事技術經濟活動或自然因素所產生的地質災害。由于巨大的采礦工程活動，引起各種各樣的環(huán)境地質問題，如水土流失、滑坡、崩塌、地面沉降塌陷、礦井熱害、誘發(fā)地震、污染水體和空氣等，給人們生命財產造成巨大損失。1.地貌景觀破壞、耕地面積減少我國金屬礦山大部分是露天開采，每年剝離巖土約2.2～2.6億t，是造成水土流失、植被破壞，乃至沙漠化災害的重要因素之一。73第73頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月地下或露天采掘出的廢礦、矸石和尾礦堆積量日益增加，已達到惡化地質環(huán)境的程度。我國金屬礦山每年排出尾礦約2億噸，為了少占土地，解決日益緊張的用地矛盾，尾礦壩構筑高度不斷增加，每逢雨季或暴雨，潰壩成為礦山一大隱患。2.廢礦和矸石堆積引起災害事故地表廢礦、矸石堆積還可能引起崩塌、滑坡和泥石流等災害。地表廢礦、矸石堆積還可能引起崩塌、滑坡和泥石流等災害。74第74頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月二、露天開采引起的環(huán)境地質問題隨著露天開采深度的增加，邊坡的規(guī)模也不斷擴大，既嚴重破壞了地應力的自然平衡，又導致了人工邊坡的變形、破壞和滑移。其破壞形式主要是崩塌和滑坡。1.崩塌山體崩塌是指陡峭斜坡上的巖體或土體，在重力作用下突然脫離母體，快速移動，突然崩落、滾動的現象或過程。它可發(fā)生在露天采場的邊坡上，也可發(fā)生在山體陡坡處。75第75頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.滑坡滑坡是邊坡局部巖體沿某一平面或曲面整體滑動的另一種破壞形式。[單選題]影響露天邊坡失穩(wěn)的因素是()。A.巖體結構條件、地質環(huán)境和人為誘發(fā)因素B.大氣降水、風化和地震C.剝采比太低剝采比越低，邊坡角越大，往往會使邊坡產生蠕滑變形，導致重大滑坡事故。露天爆破震動既增加了邊坡的滑動，又破壞了邊坡巖體，降低了巖體的強度，使雨水、地下水易于沿爆破裂隙滲透，加速巖體風化，從而降低了邊坡的穩(wěn)定性。主要是人為誘發(fā)因素76第76頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月2.滑坡滑坡是邊坡局部巖體沿某一平面或曲面整體滑動的另一種破壞形式。影響露天邊坡失穩(wěn)的因素除邊坡巖體結構條件和所處地質環(huán)境（如大氣降水、風化作用和地震作用）外，主要是人為誘發(fā)因素。例如，不合理的剝采比引起滑坡。邊坡角過陡，往往會使邊坡產生蠕滑變形，導致重大滑坡事故。露天爆破震動既增加了邊坡的滑動，又破壞了邊坡巖體，降低了巖體的強度，使雨水、地下水易于沿爆破裂隙滲透，加速巖體風化，從而降低了邊坡的穩(wěn)定性。77第77頁，課件共86頁，創(chuàng)作于2023年2月三、地下開采引起的環(huán)境地質問題地下開采引起的環(huán)境地質問題主要是采空區(qū)塌陷和地熱危害。1.采空區(qū)塌陷地下礦體大面積采空后由于其上部巖層失去支撐，平衡被破壞，因而產生彎曲、塌落，以致發(fā)展到地表下沉變形和塌陷。由于人為采礦活動，破壞了坑道頂、底板巖石穩(wěn)定性，降低了坑道圍巖的強度，產生一系列的裂隙或薄弱帶，為各種充水水流進入礦井提供了重要的途徑和通道。當這些裂隙或通道與上覆含水層或地表水體溝通，或者由于強度降低的坑道頂