金屬非金屬礦山地質(zhì)安全

關(guān)于金屬非金屬礦山地質(zhì)安全12礦山地質(zhì)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(zhì)和水文地質(zhì)狀況的影響較大[判斷題]礦山地質(zhì)對安全生產(chǎn)沒有影響，地質(zhì)構(gòu)造不會影響地下礦山的穩(wěn)定性。[判斷題]礦山地質(zhì)災(zāi)害是礦山安全事故的主要內(nèi)因。為了保證采礦活動的順利進(jìn)行，必須了解礦山地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)以及巖石的性質(zhì)等對礦山開采安全的影響。第2頁,共89頁，2024年2月25日，星期天3第一單元礦床的基本概念第二單元礦巖性質(zhì)和對礦山安全生產(chǎn)的影響第三單元地質(zhì)構(gòu)造及其與礦山安全生產(chǎn)的關(guān)系第四單元礦床水文地質(zhì)和對礦山安全生產(chǎn)的影響第五單元礦山地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害第六單元礦山開采對礦山地質(zhì)工程的要求培訓(xùn)內(nèi)容第3頁,共89頁，2024年2月25日，星期天4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(chǎn)狀第4頁,共89頁，2024年2月25日，星期天5一、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(nèi)部或表面富集的有用礦物或組分，在質(zhì)和量上達(dá)到工業(yè)利用的要求，并在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(nèi)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。第5頁,共89頁，2024年2月25日，星期天62.礦體構(gòu)成床體的基本單位，是達(dá)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(dá)到工業(yè)要求的含礦部分。[判斷題]礦體是指埋藏在地殼內(nèi)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(chǎn)狀(走向、傾向、傾角)，是開采的直接對象。第6頁,共89頁，2024年2月25日，星期天73.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(zhì)量百分比、克每噸、克每立方米，克每升表示）。第7頁,共89頁，2024年2月25日，星期天84.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(jīng)濟(jì)價值的巖石。一般在礦床中，將可以達(dá)到最低工業(yè)平均品位的部分當(dāng)作礦體，達(dá)不到的作為圍巖。第8頁,共89頁，2024年2月25日，星期天91.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(zhì)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(zhì)作用。2.成礦作用的分類局部富集的過程是極為復(fù)雜的，因而成礦作用也是多種多樣的。從成礦地質(zhì)作用和成礦物質(zhì)的來源考慮，成礦作用可分為三大類。第9頁,共89頁，2024年2月25日，星期天10(1)內(nèi)生成礦作用[判斷題]成礦作用分為內(nèi)生成礦作用、外生成礦作和變質(zhì)成礦作用。是由內(nèi)動力地質(zhì)作用所引起的，直接或間接與巖漿活動有關(guān)。由內(nèi)生成礦作用在高溫高壓下所形成的礦床稱為內(nèi)生礦床。內(nèi)生礦床主要是在巖漿活動過程中成礦物質(zhì)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(zhì)作用所引起的。第10頁,共89頁，2024年2月25日，星期天11外生礦床的成礦物質(zhì)主要來源于地表的巖石或原生礦床，是在風(fēng)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(zhì)成礦作用發(fā)生在地殼的內(nèi)部，多數(shù)是由內(nèi)動力地質(zhì)作用中的區(qū)域變質(zhì)作用所引起的。由變質(zhì)成礦作用使原內(nèi)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(jié)構(gòu)發(fā)生變化而形成新的礦床叫變質(zhì)礦床。[單選題]()主要是在巖漿活動過程中成礦物質(zhì)得到局部富集而形成的。 a.變質(zhì)成礦作用b.內(nèi)生成礦作用c.外生成礦作用第11頁,共89頁，2024年2月25日，星期天12三、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(wǎng)脈狀礦床（d）透鏡狀礦床（e）塊狀礦床（f）巢狀礦床第12頁,共89頁，2024年2月25日，星期天13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(xiàn)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。第13頁,共89頁，2024年2月25日，星期天142.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(guān)系。第14頁,共89頁，2024年2月25日，星期天153.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-礦體上盤第15頁,共89頁，2024年2月25日，星期天16四、礦體的產(chǎn)狀礦體的形狀與產(chǎn)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(gòu)造條件及圍巖的性質(zhì)。礦體的產(chǎn)狀包括以下幾個方面。1.礦體的產(chǎn)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。第16頁,共89頁，2024年2月25日，星期天17[判斷題]礦體的產(chǎn)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(guān)系一是指礦體產(chǎn)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(guān)系是指礦體產(chǎn)于哪種巖石之中。3.礦體與侵入巖體的空間位置關(guān)系是指礦體是產(chǎn)于巖體的內(nèi)部的，還是產(chǎn)于圍巖與侵入巖石的接觸帶中，或是產(chǎn)生在距離接觸帶有一定距離的圍巖中。第17頁,共89頁，2024年2月25日，星期天184.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(lián)系的礦體的排列方向和規(guī)律。第18頁,共89頁，2024年2月25日，星期天19第二單元礦巖的性質(zhì)及其與礦山安全生產(chǎn)的關(guān)系一、礦巖的基本物理力學(xué)性質(zhì)二、礦巖的堅固性和穩(wěn)固性三、礦巖的物理化學(xué)性質(zhì)第19頁,共89頁，2024年2月25日，星期天20一、巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)[判斷題]巖石的基本力學(xué)性質(zhì)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(xué)性質(zhì)影響采礦方法的選擇、采礦工程部署和爆破工作。有些性質(zhì)往往與采掘工作的安全有關(guān)。第20頁,共89頁，2024年2月25日，星期天211.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(fù)原來的形狀和體積的性質(zhì)。(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(zhì)。如含水的黏土或泥質(zhì)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(kuò)大，爆破效果差。第21頁,共89頁，2024年2月25日，星期天22(3)脆性是指巖石受力后變形很小就發(fā)生碎裂的性質(zhì)。[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(gòu)造有關(guān)，韌性大的巖石，鑿巖爆破就比較困難。第22頁,共89頁，2024年2月25日，星期天233.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(yīng)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(zhì)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(dāng)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(fēng)化能力強,強度較高的礦石構(gòu)成的邊坡,其穩(wěn)固性一般較好。第23頁,共89頁，2024年2月25日，星期天244.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(zhì)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(zhì)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(guān)，是評價巖石密實程度和堅固性的指標(biāo)。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。第24頁,共89頁，2024年2月25日，星期天255.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?jǐn)?shù)來表示。[單選題]孔隙度大的巖層其特征往往表現(xiàn)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。第25頁,共89頁，2024年2月25日，星期天266.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(zhì)。通常，堅硬而致密的巖石的碎脹系數(shù)比松軟的巖石的碎脹系數(shù)大。巖石種類純砂礫石砂質(zhì)粘士中硬巖石堅硬巖石碎脹系數(shù)1.05~1.21.2~1.251.3~1.51.5~2.5幾種巖石的碎脹系數(shù)如下表所示。在掘進(jìn)和采礦工作中，要充分考慮巖石的碎脹系數(shù)。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(dāng)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。第26頁,共89頁，2024年2月25日，星期天277.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?？諝獾奶卣髯杩贡葞r石和炸藥的特征阻抗都要小得多，當(dāng)炸藥能量從炸藥傳給空氣再傳給巖石時，能量損失極為嚴(yán)重。第27頁,共89頁，2024年2月25日，星期天28二、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(xué)能力的綜合表現(xiàn)。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(jié)構(gòu)、構(gòu)造和風(fēng)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(shù)。[單選題]巖石的堅固性系數(shù)介于0.3～20之間，共分為()級。a.十級

b.八級c.五級第28頁,共89頁，2024年2月25日，星期天29巖石的堅固性系數(shù)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(shù)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(shù)是選擇破巖和井巷維護(hù)方法的科學(xué)依據(jù)。[判斷題]根據(jù)巖石普氏硬度分級，f=10的巖石比f=7的巖石堅硬。第29頁,共89頁，2024年2月25日，星期天302.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(fù)雜，它不僅與礦石的成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、節(jié)理狀況、風(fēng)化程度以及水文地質(zhì)條件有關(guān)，還與開采過程所形成的實際狀況有關(guān)(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(lián)系又有區(qū)別，一般在節(jié)理發(fā)育、構(gòu)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(shù)越大，其穩(wěn)固性越好。第30頁,共89頁，2024年2月25日，星期天31[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(nèi)不支護(hù)的暴露面積50-200m2不支護(hù)的暴露面積200-800m2不支護(hù)的暴露面積800m2以上。掘進(jìn)巷道或開辟采場時，不允許有暴露面積，否則可能產(chǎn)生冒頂片幫現(xiàn)象。在巷道掘進(jìn)時，須超前支護(hù)進(jìn)行維護(hù)。在這類礦巖中，允許有較小的不支護(hù)的暴露空間。第31頁,共89頁，2024年2月25日，星期天32[單選題]在某巖層中掘進(jìn)巷道或開辟采場時，不允許有暴露面積，否則可能產(chǎn)生冒頂片幫現(xiàn)象。在巷道掘進(jìn)時，須超前支護(hù)進(jìn)行維護(hù)。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(hù)、維護(hù)及施工設(shè)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(jié)構(gòu)。巖體結(jié)構(gòu)有整體結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)和松散結(jié)構(gòu)等類型。第32頁,共89頁，2024年2月25日，星期天33礦體圍巖的穩(wěn)固程度與礦山安全生產(chǎn)的關(guān)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(jié)構(gòu)面c.巖石的生成年代[判斷題]當(dāng)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。第33頁,共89頁，2024年2月25日，星期天34在礦山井巷開采和工作面掘進(jìn)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(chǎn)提供依據(jù)。在巷道掘進(jìn)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(hù)，以防冒頂片幫事故。第34頁,共89頁，2024年2月25日，星期天35三、礦巖的物理化學(xué)性質(zhì)1.放射性地球內(nèi)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(dāng)劑量超過允許值時，會影響人體健康。第35頁,共89頁，2024年2月25日，星期天362.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(yīng)，變?yōu)檠趸V石的性質(zhì)。降低選礦回收率，導(dǎo)致結(jié)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(jīng)過一定時間后，礦石溫度將升高，發(fā)生自燃，引起內(nèi)因火災(zāi)。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。第36頁,共89頁，2024年2月25日，星期天375.有害物質(zhì)①在礦山開采過程中常產(chǎn)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(chǎn)過程中，應(yīng)對上述有害物質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，以便采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，保護(hù)礦工的身體健康。第37頁,共89頁，2024年2月25日，星期天38第三單元地質(zhì)構(gòu)造及其與礦山安全生產(chǎn)的關(guān)系一、地質(zhì)構(gòu)造二、巖層的產(chǎn)狀三、褶皺與斷裂構(gòu)造第38頁,共89頁，2024年2月25日，星期天39一、地質(zhì)構(gòu)造1.地質(zhì)構(gòu)造的定義地殼運動形成的各種構(gòu)造形跡。是指地質(zhì)體(巖層、巖體、礦體等)存在的空間形式、狀態(tài)及相互關(guān)系，是地質(zhì)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(xiàn)象，主要包括褶皺、斷層、裂隙等。第39頁,共89頁，2024年2月25日，星期天402.地質(zhì)構(gòu)造的類型水平構(gòu)造、單斜構(gòu)造、褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)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。第40頁,共89頁，2024年2月25日，星期天41二、巖層的產(chǎn)狀是指巖層在空間產(chǎn)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(nèi)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。第41頁,共89頁，2024年2月25日，星期天422.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。第42頁,共89頁，2024年2月25日，星期天433.巖層的產(chǎn)狀及產(chǎn)狀要素巖層的產(chǎn)狀是指巖層在空間產(chǎn)出的狀態(tài)。確定一個巖層的產(chǎn)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。第43頁,共89頁，2024年2月25日，星期天44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。第44頁,共89頁，2024年2月25日，星期天45三、褶皺與斷裂構(gòu)造1.褶皺構(gòu)造層狀的巖石經(jīng)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(zhì)構(gòu)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(gòu)造的連續(xù)性和完整性受到了破壞。沒有第45頁,共89頁，2024年2月25日，星期天46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(jié)構(gòu)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。第46頁,共89頁，2024年2月25日，星期天47[判斷題]在向斜核部，頂壓一般不大，不易出現(xiàn)冒頂片幫事故。頂壓一般較大，也易出現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)狀發(fā)生變化，有時可利用重力搬運，對礦內(nèi)運輸有利，但對礦山安全生產(chǎn)不利。第47頁,共89頁，2024年2月25日，星期天482.斷裂構(gòu)造巖石受力后發(fā)生變形并達(dá)到一定程度，使巖石的連續(xù)完整性受到破壞，產(chǎn)生各種大小不一的斷裂和錯動的地質(zhì)構(gòu)造。斷裂構(gòu)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(gòu)造稱為節(jié)理(或稱裂隙)，有顯著位移的稱為斷層。第48頁,共89頁，2024年2月25日，星期天49(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(xiàn)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(xué)性質(zhì)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(hù)要，頂柱要平行與節(jié)理的主要方向安置。在褶皺構(gòu)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(xiàn)，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(zhì)、巖層厚度、局部應(yīng)力集中情況。第49頁,共89頁，2024年2月25日，星期天50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(jìn)行采掘作業(yè)時，容易發(fā)生冒頂片幫事故，必須加強支護(hù)和頂板管理。支護(hù)時應(yīng)根據(jù)節(jié)理的密度和方向，選擇適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)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。第50頁,共89頁，2024年2月25日，星期天51(2)斷層斷層是巖石在構(gòu)造應(yīng)力作用下，發(fā)生了斷裂構(gòu)造，兩側(cè)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。第51頁,共89頁，2024年2月25日，星期天52斷層破碎帶

斷層的要素①斷層面兩側(cè)巖塊發(fā)生相對位移的斷裂面。多數(shù)的斷層其斷裂面附近的巖石被構(gòu)造應(yīng)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(cè)的巖體。當(dāng)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。第52頁,共89頁，2024年2月25日，星期天53[單選題]一般在節(jié)理發(fā)育、構(gòu)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(gòu)造稱為()。a.節(jié)理或裂隙

b.斷層c.斷裂[單選題]斷裂構(gòu)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)定第53頁,共89頁，2024年2月25日，星期天54根據(jù)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(gòu)造影響邊坡的穩(wěn)定性。對地下礦山，斷裂構(gòu)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(yīng)加以充分考慮，某些采礦方法如空場法、長壁采礦法不能應(yīng)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.房柱法第54頁,共89頁，2024年2月25日，星期天55在礦床開采過程中，地下水經(jīng)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(fù)雜化，甚至可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)安全事故。對于礦山工作者應(yīng)掌握一定的礦床水文地質(zhì)知識，根據(jù)礦井不同的水文地質(zhì)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(yù)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(zhì)和對礦山安全生產(chǎn)的影響一、礦坑水及其對礦山生產(chǎn)的危害二、礦坑充水因素分析四、礦坑充水的原因分析三、礦坑充水的水源第55頁,共89頁，2024年2月25日，星期天56一、礦坑水及其對礦山生產(chǎn)的危害1.礦坑水礦山建設(shè)和生產(chǎn)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(shè)投資和生產(chǎn)成本外，還給礦山安全生產(chǎn)造成危害。2.礦坑水對礦山生產(chǎn)的危害(1)在建井時期，當(dāng)涌水量過大時，需要采取治理措施，增加投資，妨礙施工進(jìn)度，影響建井質(zhì)量。第56頁,共89頁，2024年2月25日，星期天57(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(shè)備（如軌道、支架和各種采掘機(jī)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(hù)和維護(hù)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(chǎn)甚至被迫停產(chǎn)。(5)當(dāng)?shù)刭|(zhì)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(shè)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。第57頁,共89頁，2024年2月25日，星期天58二、礦坑充水因素分析是計算涌水量、預(yù)測突水、礦床疏干和礦井排水設(shè)計的重要依據(jù)。礦坑充水的因素主要包括：充水“水源”充水“通道”充水“強度”第58頁,共89頁，2024年2月25日，星期天59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(zhì)，地下水可分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。三、礦坑充水的水源第59頁,共89頁，2024年2月25日，星期天60①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(nèi)的礦產(chǎn)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(dāng)裂隙水和其他水源無聯(lián)系時，礦坑的涌水量會逐漸減少，甚至干涸；當(dāng)有聯(lián)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。第60頁,共89頁，2024年2月25日，星期天61③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。第61頁,共89頁，2024年2月25日，星期天622.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(nèi)的礦產(chǎn)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(gòu)造的關(guān)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。第62頁,共89頁，2024年2月25日，星期天633.大氣降水大氣中的水叫大氣水。大氣降水的滲入是多數(shù)礦區(qū)礦坑充水的經(jīng)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(chǎn)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。第63頁,共89頁，2024年2月25日，星期天644.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(dāng)生產(chǎn)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(chǎn)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.巖溶水第64頁,共89頁，2024年2月25日，星期天65四、礦坑充水的原因分析礦坑充水的原因是很復(fù)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(zhì)構(gòu)造以及人為等因素的影響。1.地質(zhì)構(gòu)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(zhì)有關(guān)。流沙層、松散巖層和帶孔隙的巖層是地下水進(jìn)入坑道的良好通道?？紫抖仍酱?，透水性越強。(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(dāng)各種裂隙和地下水源相連通時，它是礦坑充水的主要通道。第65頁,共89頁，2024年2月25日，星期天66(3)斷層分為隔水?dāng)鄬雍屯杆當(dāng)鄬?。隔水?dāng)鄬又饕蓧毫安糠峙ち蚝笃诒怀涮?、膠結(jié)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?dāng)鄬优c其他水源有水力聯(lián)系時，很容易造成的礦坑突水。當(dāng)與其他水源無聯(lián)系時，斷層內(nèi)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?dāng)鄬雍腿芏碽.隔水?dāng)鄬雍屯杆當(dāng)鄬觕.透水?dāng)鄬雍桶岛拥?6頁,共89頁，2024年2月25日，星期天67(4)巖溶溶洞。是細(xì)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(dāng)采掘工作接近或揭露它們時，易造成災(zāi)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(lián)合作用的結(jié)果，可促使坑道底板產(chǎn)生裂隙，溝通底板下部的含水層、含水?dāng)鄬訋Щ蛉芏此?，使礦坑水增加或造成突水事故。第67頁,共89頁，2024年2月25日，星期天682.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(jìn)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。第68頁,共89頁，2024年2月25日，星期天69(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(zāi)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(zhì)和粘土質(zhì)覆蓋層的厚度。(4)地表水體距礦坑(礦體)越近，充水越嚴(yán)重，礦坑涌水也越嚴(yán)重。當(dāng)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(dāng)淹井時，不易恢復(fù)；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。第69頁,共89頁，2024年2月25日，星期天70(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(xiàn)后延。[判斷題]礦坑涌水量隨季節(jié)變化不明顯,預(yù)計不需要采取防水措施。第70頁,共89頁，2024年2月25日，星期天713.人為因素對礦坑充水的影響(1)不適當(dāng)?shù)拈_采方式(2)地質(zhì)勘探鉆孔不封閉或封閉不嚴(yán)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(zhì)條件復(fù)雜地下礦山，應(yīng)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(dāng)?shù)拈_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.房柱法第71頁,共89頁，2024年2月25日，星期天72第五單元礦山地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害一、采礦引起的地表環(huán)境地質(zhì)問題二、露天開采引起的環(huán)境地質(zhì)問題三、地下開采引起的環(huán)境地質(zhì)問題四、礦山開采誘發(fā)的地震活動五、礦山地質(zhì)災(zāi)害的危害第72頁,共89頁，2024年2月25日，星期天73一、采礦引起的地表環(huán)境地質(zhì)問題環(huán)境地質(zhì)問題：是指由于人類從事技術(shù)經(jīng)濟(jì)活動或自然因素所產(chǎn)生的地質(zhì)災(zāi)害。由于巨大的采礦工程活動，引起各種各樣的環(huán)境地質(zhì)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(chǎn)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(zāi)害的重要因素之一。第73頁,共89頁，2024年2月25日，星期天74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(dá)到惡化地質(zhì)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(gòu)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(zāi)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(zāi)害。地表廢礦、矸石堆積還可能引起崩塌、滑坡和泥石流等災(zāi)害。第74頁,共89頁，2024年2月25日，星期天75二、露天開采引起的環(huán)境地質(zhì)問題隨著露天開采深度的增加，邊坡的規(guī)模也不斷擴(kuò)大，既嚴(yán)重破壞了地應(yīng)力的自然平衡，又導(dǎo)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(xiàn)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。第75頁,共89頁，2024年2月25日，星期天762.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(jié)構(gòu)條件、地質(zhì)環(huán)境和人為誘發(fā)因素B.大氣降水、風(fēng)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(chǎn)生蠕滑變形，導(dǎo)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(fēng)化，從而降低了邊坡的穩(wěn)定性。主要是人為誘發(fā)因素第76頁,共89頁，2024年2月25日，星期天772.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(jié)構(gòu)條件和所處地質(zhì)環(huán)境（如大氣降水、風(fēng)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(chǎn)生蠕滑變形，導(dǎo)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(fēng)化，從而降低了邊坡的穩(wěn)定性。第77頁,共89頁，2024年2月25日，星期天78三、地下開采引起的環(huán)境地質(zhì)問題地下開采引起的環(huán)境地質(zhì)問題主要是采空區(qū)塌陷和地?zé)嵛：Α?.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(chǎn)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(chǎn)生一系列的裂隙或薄弱帶，為各種充水水流進(jìn)入礦井提供了重要的途徑和通道。當(dāng)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、底板不能承受地表（或地下）水體壓力時，就會導(dǎo)致礦井突然涌水，造成井下水災(zāi)。第78頁,共89頁，2024年2月25日，星期天792.地?zé)岬責(zé)崾且环N地質(zhì)現(xiàn)象，其熱源主要來自于放射性元素蛻變時析出的熱和元素化學(xué)反應(yīng)放出的熱。地表以下的巖層的溫度分布為變溫帶、恒溫帶和增溫帶。變溫帶一般在20m以內(nèi)，其溫度受地表變化影響很大。恒溫帶距地表一般約20～30m，其溫度的變化比當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁丶s高1～2℃。恒溫帶以下是增溫帶，巖層溫度隨深度的增加而有規(guī)律的增加。[判斷題]地球上大部分地區(qū)從恒溫帶向下平均每加深100m，溫度升高3o左右。[判斷題]對采礦工作而言，地?zé)釋?dǎo)致礦山井下環(huán)境溫度升高，對礦山開采是不利的。第79頁,共89頁，2024年2月25日，星期天80四、礦山開采誘發(fā)的地震活動礦山開采誘發(fā)的地震活動(亦稱礦震)是一種危害較大的地下型