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矿床地质特征(矿井地质构造)

矿床地质特征(矿井地质构造) 矿床地质结构

(1)地质构造

地质构造是指在地应力作用下,岩层或岩体受到地壳运动而变形的结果。地应力有三种方式和结果:

(1)压应力导致岩石挤压,形成挤压构造。

(2)拉应力使岩石拉伸,形成拉伸结构。

(3)扭转应力使岩石变形,形成扭转构造。

岩石的变形不仅与应力的大小、方向、性质和作用时间有关,还与岩石本身的物理化学性能有关。基本构造类型有水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断层构造等。,有各种规模和形式。

长度水平结构

原始岩层一般是水平的,其产状在地壳垂直运动的影响下保持水平或接近水平,称为水平构造。

2.倾斜结构

倾斜构造是指地层发生构造变化后,地层平面与水平面之间存在一定的夹角。倾斜的岩层往往是折叠的翅膀、一盘断层或不均匀的升降运动造成的。

3.褶皱结构

岩层在侧向压应力作用下的弯曲称为屈曲。褶皱是指岩层的单一弯曲,而岩层的连续弯曲称为褶皱。褶皱的形状可以用褶皱元素来表示。

4.断层结构

断层构造是指岩石受应力变形,当应力超过一定强度时,岩石会发生断裂,甚至沿断裂面发生错位,破坏岩层的连续性和完整性的构造。根据断层的规模和断裂程度,可分为劈理、节理、断层等基本类型。

(2)矿床的地质结构

矿床地质构造是指埋藏在地壳中的矿体和各种岩石单体自然形成的矿床。采矿中常见矿床的成因类型有石灰岩、砂岩、各种板岩、石英岩、矽卡岩、混合岩、闪长岩、花岗岩等。矿床地质构造的地应力模式和基本构造类型与其地质构造相同。

它是矿物晶体颗粒的集合体。由于颗粒大小不同,颗粒之间的连接方式不同,岩石具有不同的结构和构造。岩石结构是指岩石的大小、形状、表面特征、颗粒关系、胶结类型等特征。岩石成分(颗粒)。岩石的结构是指空之间岩石成分的排列。如岩石的层理结构和层理构造。组成矿物的各种化学元素的原子(离子)按照一定的规律在空之间重复排列,具有规则几何形状的固体称为晶体。

二。矿井水文地质学

水文地质学是指地下水在自然界中的各种变化和运动。企业必须从建设之日起开展矿井水文地质基础工作。工作重点是矿山水文地质和矿区地表和地下水动态的长期观测。其具体工作要求如下:

(1)矿井水文地质调查

开始工作前,应收集隧道的地质图、相关剖面图、隧道渗水数据、矿井排水系统和隧道& ldquo屋顶坠落& rdquo数据,岩溶现象数据。

1.出水点调查

调查出水点、时间、层位、标高、水温、出水量的变化。详细记录出水原因和供水来源。

2.断层破碎带调查

调查的主要内容是:断层的规模、产状、性质和充填物;含水、导水和隔水;出水方式、位置和出水情况;水的物理化学性质等。

3.道路水文地质调查

巷道通常暴露多个含水层和隔水层,是从地下直接观察水文地质现象的好地方。重点调查:含水层和隔水层的岩性、厚度、岩石名称、成分、产状和水位;测量喀斯特的形状和大小;岩溶含水层或其他含水层及其填充物中裂隙的发育;中段总涌水量。

4.废弃矿坑和老洞的调查

调查内容包括:建井和停采的时间和原因、新出露地层、岩性、地质构造特征、隧道的矿物和平硐标高、矿井排水及其对其他出水口的影响。矿井的成因、时间、地点、水量、当前总涌水量和含水系数。

5.工程地质现象编目

在巷道和采区的水文地质编录中,应详细记录软弱夹层、巷道底、冒落、片帮、流沙、粘塑性岩土流变、管涌、矿柱变形破坏等情况。

露天矿区的边坡形状、开裂、滑坡、塌陷等现象,地面沉降、沉陷及其引起的地面建筑物的变形、开裂和破坏程度,应当作专门记录。

(2)地表水和地下水的动态观测

(1)对矿区地表和地下水进行长期动态观测,是为了掌握地下水的动态特征,从而判断其与大气降水、地表水和各种含水层的关系。本文分析了地下水疏干与开采面积和深度的关系,为防治水害和利用地下水资源服务。

(2)地下水动态观测井布设的总体要求:矿区观测网的观测剖面呈放射状布置;根据观测目的,调查剖面不少于两条;每个井段应有三口XJz观测井。在剖面上,观测井可分为四类:开采边孔(开采边界50m以内)、中环孔(勘探或设计预测的降水漏斗水力坡度发生转折的地段)、外环孔(补给边界和影响边界附近)、安全监测孔(阻水构造、沉陷区、隔水边界)。

(3)地下水长期观测内容包括:地下水位、坑内水压、地下水涌水量、地下水温度、水质和含水量以及与地下水活动有关的工程地质现象。

(4)地下水位的观测方法和仪器有:响铃法、浮子式水位计、仪器式水位计、光显水位计、自记水位计等。地下水动态观测点一般应每5-7天观测一次水位和流量。雨季应加密观测。

三。水文地质对矿井安全生产的影响

由于水文地质的影响,岩石、褶皱、断层等构造的产状对地下水的静态储存和地表与地下水的水力联系有很大影响。水平地层不利于地下水的聚集,单斜构造则有利于地下水的运动和聚集。在褶皱紧密的背斜构造顶部,裂缝一般较为发育。因此,在山区,背斜构造不利于收集地下水,但往往成为地下水的补给区。向斜构造,尤其是轴部,最有利于地下水的聚集和储存。因此,对于埋藏在向斜盆地构造区的矿床,地下水的天然储量(静态储量)会更大。由于断层或其他破碎带的影响,当含水量较少的矿床与含水量较多的岩层沟通时,矿床的含水量会增加。

断层破碎带是地下水的通道,也是矿井涌水的通道。由于诸多水文地质因素对矿床结构的影响,矿井地下积水和涌水将对矿井生产和安全产生以下主要影响:

(1)降低设备效率和使用寿命。比如挖掘机在有水的工作面上作业,其作业时间利用系数一般只有普通挖掘机的1/2-1/3。对于汽车和机车来说,不仅降低生产效率,而且严重威胁行车安全。

(2)降低矿井工程的下降速度。当采场底部的集水被淹没时进行挖沟,会降低挖沟速度,并对新水平的准备造成很大困难。

(3)破坏边坡的稳定性。水是促进滑坡的主要因素,它可以降低岩体的内摩擦角和内聚力等物理性能指标,从而削弱边坡岩体的抗剪强度。大规模的滑坡会切断矿区的运输线路,掩埋工作区域,造成生产中断或人身伤亡。

(4)造成事故灾难,直至矿井被淹。如山东张家洼铁矿南风井施工过程中,井深427米处突然涌水。最大涌水量达到256m3/h,导致建井设备全部淹没在井内,造成停产一年,严重影响了矿井建设工期。再比如1989年辽宁锦州石棉矿的立井施工。因为地下水的淋溶冲刷,洞内的泥浆涌入井内,造成10人当场死亡的重大事故。

(5)恶化矿山环境,造成公害。在岩溶充水沉积区,由于长期排水,大量细粒沉积物从溶洞中流失,破坏了溶洞内原有的力学平衡,使第四系冲击层失去支撑力而塌陷,地表水和雨水通过溶洞塌陷灌入矿井,造成矿井水患。例如,1986年,湖南省常宁市水口山铅锌矿原生地表水通过塌陷的洞穴向矿山注入150万m3,导致矿山停产一个月。

(6)软化围岩,降低巷道和采场顶板的稳定性。岩石,尤其是软岩,被水浸泡后会改变其物理形态和内部颗粒间的表面能,导致强度降低。例如,当砂岩的含水量增加到4%时,强度下降50%左右。当泥质板岩含水量增加到1.5%时,强度下降7%。由于岩石强度降低,当钻爆作业振动时,会导致巷道冒顶、片帮事故。

从以上情况可以看出,在矿山作业过程中,水的危害是非常大的,因此矿山企业必须做好防排水工作。

 
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