矿床地质构造水文地质及其对矿山安全生产的影响参考文本.docx

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矿床地质构造水文地质及其对矿山安全生产的影响参考文本

矿床地质构造、水文地质及其对矿山安全生产的影响参考文本

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某某管理中心

XX年XX月

矿床地质构造、水文地质及其对矿山安全生产的影响参考文本

使用指引：

此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。

　　一、矿床地质构造

（一）地质构造

　　地质构造，是指承受地壳运动的岩层或岩体，在地应力的作用下发生形变的结果。

地应力的方式和结果有三类：

（1）压应力使岩石发生挤压作用，形成压性构造。

（2）张应力使岩石发生拉伸作用，形成张性构造。

　　（3）扭应力使岩石发生扭曲作用，形成扭性构造。

　　岩石的形变，除与应力的大小、方向、性质和作用时间的长短有关外，还与岩石本身的理化表现有关，基本的构造类型有：

水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断层构造等，其规模有大有小，形态亦多种多样。

　　l水平构造

　　原始岩层一般是水平的，它在地壳垂直运动影响下未经褶皱变动而仍保持水平或近似水平的产状者，称为水平构造。

　　2．倾斜构造

　　倾斜构造是指岩层经构造变动后岩层层面与水平面间具有一定的夹角。

倾斜岩层常是褶曲的翼，断层的一盘，或者由不均匀的升降运动引起的。

　　3．褶皱构造

　　岩层在侧方压应力作用下发生的弯曲叫褶曲。

褶曲又指岩层的单个弯曲，而岩层的连续弯曲则称为褶皱。

褶皱的形态可用褶曲要素表示。

　　4．断层构造

　　断层构造是指岩石受应力作用而发生变形，当应力超过一定强度时，岩石便发生破裂，甚至沿破裂面发生错动，使岩层的连续性、完整性受到破坏而形成的构造。

按断层的规模和破裂程度，可分为劈理、节理、断层等基本类型。

（二）矿床地质构造

　　矿床地质构造，是指埋藏在地壳里的矿体与各种岩石单体所自然形成的矿床。

采矿工作中常见矿床的成因类型为石灰岩、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作用的方式、基本的构造类型，与其地质构造相同。

　　岩石是矿物结晶颗粒的集合体。

由于颗粒大小不同，颗粒间联结方式不同，岩石具有不同的结构与构造。

岩石结构是指：

岩石的组成部分（颗粒）的大小、形状、表面特征、颗粒相互关系、胶结类型特征等。

而岩石的构造是指：

岩石组成部分在空间排列的情况。

如岩石的层面构造、层理构造等。

　　构成矿物的各种化学元素的原子（离子）在空间按一定规律重复排列，使其具有规则的几何形状的固体称为晶体。

　　二、矿山水文地质

　　水文地质是指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。

矿山企业自建设之日起，必须开展矿山水文地质基础工作。

工作的重点是矿坑水文地质和矿区地表、地下水动态长期观测。

其具体工作要求如下：

（一）矿坑水文地质调查

　　工作开始前，应汇集坑道地质图和有关剖面图，坑道透水资料，矿坑排水系统，坑道“冒顶”资料，岩溶现象资料。

　　1.出水点的调查

　　调查出水点、时间、层位、标高、水温以及出水量的大小变化情况。

对于出水原因、补给来源等做详细记录。

　　2．断层破碎带的调查

　　调查的主要内容是：

断层的规模、产状、性质、充填物；含水性、导水性及隔水性；出水方式、部位和出水情况；水的理化性质等。

　　3．巷道水文地质调查

　　巷道通常都揭露多层含水层和隔水层，是从井下直接观测水文地质现象的好场所。

应着重调查：

含水层、隔水层的岩性、厚度、岩石名称、成分、产状、层次；容测岩溶形状、尺寸；岩溶含水层或其他含水层的裂隙发育状况及其充填物；中段涌水总量。

　　4．废坑及老窿的调查

　　调查的内容有：

建井、停采时间和原因，坑道新揭露的地层、岩性、地质构造特征、矿种和硐口标高，矿坑排水及对其他出水点的影响。

灾害性透水原因、时间、部位、水量、目前矿坑总涌水量及含水系数。

　　5．工程地质现象编录

　　在井巷和采掘区的水文地质编录中，应详细记录软弱夹层，井巷底面、冒落、片帮、流沙，黏塑性岩土流变、管涌以及支柱变形破坏。

　　对于露天矿采区的边坡形态，开裂、滑坡、坍塌等现象，地面塌陷、沉降和由此引起的地面建筑物的变形、开裂和破坏影响程度，都应做好专门记录。

（二）地表、地下水动态的观测

（1）对矿区地表、地下水进行长期动态观测，是为了掌握地下水动态特征，从而判断其与大气降水、地表水体以及各含水层之间的联系。

分析地下水的疏干状况与矿开采面积、深度的关系，为预防水害和利用地下水资源服务。

（2）地下水动态观测孔的布置，一般要求是：

组成矿区观测网的观测剖面呈放射状布置；根据观测目的，测网剖面不少于两条；每条剖面上的观测孔（井）要有三个1）XJz，剖面上观测孔可分为：

采矿边缘孔（距开采边界50m以内），中圈孔（勘探或设计所预测的疏干漏斗水力坡度发生转折的地段），外圈孑L（补给边界和影响边界附近），安全监测孔（阻水构造、塌陷区、隔水边界）四类。

　　（3）地下水长期观测内容有：

地下水位、坑内水压，地下水涌水流量，地下水温度、水质、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设备有：

钟响法、浮漂式水位计、仪表式水位计、灯显示水位计、自记水位仪等。

地下水动态观测点一般应每隔5—7天观测一次水位、流量。

雨季要加密观测。

　　三、水文地质对矿山安全生产的影响

　　由于水文地质的影响，岩石的产状和褶皱、断层等构造对地下水的静贮量、地表与地下水间的水力联系影响很大。

水平岩层不利于地下水的汇集，而单斜构造就有利于地下水的运动和聚集。

褶曲紧密的背斜构造顶部，一般裂隙比较发育，因而在山区，背斜构造就不利于汇集地下水，却常常成为地下水的补给区。

向斜构造尤其是轴部最利于地下水的聚集和贮存。

因此，埋藏在向斜盆地构造区里的矿床，地下水的天然贮量（静贮量）就会较大。

含水较少的矿床，由于断层或其他破碎带的影响而与含水丰富的岩层沟通，会增加矿床的含水量。

　　断层破碎带是地下水的导水通路，也经常是矿山涌水的渠道。

因水文地质多方面因素对矿床构造的影响，使矿山地下积水、涌水，将给矿山生产、安全造成如下主要影响：

（1）降低设备效率和使用寿命。

如挖掘机在有水的工作面上作业时，其工作时间利用系数一般只达正常挖掘机的1／2—1／3。

对于汽车和机车不仅降低生产效率，而且严重威胁行车安全。

（2）降低矿山工程下降速度。

采场底部汇水受淹时掘沟，会降低掘沟速度，给新水平的准备造成很大困难。

　　（3）破坏边坡的稳定性。

水是促使滑坡的一个主要因素，它能使岩体的内摩擦角和黏聚力等物理性能指标降低，从而削弱了边坡岩体的抗剪强度。

大面积的滑坡会切断采场内的运输线路并掩埋作业区，使生产中断，或导致发生人身伤亡事故。

　　（4）引起事故、灾害，直至淹没矿井。

如山东省张家洼铁矿南风井施工时，在井深427m处遇到突然涌水。

最大涌水量达256m3／h，致使井筒施工设备全部淹没在井中，造成停工一年之久，严重影响了矿井建设周期。

又如1989年辽宁省金州石棉矿竖井施工中，由于地下水的溶浸和冲刷，使溶洞泥涌人井内，造成当场死亡10人的重大事故。

　　（5）恶化矿山环境，形成公害。

在岩溶充水矿床地区，由于长期排水，大量细颗粒泥沙从溶洞内流失，破坏洞内原有的力学平衡，使第四纪冲击层失去支撑力而塌陷，地表水、雨水又通过塌洞灌人矿井导致矿井淹没。

如1986年湖南常宁水口山铅锌矿一次地表水通过塌洞向矿内灌人150万m3，致使该矿井停产1个月。

　　（6）软化围岩，降低矿山巷道、采场顶板的稳定性。

岩石、特别是软岩，受水浸湿后会改变其物理形态，内部颗粒间的表面能，导致强度降低。

例如砂岩含水量增至4％时，强度约降低50％。

泥质板岩水分增到1．5％时，强度降低7％。

由于岩石的强度降低，当掘进凿岩、炸破作业震动时，就会导致巷道发生冒顶、片帮事故。

　　从上述情况看出，在矿山采矿作业过程中，水的危害是很大的，因此，矿山企业必须做好防、排水工作。

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