D．Kp>Kp’<1
答案：
A
4、土的压缩性和地基变形
土体在附加荷载作用下，或松土经回填压实，均会使土体压缩，土的这种性质称为土的压缩性。
当基础荷载较小时，地基沉降与荷载呈线性关系，荷载增加到一定程度后，沉降速率将变大，继续增大荷载时地基将出现整体性破坏。
地基的允许荷载应限制在极限承载能力的范围之内。
5、土的休止角
无黏性土的休止角是指其在自然堆积状态下的坡角，也即土体可以自稳的坡度。
6、土的抗剪强度
土的抗剪强度是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标。
土的抗剪强度包括两部分，即是黏聚力和摩擦力。
7、土压力
土压力是土体堆积形成的侧向（墙体）的压力。
根据墙体的移动方向，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力。
土压力作用对基坑稳定、支护作用的性质和大小有重要影响，是边坡稳定的决定性因素。
二、土的工程分类
在土方工程施工中，一般按开挖的难易程度（即土的坚实程度）将土进行分类。
共分为八类十六个级别。
土的坚实程度分类表（见P9）
注意二点：
1）从五类土（五级以上）及以上部分使用爆破方法；2）七类土（十级）及以上只能用爆破方法。
三、岩石的分类及其特性
岩石按其成因分为三大类别，即：
沉积岩、岩浆岩和变质岩。
1、沉积岩
通常以层状形式分布，具有明显的层理性。
根据沉积条件和成分不同分为砾岩、各种砂岩及黏土岩、各种碳酸岩（包括石灰岩、灰岩等）。
机械性沉积岩的组成包括颗粒成分与胶结成分。
粗颗粒沉积岩性质主要取决于胶结成分，胶结成分包括硅（矽）质、铁质、钙质及泥质等，硅质和铁质胶结岩石较坚固，钙质易溶解，泥质遇水后软化。
细颗粒沉积岩的性质与颗粒的矿物成分有很大关系，如高岭石、蒙脱石、伊利石等遇水后极易泥化而容易塑性变形，甚至吸水膨胀。
2、岩浆岩（又叫火成岩）
根据成因分为火山岩和侵入岩。
深成的侵入性岩浆岩形体大、结晶较均匀，浅成的侵人性岩浆岩组织结构复杂，喷出性火山岩常含有不同的凝灰成分，并会有间层等不规则结构。
深成岩→浅成岩→喷出岩之间的强度和抗风化能力形成高到低排列。
岩浆岩一般被视为均质、各向同性体（除部分喷出岩），物理力学性质的指标比较高。
3、变质岩
随变质环境（母岩种类、温度、压力）的不同，有石英岩、片麻岩、板岩、大理岩等多种。
一般具有结晶和定向排列结构，但其成分多种多样，变质程度也有深浅区别，因此岩性差别较大。
变质岩的母岩如是沉积岩，变质会改善其力学性质，变质程度越深岩性越好。
四、岩土的工程分类
1、岩层稳定性分类（《煤矿井巷工程施工规范》GB50511-2010，表1G411021-2）
2、围岩分级（《有色金属矿山井巷工程施工规范》GB50653-2011，表1G411021-3）
3、岩土锚喷支护规范的围岩分类
该项围岩分类在锚喷支护施工中经常采用（表1G411021-4）
岩土锚喷支护围岩分类表
围岩分类
岩层描述
巷道开挖后围岩的稳定状态（3-5m跨度）
岩种举例
类别
名称
I
稳定岩层
（1）完整的坚硬岩层，Rb>60MPa，不易风化；
（2）层状岩层，层间胶结好，无软弱夹层。
三
围岩稳定，长期不支护无碎块掉落现象。
完整的玄武岩、石英质砂岩、奥陶纪灰岩、茅口灰岩、大冶厚层类岩。
II
稳定性较好岩层
（1）完整比较坚硬岩层，Rb=40~60MPa；
（2）层状岩层，胶结较好；
（3）坚硬的块状岩层，裂隙面闭合，无泥质充填物，Rb>60MPa。
围岩基本稳定，较长时间不支护会出现小块掉落
胶结好的砂岩、砾岩、大冶薄层灰岩
III
中等稳定岩层
（1）完整的中硬岩层，Rb>20~40MPa；
（2）层状岩层，以坚硬岩层为主，夹有少数软岩层；
（3）比较坚硬的块状岩层，Rb=40~60MPa。
围岩能维持一个月以上稳定，有时会产生局部岩块掉落
砂岩、砂质页岩、粉砂岩、石灰岩、硬质凝灰岩
IV
稳定性较差岩层
（1）软弱的完整岩层，Rb<20MPa；
（2）中硬层状岩层；
（3）中硬块状岩层，Rb=20~40MPa。
围岩的稳定时间仅有几天
页岩、泥岩、胶结不好的砂岩、硬煤
V
不稳定
岩层
（1）易风化潮解剥落的松软岩层；
（2）各种破碎岩层。
围岩很容易产生冒顶片帮
炭质页岩、花斑泥岩、煤、破碎的各类岩石
注：
1.岩层描述将岩层分为完整的、层状的、块状的、破碎的四种：
（1）完整岩层：
层理和节理裂隙的间距大于1.5m；
（2）层状岩层：
层与层间距小于1.5m；
（3）块状岩层：
节理裂隙间距小于1.5m，大于0.3m；
（4）破碎岩层：
节理裂隙间距小于0.3m。
2.当地下水影响围岩的稳定性时，应考虑适当降级。
3.Rb为岩石的单轴饱和抗压强度。
1G411022地质构造及其对矿山工程的影响
一、地层单位与地层年代
地层划分单位：
界、系、统；
地质年代单位：
代、纪、世。
二、地层赋存特点与地质构造对矿山工程影响
1、地层产状与地质构造主要形式
地层产状是指岩层的空间几何关系，主要参数有：
走向、倾向和倾角。
岩层产状图
（1）断裂构造：
岩层有断裂，失去连续性和完整性的构造形态。
断裂构造有三种形式，即裂隙、节理、断层。
裂隙是指没有完全断裂，岩层部分仍有联系。
节理是岩层已经完全断裂但是没有出现移动；断层是完全断裂且两侧岩层有明显移动。
（2）单斜构造：
在一定范围内岩层或矿体大致向一个方向倾斜的构造形态。
（3）褶皱构造：
岩层或矿体受水平挤压后弯曲，但仍保持连续性的构造形态。
褶皱构造的基本形式是褶曲，分为背斜和向斜。
背斜是岩层层面凸起的弯曲构造。
向斜是岩层层面凹下的变曲构造。
三种地质构造图（单斜构造）
三种地质构造图（褶皱构造）
三种地质构造图（断裂构造）
3、断层及其对矿山工程的影响
（1）重要的断层要素
1）断层面和断层线：
岩层沿之断裂的面；断层面与地面的交线。
2）断盘：
指断层面分开的两侧岩体，上盘和下盘。
3）断距和落差：
断层两盘相对移动的距离，落差指断距的垂直断距。
4）断层的走向、倾向和倾角
（2）断层的分类
按断层上下盘相对移动的方向的分类：
1）正断层：
上盘相对下降，下盘相对上升的断层。
2）逆断层：
上盘相对上升，下盘相对下降的断层。
3）平推断层：
两盘沿近直立的断层面作水平移动的断层。
断层分类图
（3）断层对矿山工程的影响
断层将原完整的矿床、矿体分为若干断块，给矿井掘进、运输、巷道维护及开采带来许多困难。
由于断层附近岩石会比较破碎，并可能形成水通道，因此往往造成支护往往困难，也可能会使矿井涌水量剧烈增加或造成矿井突水。
对于有与含水层等相联系的断层，要预先探水。
三、原岩应力概念及其在矿山工程中的地位
1、原岩应力在矿山工程中的地位
原岩应力是自重应力和构造应力组成。
当地下工程开挖后，会引起原岩应力集中形成更大的围岩应力。
围岩应力既作用在围岩中，也会因为支护限制围岩的变形而承受围岩压力，这被称为围岩--支护共同作用。
通常井巷越深，或受构造影响的围岩，其承受的压力就越大，围岩破碎的情况也越严重。
2、构造应力特点：
构造应力以水平应力为主。
1G411023矿山工程水文地质条件分析与应用
一、矿山充水来源
1、大气降水
2、地表水
3、含水层（带）水
4、老窖水：
含硫酸根离子，对井下设备具有一定的腐蚀。
二、矿井充水通道
1、岩石的孔隙与岩层的裂隙
2、断裂构造带
3、导水陷落柱
4、岩溶塌陷及“天窗”
5、人为因素产生的矿井涌水通道
（1）未封闭或封闭不良的钻孔；
（2）矿井长期排水导致形成的通道；
（3）采掘活动导致形成的通道。
三、矿井水文地质观测
1．钻孔水位观测。
水位观测用于解决下列生产问题：
（1）利用水位观测预报透水事故的发生；
（2）了解断层的导水性；
（3）了解突水水源层位；
（4）了解地下水与地表水的补给关系。
2、矿井涌水量的观测
矿井涌水量的实测，常用的方法有浮标法、堰测法、容积法和观测水仓水位法。
3、矿井涌水量的预测方法
（1）地下水动力学法（大井法）
（2）水文地质比拟法
（3）涌水量与水位降深曲线法：
根据三次抽（或放）水试验资料来推测涌水量。
4、矿井水文地质类型划分
根据《煤矿防治水规定》，井工煤矿水文地质类型分为简单、中等、复杂、极复杂四种类型。
矿井水文地质类型应当每三年进行重新确定。
当发生重大突水事故后，矿井应当在恢复生产前重新确定本单位的水文地质类型。
水文地质条件复杂、极复杂矿井应当每月至少开展一次水害隐患排查，其他矿井应当每季度至少开展一次。
五、矿井水的综全防治
煤矿防治水工作的基本原则为坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”。
矿井水害治理的基本技术方法是采取“防、堵、疏、排、截”综合治理措施。
1、地面防水
地面防水是指在地表修筑防排水工程或采取其他措施，以限制大气降水和地表水补给含水层或直接渗入井下。
主要措施包括挖沟排（截）洪、河流改道、整铺河床、堵塞通道等措施。
2、井下防水
井下防水措施包括探放水、留设防水煤（岩）柱、设置防水闸门和防水闸墙等。
（1）探放水
1）探水地点的确定
老窑积水线外推60～150m作为探水线。
由探水线再平行外推60～150m作为警戒线。
2）探水钻孔的超前距、允许掘进距离、帮距和钻孔密度确定
探水时从探水线开始向前方打钻孔，常是
“探水--掘进--再探水--再掘进”循环进行，探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面一段距离，距离称为超前距，超前距一般采用20m，在薄煤层中可缩短，但不得小于8m。
探水钻孔的超前距、允许掘进距离、帮距和钻也密度
经探水证实无水害威胁，可安全掘进的距离称允许掘进距离。
为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离称为帮距。
其值应与超前距相同。
钻孔密度（孔间距）：
允许掘进距离终点横剖面探水钻孔之间的间距。
其值一般不超过3m。
以免漏掉积水区。
3）探水钻孔的布置原则
探水钻孔布置一般平巷不少于3组、上山巷道不少于5组，每组1～3孔。
4）探放水安全注意事项
安装好放水孔口管、闸阀、防喷装置，是安全有效地疏放水量大、高水压充水水体的重要技术措施。
井下探放水应当采用专用钻机，由专业人员和专职探放水队伍施工。
钻探作业现场1
钻探作业现场2
（2）留设防隔水煤（岩）柱
在矿井可能受到水威胁的地段，留设一定宽度（或高度）的煤（岩）柱进行防隔水，称为防隔水煤（岩）柱。
矿井防隔水煤（岩）柱一经确定，不得随意变动，并通报邻近矿井。
严禁在各类防隔水煤（岩）柱中进行采掘活动。
（3）设置防水闸门和防水闸墙
1）防水闸门
一般设置在可能发生突水，需要堵截而平时经常运输和行人的巷道内，如井底车场、水泵房和变电所的出入口处，以及涌水相互影响的采区之间。
2）防水闸墙
用于隔绝积水的老空或有透水危险的区域，属于永久性的构筑物。
3、疏干降压
通常在下述条件下应考虑疏干降压：
（1）矿层及其顶板含水层的涌水，对矿井生产有严重的影响。
（2）矿层顶底板岩层中存在含水丰富或水头很高的含水层，或属流沙层，有突然涌水、涌砂的危险。
（3）露天开采时，由于地下水的作用，导致边坡滑落。
按疏干时间阶段划分，疏干降压可分为预先疏干和平行疏干。
若按疏干主体工程所在点分为地面疏干、地下疏干和联合疏干。
4、矿井排水
矿井排水方式主要有直接排水、分段排水和混合排水三种方式。
直接排水是由各水平的水仓直接将水排至地表。
分段排水是由下部水平依次排至上一水平，最后由最上部水平集中排至地表；如果上部水平水量很小，也可将上水平水排至下水平，再集中排至地表。
混合排水是当某一水平有腐蚀性的酸性水时，可将该水平的水直接排至地表，而其他水平的水仍可以分段方式排至地表。
矿井井下排水设备应当符合矿井排水的要求。
除正在检修的水泵外，应当有工作水泵和备用水泵。
工作水泵的能力，应当能在20h内排出矿井24h的正常涌水量。
备用水泵的能力应当不小于工作水泵能力的70％。
工作和备用水泵的总能力，应当能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。
检修水泵的能力，应当不小于工作水泵能力的25％。
对采用平硐泄水的矿井，其平硐的总过水能力应当不小于历年最大渗入矿井水量的1.2倍。
5、注浆堵水
在下述条件下可采用注浆堵水：
（1）当老空水或被淹井巷水与强大水源有密切联系，单纯用排水方法不可能或不经济时；
（2）当井巷必须穿过含水丰富的含水层或充水断层，不隔离水源无法掘进时；
（3）大涌水量的矿井为减少矿井的涌水量，降低常年排水费用的情况下。
注浆堵水的方法可以分为静水注浆和动水注浆两种。
静水注浆浆液不易流失，容易控制。
动水注浆当地下水流速不大时，则有助于浆液运动扩散而充填孔隙，对注浆有利；若地下水流速过大时，则容易冲走浆液，不利于浆液充填固结，特别是在溶洞、断层、陷落柱等突水部位，为了控制浆液流失，可先注惰性材料，如砂子、砾石、炉渣、粉煤灰及锯末等充填过水通道，缩小过水断面，增加浆液流动阻力。
根据浆液扩散距离，在浆液中加入适量的促凝剂（水玻璃、氯化钙），可使浆液快速凝固。
1G411023矿山地质图及其应用
一、矿图的概念及绘制
1、矿图的概念
矿山测量图简称矿图，它是表示矿区地面自然状态的地形、地物、地貌等要素和经济现状，以及反映地质条件和采掘工程活动情况的矿山生产建设图的总称。
2、矿图的编绘
（1）矿图投影基本原理：
矿图绘制采用正投影和标高投影方法。
我国以黄海平均海平面为零点确定各点位置的高程。
在水平投影图上，在各投影点位置的旁边标注各点的高程数值，叫标高投影方法。
（2）矿图坐标和坐标网格
1）矿图坐标。
常用平面直角坐标表示点的相对位置，X轴与地球子午线方向一致，表示南北方向，指北为正，指南为负；Y轴表示东西方向，指东为正，指西为负。
（2）矿图坐标网格。
在水平投影图上与坐标轴平行的方格网线，称为坐标网格。
网格间距一般为10cm。
（3）常用的比例为1:
10000，1:
5000，1:
2000，1:
50。
二、矿图的种类及其用途
1、矿图的分类
按用途和性质不同，矿图又可分为基本矿图、专门矿图、日常生产用图和生产交换图四类。
2、基本矿图及其用途
■井田地形地质图：
反映井田范围内地物、地貌及地表等。
■工业场地平面图：
反映工业场地范围内生产系统、生活系统和其他自然要素的综合性图纸，作为工业场地规划设计、改扩建和保护矿柱设计的依据。
■井底车场平面图：
反映主要开采水平的井底车场的巷道与硐室的位置分布以及以及通风、排水、排运及各种管线布置系统的综合性图纸，主要为矿井生产和进行改扩建设计服务。
■采掘工程平面图：
反映采掘工程活动和地质特征的综合性图纸，是矿井生产建设中最重要的图纸，主要用于指挥生产、掌握采掘进度、了解与邻近矿层的空间关系、修改地质图纸等。
并作业编绘其他生产用图的基础。
■主要巷道平面图：
反映矿井某一生产水平内的主要巷道布置和地质特征的综合性图纸，为安全生产、掌握巷道进度等提供基础资料。
■井上下对照图：
反映地面的地形、地物、地貌和井下的采掘工程之间的空间位置关系的综合性图纸，用来掌握井下施工、生产及其对地面的影响，为在井田范围内进行各类工程规划、村庄搬迁、征购土地、土地复垦、矿井防排水等提供资料依据。
■井筒断面图：
反映井筒装备、井筒施工和井筒穿越的岩层地质特征的综合性图纸，为矿井井筒安装和井筒维修等提供资料。
■主要保护矿柱图：
反映井筒和各种重要建（构）筑物免受采动影响所划定的矿层开采边界综合性图纸，由平面图和沿层走向、倾向的若干剖面图组成。
为矿井改扩建设计、确定开采边界和指挥生产提供资料。
3、常用地质图的特点和用途
钻孔柱状图：
反映一个钻孔内矿体、岩层相互位置关系及厚度的图。
地质剖面图：
根据同一勘探线上勘探资料编制的，反映地层、矿体、标志层、构造等内容的剖面图。
底板等高线图：
层状矿体底板与一定标高的假想水平面相交，交线就是该矿体的底板等高线，将这些等高线投影在水平面上得到的图。
矿井充水性图：
实测水文地质资料。
矿井综合水文地质柱状图：
含水层、隔水层及煤层之间的组合关系。
矿井水文地质剖面图：
含水层、隔水层、褶曲、断裂构造等和煤层之间的空间关系。
矿井含水层等水位（压）线图：
主要反映地下水的流场特征。
矿区岩溶图：
岩溶特别发育的矿区。
三、矿图的读法
1、基本读图方法
利用颜色、符号、说明和注记。
2、地层结构和地质构造的表示方法
（1）岩（矿）层产状表示
岩（矿）层的走向即岩（矿）层底板等的延伸方向，岩（矿）层的倾向是垂直于岩（矿）层底板等高线由高指向低的方向；岩（矿）层的倾角则需要通过计算岩（矿）层底板等高线的等高距和等高线平距之比的反正切来求取。
等高线发生弯曲表示矿体走向发生变化。
等高线密集程度发生变化，表示矿体倾角发生变化。
地层产状表示方法
（2）巷道与巷道间的关系
水平巷道和倾斜巷道主要是通过巷道内导线点的标高来辨别，若巷道内导线点标高变化不大，则为水平巷道，否则为倾斜巷道。
此外，也可利用标识的巷道名称来辨别。
区分巷道相交和相错主要是通过两条巷道内导线点标高间的关系判断，标高相同相交，否则相错。
（3）部分地质构造的表示
岩层底板等高线出现弯曲，一般说明是有褶曲构造；如岩层底板等高线出现中断或错开，则可能是由于陷落柱、断层等地质构造而引起的。
正断层表现为等高线缺失；逆断层表现为等高线重叠，重叠部分为上下盘同一层矿体的重叠区。
升级会员 