礦山地質(zhì)與安全生產(chǎn)研究第一頁，共18頁。礦山地質(zhì)與安全生產(chǎn)

學(xué)習(xí)要點：1、了解礦山地質(zhì)的相關(guān)概念；

2、了解地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)，地質(zhì)環(huán)境對礦山安全生產(chǎn)的影響；

3、礦山開采誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的原因、危害及其預(yù)防治理措施；

4、了解工程地質(zhì)資料的內(nèi)容及對礦圖的要求。第二頁，共18頁。第一節(jié)礦床的基本概念（一）礦床地殼內(nèi)部和表面富集的有用礦物或組分，在質(zhì)和量上達到工業(yè)利用的要求，并在現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟條件下能夠被開采利用的部位稱為礦床。（二）礦物礦物是由地殼中化學(xué)元素通過地質(zhì)作用形成的一種具有一定化學(xué)成分和物理特性的單質(zhì)或化合物。自然界中礦物存在的狀態(tài)有三種：固態(tài)：石英、長石、云母液體：水、自然汞氣態(tài)：二氧化碳、硫水氫、甲烷第三頁，共18頁。（三）、巖石（礦石）巖石是在各種地質(zhì)作用下，由一種和多種礦物有規(guī)律地組織成的礦物集合體。按其成因分類：沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖。巖石有其強度特征，即在外載荷的作用下，當應(yīng)力達到某一極限時便發(fā)生破壞，這個極限就是巖石的強度極限。（打眼、爆破破碎……）（四）圍巖指圍繞在礦體周圍無經(jīng)濟價值的巖石。第四頁，共18頁。（五）礦床的分類1、形狀分類:層狀、脈狀、塊狀2、傾角分類:水平微傾斜礦床傾角<5°

緩傾斜礦床傾角5°~30°

傾斜礦床傾角30°~55°

急傾斜礦床傾角>55°3、礦體厚度分類:

礦體的厚度是指礦體上盤與盤間的垂直距離或水平距離。即垂直厚度（真厚）、水平厚度。（六）礦體的產(chǎn)狀產(chǎn)狀要素：走向、傾向、傾角，礦體與圍巖的關(guān)系，礦體與侵入巖體的空間位置關(guān)系。第五頁，共18頁。（七）地質(zhì)構(gòu)造沉積巖層一般都是水平或近水平的，并在一定的范圍內(nèi)是連續(xù)完整的，由于受到后來地殼運動的影響，該巖層的形態(tài)和產(chǎn)狀發(fā)生了變化。這種由地殼運動所引起的巖層變形和變位的結(jié)果叫構(gòu)造變動。構(gòu)造變動的形態(tài)主要分為褶皺和斷裂。這種由地殼運動而造成巖層空間形態(tài)的變化，稱之為地質(zhì)構(gòu)造。1、褶曲構(gòu)造：是褶皺構(gòu)造的基本單位，是巖層的一種彎曲現(xiàn)象。基本形態(tài)：背斜、向斜要求：核部、翼部、軸面、軸線、樞紐。分類：根據(jù)褶曲軸面的產(chǎn)狀，分為直立褶曲、傾斜褶曲、倒轉(zhuǎn)褶曲。2、斷裂構(gòu)造（斷層）巖層在外力或內(nèi)力作用下，產(chǎn)生了機械破壞，使巖體喪失了連續(xù)性和完整性，不論發(fā)生位移與否，統(tǒng)稱產(chǎn)生斷裂。斷裂后若巖層沒有發(fā)生顯著位移，稱為裂隙或節(jié)理，發(fā)生了顯著的位移稱為斷層。第六頁，共18頁。斷層要素：走向，傾向、落差。根據(jù)斷層上、下盤相對移動的方向分為正斷層、逆斷層、平攤斷層。根據(jù)斷層走向與巖層走向關(guān)系，把斷層又分為走向斷層、傾向斷層、斜交斷層。斷層構(gòu)造發(fā)育的地區(qū)，經(jīng)常是許多斷層以某種組合形式出現(xiàn)，其中有：地塹、地壘、迭瓦狀構(gòu)造、階梯狀構(gòu)造。（八）地下水1、按地下水的埋藏條件：潛水、承壓水2、按含水質(zhì)性質(zhì)：孔隙水、裂隙水、巖溶水3、地下水的化學(xué)成分：常用指標是總礦化度、氫離子濃度(PH值）、水的硬度。4、礦井水的來源的：地表水、含水層水、老窯水、斷層水。第七頁，共18頁。第二節(jié)礦巖的基本性質(zhì)及其與

礦山安全生產(chǎn)的關(guān)系（一）礦巖的基本性質(zhì)（1）硬度---是指礦巖抵抗工具侵入的性能（2）堅固性---是一種抵抗外力的性能（鍬、鎬、機械破碎、炸藥爆炸等作用下的力）。（3）穩(wěn)固性---礦巖在空間允許暴露面積的大小和暴露時間長短方面的性能。（4）結(jié)塊性---采下的礦石，在遇水和受壓并經(jīng)過一段時間后又連接成整塊。（粘土質(zhì)礦石、高硫礦石）（5）氧化性（6）自燃性高硫礦石（含硫18~20%）、高硫煤（7）含水性（8）碎脹性第八頁，共18頁。

（二）礦巖性質(zhì)的好壞與礦山安全生產(chǎn)密切相關(guān)：（1）在露天礦開采中，會導(dǎo)致邊坡或采場臺階滑坡。（2）井采礦山中，遇到堅固的花崗質(zhì)巖石、硅質(zhì)片巖、堅硬的砂巖、石灰?guī)r、大理巖、黃鐵礦之類巖石礦物，堅固性系數(shù)、強度、硬度也較大，所以鑿巖速度慢、炸藥消耗量大。（3）巖石的穩(wěn)固性表現(xiàn)在礦巖的空間允許暴露面積大小和時間長短。對極不穩(wěn)固巖石在掘進巷道或開辟采場時，不允許有暴露面積，采取有效措施，防止冒頂片幫，巷道掘進時，須用超前支護（前探梁）。不穩(wěn)固礦巖，允許有較小的不支護的暴露空間50㎡以內(nèi)；中等穩(wěn)固礦巖不支護暴露空間50~200㎡;

穩(wěn)固礦巖不支護暴露面積200~800㎡；礦巖的穩(wěn)固性對采掘工程中正確選擇采礦方法，合理確定礦山工程的支護、編制施工設(shè)計有重要意義。要摸清圍巖的穩(wěn)固性及其壓力大小，為礦山安全生產(chǎn)提供依據(jù)。第九頁，共18頁。

巷道掘進時，遇巖石松軟、破碎帶，必須及時支護，閉好幫、頂防止片幫冒頂。支護方式：木支架、金屬支架、砼棚、摩擦支柱、液壓支柱、錨桿、掛網(wǎng)、混凝土噴漿、碹石等；預(yù)設(shè)礦柱、采空區(qū)充填等。（4）礦巖的物理化學(xué)性質(zhì)與礦山安全生產(chǎn)關(guān)系地球的表面是地殼，其平均厚度36千米，地殼巖層通常包含沉積層、花崗巖層、玄武巖層。地殼中蘊藏2000多種。地殼上部花巖巖聚積放射性元素：鈾、鐳、釷、氡，影響人體健康。氧化性、自燃性有害物質(zhì)：粉塵危害、砷、汞中毒、有害氣體（CO、CO2、CH4、H2S)等，地溫第十頁，共18頁。第三節(jié)礦床地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)對

礦山安全的影響（一）圍巖的性質(zhì)對礦山安全的影響（1）圍巖是礦體周圍的巖石，礦井生產(chǎn)布置的開拓、采準工程要摸清圍巖性質(zhì)，防止礦山生產(chǎn)中冒頂、片幫、塌方事故。（2）熟悉圍巖的堅固穩(wěn)定程度，遇到巖石松軟，裂隙發(fā)育、過斷層破碎帶，應(yīng)及時支護，加強支護質(zhì)量管理，防止冒頂片幫事故。（3）了解、掌握采掘作業(yè)場所頂?shù)装宸€(wěn)固程度及礦壓大小，特別是遇有含水層、巖性松軟、壓力較大時，易發(fā)生冒落。（4）褶皺構(gòu)造中背斜核部頂端巖層中，張裂隙發(fā)育，甚至導(dǎo)致礦山涌水量增加。向斜核部，頂壓較大，對采掘工程不利。（5）斷層影響礦井開拓布置。大斷層出現(xiàn)，為跟蹤礦體，巷道轉(zhuǎn)變，增大工程量。巷道過斷層施工難度大，施工中應(yīng)盡量避免沿著斷層面掘進。（6）斷層引起礦井涌水量增加。第十一頁，共18頁。（二）水文地質(zhì)1、影響礦井含水量的因素（1）自然因素大氣降水：降水滲透，隨雨量增減，尤其以地勢低礦井表現(xiàn)明顯。地形：沼澤、低洼地區(qū)，含水較多。地質(zhì)構(gòu)造：導(dǎo)水巖層、斷裂帶形成涌水通道，與上部產(chǎn)生水力聯(lián)系。隔水層地體水體分布巖層的透水性（3）人為因素開掘過程中不慎與采空區(qū)、老巷道、溶洞溝通（廣西南丹、山西王家?guī)X）鉆孔未封閉或質(zhì)量不符合規(guī)定。采礦方法不當，如淺部采用冒落法，形成降水漏斗，涌入井巷。第十二頁，共18頁。（三）水文地質(zhì)對礦山安全生產(chǎn)的影響巖石的產(chǎn)狀和褶皺、斷層等構(gòu)造，富水性能對地下水的靜貯量、地表與地下水間的水力聯(lián)系很大。水文地質(zhì)條件分為簡單型、較復(fù)雜型、復(fù)雜型。礦山地下積水、涌水對礦山安全生產(chǎn)的影響。1、降低設(shè)備效率和使用壽命。2、降低礦山工程施工速度。3、破壞邊坡的穩(wěn)定性。4、淹沒礦井。5、惡化環(huán)境，形成公害。6、軟化圍巖，降低巷道圍巖、采場頂板穩(wěn)定性。第十三頁，共18頁。第四節(jié)礦山地質(zhì)環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害（一）由于采礦工程活動，引起多樣環(huán)境地質(zhì)問題：水土流失、滑坡、坍塌、地面沉降塌陷、礦井熱害、誘發(fā)地震，污染水和空氣環(huán)境等，給人們生命財產(chǎn)造成巨大損失。（二）礦山地質(zhì)災(zāi)害的危害1、疏干排放的地下水，改變地下水滲流、經(jīng)流條件；2、產(chǎn)生的廢石、廢土、矸石等廢棄物堆放，侵占土地資源，有的有毒物質(zhì)、放射性物質(zhì)，對農(nóng)田、水體產(chǎn)生污染。3、瀕危尾礦庫壩對下游人們的生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅。4、采空區(qū)地表地裂、塌陷。5、破壞旅游資源。第十四頁，共18頁。（三）礦山地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防措施采用法律的、行政的、經(jīng)濟的和新科技的多種方式和綜合手段來防治礦山地質(zhì)災(zāi)害。1、依法治理。學(xué)習(xí)貫徹執(zhí)行《礦產(chǎn)資源法》、《環(huán)境保護法》、《水污染防治法》、《大氣污染防治法》、《固體廢物污染防治法》、《防洪法》和《水土保持法》。中華人民共和國國務(wù)院第394號令《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》第五條第二款規(guī)定：“因工程建設(shè)等人為活動引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害的治理費用，按照誰引發(fā)、誰治理的原則，由責任單位承擔治理責任?！?、強化監(jiān)督管理，嚴格執(zhí)行安全生產(chǎn)、采礦許可、環(huán)境保護準入制度。3、用經(jīng)濟杠桿啟動地質(zhì)災(zāi)害防治（預(yù)提防治基金、地質(zhì)災(zāi)害保證金、資源稅費）。4、做好地質(zhì)勘探工作。5、增加土地復(fù)墾率，恢復(fù)植被。6、加強科研。探索礦山地質(zhì)災(zāi)害防治的新方法、新技術(shù)，加強對尾礦庫的綜合利用和安全處置。7、實行重大地質(zhì)安全隱患申報制度，及時排除地質(zhì)災(zāi)害隱患，確保安全生產(chǎn)。第十五頁，共18頁。第五節(jié)礦圖圖紙（三大類）一、礦井測量圖：實際測量后繪制地下礦山必備：采掘工程平面圖、水平主要巷道平面圖、井上、下對照圖。露天礦必備：采剝工程總平面布置圖、開拓系統(tǒng)圖、采場剖面圖。二、礦井地質(zhì)圖：地形地質(zhì)圖、水文地質(zhì)圖、地質(zhì)剖面圖、柱狀圖。三、其它礦圖：采掘計劃圖、通風(fēng)系統(tǒng)圖、運輸系統(tǒng)圖、井上下配電系統(tǒng)圖和井下電氣設(shè)備布置圖、安全監(jiān)測裝備布置圖、井下避災(zāi)路線圖。對礦圖的要求：國家安監(jiān)總局宣教中心《金屬非金屬礦山培訓(xùn)教材》礦山開采對礦圖的要求。1、圖紙齊全、規(guī)范、完整。2、及時填繪或按規(guī)定定