本节视频讲解为赵景满老师2019年二级建造师《矿业工程管理与实务》精讲班课程主要是讲地质构造及其对矿山工程的影响、矿井水文地质,免费试听赵景满老师精讲班课程>>
赵景满老师简介:
赵景满,某高校副教授,多年来从事一级建造师、二级建造师矿业专业课程培训工作及矿业企业相关培训工作,对考试及矿业实际工作有丰富的经验,能够细致,全面的掌握考试方向,帮助学员顺利通过考试。
2G311000 矿业工程施工相关技术
2G311020 矿业工程地质和水文地质
2G311022 地质构造及其对矿山工程的影响
一、地层赋存特点与地质构造的主要形式
(一)地层单位
地层划分单位分界、系、统三级。
对应的地质年代单位为代、纪、世三级。
(二)岩层产状
岩层产状是指岩层的空间几何关系,其主要参数有走向、倾向和倾角。
(三)地质构造的主要形式
1、地质构造形式
(1)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。
(2)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。褶皱构造的基本单位是褶曲,褶曲是岩层的一个弯曲。分为背斜、向斜。
(3)断裂构造:岩层或矿体受力后产生断裂,失去连续性和完整性的构造状态。断裂面两侧岩层或矿体没有明显位移的叫裂隙,断裂面两侧岩层或矿体发生明显位移的叫断层。
地质构造图
2、断层的要素与分类
(1)断层的要素
断层面、断层线、交面线、断盘、断距、落差、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分类:正断层、逆断层、平推断层;
按断层走向与岩层走向的关系分类:走向断层、倾向断层、斜交断层。
二、地质构造对矿山工程的影响
(一)构造应力特点及其分析方法
构造应力一般以水平应力为主,由于有构造应力存在,原岩应力的水平侧应力系数 λ 往往大于1,尤其是在1500m以上的浅部。构造应力虽然分布是局域性的,但因为其作用大,经常可造成岩层破坏严重,成为矿山井巷工程破坏和严重灾害的重要因素。
(1)褶曲:主作用方向和褶曲轴垂直,褶曲受扭剪作用而呈斜列式排列时,褶曲轴与剪作用斜交。
(2)断层:正断层(张性断裂)的最大主作用方向与岩层正交且与上盘下滑方向一致,最小作用方向平行岩层。逆断层(压性断层)的最大主作用方向与岩层面平行且与上盘上滑(或下盘下滑)方向一致,最小作用方向垂直岩层。平移断层的最大主作用方向与岩层面平行,一般与断层面成小角度,最小作用方向平行岩层。
褶曲构造受力图
(3)节理:岩层内“X”状节理的最大主作用方向平分 X 的夹角,并与一个节理面成(45°-?/2);最大主作用方向与纵张节理平行,和横张节垂直。
(二)地质构造对矿山工程的影响
1、断层的影响
(1)断层截断岩层,可能会改变矿层位置,甚至使原有的岩层失落,给矿层开采、巷道布设及其运输、施工等工作带来许多困难。
(2)断层使围岩破碎,强度降低,破坏岩层稳定性,从而容易引起顶板冒落、围岩严重变形甚至垮塌,给支护造成严重困难。
(3)断层存在还可能严重地改变岩层的透水条件,一方面是围岩破碎使岩层的透水系数增加,尤其是小断层成群或较密集、造成裂隙严重发育;另一方面是岩层间破碎容易发生层间错动而形成良好的透水条件。断层容易引起大涌水甚至出现突水危害。
(4)井田内的大断层往往成为井田或者采区、盘区边界,影响巷道布置,增加巷道施工工程量,限制生产设备功能甚至影响开采效率。
2、褶曲的影响
褶曲轴部顶板压力常有增大现象,巷道容易变形,难于维护。煤矿向斜轴是煤矿瓦斯突出的危险区域;一般情况下井田内阶段或水平运输大巷、总回风巷道沿走向布置。褶曲使沿层布置的巷道发生弯曲。
2G311023 矿山水文地质条件分析及应用
一、地下水的分类
地下水在岩石中的存在形式主要是结合水和自由水。地下水的基本类型见下表:
二、井巷涌水及预测
1、井巷涌水的主要来源
(1)地表水
(2)地下水(孔隙水、裂隙水、岩溶水)
(3)大气降水
(4)老窖水(含有硫酸根离子,对设备有一定腐蚀。)
2、井巷涌水的预测方法
(1)水文地质比拟法
(2)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。
(3)地下水动力学法
3、矿井水文地质工作的基本任务
(1)井筒施工、巷道掘进、回采工作面的水文地质观测工作;
(2)进一步查明影响矿井充水的因素,对矿井突水、涌水量的预测;
(3)提供矿井防水、探水及疏水方案和措施的有关水文地质资料;
(4)水文地质长期观测工作;
(5)研究和解决矿区(井)供水水源及矿井水的综合利用。
4、矿井水文地质类型划分
根据《煤矿防治水规定》(安全监管总局令第28号),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。
5、矿井水的综合治理
矿井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”综合防治措施。