矿山地质与安全生产.ppt

金属非金属矿山主要负责人和安全管理人员培训教案 矿山地质与安全生产 学习要点 1 了解矿山地质的相关概念 2 了解地质构造 水文地质 地质环境对矿山安全生产的影响 3 矿山开采诱发的地质灾害产生的原因 危害及其预防治理措施 4 了解工程地质资料的内容及对矿图的要求 第一节矿床的基本概念 一 矿床地壳内部和表面富集的有用矿物或组分 在质和量上达到工业利用的要求 并在现有技术经济条件下能够被开采利用的部位称为矿床 二 矿物矿物是由地壳中化学元素通过地质作用形成的一种具有一定化学成分和物理特性的单质或化合物 自然界中矿物存在的状态有三种 固态 石英 长石 云母液体 水 自然汞气态 二氧化碳 硫水氢 甲烷 三 岩石 矿石 岩石是在各种地质作用下 由一种和多种矿物有规律地组织成的矿物集合体 按其成因分类 沉积岩 岩浆岩 变质岩 岩石有其强度特征 即在外载荷的作用下 当应力达到某一极限时便发生破坏 这个极限就是岩石的强度极限 打眼 爆破破碎 四 围岩指围绕在矿体周围无经济价值的岩石 五 矿床的分类1 形状分类 层状 脉状 块状2 倾角分类 水平微倾斜矿床倾角55 3 矿体厚度分类 矿体的厚度是指矿体上盘与盘间的垂直距离或水平距离 即垂直厚度 真厚 水平厚度 六 矿体的产状产状要素 走向 倾向 倾角 矿体与围岩的关系 矿体与侵入岩体的空间位置关系 七 地质构造沉积岩层一般都是水平或近水平的 并在一定的范围内是连续完整的 由于受到后来地壳运动的影响 该岩层的形态和产状发生了变化 这种由地壳运动所引起的岩层变形和变位的结果叫构造变动 构造变动的形态主要分为褶皱和断裂 这种由地壳运动而造成岩层空间形态的变化 称之为地质构造 1 褶曲构造 是褶皱构造的基本单位 是岩层的一种弯曲现象 基本形态 背斜 向斜要求 核部 翼部 轴面 轴线 枢纽 分类 根据褶曲轴面的产状 分为直立褶曲 倾斜褶曲 倒转褶曲 2 断裂构造 断层 岩层在外力或内力作用下 产生了机械破坏 使岩体丧失了连续性和完整性 不论发生位移与否 统称产生断裂 断裂后若岩层没有发生显著位移 称为裂隙或节理 发生了显著的位移称为断层 断层要素 走向 倾向 落差 根据断层上 下盘相对移动的方向分为正断层 逆断层 平摊断层 根据断层走向与岩层走向关系 把断层又分为走向断层 倾向断层 斜交断层 断层构造发育的地区 经常是许多断层以某种组合形式出现 其中有 地堑 地垒 迭瓦状构造 阶梯状构造 八 地下水1 按地下水的埋藏条件 潜水 承压水2 按含水质性质 孔隙水 裂隙水 岩溶水3 地下水的化学成分 常用指标是总矿化度 氢离子浓度 PH值 水的硬度 4 矿井水的来源的 地表水 含水层水 老窑水 断层水 第二节矿岩的基本性质及其与矿山安全生产的关系 一 矿岩的基本性质 1 硬度 是指矿岩抵抗工具侵入的性能 2 坚固性 是一种抵抗外力的性能 锹 镐 机械破碎 炸药爆炸等作用下的力 3 稳固性 矿岩在空间允许暴露面积的大小和暴露时间长短方面的性能 4 结块性 采下的矿石 在遇水和受压并经过一段时间后又连接成整块 粘土质矿石 高硫矿石 5 氧化性 6 自燃性高硫矿石 含硫18 20 高硫煤 7 含水性 8 碎胀性 二 矿岩性质的好坏与矿山安全生产密切相关 1 在露天矿开采中 会导致边坡或采场台阶滑坡 2 井采矿山中 遇到坚固的花岗质岩石 硅质片岩 坚硬的砂岩 石灰岩 大理岩 黄铁矿之类岩石矿物 坚固性系数 强度 硬度也较大 所以凿岩速度慢 炸药消耗量大 3 岩石的稳固性表现在矿岩的空间允许暴露面积大小和时间长短 对极不稳固岩石在掘进巷道或开辟采场时 不允许有暴露面积 采取有效措施 防止冒顶片帮 巷道掘进时 须用超前支护 前探梁 不稳固矿岩 允许有较小的不支护的暴露空间50 以内 中等稳固矿岩不支护暴露空间50 200 稳固矿岩不支护暴露面积200 800 矿岩的稳固性对采掘工程中正确选择采矿方法 合理确定矿山工程的支护 编制施工设计有重要意义 要摸清围岩的稳固性及其压力大小 为矿山安全生产提供依据 巷道掘进时 遇岩石松软 破碎带 必须及时支护 闭好帮 顶防止片帮冒顶 支护方式 木支架 金属支架 砼棚 摩擦支柱 液压支柱 锚杆 挂网 混凝土喷浆 碹石等 预设矿柱 采空区充填等 4 矿岩的物理化学性质与矿山安全生产关系地球的表面是地壳 其平均厚度36千米 地壳岩层通常包含沉积层 花岗岩层 玄武岩层 地壳中蕴藏2000多种 地壳上部花岩岩聚积放射性元素 铀 镭 钍 氡 影响人体健康 氧化性 自燃性有害物质 粉尘危害 砷 汞中毒 有害气体 CO CO2 CH4 H2S 等 地温 第三节矿床地质构造 水文地质对矿山安全的影响 一 围岩的性质对矿山安全的影响 1 围岩是矿体周围的岩石 矿井生产布置的开拓 采准工程要摸清围岩性质 防止矿山生产中冒顶 片帮 塌方事故 2 熟悉围岩的坚固稳定程度 遇到岩石松软 裂隙发育 过断层破碎带 应及时支护 加强支护质量管理 防止冒顶片帮事故 3 了解 掌握采掘作业场所顶底板稳固程度及矿压大小 特别是遇有含水层 岩性松软 压力较大时 易发生冒落 4 褶皱构造中背斜核部顶端岩层中 张裂隙发育 甚至导致矿山涌水量增加 向斜核部 顶压较大 对采掘工程不利 5 断层影响矿井开拓布置 大断层出现 为跟踪矿体 巷道转变 增大工程量 巷道过断层施工难度大 施工中应尽量避免沿着断层面掘进 6 断层引起矿井涌水量增加 二 水文地质1 影响矿井含水量的因素 1 自然因素大气降水 降水渗透 随雨量增减 尤其以地势低矿井表现明显 地形 沼泽 低洼地区 含水较多 地质构造 导水岩层 断裂带形成涌水通道 与上部产生水力联系 隔水层地体水体分布岩层的透水性 3 人为因素开掘过程中不慎与采空区 老巷道 溶洞沟通 广西南丹 山西王家岭 钻孔未封闭或质量不符合规定 采矿方法不当 如浅部采用冒落法 形成降水漏斗 涌入井巷 三 水文地质对矿山安全生产的影响岩石的产状和褶皱 断层等构造 富水性能对地下水的静贮量 地表与地下水间的水力联系很大 水文地质条件分为简单型 较复杂型 复杂型 矿山地下积水 涌水对矿山安全生产的影响 1 降低设备效率和使用寿命 2 降低矿山工程施工速度 3 破坏边坡的稳定性 4 淹没矿井 5 恶化环境 形成公害 6 软化围岩 降低巷道围岩 采场顶板稳定性 第四节矿山地质环境与地质灾害 一 由于采矿工程活动 引起多样环境地质问题 水土流失 滑坡 坍塌 地面沉降塌陷 矿井热害 诱发地震 污染水和空气环境等 给人们生命财产造成巨大损失 二 矿山地质灾害的危害1 疏干排放的地下水 改变地下水滲流 经流条件 2 产生的废石 废土 矸石等废弃物堆放 侵占土地资源 有的有毒物质 放射性物质 对农田 水体产生污染 3 濒危尾矿库坝对下游人们的生命财产构成威胁 4 采空区地表地裂 塌陷 5 破坏旅游资源 三 矿山地质灾害的预防措施采用法律的 行政的 经济的和新科技的多种方式和综合手段来防治矿山地质灾害 1 依法治理 学习贯彻执行 矿产资源法 环境保护法 水污染防治法 大气污染防治法 固体废物污染防治法 防洪法 和 水土保持法 中华人民共和国国务院第394号令 地质灾害防治条例 第五条第二款规定 因工程建设等人为活动引发的地质灾害的治理费用 按照谁引发 谁治理的原则 由责任单位承担治理责任 2 强化监督管理 严格执行安全生产 采矿许可 环境保护准入制度 3 用经济杠杆启动地质灾害防治 预提防治基金 地质灾害保证金 资源税费 4 做好地质勘探工作 5 增加土地复垦率 恢复植被 6 加强科研 探索矿山地质灾害防治的新方法 新技术 加强对尾矿库的综合利用和安全处置 7 实行重大地质安全隐患申报制度 及时排除地质灾害隐患 确保安全生产 第五节矿图 图纸 三大类 一 矿井测量图 实际测量后绘制地下矿山必备 采掘工程平面图 水平主要巷道平面图 井上 下对照图 露天矿必备 采剥工程总平面布置图