地质构造的主要形式及对矿山工程的影响探析

地质构造的主要形式及对矿山工程的影响探析摘要：本文作者结合多年来的工作经验，对地质构造的主要形式及对矿山工程的影响进行了研究，具有一定的参考意义。关键词：地质构造；形式；矿山工程；影响中图分类号：P618.130.2文献标识码：A文章编号：0.引言矿山工程的建设过程会受到诸多因素的影响，其中以地质构造对矿山工程形成的影响最为显著。地质构造中的不同形式都会对矿山工程的建设产生不同的影响，因此，对地质构造的形式进行深入的研究探讨，可以有效地解决矿山工程建设中的隐患，并促进工程建设的顺利进行。1.岩石的生成分类与构造特点（1）沉积岩。沉积岩一般呈现层状分布，并且具有良好的层理性。根据沉积条件和成分的不同，可以将岩石分为碳酸岩、砂岩、黏土岩等。一般情况下，沉积岩主要包括胶结成分和颗粒成分，胶结成分中含有的铁、钙、硅、泥等物质，其中的硅和铁胶结的岩石较为坚硬，不易变形，而钙质的胶结则容易出现溶解，泥质胶结的岩石在遇水后容易出现软化现象。（2）变质岩。变质岩的稳定性较差，根据变质环境的不同分为石英岩、大理岩、板岩等，其排列结构也有较大的差别。变质岩由于原岩成分的不同和变质有深浅的区别，力学性质会有很大的差别，对矿山工程的影响程度也明显不同。（3）岩浆岩。岩浆岩的分类一般根据其成因分为侵入岩和火山岩，岩浆岩的结构及矿物组成却具有相当程度的复杂性，如果是深层的侵入岩，其岩形的体积较大，结晶较为均匀，而火山岩则与之完全不同，火山岩的成分中一般含有不同的凝灰，并且其间层之间还存在有不规则的结构。岩浆岩一般被认为是均质，其物理力学的指标较高。2地层赋存特点与构造的主要形式2.1在地质时代漫长不同发展阶段，地壳内形成各种不同的矿产资源。为便于寻找和开发矿产资源，要对各地的地层建立统一的名称和地质年代。国际通用的地层划分单位分界、系、统三级。地层对应的地质年代单位为代、纪、世三级。2.2岩层产状指岩层的产出状态即空间关系。其主要参数有：走向是倾斜岩层面与水平面的交线，构成岩层走向线方向；倾向通常指岩层倾斜向下且与走向正交的方向，用其在水平面上投影所指的方向表示；倾角指岩层层面与水平面的交角。2.3地质构造主要形式地质构造形式。单斜构造在相应范围内岩层或矿体大致向一个方向倾斜的构造形态；褶皱构造岩层或矿体受水平挤压后弯曲，而仍保持连续性的构造形态。褶皱构造的基本单位是褶曲，褶曲是岩层的一个弯曲。褶皱构造分为背斜和向斜。背斜是岩层层面凸起的弯曲构造。向斜是岩层层面凹下的弯曲构造；断裂构造是岩层或矿体受力后产生分离，失去连续性和完整性的构造形态。断裂面两侧岩层或矿体没有明显位移的称为裂隙，断裂面两侧岩层或矿体发生明显位移的称为断层。断层基本知识。断层的要素。断层面和断层线断层面指岩层沿之断裂的面，断层线指断层面与地面的交线；交面线指断层面与矿体或煤层的交线；断盘指断层面分开的两侧岩体，断层面上面的断盘叫上盘，断层面下面的断盘叫下盘；断距和落差断距是断层两盘相对移动的距离，落差指垂直断距；断层的走向、倾向和倾角是反映断层空间形态的三要素。断层的分类，根据断层上下盘相对移动的方向可分为正断层：上盘相对下降，下盘相对上升的断层；逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降的断层；平推断层：两盘沿近直立的断层面作水平移动的断层。按断层走向与岩层走向的关系可分为：走向断层：断层走向与岩层走向平行的断层；倾向断层：断层走向与岩层走向垂直的断层；斜交断层：断层走向与岩层走向斜交的断层。3.地质构造的主要形式及对矿山工程的影响3.1构造应力的分析方法。研究地质构造形态与地质作用的关系能确定构造应力的主作用方向。这些关系是：褶曲的主作用方向和褶曲轴垂直，褶皱受扭剪作用而呈斜列式排列时，褶曲轴与剪作用力斜交；断层通过断层性质和滑动方向，能判断最大构造应力的主方向；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42-45；主作用方向和纵节理平行，和横节理垂直。3.2地质构造的主要形式及对矿山工程的影响（1）背斜。背斜主要是指岩层发生弯曲时，其形状会向上凸起的地质构造。背斜的岩层是从中心向外倾斜，中心是老岩层，而两翼则是新岩层。背斜的顶部容易受到张力的作用，导致岩性较为脆弱，容易被侵蚀，在外力的作用时常形成谷，同时由于其岩石较为脆弱，容易破碎，便于开采，其顶部还可以建造采石场。由于背斜岩层是向上拱起，而且由于油、气的密度小于水，所以，背斜岩经常是良好的储油和储气构造。在进行石油、天然气的开发时，建设单位一般会选择背斜构造，又由于背斜的结构是拱形，受力较为均匀，便于施工。因此，在进行矿山工程建设时，建设单位可以选择背斜的地层进行隧道建设，或者是进行天然气和石油的开发。此外，建设单位对背斜进行研究，还可以确定钻井的位置，为工程施工减少资源的消耗，对矿山工程的建设有较大的促进作用。（2）向斜。向斜是岩层中一种向下凹的褶曲构造，与背斜完全相反，在其核心部分是由新地层组成，其地层时代主要是中心向两翼延伸，而且是由新到老的地层排列。在地质构造中，向斜与背斜的情况呈现反向发展，在向斜的岩层底部，其岩性都较为坚硬，而且不容易被侵蚀，很容易接受沉积。在地形的原始形态中，向斜往往是形成谷地，但是由于其槽部受到挤压，物质较为坚实，而且不容易被侵蚀，经过长期的侵蚀后，反而会形成山岭。根据向斜的构造具有良好的储水构造，因此，在进行矿山工程建设时，建设单位可以在向斜构造处寻找水源，还可以在向斜的地方建立水库，以为工程建设提供丰富的水资源。在低洼区，经常可以继承较为先成的构造单元矿产，从而形成叠加的矿床，而且成矿的作用又可以富化矿床，从而将地层中分散的矿物质积聚起来，以形成工业矿床，从而促进矿山工程施工的顺利进行。（3）断层。断层主要是指在岩体受力作用下，出现断裂，从而导致两侧的岩体沿着断裂面发生明显位移。断层的大小根据岩体受力作用的大小而有所区别，如果是大的断层，则可能贯穿整个岩石圈，水平则可以绵延几千公里。断层是构造运动中发育较为广泛的构造形态，在通常情况下，由于地壳会在出现断层的地方进行垂直或者水平的相互滑动，因此，存在断层的地段都很容易出现地震等破坏力较大的地质灾害，从而给人类造成巨大的生命和财产损失，并严重威胁到人类的生存环境。断层对于矿床有较大的作用，会将使本来完整的矿床、矿体等分为若干的断块，从而给矿井的挖掘、运输及巷道维护和开采带来一定的困难。所以，在进行矿山工程建设时，建设单位一定要对于地质构造的类型进行充分的资料搜集和深入的研究，对于出现断层的地方要进行检测，并尽可能地避开工程建设，同时还要设立相应的地震防护措施及监测，以保证工程建设的顺利进行，避免造成大规模的人力、物力和财力的损失。（4）褶皱。岩层造构造运动的作用下，会因为受力而发生弯曲，其中如果只有一个弯曲则被称为褶曲，如果发生的是一系列的弯曲变形，则被称为褶皱。褶皱主要是指构成地壳的岩石受到构造应力的强烈作用，从而导致岩层形成一系列的弯曲但不丧失其连续性的构造，其中，背斜和向斜是其两种基本形式。褶曲轴部顶板的压力一般会增大，从而导致巷道出现变形，不容易维护，因此，在进行矿山工程建设时，在开采的过程中要加强支护，以免出现破裂，从而影响到工程的正常建设。同时要充分利用褶皱的有效功能，以保证矿山工程施工过程中充分利用褶皱地区的矿山资源。4.小结总之，在进行矿山工程的建设时，地质构造对于工程建设的影响非常大，因此，建设单位一定要