地质基础知识在矿山地质工作中的应用课件

地质基础知识在矿山地质工作中的应用,生产技术部：欧邦国2014年01月12日,岩溶喀斯特地形、地貌,几亿年前,桂林一带是一片汪洋大海，海水带來的沉淀物以钙质为主,从而形成了石灰岩。二、三千万年前，地壳发生“燕山运动”，这次造山运动把广西掀起，形成了包括桂林在内的山峰和盆地。石灰岩的主要成份是碳酸钙,看似坚硬,却很容易被含有二氧化碳的水溶解,变成可溶性的碳酸氢钙随水流走。天长日久,裂缝和小孔溶成大大小小的奇洞洞顶缝隙中渗下的水中含有从别处带來碳酸氢钙，碳酸氢钙很不稳定，一出缝隙，压力变小，温度升高，就又还原成碳酸钙沉淀下來。经过千万年的积累，就形成了如冰锥一般的石钟乳。滴滴到地面，就生成石笋，石笋和石钟乳最终连接到一起，就变成了石柱、石花、石幔。高温地区的土壤中二氧化碳含量高，加上雨多，这就使含二氧化碳的水量大大增多。桂林正是温湿多雨地区，因此石灰岩溶解速度快，这种溶解现象在地质学上称作“岩溶”。南斯拉夫喀斯特高原与此相似，由於国外很早就研究这个高原，人們就把岩溶称为“喀斯特”。,丹霞地貌,丹霞地貌（Danxialandform）系指由产状水平或平缓的层状铁钙质混合不均匀胶结而成的红色碎屑岩(主要是砾岩和砂岩)，受垂直或高角度节理切割，并在差异风化、重力崩塌、流水溶蚀、风力侵蚀等综合作用下形成的有陡崖的城堡状、宝塔状、针状、柱状、棒状、方山状或峰林状的地形。,五大连池火山地貌,五大连池火山群有14个独立的火山锥和一系列盾状火山。火山锥和盾状火山形成于第四纪,而最近的火山喷发,则于公元1719年1721年,发生在老黑山和火烧山。此次喷发溢流的熔岩在四个地方阻塞了区内的石龙江,形成了五个火山堰塞湖,最终形成“五大连池”。,1磁铁矿2赤铁矿脉,1磁铁矿2黄铜矿3黄铁矿,地质学基础知识,地质学研究的对象是地球。地壳中矿产品的形成都和地球表面以及地球内部的地质作用有关。地质学基础知识，则着重说明地壳的物质组成、发展变化以及各矿物产资源的蕴藏规律。通过对各种地质作用、地质现象、地层层序、矿物岩石、地质构造等的了解，为掌握成矿理论、矿床类型、矿床水文地质、勘探方法等打下基础。,普通地质学晶体光学矿物学岩石学矿床学构造地质学勘查技术与方法,与矿山地质相关的专业知识有：,地层古生物学流体包裹体测量水、工、环地质各类地质行业规范、法规、地质报告以及相关办公软件等,矿山地质工作,概念为进一步了解和掌握矿床地质条件，更深入、细致地了解矿体的特点、分布、变化规律以及矿石的质量和储量、预测可能发生的地质变化、地质灾害预报及预防等问题展开的地质工作。保证采矿工作顺利、安全地进行，直接或间接为生产服务。从矿山基建到闭坑，贯穿始终。,主要任务是为矿山设计、建矿、采掘进度计划编制、工程施工等提供可靠的地质资料。参与生产技术的管理工作，如储量计算、矿石质量、矿石损失贫化等管理工作，开展专门性地质调查等。分类根据工作性质不同，又分为经常性生产地质工作、专门性地质工作、矿山地质管理工作及矿山水文地质等工作。,意义地质工作做的好与坏，直接关系到采矿工作的安全和质量。生产中出现的各种技术问题，又往往与地质工作有关。例如矿床地质条件的变化，矿体形态、产状、质量的急剧变化、矿体的突然错失等等将引起生产技术条件的改变。在生产中寻找新矿体，特别是盲矿体的发现，即可增加矿产资源，又可延长矿山服务年限。又如，巨大的破碎带的出现，意外的涌水，片帮、冒顶，采空区处理不当引起地表陷落等，都可成为生产中的不安全因素。为解决这些问题，都需要矿山地质工作人员提供可靠的基本地质资料。因此，矿山地质工作对于矿产资源的开发，保证矿山安全生产，具有重要意义。,龙桥铁矿矿山地质工作类容：,一、生产勘探（钻探、坑探）二、勘探工程和采掘工程中的地质调查、取样工作（坑道编录、采样）三、外围及深部探矿（主斜坡道探矿）四、矿体二次圈定、综合研究五、矿山储量动态管理、年报编制六、三级矿量平衡管理七、矿石贫化、损失统计计算八、矿石质量管理九、坑道掘进及浅采采场跟踪指导和生产验收十、地压监测及仪器维护十一、采（探）矿权年检及日常维护十二、工勘管理十三、数字矿山十四、水文地质调查十五、临时性工作（地表充填孔、二期选址论证、地质灾害评估等）十六、风险勘查十七、协助分管领导及相关部门做好矿石质量采样研究十八、配合国土部门做好矿产资源督查、“三率”调查等,一、生产勘探,目的、意义（提高勘探程度储量升级）手段（探槽、浅井、钻探、坑探）专业知识：勘查技术与方法和铁、锰、铬矿地质勘查规范DZ/T0200-2002、地质岩心钻探规程DZ/T0227-2010和相关行业规范具体工作内容：探矿工程设计、合同、施工管理、编录取样、验收结算和矿体初步连接对比。,（一）探矿工程设计,矿体变化特征勘探间距手段选择,沿脉,石巷,平硐,1.坑探：用沿脉、穿脉、石巷、平硐勘查矿体（平面）,坑探：用平硐和暗井圈定矿体（剖面）,穿脉,平硐,1厚大矿体，阶段水平面上脉内沿脉和穿脉坑道探矿；2厚大矿体，垂直剖面上用阶段天井探矿,1,2,2.钻探坑内钻坑内钻都有结构简单、轻便、操作方便、能打各种方向及各个角度的钻孔，效率高、成本低的特点。目前常用的坑内钻的钻进深度为100m、150m、300m几种规格，大部分采用金刚石钻头，岩矿心采取率一般都在80%以上。钻孔方位和倾角偏差小，地质效果好。所以在我国矿山得到广泛使用。,龙桥铁矿生产勘探技术指标,单孔深度：0200m；钻孔倾角范围：+90-90钻孔孔径46mm59mm全孔岩芯采取率70%，矿芯采取率80%终孔进行测斜，以复测钻杆顶角为准，直孔方位角误差3，倾角误差2，斜孔方位角误差3，倾角误差3每孔终孔进行误差校正，孔深50米，误差0.5米；50米孔深200米，误差1米,坑内钻在生产勘探中的主要用途：(1)探明矿体深部延深，为深部开拓工程布置提供依据。,三中段,二中段,沿脉,沿脉,(2)用坑内钻指导脉外坑道掘进。为控制矿体走向和赋存位置，先打超前孔，指导脉外沿脉坑道的施工。,穿脉,钻孔,矿体,脉外平巷,(3)用坑内钻代替天井及副穿控制两个中段之间矿体形态与厚度的变比。,(4)用水平坑内钻代替副穿，圈定矿体工业品级界线。,富矿,贫矿,贫矿,(5)用坑内钻代替穿脉加密工程，提高储量级别。,(6)用坑内钻探矿体下垂及上延部分，圈定矿体边界。,(7)探构造错失矿体。,1一矿体；2一断层，3一沿脉，4一钻孔,(8)探矿体边部或空白区寻找盲矿体,1一矿体；2一盲矿体，3一沿脉道，4一钻孔；5一穿脉,(9)地下暗河、老窿积水等。,生产勘探的总体布置,-420m勘探工程布置图（东部）,16a-18a勘探线剖面图（部分）,（二）合同招标、洽谈、拟定、签字盖章等（三）施工管理钻机进场和搬家协调、施工过程中的监督和管理等（四）编录取样参考固体矿产勘查原始地质编录规定(DZ/T0078-1993),各类通知书,几个概念,1.钻孔要素,天顶角：轴线与铅垂线之间的锐夹角,倾角：轴线与水平面之间的锐夹角,方位角：轴线在水平面投影与正北之间的夹角,2.六大指标,（1）岩矿心采取率与整理（2）钻孔弯曲与测量间距（3）简易水文观测（4）孔深误差的测量与校正（5）原始班报表（6）封孔,（五）验收结算按照龙桥铁矿生产勘探技术标准和生产勘探合同执行。（六）矿体初步连接对比根据样品分析结果，按照龙桥铁矿工业指标对矿体进行二次圈定，初步连接对比。,二、勘探工程和采掘工程中的地质调查、取样工作（编录、采样）,专业知识：普通地质学、晶体光学、矿物学、岩石学、矿床学、构造地质学、测量学、水工环地质学、勘查技术与方法和固体矿产勘查原始地质编录规定(DZ/T0078-1993)、铁、锰、铬铁矿地质勘查规范DZ/T0200-2002、地质岩心钻探规程DZ/T0227-2010和相关行业规范具体工作内容：月度/年度编录采样计划、编录前准备、编录过程中的分工合作、后期成果上图归纳总结等。,（一）月度/年度编录采样计划,（二）编录前的准备工作明确编录对象、确定编录人员、备齐工具、预测出现的地质现象等。（三）编录过程中的分工合作钻探编录：至少2名以上地质编录人员，观察分层记录采样坑道编录：至少3名以上地质编录人员，压顶法（两壁一顶），拉导线（皮尺）观察记录分样、采样,（四）后期成果上图归纳总结钻探编录后应及时对照平、剖面图，观察施工后与施工前的地质变化情况。样品测试结果出来及时上图，根据地质变化情况决定是否调整下个钻孔的施工。坑探现场编录完回室内应立即上图。样品测试结果出来后应及时整理到编录图上，并对照编录情况发现问题及时解决。,（五）龙桥铁矿地质编录工作中涉及到的岩石、矿物和构造学知识1.岩石：主要有泥质粉砂岩、粗安岩、灰岩、正长岩等。泥质粉砂岩灰、灰白色，粉砂质结构，层状构造，碎屑成分主要为石英，次为长石和岩屑，泥质胶结。常见蚀变为角岩化。粗安岩灰褐色、灰色，钾化强烈时呈肉红色，斑状结构，块状构造，斑晶为斜长石和钾长石，少量的角闪石，基质呈隐晶-微晶结构。其他岩石特征描述请观察标本和参考相关专业书籍,2.矿物：（具体鉴定特征请参考矿物学）金属矿物磁铁矿、镜铁矿、菱铁矿、赤铁矿、黄铜矿、黄铜矿等；非金属矿物方解石、白云石石膏、石英、石榴子石、金（绿）云母、萤石、绿泥石、绿帘石等。3.构造：褶皱、断裂节理：沿破裂面没有明显位移断裂断层：岩层的连续性受到破坏，并发生了相对位移的断裂构造,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。平移断层：断层两盘沿断层面走向方向作水平位移。规模巨大的平移断层叫做走向滑动断层。,断裂破碎带（构造透镜体）,断层两侧的复杂小褶皱,在断层带中或断层两侧，由于构造作用力的强烈作用，致使在断层附近发育有许多小褶皱，这些小褶皱通常是紧闭的，其在成因上与断层密切相关，并在几何上与断层有一定的联系,专业知识：矿床学、固体矿产勘查技术等深部探矿申请已递交至省国土资源厅外围探矿目前主要是主斜坡道探矿矿体的发现资料的全面收集探矿设计公开招标探矿合同具体实施报告编制,三、外围及深部探矿（主斜坡道探矿）,四、矿体二次圈定、综合研究,专业知识固体矿产勘查技术、铁、锰、铬矿地质勘查规范DZ/T0200-2002、矿产资源工业要求手册和矿床学等。宏观上把握主矿体特征充分利用勘探成果，相邻类比、平剖结合根据最低工业指标进行二维圈定复查、审核，提交更新成果,五、矿山储量动态管理、年报编制,专业知识矿山地质学、地质统计学等矿山储量动态管理总储量（勘探报告、核实报告）、历年开采、因探矿增/减量、计算方法选择（传统、借助计算机软件）、编制储量动态管理台帐动用量=采出+损失年报编制收集地、测、采资料编制图件统计各类表格编写文字报告,六、三级矿量平衡管理,固体矿产资源/储量分类（GB/T177661999）(十六种),三级矿量,是指在矿山采掘过程中，依据不同采矿方法和采矿方式，用不同的采掘工程所圈定的矿量。它包括开拓矿量、采准矿量和备采矿量。A.开拓矿量:是指在井田中,形成完整的开拓系统.位于阶段运输巷以上的矿量叫开拓矿量。B.采准矿量:是开拓矿量的一部分,凡是矿块中完成采矿方法所规定的采准工程,该矿块的矿量叫采准矿量。C.备采（回采）矿量:是采准矿量的一部分,凡是矿块中完成采矿方法规定的切割工作，可以立即进行回采的矿量叫备采矿量。主要开拓、采准及备采工程见下表：,三级矿量保有期一般要求,单位：年,七、矿石贫化、损失统计计算,矿石贫化矿石在开采过程中，由于地质条件和采矿技术等方面的原因，使采下的矿石中混入废石（围岩、夹石与表外贫矿），或部分有用组份溶解和散失或高品位矿石丢失而引起工业矿石品位降低的现象。,矿石损失矿石在开采过程中，由于种种原因（地质条件复杂、采矿方法不当和放矿、运输问题等）造成的工业矿石未被全部采下或采下的矿石丢失的现象,专业知识矿山地质学、地质统计及数学等贫化损失分类：按与采矿作业过程有关的贫化分类：第一次贫化：指凿岩爆破时，因矿岩界线不清等原因，而将围岩、夹石与矿石一并采下所造成的贫化。第二次贫化：在放矿过程中，因两盘或顶板围岩不稳固，或因管理不善，致使围岩塌落混入矿石造成的贫化；或在二次破碎（因块度过大）及装运过程中，因围岩、废石或充填料混入。按贫化性质：不可避免（设计贫化）和可避免贫化（施工贫化）。,损失可分为两种：一种为未采下损失，即按开采设计规定须留下各种矿柱及护顶部分所造成的损失，亦称设计损失；若按设计应回采的矿石，由于矿体形态复杂、采矿技术条件问题、矿体界线不清，或因技术措施不当、组织管理不善等原因造成的未采下损失，亦称施工损失。另一种是采下损失，即当矿石采下后，在放矿、装车、运输及充填过程中所发生的损失。非开采损失，指与采矿方法、采矿技术管理工作无关的损失（地质、留柱等）。按损失性质：不可避免（设计损失）和可避免贫化（施工损失）。,贫化、损失的计算,直接法（只适用于地测人员可以进入的采场）间接法公式：,八、矿石质量管理,专业知识矿山地质学、地质统计学、各类取样规范和数学方面知识等矿石质量预计计算公式：Cn=C（1-P）Cn预计的采出矿石的品位；C原矿石的地质平均品位；P预计贫化率,矿山取样化学取样刻槽、刻线、网格、拣块、打眼、点线、剥层和全巷法等。物理取样体重、湿度、松散度、块度、抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、孔隙度和裂隙度等等。矿物取样光片、薄片、X衍射等工艺取样选冶试验,九、坑道掘进及浅采采场跟踪指导和生产验收,1、井巷掘进中的地质管理（1）掌握井巷的掘进方向；（2）掌握井巷掘进的终止位置；（3）掌握地质构造变动情况；（4）参加安全施工管理；（5）参加井巷工程验收工作。2、采场生产中的地质管理工作（1）开采边界管理；（2）现场矿石质量管理；（3）参加安全生产管理。,十、地压监测及仪器维护,了解原理、掌握仪器操作、会编制监测报告以及懂得仪器的日常维护时间：1次/月，根据需要调整,十一、采（探）矿权年检及日常维护,采矿权年检1.年度总结2.采矿及销售台帐3.承诺书4.采矿权使用费5.采矿权标示牌6.采矿权价款7.保证金8.各类证件原（复印）件探矿权年检：委托327地质队