❶ 矿山地质学的简介
矿山地质学
mining geology
研究在矿山开采时期,为保证矿山持续生产、资源合理利用以及扩大矿山规模、延长服务年限和保护矿山环境所需进行的各项地质工作的基本原理和方法。应用地质学的一个分支。
❷ 关于矿山地质
我晕,不知道也敢报!厉害!
地质学旗下专业:
一 地质工程系
1.区域地质调查与矿产普查专业
培养从事矿产资源勘查、开发、评价与管理的技术应用型高等工程技术人才。
学生在校期间,将系统学习地质矿产勘查专业理论知识和野外、室内的一般工作方法,通过理论和实践学习,可以掌握现代地质基础理论和各种找矿方法及应用技术,具备基本的地质勘查、评价及勘探工作实际能力;能够拟编和绘制各种地质图件;编写勘查、评价、储量等成果报告。同时,还要学习并掌握一定的外语和计算机应用及信息处理技术,能够进行地质矿产信息处理和图形制作。
毕业生可在地质矿产勘查、基础工程勘察、矿产资源管理部门及各类矿山企业从事区域地质调查、地质矿产勘探、矿业开发、矿产资源管理等实际工作。具有良好的就业前景。
2.水文与工程地质专业
培养从事岩土工程勘察、地下水资源评价与开发、环境地质调查与评价、国土整治、地质灾害调查及治理等实际工作的高等复合型人才。
学生通过对专业基础、理论和方法的学习,掌握水文地质工程地质勘察理论、方法和实际工作的技能,以及较强的计算机成图、建库和数据处理技术;具备评价、论证、设计的综合能力;能够编写各类工程勘察、调查、规划报告。
毕业生可在国土资源管理、城乡建设、环境监测、岩土勘察与设计、交通、水利水电设计与施工、地下水勘探与评价、军工及矿山等部门和企事业单位从事岩土工程勘察、水文地质调查与评价、基础设计及施工、环境地质调查与评价、灾害地质调查评价与规划、国土整治等实际工作,毕业生具有广阔的就业面。
3.地质灾害防治技术专业
培养具有地质灾害调查与评价、地质灾害治理工程设计、地质灾害监测与预测、地质灾害评估等技术能力的复合型人才。
本专业在学习有关地质灾害基本理论、初步掌握地质灾害的发生发展规律的基础上,着重掌握多发典型地质灾害的成灾机理、地质灾害调查与评价以及规划的理论和方法、地质灾害信息处理技术等知识,为从事地质灾害预防和监测工作打下基础。通过理论学习和实践性教学,使学生能够承担地质灾害治理工程,城市、道路、水利水电等建设项目的灾害评价,环境地质调查与经济评价,矿山地质灾害防治等工作。
毕业生可在地质矿产勘查、城乡建设与规划、交通基础设施建设、国土资源管理、环境保护等部门从事地质灾害调查、评价、规划及防治等技术工作,具有良好的就业前景。
二 宝玉石与旅游系
1.宝石鉴定与营销专业
本专业培养具备宝玉石专业基本理论,掌握宝玉石鉴定、加工、营销基本原理和基本方法,能够从事宝玉石鉴定、加工、营销的高等技术人才。
本专业主要开设结晶学与矿物学、宝石晶体光学、宝玉石鉴定仪器与仪器鉴定、钻石学、宝玉石款式设计与加工、玉石雕刻工艺、珠宝营销策略等理论课及实训课。
毕业生可在宝玉石鉴定、加工及销售行业从事技术鉴定、加工和管理工作。还可在方兴未艾的宝玉石产业中自主创业。
2.导游专业
在云南旅游资源构成中,地学景观具有十分重要的地位,如何突出旅游资源的科学价值和科普功能,提高旅游的知识含量,这是云南旅游业发展中亟待解决的问题。本专业培养既掌握地学理论知识、熟知云南主要旅游景观地学背景,又具有导游业务能力;不仅能够从事景观导游,还初步具备旅游资源评价、规划与开发能力的旅游高等应用人才。
本专业不仅注重地学知识及相关自然科学知识、导游业务知识、旅游管理知识的理论教育,而且与世界地质公园石林等重点风景名胜区合作,建立实习、实训基地,强化实践教学。
毕业生可在旅行社、旅游景区等企事业单位从事导游服务、旅游管理、旅游资源评价、规划与开发等工作,也可以在党政机关和事业单位从事旅游管理、文化管理、旅游教育和宣传文秘等工作。
三 信息工程系
1.地理信息系统与地图制图技术专业
培养具备较强的计算机技术应用能力和资源、环境信息技术开发、应用、管理的基本理论知识和实践能力,适应资源、环境等领域的信息开发、应用和管理的实用型人才。
通过计算机应用技术、测量技术、遥感技术、地理信息技术、资源学和环境学等相关知识的学习,具备从事资源、环境调查和动态监测以及现有的或正在产生的大量资源和环境信息的数字化、处理、传输和管理的能力。
毕业生可在国土资源、环境、地质、石油、农业、城建等部门从事生产、信息管理和软件开发工作。
四 国土资源系
1.测绘工程技术专业
本专业培养具有测绘相关理论基础知识,具有较强的实际操作能力和专业技术应用能力的高等工程技术人才。
通过对测量学及“3S”等相关专业课程的学习,使学生初步掌握测绘仪器、数字化成图和图像信息处理等方法和手段,掌握工程测量、摄影测量等各种测量技术的理论及方法。
毕业生可在建筑工程设计、基础工程施工、城乡建设、测绘、矿山、水电、交通、煤炭、林业、农业、国土资源管理等部门从事各类测量及成图工作。
2.地籍测绘与土地管理信息技术专业
本专业培养掌握各类测量和土地管理基本理论和基本知识,具有较强实际工作能力,能够从事工程测量、地形测量、地籍测量、数字化测量及土地规划、土地估价、土地登记、土地变更调查等国土资源日常管理工作的高等复合型人才。
为实现上述培养目标,本专业安排了测量学、土地管理及法规、土地资源调查、评价与规划、地理信息系统等课程的理论教学及实训。
毕业生可在国土资源管理、城乡建设、水电、冶金、地质、房地产、市政管理等部门工作,具有较宽的就业领域。
五 机电与自动化系
1.安全管理技术专业
本专业针对机电、冶金、有色、建筑、建材等企业严重缺乏安全管理、安全技术、安全卫生检测及安全评价人员而设置。本专业主要培养具有扎实的安全管理、安全技术基础理论及实际工作技能的高等技术人才。
学生在校期间,主要学习安全心理学、安全系统工程学、安全人机工效学、安全事故预防与控制、安全性评价、安全卫生检测、通风与防尘、防毒原理及技术、工程制图、计算机分析技术等课程。
毕业生可在冶金、有色、机械、建材、建筑行业及安全评价、检测、事故鉴定等单位从事本安全管理及技术工作。
2.钻探技术专业
培养掌握国土资源勘探及各类工程勘查技术理论和方法,能够从事各类钻探工程施工设计、施工和技术管理的专门高等技术人才。
学生通过对专业基础、理论和方法的学习,掌握勘查工程施工的基本技术理论和工艺方法,具有从事地基工程施工和地下资源勘察、设计、施工以及对勘探成果进行分析与运用的综合能力。
毕业生可在地矿、城建、城乡规划设计、水利水电、农林、道路基础勘察等行业和部门从事基础工程勘察施工、矿床勘探、地下水开采、工程技术管理、工程质量监测等工作,具有广阔而良好的就业前景。
3.机电设备维修与管理专业
本专业培养掌握现代机械制造技术、机电设备的应用、维修及管理等方面的高等技术应用型人才。
主要课程有:机械制图、机械设计基础、机械制造技术、Auto CAD、单片机原理及技术应用、电工电子技术、电机及拖动、机电安全技术、通用机械设备及维修、计算机文化基础等。
毕业生能够承担一般的机械及电气设计、机械零件的加工、通用机械设备的维修、计算机绘图及常用软件的应用等。可在机械、冶金、钢铁、汽车、电子、电力、家用电器、建筑等企业从事机电方面的设计、制造、技术开发、技术管理及设备管理、国有资产管理等工作,也可到政府相关部门从事机电方面的行业管理工作。
比较好的学校有:中国地质大学,成都理工大学.其他的基本没什么名气!
❸ 矿山地质的具体定义是什么
矿山地质学是一门介于地质与采矿学科之间的边缘应用学科。它研究矿床开采阶段为保证矿山有计划持续正常生产、资源合理利用以及扩大矿山规模、延长服务年限所需进行的各项地质工作的基本原理和方法。矿山企业的地质部门完成矿山地质的各项工作,它起着矿山生产技术管理和采掘生产技术监督的作用。
基本任务:矿山地质工作的基本任务是为矿山的生产和建设服务,主要包括:①利用探矿及采矿坑道,深入细致地研究矿体产状、矿石质量及影响采矿的地质条件,以提高对矿产储量的控制程度,及时掌握储量变动情况,保证采掘计划均衡进行。②指导采掘工作的方向,参与探、采工程的施工管理与验收。③矿山资源的合理开采和利用,测定及检查矿石的损失与贫化,检查、验收矿石的质量和产量,以及伴生有益组分的回收利用等。④开展矿山深部和外围探矿,为扩大矿山的生产能力或延长生产年限,增补所需要的矿产储量。⑤及时解决水文地质、工程地质(如边坡稳定、采空区塌陷)等影响矿山安全生产的各种地质问题。⑥充分利用矿山生产所提供的丰富资料及有利条件,进行矿床地质理论等方面的研究。
工作任务:矿山地质工作主要包括以下内容:
①生产勘探。加密勘探工程使储量升级,以保证采矿生产需要。这阶段采用少量槽探,主要用坑探、地表或井下钻探以及深孔凿岩机,很大程度上利用生产工程。露采时在平台上布置探槽,利用露采爆破孔采样或用钻探加密勘探剖面及勘探线上钻孔间距。地下开采时常常要考虑探采结合,视采矿过程中开拓、采准和切割回采阶段不同,探采结合有很大差别。
②矿山经常性生产中的地质管理。首先是储量平衡和管理,它是保证矿山生产及作业计划确定、矿山采掘计划编制,进而正常均衡生产的重要问题。为此除了反映勘查精度的各级地质储量之外,尚有反映采掘或采剥生产准备程度的生产矿量,对地下开采分为开拓矿量、采准矿量和备采矿量,露天开采只分开拓和备采矿量。对各级生产矿量规定有保有期,并按月、季、年计算和统计储量变动。采矿的贫化与损失的计算管理是保护资源、降低成本和提高采矿效益的重要工作。在矿山采掘与采剥过程中,为了保证生产的安全和效率、减少贫化损失、选矿正常生产,地质工作要随时在坑道掘进、采坑剥离、矿石回采、配矿等各个环节给以及时指导。
③及时对各项采矿和探矿工程进行编录和取样,经综合整理编制为矿山生产所需的一整套图件。
④矿山资源保护和综合利用。在矿山设计和生产各个环节都要考虑资源的合理和充分利用问题。在生产中,低品位矿石或表外矿的利用途径、回收利用伴生有益组分的工艺矿物学、废石做为补充资源利用途径等的研究都将对矿山经济效益和资源充分利用起到重要的作用。
⑤矿山环境地质研究。防止生态环境污染,特别是注意含有害物质的尾矿和废水的处理究。
⑥矿山岩体移动、露天采矿边坡稳定等工程地质、水文地质的综合及专门观测和研究,是防止大面积采空区塌陷和露天采场边坡滑落而造成生产损失和人员伤亡的重要矿山地质问题。 ⑦在勘探矿床已获得的成矿规律认识的基础上,通过开采过程中不断观察编录和综合研究,进行矿床预测,组织开展矿山深部和外围找矿,扩大矿产资源远景及增加新储量,延长矿山服务年限或扩大生产规模。
⑧矿山地质经济研究。主要研究矿产资源的经济评价,矿山地质与生产中的经济活动规律,以求降低成本,提高经济效益。
矿山地质学有其特点,它可以在开采过程中观察到很多此后无条件保存的地质现象,对矿床地质学理论起到重要作用。在勘探方面它可进行探采对比,总结经验,指导矿床勘探工作。矿山地质学有其指导和监督采矿和选冶工作最优化进行的大量研究内容。近年来,矿山地质学在不断发展,一些问题仍是今后重要研究方向,如:矿山工艺矿物学、矿山环境地质、矿产补充资源、矿产资源保护、矿石合理工业指标和矿山地质技术经济以及深部盲矿预测等。
❹ 矿山地质环境问题概述
矿山地质环境问题是指受矿业活动影响而对岩石圈、水圈、生物圈产生地质环境破坏的现象,主要包括矿山地质灾害、土地占用及毁损破坏、地下水系统破坏、三废排放及水土污染、地形地貌景观破坏等。
湖南省矿产资源开发引发的矿山地质环境问题十分突出,且具有地方特色。截至2013年年底,湖南省有826个矿山发生了矿山地质灾害1620处,造成直接经济损失达7亿元以上;矿业活动占用及破坏土地面积约21380hm2;采矿废水年产出量约78550万m3,年排放量约72720万m3;采矿废渣年产出量约5700万t,年排放量约4730万t,累计积存量约61070万t。
湖南省矿山地质环境问题分布有明显的地域性与集中性,与全省矿产资源禀赋特征及开发现状关系密切。区域上,湖南省矿山地质环境问题最突出的地区主要为湘南耒阳—鲁塘—瑶岗仙煤炭、有色金属资源集中开采区,湘中冷水江—恩口—洪山殿煤炭、石膏、锑矿资源集中开采区,湘北广福桥—合口石膏、煤炭、石煤集中开采区;次为花垣铅锌矿区、辰溪煤矿区、邵阳黄亭煤矿区、武冈文坪煤矿区、零陵东湘桥锰矿区、观音滩煤矿区、宁乡煤炭坝煤矿区、浏阳澄潭江煤矿区、攸县黄丰桥—兰村煤矿区、衡山白果—界牌石膏及高岭土等集中开采区。从开采矿种分析,煤炭资源开采引发的矿山地质环境问题最突出,次为有色金属矿及石膏矿。从矿山地质环境问题类型分析,地面变形灾害以地下开采的煤矿、石膏矿最突出,崩塌、滑坡灾害以露天开采的建筑材料矿山为主,泥石流灾害主要分布在湘南有色金属矿区;占用破坏土地以煤矿、建筑材料矿山、有色金属矿山最严重;地下水系统破坏以岩溶充水的煤及有色金属大水矿区最突出;矿山水土环境污染以煤炭、有色金属、硫铁矿、砷矿、铀矿、盐类矿山等较突出。
新中国成立以来至20世纪末,湖南省矿山地质环境问题的发展总体呈逐步上升趋势,与新中国成立以来湖南省矿山数量逐步增多、矿业开发和利用程度逐步增强基本同步;21世纪初至今,进入缓和平缓阶段,与国家、地方及矿山企业对矿山地质环境问题的投入和治理力度基本同步。20世纪50~60年代,矿山地质灾害发生频次较少,70~80年代,随着矿业经济的发展,引发的矿山地质环境问题逐渐增多。进入80年代中后期,特别是80年代末至90年代末,受“大矿大开,小矿放开,有水快流,大力鼓励民营经济发展”思想的影响,矿业无序发展,开采高峰时期,湖南省各类矿山近两万处,部分采矿权人法制观念淡薄,缺乏应有的地质环境保护意识,乱采滥挖,引发了大量矿山地质环境问题。这一时期,湖南省矿山地质环境问题无论从数量、类型或危害程度看,都进入一个跳跃式的高峰发展阶段。
❺ 矿山地质工作的基本任务有哪些
1.
研究矿区、井田的地质、水文地质情况,查明影响煤矿正常生产和建设的地质因素。2.
研究煤层的赋存状况、煤的物理化学性质,掌握煤层、煤质的变化规律。3.
分析矿井充水条件、预测矿井涌水量,预防和处理水文地质问题。4.
提供矿井生产、基本建设及新井移交生产所需要的地质、水文地质资料,及时提交地质说明书、参加采掘设计的审查和生产计划的编制。
5.
根据地质情况,与生产部门密切配合,指导掘进和回采工作的合理进行,监督煤炭资源的充分开采。
6.
掌握地质储量变化,进行矿井储量管理,组织补充勘探,增加矿井储量,延长矿井服务年限。
研究和调查煤系地层中伴生矿产的赋存情况和利用价值。
❻ 矿山地质环境的有关概念及问题
一、矿山地质环境的有关概念
矿山环境是指矿产资源开发活动影响到的区域内自然因素的总体。
矿山环境问题是指矿产资源勘查、开采、洗选和闭坑等过程中对环境造成的不良影响和损害,主要包括:占用与损毁土地资源、破坏水均衡、引发地质灾害、废水废气废渣污染环境、破坏自然景观与生态等。
矿山地质环境指矿床及其周围地区矿业活动影响到的岩石圈部分,与大气、水、生物圈之间相互联系(物质交换)和能量流动组成的环境系统。
矿山地质环境治理是指由于采矿及相关活动影响,致使原来的矿山生态环境、地质环境遭受破坏、变异,甚至形成地质灾害。通过人工措施使生态环境得到恢复或改善;使地质环境条件得到优化;使有关灾害得到有效控制以达到新的环境平衡。
矿区地质灾害是指采矿活动诱发的地质灾害,主要有崩塌、滑坡、泥石流、开采沉陷、岩溶塌陷、地裂缝等。
地下水资源枯竭指过量抽排地下水,地下水位超常降低,使含水层中储存量及补给量被消耗,在一定时期内不能恢复的现象,包括井泉干涸、含水层疏干、地下水位超常降低、地表水漏失等问题。
区域地下水均衡破坏指由于大量抽排地下水,使一个较大面积的地区或含水层的地下水总补给量与总消耗量及贮存量的均衡受到破坏的过程和现象。抽排量不超过补给量和可动用的贮存量为均衡,消耗量大于补给量为负均衡。
地表水、地下水水质污染指由于人类活动造成地表水或地下水中溶解和悬浮的成分超过国家允许最大浓度含量标准的现象。
矿区水土流失指由于矿业活动使土壤及其母质岩石的结构发生破碎和松散,被水流大量搬动散失的过程和现象。
矿区土地荒漠化指由于矿业活动使地表翻动,以及产生地面塌陷、开裂、地下水位降低及土地污染等使土地荒芜,变成类似沙漠景观的环境退化现象。
二、矿山地质环境问题
据《全国矿山地质环境调查和评估》项目统计数据得知,全国矿山总共达13.2225万座。其中东北地区矿山总数为1.3503万座,华北地区为4.036万座,华东地区为2.6601万座,中南地区为1.9923万座,西南地区为1.0765万座,西南地区为2.1073万座(表5-1-1)。
表5-1-1 全国矿山数量表
续表
我国开采矿产资源的历史悠久,新中国成立以来矿业发展更加迅速,为中国经济的发展作出了巨大贡献的同时也付出了巨大的环境代价。由于初期的认识不够,加之错误思想的引导,只注重经济利益,牺牲了环境资源,造成了矿产资源的浪费。改革开放以来,大量的私有新开矿山不断涌出,使矿山地质环境问题呈现分散普遍的趋势。随着旧有的矿山地质环境问题的堆积和新矿山的破坏,将矿山地质环境问题由局部点上破坏,演化成区域性地质环境问题,影响到人居环境的安全和生活质量。
矿产品在被消耗以前,一般会完成矿产品的开采、加工、运输、买卖和使用5个环节,在每个环节中都有可能造成对环境的污染和破坏,尤其是开采过程中对环境的破坏程度最大,也是引发环境问题最多的一个环节。
矿山地质环境问题目前比较普遍的分类如下:
(1)三废污染:固体废弃物污染、水污染、大气污染;
(2)资源损毁:水资源破坏、侵占土地、土地功能退化(水土流失、土地沙化)、海水入侵等;
(3)地质灾害:崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷、地面沉降、山体开裂等。
(一)“三废”污染
1.固体废弃物的污染
在矿山开采过程中的主要废弃物有废石、尾矿等。废弃物的长久堆积除了占用大量土地,也会引起扬尘自燃等废气污染,加上常年降雨的冲刷和淋滤作用,使很多有害成分进入土壤和地表水体,造成土壤污染和水污染问题,给矿区周围的生存环境带来了不安全因素。
表5-1-2 全国采矿固体废弃物产生及排放情况
注:数据来自《中国统计年鉴2005》。
2.大气污染
大气污染主要来自矿区扬尘、矸石自燃、有害气体挥发等。暴露在地表的堆积物,在气候作用下,容易产生自燃、爆炸等结构变化,发生气体释放和表面成分风化进入大气。并且容易引起酸雨等二次污染。
3.水污染
水污染主要来自于矿井水的排放,其次来自于废石堆淋滤作用产生的渗出液,还有选矿、冶炼废水及尾矿池水的排放。这些废水中含有大量的重金属离子、酸离子、有的伴有油污,一般未经处理直接排放,对地表水、地下水污染十分严重。
地下水的污染一般局限于矿山附近,为废水及废渣、尾矿堆经淋滤下渗或被污染的地表水下渗所致。
表5-1-3 全国采矿业工业废气排放情况
注:数据来自《中国统计年鉴2005》。
表5-1-4 全国采矿业废水排放及处理情况
注:数据来自《中国统计年鉴2005》。
(二)资源毁损
1.采矿破坏大量的土地资源
采矿工业占用破坏土地资源,其中占用的土地是指生产、生活设施及开发破坏影响的土地和为矿山服务的交通占地;其中破坏的土地是指露天采矿场、排土场、尾矿场、塌陷区及其他矿山地质灾害破坏的土地面积。
据统计,一座大型矿山平均占地达18~20万m2,小矿山也有几万平方米。
我国每年工业固体废物排放量中,85%以上来自矿山开采。全国国有煤矿现有矸石山1500余座,历年堆积量达3亿t,占地5000hm2。各种尾矿累计约25亿t。
据不完全统计,截至2003年,全国部分省区矿业开发占用和破坏的土地共计560665hm2,其中尾矿堆放占用土地43815hm2,露天采矿占用土地144240hm2,采矿塌陷244713hm2。废石和尾矿任意排放,不仅占用土地,污染土壤、水、空气,还会造成地表的植被破坏和诱发地质灾害。
土地占用比较严重的有山西、辽宁、吉林、黑龙江、湖南、云南等省。
2.水平衡系统的破坏
疏干排水破坏地表水、地下水均衡系统,造成大面积疏干漏斗、泉水干枯、水资源逐步枯竭、河水断流、地表水入渗或经塌陷灌入地下等现象,影响了矿山地区的生态环境。沿海地区的一些矿山因疏干漏斗不断发展,当其边界达到海水面时,易引起海水入侵现象。
3.土地功能退化
矿业活动,特别是露天开采,大量破坏了植被和山坡土体,产生的废石、废渣等松散剥离物质极易导致矿山地区水土流失。
疏干排水和地下采空,破坏了水平衡系统,地面缺水,植被干枯,从而导致荒漠化趋势。
此外,采矿工程与矿坑排水使地下水头压力、矿山压力与围岩之间失去平衡,从而引起一系列环境工程地质问题。如地下采空区顶板冒落及塌陷、巷道底板鼓胀、露天采矿场边坡的滑动、矿坑涌水等,均可造成严重的危害。
4.采矿破坏地表景观
对地表景观的破坏主要表现为其开发活动对自然景观、地貌、地形、地质遗迹、土地及地表植被的破坏,废弃物等对地表景观和地质遗迹的污染和侵蚀。
(三)采矿诱发地质灾害
由于矿山开采需要对地表或者地下进行大规模采掘,改变了矿区的地应力平衡,采矿遗留下来的废石堆、尾矿库、地下巷道等都极易在一定的诱因下衍变成地质灾害。露天开采的矿山会破坏土壤结构、破坏生态环境,在气候变化的时候,由于风或者雨水作用,造成滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害。并且容易造成地下开采矿山破坏地下地质结构、破坏地下水均衡,在雨水或地质条件作用下,容易引起地面塌陷、地裂缝等地质灾害。
全国因采矿引起的地面塌陷达180处以上,其中塌陷坑1600个,塌陷面积达1150km2。全国发生采矿塌陷灾害的矿业城市近40个,其中严重的有25个。全国每年仅因采矿导致的地面塌陷造成的经济损失达4亿元以上。
❼ 矿山基本安全知识讲述
一、矿山地质安全知识
(一)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3种:固态,如石英、正长石、云母;液态,如水、自然汞;气态,如二氧化碳、硫化氢等。
(二)岩石
1.岩石的物理力学性质
岩石是在各种地质作用下,由一种或多种矿物有规律地组合成的矿物集合体。岩石的物理力学.性质表现在其变形特性、强度特征、破坏形式三方面。
2)岩石的强度特征
岩石在外载荷的作用下,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。具体指标有:单向抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、三向抗压强度。
3)岩石的破坏形式
岩石的破坏形式分为脆性破坏和塑性破坏两种。
2.煤层的顶底板岩石
(1)顶板岩石。从采煤工作的角度,根据顶板岩层变形和垮塌的难易程度,可将煤层的顶板岩层分为伪顶、直接顶、基本顶(又称老顶)3种。(2)底板岩石。煤层的底板岩石可分为直接底及基本底(又称老底)两种。
(三)地层
地层系统是用来描述地层上下层之间空间关系的,国际上通常用的地层划分单位有界、系、统。地质时代是用来描述地层上下层之间时间关系的。在划分地层系统的基础上,将地壳的发展历史相对应地划分成若干地质时代的单位,即代、纪、世。
(四)地质构造
沉积岩层(包括煤层)在形成时,一般都是水平或近水平的,在一定范围内是连续完整的。但后来由于受到地壳运动的影响,使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。构造变动按其表现形式,主要可分为褶皱和断裂两类。这种由地壳运动而造成岩层空间形态的变化,称为地质构造。
1.岩层的产状要素
为了说明倾斜岩层的空间形态,常用产状要素来表示,即岩层的走向、倾向及倾角。
2.褶曲构造
褶皱构造的基本单位叫褶曲。褶曲就是岩层的一个弯曲。
(1)褶曲的基本形态:一般把褶曲的基本形态分成背斜和向斜两种。
(2)褶曲的要素:褶曲要素包括核部、翼部、轴面、轴线、枢纽。
(3)褶曲的分类:根据褶曲轴面的产状,分为直立褶曲、倾斜褶曲和倒转褶曲。
3.断裂构造
岩层在外力或内力作用下,产生了机械破坏,使岩体丧失连续性和完整性,不论发生位移与否,都称岩层产生了断裂。断裂后,两侧岩层若没有发生显着位移,称为裂隙或节理;发生了显着的位移则称断层。
1)裂隙
裂隙按成因可分为:原生裂隙、风化裂隙和构造裂隙。
根据裂隙的产状和岩层的产状关系,可分为:走向裂隙、倾向裂隙和斜交裂隙。
2)断层
岩层沿断裂面发生显着位移的断裂构造,称为断层。
(1)断层要素。为了描述断层的性质、位置和空间形态,我们给断层的各个部位以一定的名称,这些断层的基本组成部分叫断层要素。
(2)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、逆断层和平推断层。根据断层面的倾角,又把逆断层分为:冲断层(断层面倾角大于45°)、逆掩断层(断层面倾角为45°~25°之间)和辗掩断层(断层面倾角在25°以下)、根据断层走向与岩层走向关系,把断层又分为:走向断层、斜交断层。断裂构造发育的地区,经常是许多断层以某种组合形式出现,其中有:地堑和地垒、迭瓦状构造、阶梯状构造。
(五)地下水
5.地下水的分类
按地下水的埋藏条件分为潜水和承压水;按地下水含水层性质分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。岩溶发育必须具备的四个条件:要有可溶岩层、岩层因具有裂隙而透水、水必须有侵蚀性,水在岩层中应是流动的。
6.地下水的化学成分
由于所含化学成分的不同,地下水表现了不同的化学性质。反映地下水化学性质的常用指标有水的总矿化度、氢离子浓度(pH值)、水的硬度。
7.矿井水的来源
煤矿生产过程中,经常见地下水流人或涌入巷道或工作面,这就是矿井水。矿井水来源有地表水、含水层水、老窑水和断层水。
❽ 矿山地质环境问题的成因分析
矿业开发或多或少会对地质环境造成影响破坏,有些矿山地质环境问题的产生具有必然性,有些矿山地质环境问题的产生则与矿业行为的规范程度关系密切,总而言之,导致湖南省矿山地质环境问题产生的因素主要有采矿行为、采选冶及治理技术以及自然因素。
一、采矿行为因素
矿业开发活动过程中,地下开采掘进及主动放顶、矿山地面工程建设、露天采场开挖及表土剥离等采矿行为,很难避免采空地面变形、地下水位下降、土地资源占用破坏等矿山地质环境问题的发生,这是矿业活动的基本属性所致。但规范的矿业活动或矿业活动过程中事先主动采取有效的矿山地质环境防护措施,将大大减少或消除采矿活动对矿山地质环境的破坏程度,即使产生破坏,其恢复治理也较容易。综合分析,目前湖南省因采矿行为不恰当而导致大量环境问题发生的主要方面有:
1.过度开采、掠夺式开采
受“大矿大开,小矿放开,有水快流,大力鼓励民营经济发展”思想的影响,矿业发展无序,高峰时期,湖南省各类矿山近两万处。据不完全统计,1998年,湖南省各类大小矿山达12417座,且还有不少非法开采、民采矿硐。一些矿山企业或私人团伙见矿就采,盲目乱采滥挖,越层越界,不留设甚至偷采保安矿墙(柱)等现象十分严重,导致全省矿山地质环境问题急剧爆发,为早期矿山地质环境问题恶化的主要原因。
2.环保意识薄弱,过度追求经济效益
为了追求经济效益最大化,历史上,不顾环境和他人利益,开采过程中不重视环境的保护及预防。主要表现为:废渣随意堆放而不惜占用农田、水库、河谷;废水肆意排放而不采取任何净化措施;居民区、重要设施区及基本农田下方开采而不留设保安矿柱,形成超深、超宽的采空区;不合法采矿权人或非法个人盗采保安矿柱等。
3.矿山地质环境保护方面技术人员匮乏
现有的众多小矿山,或无环境保护方面的技术员,或已有的技术人员水工环专业知识欠缺,对矿床水文地质条件、工程地质条件及其复杂性等开采技术条件不了解或认识不足,对可能引发的地质环境问题不会科学合理采取相应的预防措施,不自觉造成了对矿山地质环境的破坏,这是造成湖南省矿山地质环境问题的一个重要因素。
4.地方保护主义思想过重
在一些地方,矿产资源开发成为当地的主要经济支柱,是地方财政的最大来源。历史时期,部分地方政府和部门片面理解“发展才是硬道理”,存在“先发展起来,再改善生态和保护环境”的错误认识,对矿产资源管理秩序整顿、关停小矿山、保护矿山地质环境的要求执行不力,加重了矿山地质环境的破坏。
二、技术因素
1.矿山采、选技术落后,加剧了矿山地质环境问题的发生
受矿产资源禀赋条件限制,矿山开采技术落后,采用落后的“崩塌法”、“放大炮”等开采技术,造成了地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害。部分井下开采矿山的探水技术落后,对老窑、老采空区、岩溶管道探测不完全而发生突水突泥事故,从而造成地面塌陷的发生。选矿工艺简单落后,如省内曾存在大量土法采选金矿、土法炼汞、炼砷、炼硫、炼矾、炼铅锌、氰化选矿的矿山,对矿山地质环境造成了污染。全省很多矿产资源,特别是有色金属资源,共(伴)生矿多、贫矿多,由于选矿技术落后,资源综合利用水平低,总回收率仅40%左右,综合利用水平低,不仅浪费资源,增加固体废弃物排放量,而且增加了尾砂中重金属的排放,加重了环境影响的程度。
2.废渣、废水综合利用程度低,矿山地质环境恢复治理技术落后
矿业活动过程中有大量废渣、废水排放,对其综合利用,不仅能变废为宝,节约资源,而且能有效保护矿山地质环境。湖南省矿山废渣、废水的综合治理率不高,矿山废渣综合利用率为26.83%,废水综合利用率为11.89%。同时,目前全省矿业废渣、废水综合治理利用的技术水平较低,方法工艺较落后。矿山地质环境恢复治理是一项专业性和技术性很强的工作,但当前矿山地质灾害防治和矿区土地复垦技术研究还很薄弱。如地面变形监测可有效预防地面塌陷、采空地面变形对地面设施的破坏,但目前地面变形监测尚处于探索研究阶段,而没有一套完整经济适用的监测技术体系及早掌控地面形变。就土地复垦而言,采矿废水、废渣造成的以重金属污染为代表的水土污染治理难度大,目前没有形成一套普适性的治理技术来恢复治理已污染破坏的土地,致使已破坏土地的恢复治理进度十分缓慢。
三、资金因素
历史上,由于采矿权人追求经济效益最大化,往往不主动对矿山地质环境破坏的风险进行及时防控。即使问题已经产生,但并不投入足够的资金进行治理恢复,从而导致大量的环境问题遗留。虽然近十年国家及地方政府和采矿权人对矿山地质环境问题已投入了大量的治理资金进行治理,但历史欠账多,治理面积有限。
四、自然因素
矿业活动破坏了矿山地质环境平衡条件是造成矿山地质环境问题的根本原因,但湖南省矿山地质环境条件脆弱是矿业活动容易导致矿山地质环境问题加剧的另一因素。
(一)气象与水文
湖南省降水量丰富,但年分布不均,全省多年平均降水量为1426.6mm,最大可达3089mm。由于大气降水丰沛,雨量集中,常出现暴雨,日最大降雨量达423.1mm。降雨是湖南矿山产生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及水土流失的一个重要因素。气候条件十分有利于岩石的风化作用,许多矿区岩石风化强烈,降低了岩体的完整性和稳定性;同时,强烈的风化作用也降低了废石堆的稳定性,容易产生矿山地质灾害。湖南季风变化大,夏、秋季干燥风大,是尾矿库产生扬尘污染的原因之一。地表水系发育,河网密布,许多矿区地表水与地下水之间具有水力联系,地表水往往成为矿井充水、突水的主要来源。尤其是极端天气的出现,如久旱逢暴雨,随之产生大量的矿山地质环境问题。
(二)地形地貌
地形强烈切割的深沟大川是崩塌、滑坡最有利的发生地段;各级阶地和剥夷面间的斜坡地带,崩塌、滑坡也十分发育;上下陡、中间缓的折线山坡,当山坡上部成马蹄形环状地形且汇水面积大时,易产生沿基岩面滑动的土层滑坡。湖南有色金属矿床多产于崇山峻岭之中,复杂的地形条件易发生崩塌、滑坡、泥石流地质灾害。
(三)矿床地质环境条件
湖南省能源矿产赋矿层主要为二叠系龙潭煤系、石炭系测水煤系,其次为二叠系吴家坪煤系、二叠系黔阳煤系、上三叠统、下侏罗统含煤岩系等。各含煤岩系岩性主要为粉砂岩、页岩、泥岩夹砂岩或互层,页岩、泥岩力学强度低,矿井工程地质条件大多为中等至差;而龙潭煤系北型、吴家坪煤系、黔阳煤系顶板、底板或顶底板为岩溶发育且富含岩溶地下水的碳酸岩盐,断裂构造发育且导水性强,水文地质条件及矿区构造大多复杂。建筑材料矿山的石膏矿产主要赋存层位有下石炭统梓门桥组、白垩系、古近—新近系,其中梓门桥组含膏岩系直接顶板为岩溶发育中等至强烈的梓门桥组上段灰岩,间接顶板为岩溶强发育的壶天群,水文地质条件大多为复杂至中等,白垩系及古近—新近系含膏岩系岩性多为泥岩、粉砂岩,岩石固结程度较低,岩体力学强度低,矿床工程地质条件大多较差。湖南省柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山、水口山铅锌矿、七宝山金银黄铁矿等主要有色金属矿床均为接触交代型矿床,其容矿层位均为岩溶发育的碳酸岩盐,水文地质条件复杂,花垣铅锌矿赋矿层位亦为寒武系下统清虚洞组灰岩,地下河等岩溶极发育。当开采上述矿产资源时,由于工程地质条件差,易引发采空区地面变形矿等矿山地质灾害;水文地质条件复杂,则易产生岩溶地面塌陷,并导致含水层结构破坏。这也是湖南省采空区地面变形灾害主要与测水煤系煤矿山、龙潭煤系(南型)煤矿山、石膏矿山有关及岩溶塌陷、含水层结构破坏主要与龙潭煤系(北型)、吴家坪煤系、黔阳煤系煤矿山、柿竹园多金属矿、黄沙坪、宝山铅锌矿、七宝山多金属矿等有色金属矿山有关的重要因素。
湖南省露天开采矿山绝大多数为砂石黏土矿山,花岗岩、石灰岩、石英岩等采石场,风化程度高,当节理、裂隙发育,开采形成较陡峻的临空面时,易发生崩塌;采砂场、砖瓦厂、高岭土矿、红土型金矿、淋积型锰矿开采对象为第四系土(砂)体,土体力学强度低,遇水易软化,采场边坡易发生崩滑现象;此外,石煤矿大多露天开采,部分沉积型铁矿、磷矿也有露天开采矿山,赋矿层位主要为震旦系至寒武系的江口组、陡山沱组、小烟溪组,岩性多为板岩、炭质板岩、砂质板岩,除层理外,板理、劈理均较发育,浅部风化节理十分发育,采场边坡易发生滑坡与崩塌。同时,采场剥离废石及采矿废石量较大,往往成为泥石流的物质来源。
有色金属及石煤矿山的废渣、废水中含大量重金属元素及放射性元素,化工盐类矿山废渣、废水中含卤族元素,中高硫煤矿山及硫铁矿山废渣、废水中含大量黄铁矿,均是矿山水土污染的污染物来源。
❾ 矿山地质
矿区岩层为上元古界寒武系的火山沉积岩、下石炭统的沉积岩,并有加里东期、海西期的岩浆岩,第四系的松散沉积物广有分布,地层为单斜构造。
(1)地层
寒武系岩体占矿区地层的1/3,次为花岗岩、大理石化灰岩,少量为云母片岩和砂砾岩。根据矿区地质剖面从老至新概述如下:
1)寒武系。总计厚247m,广泛分布,根据不同岩性简述为:①浅绿色角岩,厚70m;②黑绿色云母、金云母岩,厚109m;③破碎糜棱岩带,厚5m;④结晶灰岩、薄层状白云石化灰岩,厚8.5m;⑤黑绿色云母、黑云母金云母片岩,厚4m;⑥深灰色中厚层状白云石化灰岩,厚23m;⑦浅灰色角岩,厚21.5m;⑧破碎糜棱带,厚6m。
2)下石炭统。厚1200m,砾岩、粉砂岩、砂岩主要分布于矿区的东南,基岩图的东北,不整合于寒武系之上。
3)第四系。以松散沉积物形式分布在矿区的山坡、山峪、丘陵地带,可分为下列两层:洪积层,遍布全矿区,厚6~10m;坡积层,主要分布在山顶、山坡上,厚2~30m。
(2)构造
矿区位于大型背斜的南部。矿区东南有200~300m宽的构造断裂带,沿200~500方向延伸;矿区东部有4条较大断层,断层在中、西矿体处有转折呈南北方向延伸;矿区北部断层沿40°~45°方向延伸,长1000余m;矿区西部断层走向70°,倾角750;矿区中部有2条断层,一条走向为100,倾角600,另一条走向350°。矿区内尚有次一级的小型断层,其产状如下:①北东向断层:走向55°~75°,倾角80°~90°;②南东向断层:走向140°~1750,倾角80°~90°;③南西向断层:走向200°~2500,倾角45°~60°。
(3)岩浆岩
矿区内出露的岩浆岩主要为花岗岩,沿北东方向形成4个岩体:闪长岩体、花岗岩体、基性花岗岩体、花岗岩体。矿区主要有下列类型的变质作用:①区域变质;②热力变质;③热液变质。其中矽卡岩化、角岩化、大理岩化、矿化等作用,形成了铁与岩石的混合体。这些岩石由角闪石、方柱石、绿泥石、蛇纹石、黑云母、金云母、辉石、钠长石、石英、绢云母、绿帘石、磁铁矿、长石、石棉等矿物组成,厚度从几十厘米到几米不等。
(4)矿床地质特征
图木尔套力盖铁矿床共有7个矿体组成,其中东、中、西矿体规模较大,平行矿体较小,4、5、6号矿体微小。
1)东矿体。位于矿区东北角,大部分出露地表,走向NE-SW25°~40°、倾角44°~48°。矿体形状呈扁豆体状,走向长245m,矿体厚度在6m 至65m 之间变化,矿体东北厚1~3.5m,并有夹层;矿体西南厚6.5m,中间厚53m。从剖面图看,随着深度的增加,矿体厚度变薄,并分叉成为2~3个小矿体。矿石主要呈块状构造和浸染状构造。矿石成分简单,主要为磁铁富矿,浅部为低硫矿石或氧化矿石,氧化带深度在26~30m 之间。矿石化学成分见表8.1。
表8.1 图木尔套力盖东矿体矿石化学成分表
2)中矿体。位于矿区中部,出露地表,由南、北2个扁豆状矿体组成,在矿体东部两个扁豆体相连,总走向为NE70°~75°,倾向SE,倾角62°67°。矿体一般厚度为33~40m,矿体中心部位厚55m,平均厚30~35m,矿体端部为20~22m。
矿石构造简单,主要是块状构造矿石,少量浸染状矿石,有时可见贫矿和夹石。矿体的化学成分见表8.2。
表8.2 图木尔套力盖中矿体矿石化学成分表
3)西矿体。位于矿区西部,是中矿体在其西部的延续,地表覆盖为第四系的松散沉积物,地表没有露头。矿体产于大理岩层之下,厚约30~50m,在东西两侧有角岩。矿体长约400m,由I、Ⅱ两个平行矿体组成。矿体走向近东西,倾向南东,倾角55°~60°。矿体中心部分厚41m,矿体沿倾斜方向厚度变化大且不均匀,如850m 水平上其矿体厚度达100m,在750m 水平上矿体厚度仅有15~50m。西矿体的矿石构造主要是块状矿石,贫矿石少见,没有氧化矿石。西矿体矿石化学成分见表8.3。
4)平行矿体。位于中矿体以南100~150m 处,走向NE50°,倾向南东,倾角56°,矿体厚度6.5~12.6m,TFe含量59%~64.9%。
5)4号矿体。位于西矿体西南250~300m处,走向SE40°~50°。
表8.3 图木尔套力盖西矿体化学成分表
6)5号矿体。位于4号矿体西500~600m,矿体走向600~700,厚度15m。
7)6号矿体。位于西矿体西南的1050.06m 标高的山头上,矿体长10~15m,厚6~8m,与4号、5号矿体平行。
(5)矿石质量
图木尔套力盖铁矿在勘探中把矿石分为3种类型:①贫矿石(含硫矿石);②高炉矿石;③平炉矿石。各种矿石类型工业指标与矿石品位见表8.4,表8.5。通过化学分析证明该矿区所产矿石多为富铁矿。
表8.4 各类矿石工业指标与矿石品位
表8.5 技术样品分析结果表