矿床水文地质学讲义(吉林大学)课件.ppt

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1、矿床水文地质学一、本课程研究目的和意义井工开采矿山主要灾害：瓦斯爆炸、突水事故、冒顶、煤层自燃。地下水和矿是相伴而生的，矿产开采将破坏含水层结构，造成水资源的损失。目的和意义：在矿产开采过程中，如何避免发生突水事故，减小水资源的破坏。二、研究内容（1）矿床水文地质条件（2）矿井涌水的预测（3）矿井突水的预测及其防治技术第一章有关矿床与采矿的基础知识第一节有关矿床的基础知识一、矿石、矿体、矿床与矿产矿石：凡含经济上有价值和技术上可提取有用元素、化合物或矿物的岩石，称为矿石。矿体：矿石的自然堆积体称矿体。矿体是独立的地质

2、体，有一定的形状、大小和产状，并占有一定空间。矿床：有成矿地质作用在地壳中形成的质和量皆符合当前技术条件，可被开采和利用的地质体称为矿床。由矿体和围岩组成。一个矿床可有一个或多个矿体组成。矿产：在地壳中，有地质作用形成和能被利用的矿物资源称为矿产。根据工业用途分为三大类：金属矿产（黑色、有色、轻贵、稀有和放射性金属）非金属矿产（金刚石、云母、石英等）可燃有机矿产（煤、石油）此外，地下水也是不可缺少的矿产资源被开发和利用二、矿体的形状和产状1.矿体的形状：矿体在空间的存在形态。根据矿体延伸情况分为三个基本类型：等轴型矿

3、体：如矿瘤，可处在含水层或隔水层中。板状型矿体：如矿层、透镜体等，其顶、底板（或其一）可为含水层。柱状型矿体：如矿筒，可分布在含水层或隔水层中。不规则矿体：介于三个基本类型之间的为过度型矿体和不规则形态矿体，如网状、放射状矿体等。网状矿体2.矿体的产状：指矿体产出的地质位置和产出形态。包括矿体的构造位置、形状、大小、与围岩的接触关系及其空间方位等。通常以矿体（层）的走向、倾向及其倾角表示。按产状（倾角）矿体可分为：小于30的为水平矿体；30至300的为缓倾斜矿体;300至450-550的为倾斜矿体；大于450-550

4、的为急倾斜矿体。三、矿石品位和矿产储量1.矿石品位：指矿石中有用组分的含量，是衡量矿石质量的主要标志。常以有用矿物的单位重量或体积的含量表示(g/m3或kg/m3或g/t)。在当前的经济技术条件下，工业对矿石中主要有用组分的最低含量要求称为工业品位。它随着工艺技术、矿石储量、综合利用情况和国家对该矿石的需要等条件的变化而变化。用以圈定工业矿体边界的品位称为边界品位，低于的为夹石。2.矿产储量：即矿产在地下的埋藏量，是确定矿山规模、投资和矿山服务年限的主要依据。在地质调查期间，应按不同地段、不同储量级别、不同矿石自然类

5、型、不同工业品位等分别计算储量；开采时还须计算生产储量。一般情况，露天开采时应计算开拓储量及备采储量；地下开采时应计算开拓、采准及备采三级储量。四、矿床成因类型（1）岩浆矿床：伴随地壳中岩浆活动而形成的矿床，如铬、铂、金刚石、铜、铁、磷等。该矿床多与围岩发育各种裂隙，故裂隙水是该矿床主要充水水源。（2）伟晶岩矿床：晶体粗大的脉状矿体，富含稀有及放射性元素，如锂、云母、水晶等。本身裂隙较发育，多成为含水较丰富的裂隙水带。（3）气水-热液矿床：是由含水、挥发性组分及成矿组分的气水热液，在运移中，成矿物质通过充填或交代作用

6、所形成的矿床。四、矿床成因类型（4）风化矿床：由地壳表层风化作用形成的矿床，主要产出铁、锰、铝、镍、钴、金、金刚石、磷块岩及高岭土等。其主要充水层为风化裂隙潜水层。（5）沉积矿床：由地表沉积作用形成的矿床。（6）变质矿床：伴随岩石变质过程，由有用元素富集而成的矿床。除了金、铀、铜、锌等金属矿产外，还产滑石、菱镁矿、硼、石么棉等非金属矿产，多数为水文地质条件简单的裂隙充水矿床。第二节采矿基础知识一、矿床的开采单位对面积大、储量多的矿体，通常按矿体赋存条件分成从大到小的若干个开采单位，划归相应的采矿企业进行开采。其中：1

7、.划归公司或矿务局开采的矿体，称为矿区；2.矿务局或公司下设一个或几个矿山，划归一个企业开采的矿体称为矿田；3.在一个矿山中，划归一个矿井（坑口）开采的矿体称为井田；4.水平煤层的盘区划分在水平矿层中一般都先在井田中部开掘主要运输平巷，然后在其两侧将井田划分成若干个盘区，再把盘区分成矿壁，依次进行开采。5.倾斜煤层的阶段划分对倾斜的矿体，多沿倾斜按一定标高分若干个平行于走向的长条，称为阶段。当阶段面积仍较大时，还应进一步划分成几个采区。每个采区沿倾斜亦应布置几个开采工作面．称区段。二、矿床开采方式采用露天开采或地下开

8、采二种方式，有的则采用上述两种方式联合开采。1.露天开采及露天矿场的构成当矿床埋藏近地表、覆盖层较薄，或开采由浅延至深部矿床的浅部矿体时，宜用露天方式开采，即从地面以较大面积直接向深处掘露天沟道，形成工作面开采矿石的方式。我国北方许多大型煤矿床，某些金属、非金属矿床及建筑材料，都用露天方式开采。其特点是生产能力大、效率高、成本低，劳动环境好。依