矿床水文地质学(野外工作培训)

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1、矿床水文地质学王现国教授级高级工程师河南省地矿局第二水文地质工程地质二队二0一一年元月第一章矿床水文地质概论地下水对采矿威胁很大。矿床水文地质主要是研究矿床水文地质条件、矿床开采中出现的水文地质问题及为解决这些问题提供依据。矿床水文地质是为矿床开采服务的，它是把地下水作为需防治和排除的有害对象而加以研究的。矿坑涌水及突水是矿产资源开发过程中常遇见的一种水患，影响井巷开拓和回采工作，需耗巨资建立防、排水工程，增加了采矿成本。矿坑突水还会造成重大的人身伤亡和整个矿井的淹没。因此，加强矿床水文地质工作，不仅能够保证能源与矿产安全开采，还能相对增大我国的能源与矿产资源的储量，意义十分重大。矿床水文地质

2、工作可以分为矿床调查中的矿床水文地质调查工作与开采中的矿井水文地质工作。两者关系密切，不可分割。矿床水文地质的基本任务主要包含4个方面的内容：①查明各类矿床的水文地质条件，即查明矿床水文地质类型、天然条件下矿床充水和开采时矿井涌水的水源及途径等规律性问题；②预测未来开采时的矿井涌水量；③探讨开采时矿床水文地质条件的变化、矿井突水及矿井水的防治，解决供、排水矛盾及保护矿区环境；④矿床水文地质调查方法的研究。第一节矿床与矿床开采一、矿床与矿产矿床是指在地壳中由地质作用形成的、其品位和储量在当前经济技术条件下具有开采价值的含矿地质体。矿床是由矿体和围岩组成的，按成因可把矿床为六大类，即：岩浆矿床、伟

3、晶岩矿床、气水一热液矿床、风化矿床、沉积矿床、变质矿床。按矿体产状分为层状矿床、非层状矿床。矿产是在地壳中由地质作用形成和能被利用的矿物资源。根据工业用途矿产分为三大类：①金属矿产，包括黑色金属(铁、锰等)、有色金属(铜、铅、锌等)、轻贵金属(铝、镁、金、银等)、稀有和放射性金属(铀等)；②非金属矿产(如菱镁矿、磷灰石、钾盐、金刚石、云母、石英等)；③可燃有机矿产(煤、石油、天然气等)。目前已知的常用矿产有150多种，其中最主要的有三五十种。第一节矿床与矿床开采二、矿床开采(一)矿床开采单位的划分处于同一地质构造、同一成因的全部矿床，称矿田(煤矿则称煤田)。如果矿田规模较大，可划分为若干部分，

4、每一部分由一个矿井(坑口)进行开采，称为井田(图1-1），井田的边界可以是人为边界或自然边界。开采时，还必须把井田分成较小的部分，对倾斜矿层，常沿其倾斜方向按一定标高把矿层分成若干个平行于走向的长条部分，称为阶段(或称中段)，其上下分界面称为水平，如图l-2。当阶段较小时，开采可沿全阶段一次开采；如阶段面积较大，还应进一步划分成n个采区，每个采区沿倾斜布置n个开采工作面，称区段。阶段的开采顺序，一般情况下自上而下进行。第一节矿床与矿床开采图1-1矿区、矿田、井田划分示意图图1-2阶段及分区布置示意图Ⅰ—阶段垂高;Ⅱ—阶段斜长第一节矿床与矿床开采(二)矿床开采方式矿床开采方式一般为露天开采或地下

5、开采，某些矿床采用两种方式联合开采。1．露天开采当矿体埋藏较浅且厚度较大或开采深埋矿床的浅部矿体时，可采用露天方式开采。露天开采是从地面较大面积上直接向深处开掘，一般是把矿层分割为一定厚度的水平分区，由上而下梯状开采，从而形成工作面并采出矿石，其优点是施工简便，采掘能力大、效率高、成本低、劳动环境好。露天开采时直接在地面开挖采矿工程，其总体称为露天采(矿)场(图1-3）。第一节矿床与矿床开采图1-3露天采矿场示意剖面图1—台阶；2—台阶坡面；3—排水沟；4—矿体；5—台阶坡面角图1-4地下开采井巷示意图1—竖井（或称井筒，立井）；2—斜井；3—平硐；4—暗井（盲井）；5—溜井；6—石门；7—矿

6、门；8—溜道；9—上山（道）；10—下山（道）；11—小井；12—露天采矿场；13—光层平巷；14—矿层平巷第一节矿床与矿床开采2．地下开采开采埋藏在地下深处的矿产，多采用地下开采方式，即利用各种类型的巷道，使用不同的采矿方法，从地下开采出矿石。地下开采应用的巷道，如图1-4所示。1)垂直巷道(直立巷道)：①竖井(或称立井)，由地面进入地下的大口径井筒，系主要垂直通道；②小井，与地面相通作通风或安全出口或临时提升用的小型竖井，有时也称风井；③暗(盲)井，与地表不直接相通的竖井，主要用于从下水平往上水平提升矿石；④溜井，连接上、下水平，无通往地面出口的竖井，用于自上而下溜放矿石。2)水平巷道：①

7、平硐，由地面掘进的主要水平巷道；②平巷，沿岩层或矿层走向开挖的水平巷道，分别称岩层平巷或矿层平巷，平巷不直接与地面相通；③石门和矿门，在地下垂直(或斜交)矿体走向，开掘在岩层和矿层中的水平巷道。第一节矿床与矿床开采3)倾斜巷道：①斜井，在地面掘进的有一定倾角的大口径井筒，是主要倾斜通道；②溜道，在地下自上而下溜矿用的倾斜巷道；③上山(道)，在地下沿矿体倾斜向上开掘的巷道，一般位于开采水平运输大巷以