《矿山地质灾害》PPT课件

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1、矿山地质灾害概述矿山是人类工程活动对地质环境影响最为强烈的场所之一。矿山地质灾害因大规模采矿活动而使矿区自然地质环境发生变化，产生影响人类正常生活和生产的灾害性地质作用或现象。采矿对矿区环境的影响主要表现在矿坑疏干排水造成地面塌陷，泉水枯竭，河水断流和区域地下水位下降；深井排水或注水诱发地震；地面开挖，地下采掘引起崩塌，滑坡，地面开裂与沉陷；矿山地质灾害种类环境因素作用形式主要地质灾害种类地表环境地下采空地面及边坡开挖爆破及震动地下水位降低废水排放废渣，尾矿排放尾矿库溃坝煤层自燃采空区地面塌陷山体开裂崩塌，滑坡，泥石流水土流

2、失与土地荒漠化岩溶塌陷采矿诱发地震水环境地下水位降低废水排放废渣，尾矿排放水质污染水动力条件改变井，泉枯竭海水入侵采场环境地下采空地面及边坡开挖爆破及震动地下水位降低地下热害坑道变形露采边坡失稳粉尘煤与瓦斯突出突水，崩泥岩爆矿山与地下工程地质灾害冒顶垮帮岩爆煤与瓦斯突出矿井突水返回冒顶垮帮特征及其影响因素：地下洞室开挖后，由于御荷回弹，应力和水分的重新分布常使围岩的性状发生变化。如果围岩岩体曾受不了回弹应力或重新分布应力的作用，就会发生变形或破坏。征兆：顶板掉渣由小而大，又稀变密，裂隙数量增多、宽度加大，煤帮煤质在高压下变软

3、，支架压坏、折断瓦斯涌出量突然增多，淋水量增大等。返回脆性围岩掩体结构变形破坏形式产生机制块体状结构及厚层状结构张裂塌落拉应力集中造成的张裂劈裂剥落压应力集中造成的拉裂剪切滑移及剪切碎裂压应力集中造成的剪切破坏及滑移拉裂岩爆压应力高度集中造成的突然而猛烈的脆性破坏塑性围岩岩体结构变形破坏形式产生机制中薄层状弯折内鼓御荷回弹应力集中造成的弯曲拉裂碎裂碎裂松动压应力集中造成的剪切松动层状塑性挤出压应力集中作用下的塑性流动膨胀内鼓水分重新分布造成的剪切松动散体塑性挤出压应力作用下的塑流塑流涌出松散饱和水岩体的悬浮流塑中立坍塌重力下

4、作用的坍塌采空区处理方法填充法：及时用碎石、尾矿砂、水沙、混凝土等物质填充采空区，从而起支撑顶板，减小其承受上覆岩土体压力的作用。崩落法：利用深孔爆破的方法将采空区围岩崩落，填充采空区。支撑法：以矿柱或支架等支撑采空区，防止其发生危险变形。封闭法：封闭不影响主矿体开采、主矿道的小采空区。返回岩爆岩爆又称冲击地压，是指承受强大地压的脆性煤、矿体或岩体，在其极限平衡状态下受到破坏时向自由空间突然释放能量的动力现象，是一种采矿或隧道开挖活动诱发的地震。在煤矿、金属矿和各种人工隧道中均有发生。返回岩爆的类型和特点围岩表部岩石破裂引起

5、的岩爆：在深埋隧道或其它类型地下洞室中发生的中小型岩爆多属于这种。岩爆发生时常发出如机枪射击的噼噼啪啪响声，故被称为岩石射击。一般发生在新开挖的工作面附近，掘进爆破后2~3h，围岩表部岩石发生爆破声，同时有中间厚、边部薄的不规则片状岩块自洞壁围岩中弹出或剥落。这类岩爆多发生于表面平整、有硬质结核或软弱面的地方，且多平行于岩壁发生，事先无明显的预兆。岩爆的类型和特点矿柱围岩破坏引起的岩爆：在埋深较大的矿坑中，由于围岩应力大，常常使矿柱或围岩发生破坏而引起岩爆。这类岩爆发生时通常伴有剧烈的气浪和巨声，甚至还伴有周围岩体的强烈振动

6、，破坏力极大，对地下采掘工作常造成严重的危害，被称为矿山打击或冲击地压。在煤矿中，这类岩爆多发生于距坑道壁有一定距离的区域内。岩爆的类型和特点断层错动引起的岩爆：当开挖的洞室或坑道与潜在的活动断层以较小的角度相交时，由于开挖使作用于断层面上的正应力较小，降低了断面的摩擦阻力，常引起断层突然活动而形成岩爆，这类岩爆一般发生在活动构造区的深矿井中，破坏性大，影响范围广。岩爆的产生条件与发生机制岩爆条件内在条件：存在高储能体及其应力接近于岩体极限强度。外在条件：某些因素围岩内高储能体的形成条件：岩体能够储聚较大的弹性应变能。在岩体

7、内部应力高度集中。岩爆的预测及防治岩爆的监测预报：在实验室内测量煤岩或岩块的力学参数，依据弹性变形能量指数判断岩爆的发生几率和危险程度。现场观测，通过观测声响、震动，在掘进面上钻进时观察测量钻屑数量等进行预测预报。预测预报方法：钻屑法或岩心饼化法、地球物理法、位移测试法、水分法、温度变化法、统计法、地震波预测法、声发射（A-E）法。岩爆的预测及防治设计阶段的防治对策：洞轴线的选择、洞室断面形状选择施工阶段策：超前应力解除法、喷水或钻孔注水促进围岩软化、选择合适的开挖方式、减少岩体暴露的时间和面积、岩爆发生的处理措施合理选择围

8、岩的支护加固措施：喷混凝土或钢纤维喷混凝土加固、钢筋网喷混凝土加固、周边锚杆加固、格栅钢架加固、必要时可采取超前支护。返回煤与瓦斯突出在煤矿地下开采过程中，从煤（岩石）壁向采掘工作面瞬间突然喷出大量煤（岩）粉和瓦斯（CH₄,CO₂）的现象，称为煤与瓦斯突出。大量承压状态下的瓦斯从煤或围岩裂