第5章矿山与地下工程地质灾害ppt课件.ppt

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1、第六章矿山与地下工程地质灾害矿山与地下工程地质灾害的类型矿区地面变形与荒漠化矿山与地下工程地压灾害瓦斯爆炸与煤层自燃矿井突水第一节矿山与地下工程地质灾害的类型因大规模采矿活动而使矿区自然地质环境发性变异，产生影响人类正常生活和生产的灾害地质作用或现象，称为矿山地质灾害主要原因：采矿过程中的能量交换和物质转移环境要素作用形式主要地质灾害种类地表环境地下采空采空区地面沉降地面及边坡开挖山体开裂爆破及震动崩塌、滑坡、泥石流地下水位降低水土流失与土地荒漠化废水排放岩溶塌陷废渣、尾矿排放采矿诱发地震尾矿溃坝煤层自燃环境

2、要素作用形式主要地质灾害种类水环境地下水位降低水动力条件改变废水排放井、泉枯竭废渣、尾矿排放海水入侵水质污染环境要素作用形式主要地质灾害种类采矿环境地下采空粉尘地面及边坡开挖煤与瓦斯突出爆破及震动突水、溃泥地下水位降低岩爆地下热害坑道变形露采边坡失稳第二节矿区地面变形与荒漠化一、矿区地面塌陷与地裂缝矿区地面变形地质灾害指地下开采的矿山，由于采空区上覆岩土体冒落或变形面在地表发生大面积变形破坏并造成人员伤亡或财产损失的现象和过程。2007年8月29日，陕西神木县煤矿矿井采空区发生塌陷引发3.3级地震1、矿区地面塌

3、陷与地裂缝的危害⑴破坏土地资源，影响农业生产⑵损坏地表建筑物2、矿区地面塌陷与地裂缝的成因⑴主要诱发因素：开采方式和矿体赋存条件⑵主要原因：矿床地下开采形成的采空区⑶决定条件：采空区深度与面积、采掘面高度，地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质等自然条件决定地面塌陷和地裂缝的规模与空间分布3、矿区地面变形的防治对策(1)地面塌陷区的整治和利用(2)以废治害：用尾矿、矸石、煤灰填埋塌陷区，治理塌陷灾害(3)治理地裂缝，消除隐患(4)减轻塌陷灾害的预防措施二、矿区荒漠化1、矿区荒漠化的成因尾矿和矸石堆放及筛选冶炼过

4、程中排放的“三废”危害矿区周围的植被露天采矿剥离地表，水土流失加剧，土地生产能力下降，出现地表荒芜、砂石裸露等露采煤矿内排土复垦作业示意图甘肃雷坛河遭煤矸石侵袭2、防治对策(1)增强环境意识，强化法规管理(2)加强环境规划和环境影响评价(3)露天矿山的复垦和利用(4)废石堆及尾矿池复垦(5)矿山“三废”的综合利用第三节矿山与地下工程地压灾害一、冒顶垮帮1、原因地下洞室开挖后，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2、顶板冒落

5、或侧壁垮帮的征兆顶板掉渣由小到大、由稀到密、裂隙数量增多、宽度加大，煤帮煤质在高压下变软，支架压坏、折断，瓦斯涌出量突然增多，淋水量增大等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

6、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作用的坍塌3、采空区处理方法(1)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(2)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(3)支撑法：以矿柱或支架等支撑采空区，防止其发生危险变形(4)封闭法：封闭不影响主矿体开采、主矿道的小采空区二、岩爆又称冲击地压，是指受强大地压的脆性煤、矿体或岩体，在其极限平衡状态受到破坏时向自由空间突然释放能量的动

7、力现象，是一种采矿或隧道开挖活动诱发的地震。2011年8月7日凌晨3点17分，正在掘进的泥巴山隧道出口（中铁十二局C7合同段）右线距离掌子面约20米处，在已经完成的初期支护yk59+379-yk59+339纵向长度40米范围内发生大型重度岩爆。1、岩爆的类型和特点(1)围岩表部岩石破裂引起的岩爆(2)矿柱或围岩破坏引起的岩爆(3)断层错动引起的岩爆2、岩爆的产生条件与发生机制(1)岩爆产生条件①近代构造活动山体内地应力较高，岩体内储存着很大的应变能②围岩新鲜完整，裂隙极少或仅有隐裂隙，属坚硬脆性介质，能够储存能

8、量③具有足够的上覆岩体厚度，一般均远离沟谷切割的卸荷裂隙带，埋藏深度多大于200m④无地下水，岩体干燥⑤开挖断面形状不规则，造成局部应力集中⑥在溶孔较多的岩层里，则一般不会发生岩爆(2)破坏形式岩体扩容岩石突出振动诱发冒落四、露天边坡失稳1、露天矿边坡的特点边坡稳定性的动态特征边坡工程地质条件的稳定性边坡工程具有明显的时效性边坡结构的复杂性边坡适度变形或破坏的可接受性2、预防措施(1)