【礦業(yè)實(shí)務(wù)】顧士東 教材精講班課件 04-第一篇-第1章-1.2.1-礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用

1.2

礦業(yè)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)1.2礦業(yè)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)每年分值2-3分，多數(shù)年份每年1分，偶爾涉及案例題，包括四目、21頁內(nèi)容：1.2.1

礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用1.2.2圍巖的工程分類1.2.3

地質(zhì)構(gòu)造及其對礦山工程的影響1.2.4

礦山工程水文地質(zhì)條件分析與應(yīng)用1.2礦業(yè)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用1.巖石分類及其主要特性：區(qū)分三類巖石，偶爾考2.巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)：物理、水理和力學(xué)性質(zhì)三種：偶爾考3.土的物理力學(xué)性質(zhì)及工程性質(zhì)：物理、水理和力學(xué)性質(zhì)三種：考頻稍高，冷門題頻發(fā)1.2礦業(yè)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)1.2.2圍巖的工程分類1.巖體與圍巖基本概念：了解2.巖體結(jié)構(gòu)類型及工程地質(zhì)特性：新增內(nèi)容，關(guān)注3.影響巖體力學(xué)性質(zhì)的因素：新增內(nèi)容，關(guān)注6.常用巖體工程分類：三個(gè)國標(biāo)，理解后區(qū)分開5.圍巖穩(wěn)定性影響因素：新增內(nèi)容，了解4.圍巖穩(wěn)定狀態(tài)：新增內(nèi)容，了解1.2礦業(yè)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)1.2.3地質(zhì)構(gòu)造形式及其對礦山工程的影響1.地質(zhì)構(gòu)造形式及巖層產(chǎn)狀要素：偶爾考2.褶皺構(gòu)造及其對礦山工程的影響：新增內(nèi)容，關(guān)注3.斷裂構(gòu)造及其對礦山工程的影響：考頻稍高4.礦圖及應(yīng)用：很少考，了解1.2礦業(yè)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)1.2.4

礦山工程水文地質(zhì)條件分析與應(yīng)用1.地下水的分類：基本不考2.礦井涌水的主要來源：條目性熟悉：偶爾考3.礦井主要充水通道：考頻稍高，條目性區(qū)分4.礦井水文地質(zhì)觀測：考頻稍高，條目性區(qū)分5.礦井水文地質(zhì)類型劃分：考頻稍高，區(qū)分6.礦井水文地質(zhì)工作的基本任務(wù)：內(nèi)容少，了解1.2.1

礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)一

巖石分類及其主要特性

巖石按其形成原因可分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類。石膏、煤炭、石墨、石油常生成于沉積巖形成過程中，多種金屬礦和有色金屬礦是通過巖漿活動(dòng)或變質(zhì)后形成。

1）沉積巖:通常以層狀形式分布，具有明顯的層理性。主要構(gòu)造是層理構(gòu)造、層面構(gòu)造，另外還有化學(xué)成因構(gòu)造（結(jié)核、縫合線等）和生物成因構(gòu)造（化石等）。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用沉積巖根據(jù)組成成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和形成條件不同，可分為碎屑巖類（如礫巖、角礫巖、砂巖、粉砂巖）、黏土巖類（如泥巖、頁巖）、化學(xué)巖及生物化學(xué)巖類（如石灰?guī)r、白云巖、硅質(zhì)巖、泥灰?guī)r等）。碎屑巖類沉積巖的性質(zhì)主要取決于膠結(jié)成分，鈣質(zhì)膠結(jié)的強(qiáng)度中等且可溶，泥質(zhì)膠結(jié)的強(qiáng)度低，易濕軟，易風(fēng)化黏土巖類沉積巖遇水后極易泥化而容易有塑性變形，甚至吸水膨脹?；瘜W(xué)巖及生物化學(xué)巖類沉積巖有不同的溶解性。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用2）巖漿巖:噴出地表冷凝的稱噴出巖，在地表下冷凝的稱侵入巖。巖漿巖通常具有均質(zhì)且各向同性的特性（除部分噴出類巖石），力學(xué)性能指標(biāo)通常也比較高，其中以深成巖的強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力最高，然后依次是淺成巖、火山噴出巖。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用3）變質(zhì)巖變質(zhì)礦物是鑒別變質(zhì)巖的重要標(biāo)志，只要含有變質(zhì)礦物的巖石就是變質(zhì)巖。變質(zhì)巖的結(jié)構(gòu)主要有變余結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)。常見的構(gòu)造有片理構(gòu)造（又細(xì)分為片麻狀、片狀、千枚狀和板狀構(gòu)造）和塊狀構(gòu)造。有：（1）千枚巖；（2）片巖；（3）片麻巖；（4）板巖；（5）大理巖；獨(dú)：（6）石英巖：強(qiáng)度很高，抵抗風(fēng)化的能力很強(qiáng)，是良好的建筑石料，但硬度很高，開采加工困難。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)二、巖石的工程地質(zhì)性質(zhì)1）巖石的主要物理性質(zhì)（1）重量：用相對密度和重度兩個(gè)指標(biāo)表示。重度大，說明結(jié)構(gòu)致密，孔隙性小，強(qiáng)度和穩(wěn)定性較高。（2）孔隙性：常用孔隙率表示?？紫堵始磶r石中孔隙總體積與包括孔隙在內(nèi)的巖石總體積之比。巖石隨著孔隙率的增大，其透水性增大，強(qiáng)度降低。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用2）巖石的水理性質(zhì)通常包括巖石的吸水性、透水性、軟化性和抗凍性等其中：（4）抗凍性：主要取決于巖石張開型孔隙的發(fā)育程度、親水性和可溶性礦物含量及礦物顆粒間聯(lián)結(jié)強(qiáng)度3）巖石的力學(xué)性質(zhì)（1）巖石的強(qiáng)度特性分為抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。巖石的抗壓強(qiáng)度最高，抗剪強(qiáng)度居中，抗拉強(qiáng)度最小。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用（2）巖石的變形特性基本指標(biāo)是巖石彈性模量和泊松比。巖石的彈性模量越大，變形越?。徊此杀仍酱?，巖石受力作用后的橫向變形越大。巖石在斷裂的瞬間，其壓縮過程中所積蓄的能量會(huì)突然釋放，造成巖石爆裂和沖擊荷載，是地下巖爆等突發(fā)性災(zāi)害的基本原因。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)三、土的物理力學(xué)性質(zhì)及工程性質(zhì)1.土的分類（1）土按堆積年代可劃分為老堆積土、一般堆積土、新近堆積土三類。（2）根據(jù)地質(zhì)成因可劃分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、淤積土、冰積土和風(fēng)積土等。（3）根據(jù)土中的有機(jī)質(zhì)含量可將土分為無機(jī)土、有機(jī)土、泥質(zhì)炭土和泥炭。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用（4）按顆粒級配和塑性指數(shù)可將土分為碎石土、砂土、粉土和黏性土。黏性土：塑性指數(shù)大于10的土。按塑性指數(shù)可分為黏土和粉質(zhì)黏土。（5）特殊土及其分類特殊土包括軟土、濕陷性黃土、紅黏土、膨脹土、多年凍土、鹽漬土等。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用2）土的物理性質(zhì)與水理性質(zhì)（1）土的物理性質(zhì)包括土的重量、含水性及孔隙性等。土的重量常用土粒相對密度或土的密度來衡量。土的孔隙性常用孔隙比和孔隙率衡量。土的孔隙比是土中孔隙體積與土粒體積之比?？紫侗却笥?.0的土是疏松的高壓縮土。孔隙率是土中孔隙體積與土體體積（總）之比。（考過）1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用（2）土的水理性質(zhì)①黏性土的稠度：即軟硬程度塑性指數(shù)：塑性指數(shù)越大，表示土處于塑性狀態(tài)的含水量范圍越大。液性指數(shù)：液性指數(shù)越大，則土中天然含水量越高，土質(zhì)越軟。②黏性土的抗水性：包括土的膨脹性、收縮性和崩解性。③土的滲透性和毛細(xì)性1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用3）土的力學(xué)性質(zhì)：抗剪性和壓縮性和休止角。4）一般土的工程性質(zhì)（1）碎石類土：具有孔隙大、透水性強(qiáng)、壓縮性低、抗剪強(qiáng)度大的特點(diǎn)，透水性強(qiáng)，常使基坑涌水較大，井筒滲漏。（2）砂類土：具有透水性強(qiáng)、壓縮性低、壓縮速度快、內(nèi)摩擦角較大、抗剪強(qiáng)度較高等，但可能產(chǎn)生涌水或滲漏。（3）黏性土：壓縮速度小，壓縮量大，抗剪強(qiáng)度主要取決于凝聚力，內(nèi)摩擦角較小。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用5）特殊土的工程地質(zhì)（1）軟土：普遍具有含水量大、持水性高、孔隙比大、滲透性低、壓縮性高、強(qiáng)度及長期強(qiáng)度低及較顯著的觸變性和蠕變性等共同特點(diǎn)。（2）黃土與濕陷性黃土：具有孔隙比大、天然含水量低、具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、欠壓密性和濕陷性等工程地質(zhì)特性。濕陷性黃土分為自重濕陷性和非自重濕陷性黃土（3）膨脹土：強(qiáng)度較高，壓縮性低，自由膨脹量一般大于或等于40%。1.2.1礦山地質(zhì)條件分析與應(yīng)用（4）紅黏土：具有高塑性、天然含水量高、孔隙比大等特性。一般呈現(xiàn)較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性，不具濕陷性。紅黏土強(qiáng)度一般隨深度增加而大幅降低。習(xí)題演練往年真