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矿山工程地质范文1
Ⅳ号采空区下部有近300万吨地质储量,Ⅳ号采空区对矿区特别是下部资源的开采构成了严重威胁。为彻底消除事故隐患,保证采空区下部保有储量的安全开采,根据多次方案论证,采用条形药室大爆破方案处理Ⅳ号采空区,治理工作于2003年5月开始,并于2006年6月23日成功实施了Ⅳ号空区治理工程大爆破。不仅消除了特大事故隐患,为Ⅳ号采空区下部资源的安全开采提供了有利条件,同时为我国采空区隐患治理提供了宝贵的经验。
为了确保Ⅳ号采空区综合治理安全顺利实施,开展了Ⅳ号采空区综合治理工程安全技术研究,通过对Ⅳ号采空区稳定性工程地质研究,为合理设计和制定采空区综合治理工程施工过程中的监测方案和安全技术措施提供了基础资料。
1.矿区地质概况
矿区地质环境是进行矿山开采的基础条件,从整体上决定矿区围岩的稳定性,为对Ⅳ号采空区综合治理工程过程中的岩体稳定性进行合理评价,必须充分认识矿区的地质环境。
1.1 地层、岩性
矿区震旦系、寒武系仅出露于东北部环江驯乐之东,下二迭统分布于西北角贵州省荔波茂兰一带。除此之外,区内百分之九十以上的地区均发育着泥盆―石炭系。
1.2 构造
矿区地壳运动表现为多旋迥的特点。有加里东、印支二次强烈的褶皱运动及多次振荡运动。加里东运动结束了地槽阶段,组成本区的构造基底。构造线方向大致近于南北,构成较大的开阔的、向南倾没的复式背斜,及北北东向的断裂。
1.2.1褶皱构造
矿区位于上甫―肯跃背斜南端东翼,主背斜轴通过矿区之西的肯跃村。矿区范围内尚发育着次一级的背、向斜构造:
1.2.2断层构造
矿区每次褶皱运动均伴随断裂活动。以印支期断裂为主,燕山期主要是较强烈的、继承性的断裂活动,按其走向可分为三组:(1)北北东断裂组;(2)北西西及北西向断裂组;(3)近东西向断裂组。
2.工程地质岩组划分
根据Ⅳ号采空区周边矿岩分布状态、地质构造与围岩蚀变等情况,结合其岩石的物理力学指标,将矿山工程所辖地区的岩石,按其建造和改造特性及组合规律进行分组, 每一岩组都能反映其特有的工程地质特性,每个岩组可由一种岩石组成,也可由几种岩石组成。在北山铅锌黄铁矿出露地层及岩石建造和改造过程研究的基础上,将Ⅳ号采空区周边(包括上、下盘)围岩划分为四个工程地质岩组:①泥灰岩岩组(D3g21);②白云岩岩组(D2d21);③礁灰岩岩组(D3g13);④矿岩岩组。
3.岩体结构分类
3.1 结构面类型及其特征
矿区发育的结构面主要为原生结构面和构造结构面,在构造结构面中,以节理、裂隙为主,广泛分布于不同的岩组中。根据现场调查分析,得出影响Ⅳ号采空区稳定性的主要不利结构面因素为:
(1)各岩组发育有不同密度的节理,节理发育的共同点为:主要发育有NE和NW倾向的两个节理组。其中泥灰岩岩组相对整个矿区来说为软弱夹层,这种地质结构面对矿山工程的局部稳定性起到重要影响作用,是影响局部岩体稳定性的重要不利工程地质岩组。
(2)Ⅳ号采空区顶底板围岩发育有Ⅲ级软弱结构面,如顶板白云岩中发育有北东向的正断层,断层的产状为155°∠70°和300°∠75°,破碎带宽度为1.0米和0.7米,为矿区的次级构造,是Ⅳ号采空区综合治理工程中的重要不利工程地质因素。
(3)泥灰岩岩组原生层理面、节理较发育,岩性脆,强度低,但范围较小。这种地质结构面对Ⅳ号采空区的局部稳定性会起到控制作用,是影响局部稳定性不利的工程地质因素。
3.2 岩体结构类型及其特征
根据对北山矿Ⅳ号采空区工程地质岩组特性及结构面类型的分析,将Ⅳ号采空区周边主要工程地质岩组划分为两个岩体结构类型,如表1。
5.结论
(1)Ⅳ号采空区周边岩体分为泥灰岩岩组、白云岩岩组、礁灰岩岩组、矿岩岩组。泥灰岩岩组为层状碎裂结构,礁灰岩岩组为块状结构,发育有三组节理;白云岩岩组、矿岩岩组为块状结构,发育有两组节理。
矿山工程地质范文2
关键词:主采煤层;顶底板稳定性;地层;构造;安山
中图分类号:P2文献标识码: A
0引言
安山井田是陕西府谷庙哈孤矿区两大井田之一,行政区划隶属府谷县庙沟门镇管辖。由于其地理位置偏僻,处于陕北侏罗纪煤田神府矿区东北角边缘地带,加上煤系遭受冲刷剥蚀及火烧严重等原因造成煤系保存较少、资源前景不被看好,在煤炭资源国家非规划矿区内。目前,安山煤矿1001工作面已经布置到位,开始从基本建设矿井向生产矿井转型。本文充分考虑基岩风化破碎带顶底板条件,通过对井田内岩层的工程地质岩组进行划分,并依据RQD值、M值、z值对主采煤层的顶底板稳定性进行综合评价,提出煤炭开采工程中的工程地质问题。
1 岩石工程地质特征
1.1区域地层特征
井田区域地层区划属华北地层大区鄂尔多斯分区之一,各时代沉积构造特征与华北地台近于一致,主要以中生代陆相沉积为主体,含煤地层归属鄂尔多斯盆地中侏罗世含煤构造一陕北侏罗纪煤田的一部分。
区内地形切割强烈、呈沟壑梁峁地势,山梁、缓坡大部分被第四系黄土及新近系红土覆盖,沟谷、陡坡均为基岩出露区,区内地层分布由老至新有:上三叠统永坪组()、下侏罗统富县组()、中侏罗统延安组(J2y)、新近系(N:)及第四系(Q)。同时,区内不同程度的烧变岩蜿蜒分布于井田各大沟谷两侧,引起的破碎带和裂隙密度带发育充分,张性裂隙纵横交错。另外,基岩风化层厚度大,基岩风化较为严重。
1.2工程地质岩组划分
井田上覆松散层厚,主要由松散冲积层和红色粘土层组成。井田范围5。煤埋深浅,基岩薄,大部分地区基岩为侏罗纪延安组(J2Y)第一段至第二段残存厚度部分,主要有以下几组。
风化岩组:指基岩顶部5―30 m深度范围内具有已风化特点的岩石,颜色为灰黄色、浅灰绿色、灰白色的粉砂岩、细砂岩。一般基岩面愈高处,风化层厚度越大,基岩面低洼处,其风化层厚度较薄。基岩遭受长期风化作用后,物理、水理、化学性质都发生明显改变。风化作用往往破坏岩体结构面,使岩体组织结构发生变化,力学强度降低,破坏了岩体的完整性。风化岩层由上到下风化程度逐渐减弱,强风化带原岩结构破坏,疏松破碎,孔隙率大,含水率高,粘土矿物含量逐渐增加,在岩体的结构面中富集粘土矿物形成软弱泥化夹层,对岩体的强度和破坏具有控制作用。
洛河中细粒砂岩组:岩性单一,是一套砖红色中细粒砂岩,成份以石英为主,长石少量,分选良好,次圆状,铁泥质胶结,大型板状交错层理,质地疏松,易风化。粗砂岩类型:基本顶中局部含有,厚层状,成份以长石砂岩及长石石英砂岩为主,局部地段含砾,含少量菱铁质砂岩、蒙脱质粘土岩,分选中等,孔隙发育。
中砂岩类型:灰白色,成份以长石为主,含石英及岩屑,泥质胶结,岩芯以长柱为主,夹黑色泥质条带,分选中等,较坚硬,抗压强度经测试平均为50.17 MPa。
细砂岩类型:灰白色、浅灰色,成份以石英为主,含长石及岩屑,分选中等,缓波状层理,上部岩芯以长柱状为主,下部岩芯多呈短柱状。岩石坚硬,敲击较难破裂。抗压强度经测试为15.18―82.48 MPa。
平均为57.65 MPa。粉砂岩类型:灰至灰黑色,细碎屑岩以粉砂岩占优势,局部夹蒙脱质粘土,近水平层理。较坚硬,抗压强度经测试为25.10~84.10 MPa,平均为49.25MPa。
泥质粉砂岩类型:灰色,成份以石英长石为主,泥质胶结。岩石坚硬,敲击较难破裂。抗压强度经测试为44.46~74.41 MPa,平均为61.09 MPa。泥岩类型:灰色、深灰色泥岩,泥岩多局限于个别层位,厚度较薄,一般为煤层顶底板;常见泥灰岩透镜体、菱铁质砂泥岩,砂岩多钙质交结,沉积上反映弱碱性水介质环境,近水平层理,岩性较均一,易风化,遇水崩解。饱和抗压强度为43.63 MPa。
1.3主要工程地质问题
区内主要工程地质问题:①属火烧残留区,井巷掘进过沟谷坡地基岩风化,顶板破碎,节理裂隙较为发育时的顶板冒落及支护问题;②井巷穿越风化破碎带时的导水性及稳定性,近风化带水体下采煤留设防水煤柱问题;③顶底板泥岩遇水膨胀顶板弱化底板底臌问题;④暴雨期诱发的地质灾害。
2 主采5‘2煤层顶底板特征及综合评价
2.1 主采煤层5≈煤层顶底板工程地质特征
5 q煤层顶板岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩为主,粉砂质泥岩次之,有少量泥岩、细粒砂岩及中粒砂岩。煤层底板以粉砂质泥岩、泥岩粉砂岩、粉砂岩、细粒砂岩为主。
老顶:以粉砂岩为主,全区大部分布。次为细粒砂岩和粗中粒砂岩,主要分散分布在井田北部。局部地区岩体风化,岩体中等完整,顶板中等稳定。
直接顶:以泥岩及粉砂质泥岩为主,粉砂岩次之,有少量细粒砂岩及中粒砂岩。在南部主要以泥岩为主,成片分布,中部在钻孔ZKl8-09、ZKl8―15、ZKl8―17四周呈小片状分布。北部大片区域直接见老顶。
伪顶:零星分布,多为泥岩。在煤层边缘趋于尖灭处当直接顶为泥岩时,泥岩分层厚度变薄时存在,较松散,易风化破碎。
直接底板:岩性以泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩为主,厚度稳定,遇水易膨胀,属不稳定型(I~Ⅱ)较稳定型。
老底:主要为泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩,岩体完整,稳定性较好。局部以中粒砂岩和细粒砂岩为主,钻孔见粗粒砂岩。
5。2煤层:条带状结构、沥青光泽、坚硬、性脆。赋存于延安组第一段中部,煤厚0.40~3.90 m,平均厚度2.26 m,煤厚变化较小。结构较简单,有稳定的一层夹矸,厚度0.08~0.40 m,粉砂质泥岩。总体属于赋存区范围内全部可采的稳定煤层。
2.2主采煤层5’2煤层顶底板的综合评价
RQD值分类:RQO值分类是划分岩块和岩体质量的重要指标,根据国家颁布的GB 12719-91《矿区水文地质工程地质勘探规范》标准,考虑岩组风化及未风化两种状态,对本区的RQD值分类如表1。
根据本区RQD值统计,可以看出RQD值中细砂岩最高,岩体中等完整,5。2煤层上大部分布的粉砂岩次之,粗砂岩少量分布亦次之,泥岩及砂质泥岩最低,尤其是风化状态下泥岩为42.30%,砂质泥岩为41.77%,均属岩体质量劣、岩体完整性差。为了对岩体质量作更进一步的评价,下面分别采用岩体质量系数法(z)和岩体质量指标法(M)对岩体质量进行评价,仍然考虑岩组风化及未风化两种状态,以充分考虑煤层顶板基岩风化破碎带条件。
计算结果见表2及表3。
3 结论
(1)根据RQD值分类及M值、z值评价结果,本区5‘2煤层顶板基本为中等岩体质量,岩体完整性属中等完整,煤层顶板属较稳定~不稳定型顶板及煤层底板属不稳定型一较稳定型底板。
(2)先期开采地段主采煤层埋藏较浅,沟谷地段顶板风化严重,进行采掘活动时应注意顶板和巷道维护,以防止地面塌陷、顶板冒落等地质灾害事故的发生。
(3)根据以上相关分析,在未来井田开采及其他采区采掘过程中,提出以下工程问题予以重视:
①在开采侵蚀基准面以下煤层时,注意老窑积水及丰水期洪水的灌入;②当在地表水体、其它蓄水设施下以及冒落带、导水裂隙带范围内采煤时,顶板一旦冒落,裂隙带极有可能贯通至风化带,导致地表水涌入,影响正常开采;③区内降水主要集中在7―9月份,尤以8月份最多并多以暴雨形式出现,易形成洪水、同时诱发各类地质灾害,应加强区内采掘开采沟谷坡地地段地形变形监测。
参考文献:
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矿山工程地质范文3
关键词:矿山地质;探矿工程;安全问题;对策
中图分类号:TD1 文献标识码:A 文章编号:
随着经济的飞速发展,矿产资源在人们日常生活中的使用量变得越来越多,因此其在市场中的需求量开始逐渐增加。然而在对这些资源进行开采时,却由于对探矿位置的地质环境认识不清、所选探矿的方式也不够合理以及各层级人员薄弱的安全意识,致使探矿过程中的安全问题频出。本文就此进行了相应的研究,以期为今后的探矿工程提供一定的借鉴。
一、探矿工程的发展状况简介
矿产资源作为一种不可再生资源,对我国的经济发展起着极为重要的作用,在经济发展中占据着物质基础的地位。在对矿产资源进行相应的开发以及利用时,必须同其周围的环境相结合,这也就是说,矿山地质同探矿工程息息相关,由此出现了一系列的环境地质问题。就我国而言,随着经济的不断发展以及人们对资源需求量的增加,越来越多的矿山成为人们开采的对象。然而,人们在不断满足自己需要以及发展的同时,也无可逃脱的破坏着矿山的地质环境。即使处理得当,也会对其造成一定的影响。如若处理不当,甚至会出现资源枯竭,引发地质灾害以及对周围环境造成重大污染的严重后果,也许最终的结局就是人类的灭亡。在我国,人们很早之前就已经意识到了资源开发同环境保护之间的矛盾,也对此采取了一定的措施。但是,在所有的事件中,一个无法忽视的问题就是在探矿过程中时常会出现安全问题,进而影响人们的生命以及财产安全。
二、存在的安全问题
1.淡薄的探矿安全意识
在进行探矿工程时,经验有其可取之处,如可以帮助工人快速的定位矿源,从某种层面上讲这是一种惯性思维。然而,正是因为这样的惯性思维,才使得人们对安全问题的认识变得极为淡薄。矿山地质周围的环境是复杂多样的,因此在进行探矿工作时一定要做好前期的准备工作,如熟悉周围的地质环境、做好通风散毒的准备等。但是在实际的探矿过程中,很多工作人员却忽视了这点,将其看做无所谓的事情,其淡薄的安全意识严重危害着人们的安全。
2.不合理的探矿施工方式
在实施探矿工程时,按原理来讲,面对结构各异的矿山地质,工作人员应该选取形式各异的探矿手段。就当前来讲,较为常见的探测手段有坑探法、钻探法、槽探法以及物探法四种类型,每一种方式都有其相对应地质结构。近几年来,在进行勘探工作时,用的相对较多的主要有钻探法以及槽探法。尽管有这样多的方法被人们所应用,但是,在实际的勘探过程中,人们却很少根据不同的地质结构以及矿山的大小选取合理的探矿方式,多数工作人员仅是凭借先前的经验就妄下结论,从而造成不必要的安全问题。
3.不恰当的探矿施工选址
每一地区的地质或多或少都有区别,在进行探矿工程施工时,由于工作人员对其地质状况没有足够的认识,很容易出现盲目勘探的现象。如在赣南一带进行探矿时,其矿山多数是小型矿山,很容易出现选址不恰当的现象,从而埋下一定的安全隐患。如当借助坑探法对某个选址错误的矿山进行探矿时,很容易因为其附近地貌产生的影响而带来安全问题,又如当井口周围设置的侵蚀基准面与井口的高度相一致时,也会造成安全问题。除此之外,当探矿工程的选址处于河流附近时,大量的雨水流入井口也会造成安全问题,从而使探矿以失败告终。
三、相应的解决措施
1.强化探矿安全意识
要想减少探矿工程中安全问题的出现,首先应该从提高人们的安全意识出发,使人们认识到探矿过程中安全的重要性,加强安全管理。对安全意识的强化以及管理可以通过以下几点进行:第一,对工作人员进行定期的安全培训工作,使其在不同的地质结构以及环境中都能够得心应手;第二,加强安全管理,对探矿工程中出现的安全问题实施责任到人的方式;第三,针对偏远区域的探矿工程,要对其环境有着充分的认识,并对潜在的危险采取相对有效的应对方式;最后,要具有珍惜生命的理念,从长远的观念出发,将以人为本的思想贯彻工程的始终,从而确保探矿工程的安全。
2.运用正确的探矿施工方式
合适的探矿方式并不是将经验丢之脑后,而是在充分利用先前经验的基础上,对所要勘探的地质进行详细的认识,然后借助科学的探矿方法实施探矿,进行有针对性的勘探。除此之外,还应该对多种勘探方法有着熟悉的认识以及应用,关注其注意事项中出现的问题,避免因不熟悉勘探设备而出现的安全问题。
3.全面掌握矿山所处位置的环境以及地质
不管是勘测地址还是探矿方式的选择,在进行施工前,其共同的特点都是要对矿山的地质进行透彻的了解。不同的矿山地质有着不同的构成结构,其地貌特征也存在着不同。因此,在进行相应的勘探工作时,要从多个方面对矿山的规模、旷种、矿层构成等进行详细的了解,除此之外,还应该对矿山进行整体性的认识,如矿脉的产状、规模、数量、矿化以及形态等其他特征。每一个工作人员都要对以上方面有着精确地认识,才能确保勘探过程的安全进行。在这些工作中,需要强调的一点是要注意根据矿山及其周围不同的生态环境对其进行有区别的分类,从而对其实施不同方式的环境保护。
4.实施安全管理
安全管理在任何行业都是不可忽视的一部分,在探矿工程中尤为重要。首先,健全各种安全规章制度。严格配合施工过程中的安全检查;其次,完善矿山区域的安全检查以及设备运转,对其进行及时的记录、归档;三是扩大安全管理队伍的规模,配备专业的救护人员以及应急医疗设备;四是投入更多的经费,扩大安全生产的投入;五是特种工作人员只有在考核过关且持有相应证书的情况下才能上岗工作。除以上几点外还可以通过很多其他的方式进行安全管理。
5.关注其他力量对探矿的影响
探矿工程对国家以及人民起着重要的作用,它同多种力量有着联系。从这一点上说,安全问题不仅与开采方有关,其他力量也应该对安全问题进行负责:一是政府的主导,政府要严格遵循法律的规定,按规章制度行事;二是开采方的负责。这也就说,开采方应该具备可持续发展的思想,确保矿产资源可以长久的为人们做贡献。只有将两者结合起来,才能更好的为探矿工程的顺利进行贡献一份力量。
结语:
安全问题在探矿工程中极为常见,其多表现出复杂性,从而给人们造成一定的影响,给环境造成一定的伤害。文章已经从多个角度:如增强相关工作人员安全意识并对其进行定期的培训、详细了解工作场地及其周围的环境、构造以及健全安全管理制度等,对存在的问题进行了分析,以期为今后的工作贡献一份力量。
参考文献:
[1]施忠华,王俊荣.探矿工程对环境的影响及保护措施探讨[J].中国水运(下半月刊),2012(21)
矿山工程地质范文4
关键词:露采矿山环境治理质量通病防治
中图分类号:B82文献标识码: A
1概述
由于露采矿山地质环境治理工程具有工程性质多样性、生产流动性、露天作业、自然(地质、水文、气象、地形等)条件多变、施工工艺复杂、施工条件差、立体式交叉施工等特点,致使其工程质量影响的因素多,常常出现诸如“边坡滑塌”等质量问题。犹如“多发病”、“常见病”一样,成为露采矿山地质环境治理工程质量通病。针对出现的质量事故应及时进行分析和处理,采取有效防治措施。
2 常见的质量通病
常见质量通病包括:边坡的崩塌、滑坡;边坡削坡的超爆、欠爆及坡度偏差;边坡安全平台的位置(高程)、宽度发生偏差;碎石土回填区的地面沉降、地裂缝、边坡滑塌;挂网客土喷播中出现的喷射层与铁丝网顺坡滑落或铁丝网撕毁;坡面遭受水流侵蚀、冲刷;挡土墙、排(截)水沟、蓄水池等墙体发生开裂甚至倒塌;植被的覆盖率、苗木的成活率偏低,生长状况不良。
3 质量通病产生的原因及防治措施
产生质量通病的主要原因是工程实施主体单位和个人缺乏专业技术和质量意识。要消除工程质量通病,首先要在思想上高度重视,遵守施工程序和操作规程,执行相关技术及质量标准,严格检查,层层把关,总结产生质量通病的原因和经验教训,采取有效的预防措施,做到“对症下药,药到病除”。
3.1 边坡的崩塌、滑坡
3.1.1 原因分析
⑴ 由于设计或施工不合理,造成边坡偏陡或偏高,未达到边坡稳定要求,在遭受自然界外力作用如水流冲刷等而产生边坡滑塌。
⑵ 边坡工程地质条件复杂,受外力作用影响,从而造成边坡发生滑塌。主要情形有:
① 岩层或软弱结构面产状与边坡产状一致(即顺向坡)造成边坡滑塌。如无锡市滨湖区石塘山矿山地质环境治理工程由于岩层产状与边坡产状一致,表层岩土受雨水冲刷、自身重力等外力作用造成边坡遭到破坏而产生滑塌。(照片1)
② 边坡岩石中含有膨胀性或湿陷性特殊类岩土,遇水后变形使边坡产生滑塌。
③ 由于边坡中存在断层(裂隙)或溶洞而发生管涌现象等造成边坡滑塌。
⑶ 碎石土边坡未按相关规范或技术标准进行分层压实,密实度达不到相关标准造成边坡滑塌。
⑷ 地震、山洪瀑发等自然灾害造成边坡滑塌。
3.1.2 防治措施
⑴ 降低边坡坡度或高度至边坡稳定条件。
⑵ 对工程地质复杂的边坡采取削坡减载、换土压实、边坡防护等措施。 照片1 因岩层产状与边坡产状一致导致的边坡滑塌。
⑶ 对松散的碎石土边坡进行分层压实至相关标准或采取压密注浆等加固措施。
3.2 边坡削坡超爆、欠爆及坡度、安全平台的位置、高程、宽度发生偏差
3.2.1 原因分析
⑴ 测量放线定位错误。
⑵ 工程地质现状调查不清楚,设计计算偏差。
⑶ 爆破施工工艺、参数选取不合理。
⑷ 最终边坡角未按设计要求进行施工。
3.2.2 防治措施
⑴ 复核工程测量放线工作。
⑵ 进一步查明工程地质条件,对设计进行验算。
⑶ 严格按设计及相关规范要求的边坡坡度进行削坡降坡。
⑷ 邀请相关专家分析产生质量问题的原因,调整施工工艺、合理选取爆破参数。
3.3 碎石土回填区的地面沉降、地裂缝、边坡滑塌
3.3.1 原因分析
⑴ 碎石土碎石粒径或碎石含量偏大,土质欠均匀,达不到设计或规范要求的密实度,导致边坡地面沉降、地裂缝。
⑵ 分层压实厚度偏大或未按设计规范要求进行压实,达不到设计或规范要求的密实度,导致边坡地面沉降、地裂缝。
3.3.2 防治措施
⑴ 严格按设计规范要求控制碎石土中碎石粒径和含量。
⑵ 严格按设计规范要求控制回填压实厚度,达到设计及规范要求的密实度。
3.4 挂网客土喷播中出现的喷射层及铁丝网顺坡滑落或铁丝网撕毁
3.4.1 原因分析
⑴ 边坡坡度偏陡或偏高。
⑵ 工程地质条件复杂,主要有:
① 岩层或软弱结构面产状与边坡产状一致,从而发生滑塌。
② 边坡岩石中含有膨胀性或湿陷性特殊类岩土,遇水后使边坡表层产生变形。如江苏省宜兴市徐家山矿山地质环境治理工程(照片2),边坡出露的基岩主要为泥盆系五通组(D3w)石英砂岩,局部夹有薄层泥质粉砂岩、粉灰质泥岩(俗称耐火泥或白泥),在岩体中呈蜂窝状分布,为遇水膨胀性土。治理后的坡面遭受暴雨及地表泾流的冲刷、渗透,加上白泥遇水膨胀,引起边坡表层岩土体变形、开裂,在雨水及岩土自重等外力作用下,使部分挂网客土喷播后的铁丝网产生整体下滑,局部撕毁,造成表层土壤、种子及幼苗因 照片2因膨胀性岩土遇水变形造成边坡滑塌
冲刷而流失。
③ 边坡中存在断层(裂隙)或溶洞而发生管涌现象。
④ 边坡排水措施不力,导致雨水季节边坡遭受冲刷。
⑶ 设计或施工原因,主要有:
① 边坡表层的碎石土清坡不到位。
② 碎石土边坡未按相关规范或技术标准进行分层压实,密实度达不到相关标准。
③ 未进行必要的边坡稳定安全平台设置,边坡偏高使得挂网的上下跨度太大,喷射层及网的自重(下滑力)大于铁丝网的锚固力。
④ 铁丝网及锚钉的质量(种类、规格)、搭接、锚固(锚固深度、密度)等存在问题。
⑤ 喷射层厚度、粘合剂配比不当。
⑷ 山洪瀑发等自然灾害。
3.4.2 防治措施
⑴ 降低挂网区边坡坡度。对顺向坡要求最终边坡角应小于岩层倾角。
⑵ 消除边坡上存在的膨胀性或湿陷性特殊类岩土,按照设计或规范要求进行清除置换(一般置换为粘土),回填压实平整;对边坡上存在断层(裂隙)或溶洞结合潜水导流进行封堵,避免发生管涌而冲刷边坡岩土或植被。
⑶ 结合边坡地形和各区域汇水量,调整边坡排水工程,确保边坡排水满足设计或规范要求。
⑷ 清除边坡表层浮土,对边坡表层无法清除的碎石土,采取压实或其他加固措施,确保其稳定。
⑸ 通过设置边坡安全平台等措施,控制边坡连续挂网的高度。
⑹ 保证铁丝网、锚杆、粘合剂等材料质量,严格按设计或相关规范要求进行挂网或锚固施工,保证喷播材料中粘合剂的质量及含量。
⑺ 按设计及相关规范要求控制好喷播层厚度。
3.5 坡面遭受水流侵蚀、冲刷
3.5.1 原因分析
⑴ 边坡地形调查不够详细,边坡的汇水量计算偏差,排水设计(位置、规格、数量)不合理。
⑵ 工程质量不合格导致排水工程非正常性损坏。工程质量不合格原因包括原材料质量不合格;沟体基础承载力不足;施工工艺、方法不合理;偷工减料或工程的规格达不到设计要求等。
⑶ 边坡上存在断层(裂隙)或溶洞,因潜水作用产生管涌而冲刷坡面。
3.5.2 防治措施
⑴ 对边坡地形现状作进一步详细调查,正确计算坡面汇水量,依据坡面上已有的冲刷路线,进一步优化边坡排水工程的设计方案(位置、规格、数量等)。
⑵ 保证工程材料质量合格,施工工艺和方法得当,达到相应的质量标准。
⑶ 对边坡中存在断层(裂隙)或溶洞结合潜水导流进行封堵,避免发生管涌而冲刷边坡植被。
3.6 挡土墙、排(截)水沟、蓄水池等墙体发生开裂甚至倒塌
3.6.1 原因分析
⑴ 水泥、砂石、石料、混凝土预制块或砖等材料质量不合格,混凝土或砂浆配比不合理,石料规格及表面平整度不符合设计及相关规范要求。
⑵ 工程整体结构、构造不合理,结构整体稳定性差,变形缝设置不当,防护不良等。
⑶ 施工工艺不合理。
⑷ 地基变形。如地基沉降差大;地基冻胀;水平位移;墙侧土水平应力的影响。
⑸ 环境条件影响。水流冲刷;冻融循环等。
3.6.2 防治措施
⑴ 严格控制材料质量。
⑵ 按照设计及相关规范要求保证工程结构构造的质量。
⑶ 保证施工工艺合理,施工方法正确。
⑷ 保证结构断面尺寸。
⑸ 采取有效措施防止地基变形。
⑹ 采取防护措施,防止环境变化的影响。
3.7 植被的覆盖率、苗木的成活率偏低,生长状况不良
3.7.1 原因分析
⑴ 材料质量不合格。如苗木长势、规格及种子质量如发芽率等不符合相关要求。
⑵ 种子含量、配比及苗木数量、种植密度等不符合设计要求。
⑶ 土壤、肥料等不满足植被生长要求。
⑷ 起苗、运苗、栽种施工等不符合相关规范要求。
⑸ 后期养护方案不合理,养护措施不力,管理不到位。
3.7.2 防治措施
⑴ 严格控制苗木、种子的质量。
⑵ 把握好种子含量、配比,对苗木数量及种植密度等进行严格的检查验收。
⑶ 按相关规范要求进行苗木的栽植施工。
⑷ 保证土壤、肥料符合植物生长要求。
⑸ 按相关规范要求做好植被的养护工作。
参考文献:
[1] 《江苏省露采矿山环境整治技术要求》 江苏省国土资源厅、江苏省山水生态环境建设工程有限公司 2009
[2] 《江苏省矿山地质环境治理工程质量评定标准》 江苏省国土资源厅、江苏省山水生态环境建设工程有限公司 2010
矿山工程地质范文5
[关键词]矿山岩体工程 地质条件 稳定性
[中图分类号] P641.5+2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-9-1
矿山岩体工程地质条件及地质边坡的稳定性状况等因素会直接影响矿山岩体工程质量,由此要对矿山岩体工程地质条件及地质边坡的稳定性状况引起足够的重视,在研究过程中若发现地质边坡的不稳定因素,应及时采取科学合理的解决措施,提高矿山岩体工程地质边坡的稳定性,为矿山岩体工程建设提供安全保障。
1矿山岩体工程地质条件分析
1.1矿山岩体工程概况及地形地貌分析
本文在矿山岩体工程研究中所选取的工程实例有其本身独有的特点,该地区工程地形主要以缓坡地形为主,部分工程区域地形较为平坦,而斜坡上的建筑物相对较为密集,建筑物所在地区坡度较为缓和,据调查统计所知,建筑物所在区的平均坡度在10-28o,从中间向四周呈变低趋势,从整个矿山岩体工程来看呈“凸”字形状。该地区地貌属于构造堆积剥蚀区,矿山岩体高程在300-350m左右,矿山的相对高差大约在50m。该区矿山岩体工程大致可以分为六个区,分别为A、B、C、D、E、F,由于篇幅有限,本文主要对B区矿山岩体地形地貌及其稳定性展开了论述。在工程建设中,该区会被分为多个高度不同的人工边坡,各个分区的边坡都没有放坡条件,各分区边坡坡角平均都大于82o。。该区中的B区位于该区域中部北侧,模拟建筑标高大致在304.10-306.30m,在研究过程中将其分为Bl-B2段和B2-B3段两处边坡,其中端局部应朝西进行建设,总体建设大方向应向南。
1.2矿山岩体工程地质构造
该地区位于某县斜近轴部东翼,其轴线的方位在15-200,该区域地质主要泥岩与砂岩形成的,呈现一种互层状态。该地区各个地质层无断层现象,且裂缝较为密集。该地区在岩体工程建设中主要受向斜构造等地质问题的影响,要从根本上保证矿山岩体工程建设的顺利开展及工程整体质量,应针对该工程地区所存在的地质问题进行及时解决,从而确保后期工程施工的顺利进行。
2矿山岩体工程地质边坡的稳定性分析
2.1赤平极射投影法
赤平极射投影法的具体应用方法是以矿山岩体工程所在地区的现场勘察结果为主要依据,结合该区域边坡某一调查区矿山岩体工程发育中所出现的多组裂隙实际状况,从而绘制与实际相符的赤平极射投影图。而后再根据相关工作人员所绘制的赤平极射投影图,对该区矿山岩体工程地质边坡的稳定性进行科学判别,准确定位矿山岩体工程地质边坡的实际特点。
在不考虑影响矿山岩体工程地质边坡坡高及坡顶荷载的状况下,依据该矿山岩体工程边坡坡度及工程结构面的产状之间所具有的组合关系,从而绘制精确的赤平极射投影图。结合赤平极射投影图的分布状况及变化,对地质边坡进行准确有效的评价,找出影响矿山岩体工程地质边坡稳定性的因素,并制定切实可行的解决方案,采取合理科学的解决方法,旨在提升矿山岩体工程地质边坡的稳定性,为矿山岩体工程建设提供安全保障。
2.2圆弧图表法
分析与判定矿山岩体工程地质边坡稳定性的方法有很多,比如瑞典圆弧法、毕晓普法及瑞典条分法等都可以应用于矿山岩体工程地质边坡稳定性研究中,但是这些方法存在一定的局限性,这些方法在运用中需要进行大量的计算,工作量较大,会给相关工作人员造成一定的压力,计算数值的准确率无法得到保证。为了准确判别矿山岩体工程地质边坡的稳定效果,本文选取圆弧图表法作为地质边坡稳定性研究方法,该方法相对较为简易,只需要对地质边坡中的部分数据进行计算,减少了工作人员的工作量,在一定程度上降低了计算误差,将这些评估计算结果绘制成比较简单实用的图表,相关研究者可以根据图表上的线路变化对矿山岩体工程地质边坡的稳定性进行有效评估。
经过大量的数据计算与分析得知,该区域中的B分区地质边坡具有较强的稳定性,其安全等级基本上可以达到一级。当然本文仅对B区的地形地貌及地质边坡进行了分析,这并不代表整个矿山岩体工程的工程概况,因此在实际矿山岩体工程施工之前,还需要对其他区域地质边坡的稳定性进行全方位探究。若地质边坡不够稳固,那么在矿山岩体工程施工中很容易对居民的生命财产安全造成一定威胁,因此在研究过程中若发展地质边坡的不稳定因素,应及时对其采取相应的加固处理措施,另外在计算过程中要把握各类数据的准确性,从而对矿山岩体工程地质边坡稳定性进行科学评估。
2.3研究结果
综合上述分析,该地区矿区岩体工程地质边坡相对较为稳定,但仍然存在一定的不稳定因素,为了后期工程施工的顺利开展,对于地质边坡不稳定的区域应及时采取行之有效的加固处理方式。矿区岩体地质所发育的结构面是影响矿山岩体工程地质边坡稳定性的重要因素,利用这两种研究方式能够有效评估地质边坡的实际稳定性。据相关研究得知,矿山岩体边坡的结构面切割岩体形成的滑动面及潜在滑动契形体,这些结构面对地质边坡的稳定性影响较大,相关工作人员应对其进行着重处理。利用赤平极射投影法及圆弧图表法对地质边坡的稳定性进行深刻剖析,在一定程度上不仅能够确保研究评价的准确性,同时还大大简化了研究计算数据,降低了相关工作人员的工作压力,对矿山岩体工程地质边坡的稳定性研究具有一定的经济意义。
3总结
近年来,我国多种工程建设施工事故屡见不鲜,给我国人们及施工人员的生命安全带来了极大的威胁,目前我国已经认识到这一问题的严重性,那么为了有效避免工程建设事故及安全隐患,在矿山岩体工程施工前应对该矿区的地形地貌及地质边坡的稳定性进行全方位研究,了解待建设地区整体实况,从而保证后期矿山岩体工程的顺利开展。
参考文献
[1]陈帆,刘立,陆海空,欧哲.岩质高陡边坡稳定性分析[J].西华大学学报(自然科学版).2011,6(08):251-252.
矿山工程地质范文6
关键词:矿山地质环境;流域性;拦渣墙;环境治理
中图分类号:C916文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)23-0131-02
矿产资源是人类和社会赖以发展的基础,矿产资源在推动社会进步和发展的同时也破坏了自然环境。采矿活动及堆放的废弃矿渣因受地形、气候条件及人为因素的影响,易发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,由于我国矿山地质环境治理起步较晚,技术尚不是很成熟,目前国家和省级财政投资的项目由于受资金限制,治理范围较小,效果不是很理想,为了更有效的利用国家财政资金,更合理的对矿山地质环境问题进行治理,河南省地质测绘总院采用流域性治理的方案对枣乡峪流域内乱石沟矿区进行治理。通过本项目的实施为今后实施流域性治理矿山地质环境问题探索、积累经验。
一、工作区地质环境问题
矿区地形陡峭,沟谷狭窄,采矿形成的矿渣、废石堆放混乱,大量矿渣沿自然边坡及沟谷堆放,形成又高又陡的渣堆,不仅堵塞河道,同时形成了不稳定斜坡,如遇暴雨发生山洪暴发,易引发泥石流等地质灾害。
矿区内由于矿工多,活动集中,大量粪便、生活污水等直接排入河中,造成细菌和大肠菌超标。
二、治理方案设计
为了从根本上解决乱石沟矿区的矿山地质环境问题,根据矿山地质环境调查的情况,结合矿区实际情况,采用在乱石沟下游修建2座拦渣墙,主要起到拦挡矿渣,防治遇到强降雨时上游矿渣被雨水冲刷至枣乡峪主河道内,确保下游居民及矿山的安全。
(一)拦渣墙设计
拦渣墙设计的目的是:固定、拦挡废渣,防止废弃矿渣挤占河道,形成泥石流隐患,调节河床比降。
拦渣墙的形状参数。根据现场地形情况及墙体设计洪峰流量,设计拦渣墙高6m,顶宽2.0m,底宽6.0m,墙体上游坡度为1∶0.5,下游坡比为1∶0.2。其中1#墙体长66.0m,2#墙体长46.0m。
根据现场槽探查明墙体基础位置的地层情况,拦渣墙处地层分为矿山废渣、砂砾石、漂石和混合岩三层,其地基承载力分别为150kPa、350 kPa、1400kPa。结合现场地层情况及相应的岩层承载力标准,建议采用天然地基,持力层可选在砂砾卵石层或混合岩层。
1#墙位于1120坑口西北部渣堆下部,墙体两肩均嵌入基岩中。设计基础埋深2.0m,平均开挖深度为3.5m,开挖宽度为7.0m。溢水口位于墙体东部,按梯形设计,底部过水面宽8.0m,高2.0m,坡比为1:0.5。2#拦渣墙位于1140坑口北部渣堆下部,设计基础埋深2.0m,平均开挖深度为3.5m,开挖宽度为7.0m。拦渣墙设计参数(见表1)。墙体地面0.2m以上布置泄水孔,共设计2排泄水孔,泄水孔高0.3 m,宽0.3m。泄水孔盖板用C25钢筋砼预制或购买相应标号的商品预制板。泄水孔水平孔间距为4.0m,垂直孔间距为2.0m。为了防止水流冲刷墙体前部基础,在溢水口下部紧邻墙体处修砌消能池,池长8.0m,宽2.0m,深2.0m。
(二)洪峰流量计算
乱石沟金矿属于小型矿山,根据《防洪标准》(GB50201-94),洪水重现期为20~10年,本次按照提高一个档次进行防洪,即按照50~20年的重现期进行设计,具体讲按照20年一遇(频率为5%)进行设计,按照50年一遇(频率为2%)进行校核。
流域参数根据矿山提供的矿区1∶50000地形图确定,1120、1140坑口主要由南、北向乱石沟支流控制。本次洪流计算参数采用1120坑口确定的流域参数。1120坑口以上流域面积2.14km2,沟道长度2.75km,沟床比降0.344。
1.根据“中国公路科学研究院的经验公式”,没有暴雨资料,汇水面积F小于10km2,估算结果见表2:
2.推理公式。洪水流量按1984年出版的《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》推荐的推理公式进行计算,计算结果见表3:
本次洪水流量采用推理公式计算的结果。
(三)拦渣墙墙顶溢流口设计及过流验算
拦渣墙溢流口按照梯形断面设计,底宽取河道一般过流宽度为8m,边坡系数0.5,深1.5m,治理段沟床比降按照三号坑口15°(0.268)控制。过流演算按照满宁公式计算,计算结果见表4:
经验算,溢水口满足过水要求。
(四)拦渣墙稳定性分析
通过利用郎肯理论计算公式和库仑理论计算公式初步计算对比分析,采用郎肯理论计算公式进行计算比较合理。从表4、表5可以看出, 设计拦渣墙高6m、顶宽2m、底宽6m。经验算抗滑移安全系数为2.13~2.76,远大于规范要求的大于1.3,抗倾覆安全系数为7.73~9.72,远大于规范要求的1.6。稳定性验算表明,该拦渣墙设计合理。验算结果见表5。