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矿山地质工程问题及工程地质条件

来源:www.dbkyw.com   时间:2021-10-24 10:13   点击:257  编辑:admin   手机版

矿山地质工程研究的主要任务是对矿山建设中将要遇到的地质工程问题和工程地质条件进行预报,这项工作是非常重要的。这项工作做好了,不仅可为国家节省大量资金,且可加快矿山建设速度。矿山建设中经常遇到的地质工程问题有:①露天矿边坡稳定性问题;②井巷及采场围岩稳定性问题。

控制上列地质工程问题的关键性工程地质条件有四项:①软弱、破碎岩体及软弱夹层;②软弱结构面,包括断层带、层间错动带及贯通较长的大节理;③地下水;④地应力。这四项工程地质条件是控制上列矿山地质工程问题的关键,在矿山地质工程研究中必须查明。

地质因素是有规律的,工程地质条件是可以查清和作出预报的,我国矿山建设中有许多成功的实例,淮南煤矿成功地强行通过潘集三井下部含水层便是一例,潘集矿区位于淮河中游,冲积层厚139~463m,含有孔隙水,属于水下采煤,涌水、突水是该矿基建中遇到的大问题。调查报告提出可能遇到17个含水层,需做5次注浆处理,需耗费工期9个月,投资246.28万元。淮南指挥部地质测量处在施工过程中不断总结经验,找出地质规律,修正原地质勘察资料,在施工过程中不断作出预报,保证顺利地完成了建井任务。他们对矿井出水点进行了统计分析,发现该地区基岩裂隙水主要从NWW及NNE组裂隙及断裂中涌出。前者为淋水,水量不大,时间长;后者为突水方式出现,出水集中,而时间短。基岩裂隙水主要通道是区域性活动断裂,裂隙水具有垂直分带规律,它与岩层中的砂岩密切有关。测量结果分析表明,裂隙水的补给源是有限的。因为该地区煤系地层均上覆有较厚的新生界松散盖层。其中有较厚的粘土层分布,特别是底部有一层较厚的粘土层将上层水隔开,下部煤系中断裂不发育,且有粘土层分隔,水力联系差,突水条件极小,且在其附近的潘集一主井在323m处发生突水,开始时漏水量为151m3/h,突水点集中在井筒9m段内。第二天减为99m3/h,三五天减为74t,64t,48t。停工17d就复工了。据此判断,三井不会产生严重突水,故决定不进行注浆止水,而做好准备采取强行通过。结果表明,施工工程地质预报是正确的,共节约注浆费326.49万元,提前工期两个月,超进尺一倍,三个井筒原计划进尺450m,而年末实际进尺为922.8m。

兖州煤田兴隆庄东翼皮带大巷穿过巨王林断层的地质预报是又一个成功的实例。兴隆庄矿精查报告划定的巨王林断层是影响井田设计开拓的主要断层之一,同时是东翼皮带大巷施工的一大障碍。原精查报告指出,该断层落差为25~110m,断层附近岩石中裂隙发育,破碎带较宽,导水性强,施工时将面临断层突水和顶板难于支护等困难。第一工程处地质组对精查报告重新进行了分析,发现原勘察中对巨王林断层仅有一个钻孔控制,而对皮带大巷将穿过的地方断层落差未予确定。他们根据断层性质、断层面向深部延展时断距变化规律及施工中获得的资料分析,提出:巨王林断层为一扭性断层,落差较小,应在1~17m之间,具有尖灭的可能性。岩层不会太破碎,且导水性不会好。皮带大巷遇到断层时,预计断层两盘以塑性泥质岩、粘土岩为主,断层泥充填应较密实,亦预示导水性差,阻水可能性大。鉴于上述对断层导水性和临近含水层的分析认识,预计皮带大巷遇到断层时可能出现的最大涌水量为80m3/h,或者不出现涌水,不必停工注浆处理。在施工过程中施工人员取消了原施工组织设计中的注浆堵水措施,采取强行通过的方法通过。掘进实际情况表明,这一预报是正确的。结果井筒施工提前10个月左右完成,为国家节约投资240余万元。

上面两个实例表明,工程地质工作在适量的勘察工作量配合下,充分利用地质原理,完全可以作出正确的地质预报。关键在于矿山工程地质工作者不仅要掌握一般的地质原理,而且还要掌握与矿体埋藏条件有关的地质规律,特别是小构造及小小构造,断层、节理、蚀变带等规律,这样才能主动地去查明具体矿山工程地质条件,预报矿山建设及施工过程中可能出现的地质工程问题。

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