探讨地质构造对矿山开采的影响

探讨地质构造对矿山开采的影响

阎昱冰 王海东

招远市阜山金矿有限公司 265400  山东招远

摘要：地质构造是指地下岩层的空间分布和几何形态，在地壳运动和各种地质作用下，其形态发生了变化。由于各种原因，在不同的区域，不同的地质条件下，会形成不同类型的地质构造。而这些地质构造对矿山开采有重要影响。本文分析了我国常见的几种地质构造类型以及其对矿山开采的影响，并提出了相应的对策。

关键词：地质构造；矿山开采；影响

引言：随着经济的不断发展，矿山资源越来越紧张，矿产资源的开采也越来越受到人们的关注。在进行矿山开采过程中，我们要充分考虑地质构造对矿山开采的影响，确保矿产资源的正常开采。地质构造是指地下岩层的空间分布和几何形态，在地壳运动和各种地质作用下，其形态发生了变化，形成不同类型的地质构造。其中包括褶皱、断层、节理、层理等。我国矿产资源丰富，随着科技进步和社会发展，对矿产资源的需求越来越大。而矿产资源分布不均匀，分布不均，这就要求我们在进行矿山开采时要考虑到地质构造对矿山开采的影响。

一、构造作用的类型

构造作用是指地壳在地质作用下所发生的各种变形和运动。在不同的地质时期，构造作用的表现形式是不同的，主要分为：动力作用、内力作用、外力作用和化学作用。动力作用是指由于地壳内部某一部位应力集中而发生的变形现象。在构造运动过程中，构造形迹产生位移、褶皱、断裂等一系列地质现象，从而形成新的构造形迹，即发生变形。内力作用是指在地壳运动过程中，由于重力等自然原因而产生的变形现象。外力作用是指由地表上各种自然力如地震、风化和侵蚀等引起的地质运动。化学作用是指地壳物质中的各种矿物、岩石在物理化学变化过程中而引起的变形现象。

在构造活动中，由于地壳内部应力集中，导致应力释放，导致地壳发生变形和运动。应力集中是指岩石受力不均而产生断裂、破裂和错动。它主要表现为：①断裂作用；②挤压作用；③拉伸作用；④扭动作用；⑤旋转运动。断裂是由外力引起的破裂和裂隙，常见于张性断层。挤压是由于岩层受力不均而产生破裂或错动，常见于压性断层。旋转运动是指岩石在运动过程中产生的变形现象，包括褶皱和断裂等一系列地质现象。

在地壳运动中，主要受力分为三种：一是重力；二是水平方向的引力；三是水平方向的摩擦力。这三种力之间存在着密切关系，它们互相制约、互相影响。重力引起岩石变形主要受岩石密度、厚度以及地球自转等因素影响；水平引力主要受地球自转、地磁场及地应力等影响；水平摩擦力主要受岩石热变质程度以及温度等因素影响。

在构造活动中，各种力之间也存在着相互制约关系：重力使岩石受力均匀，但当重力大于地幔对岩石的引力时，地核将向下延伸；水平作用力使岩层产生弯曲变形；垂直作用力使岩层产生旋转；地应力使岩层产生横向剪切和纵向拉伸；温度和热变质作用使岩层发生各种变化。在这些作用中，最主要的是重力、水平引力和地应力等三种力的综合作用。

二、断层

断层是一种具有两个以上相对运动方向的岩层断裂，这两个运动方向应相互垂直。在开采过程中，断层是最危险的构造，它不仅能引起矿柱的破坏，还能破坏开采工程。根据断裂力学理论，断层分为张性断层和剪性断层。张性断层是指两盘岩层在力的作用下发生相对位移时，在其接触带出现裂缝或其他构造现象；剪性断层是指两盘岩层在力的作用下发生相对位移时，在其接触带出现裂缝或其他构造现象。

一般来说，张性断裂易于破坏采场工程，而剪性断层则易于破坏矿柱。对于张性断裂，首先应确定其位置，并对其进行观测和分析，对张性断裂的位置要作详细调查；然后根据张性断裂的特点采用适当的方法进行处理。对于剪性断层，首先应根据其特点采取相应的措施；其次应采用特殊方法进行处理。对于张性断层的处理方法有多种：首先应查明断层带及其两侧岩石的性质及产状；然后对其进行详细观测和分析；最后根据具体情况采取特殊措施。

对于断裂破碎带来说，它是指在重力和地应力作用下岩石发生了相对位移，从而形成各种构造裂缝或构造裂隙。根据断裂力学理论，当外力超过岩石抗压强度时，就会产生破断；当外力小于岩石抗压强度时，岩石就会沿剪切面发生破碎。根据断裂力学理论，当断层带两侧岩层的岩性及产状不同时，如果断层两侧岩层的强度差别很大时，就会产生两种不同性质的应力。当应力超过岩体中岩石抗压强度时，就会在其内部产生裂隙。这两种不同性质的应力常常会互相转化。对于张性断裂来说也是如此。

三、盆地和洼地

盆地是由于地下岩层的重力作用，使岩层沿垂直于地面方向发生变形而形成的。由于地壳上升，在盆地中形成洼地。洼地的地面常有小山包、丘陵，周围有河流注入。在洼地中，地表被河流切割成不同形状的小盆地或小平原。地形上的这些盆地、平原和小盆地，在地下均为岩层所覆盖，称为地下岩层。由于地壳上升或下沉，地下岩层产生弯曲变形。

由于盆地、洼地的形成和发育都是由于地壳上升或下沉所致，因此盆地、洼地内的岩层受重力作用时，岩石变形量较大，岩石性质发生变化。在开采过程中，要注意开采时不能使地表岩层发生破坏、下沉、垮塌等现象，以保证采矿工程安全进行。但要注意防止地表岩层发生崩塌、滑坡、泥石流等危害；要注意防止开采时的水害。

盆地、洼地在矿山开采中是经常遇到的地形。如果盆地和洼地都比较小，一般不会造成什么危害，但如果盆地和洼地较大，就会对矿山开采造成严重影响。在开采时应采取以下措施：

1、合理布置井巷和采场，减少采掘工程数量。

2、加强围岩的稳定性监测工作。

3、合理地划分采区和开拓系统；优化巷道布置方式；注意控制巷道掘进的进尺。

4、注意防止地表水下渗到井巷中；如遇到高地下水位或有洪水时，应采取有效的防水措施。

5、对坑道中发生冒顶、坍塌等现象要及时采取有效措施进行处理；对矿井水要采取综合处理措施进行处理；对坑道周围的环境也要进行保护和治理。

四、岩浆岩

岩浆岩是指由岩浆活动形成的岩石，即由岩浆或岩浆物质组成的岩石，它主要包括花岗岩、花岗闪长岩等。花岗岩是一种成分比较复杂的岩石，具有不同的结构和构造，并含有丰富的矿物成分。其化学成分主要为SiO2、K2O、Na2O、P2O5等，常含有不同含量的碱金属元素。根据其不同的成分可分为酸性、中酸性和碱性岩浆岩。这类岩石通常是在一定的环境下，由岩浆喷发而形成。岩浆岩由于受到高温作用，常含有较多的有害成分，因此对矿山开采造成较大影响。

一方面是对矿山生产造成不利影响，另一方面是在开采中会造成矿产资源流失，所以必须要加强对这类地质构造的研究工作，找出其对矿山开采造成的影响因素并采取有效措施加以改善。

结束语：

由于地质构造对矿山开采的影响，所以在对矿山开采进行设计时，应充分考虑地质构造的影响，根据实际情况进行合理规划，避免因地质构造而造成的资源流失问题。在矿山开采过程中，由于地质构造的存在，将会影响到矿体的空间形态和开采难度，进而影响到矿山生产效率。因此在实际工作中必须要加强对地质构造的研究和分析，找出其对矿山开采造成的影响因素，并采取有效措施加以改善。比如可以利用物探技术等手段对矿区进行勘探工作，以明确矿区地质构造情况；还可以利用遥感技术对矿区地质构造进行准确预测，进而减少矿山开采过程中出现的安全问题。

参考文献：

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