地质因素范文

地质因素范文（精选12篇）

地质因素 第1篇

1 水文地质与水文地质结构

水文地质主要指地下水的不规则运动以及变化, 这是一个自然地理现象。地下水在一般情况下具有稳定性, 这也是地下水作为农业灌溉、城市用水、工业矿产用水的主要原因。贮存地下水的具体位置是包气带下面的地层空隙, 地层空隙包括溶洞、地下裂缝、地下岩石孔隙等。一般情况地下水都比较稳定, 但是受一些特殊原因干扰时, 也会引起一些地质灾害, 包括滑坡、沼泽化、地面沉降、盐渍化等。

形成地下水的方式很多, 但主要是通过自然降雨以及地表水的渗入。地下水是在不断运动的, 通过渗透, 地下水也可以汇入地表、流入江河湖海中。通过水分的蒸发, 水变成蒸汽, 再通过降水流入地下, 这样就促进了水循环。

由于对地下水的过度开采以及不合理利用, 造成地下水的水位下降, 形成地下水漏斗, 这样在进行城市建设过程中, 就有可能出现地面沉降的现象;此外, 工业污水的随意排放, 对地下水的质量也有很大的影响。

2 地质灾害受水文地质的影响分析

根据已经发生的受水文地质影响发生的地质灾害情况总结, 水文地质引起的灾害主要包括地面沉降、砂土液化、岩溶塌陷以及软土变形等, 其具体的表现如下:

在地面沉降方面, 引起发生地面沉降的因素很多, 主要有人为因素和自然因素。人为因素主要指人为地对地下水资源进行过度开采, 对地下油资源、地下热水过度使用, 这样都可能导致发生地面沉降现象;自然因素指的是海平面上升或者发生地震活动, 以及构造行为造成的沉降或软土层下降引起的。根据以往的资料可以得出, 地下水的开采会导致地下水位下降以及地面沉降, 地面发生沉降的速率与地下水水位的下降速率成正比, 地下水位下降形成的漏斗与地面沉降形成的漏斗基本上保持一致。由此可见, 发生地面沉降的主要原因是由于过度开采地下水。

砂土液化指的是饱含水分的松软土粉、砂石, 由于受到震动, 瞬间变成液体的现象。饱含水分的砂土受震动瞬间变成液体, 原因主要是震动得这些饱含水分的砂土更加密实, 它们之间的水压力增大, 在震动荷载的作用下, 当水压上升到一定程度后, 就会使饱含水分的砂土瞬间变成液态。在不同的地址下, 砂土液化产生的影响力也不同。比如一个地区, 土质中含有的沉积颗粒较大, 那么一旦发生砂土液化现象, 就会产生喷水冒沙现象, 这主要因为这个区域发生砂土液化时, 土层中的水压力增大, 促使砂石空隙间的水压力比土层的强度还大, 这样就会使地下水带着砂土一起冲出地表。

一些地下具有开口的溶洞, 或者是有碳酸盐质的溶隙溶洞, 往往都会有一层较厚的覆盖层, 当覆盖层的土质较为松散时, 由于某些因素改变了地下水运动动力, 破坏了地下水运动的平衡, 这样就容易发生岩溶塌陷的现象。

软土变形在现在主要体现在软土地基变形上, 城市化建设过程中, 常常会遇到软土地基这类情况。软土结构本身的稳定性就差, 要是受到地下水不规则运动的影响, 其结构就会变得更加不稳定。由于软土结构的特殊性, 所以水文地质对其的影响更大, 当软土地质受到震动后, 就会使软土结构的链接遭到破坏, 降低土壤的强度, 使土质很快变成稀释状态。软土地基除了受到地下水运动的影响以及震动的影响外, 在土体的剪应力长期的作用下, 软土地基也在发生着缓慢的剪切变形。

3 应对地质灾害的措施

对于由水文地质引起的地质灾害来说, 进行应对的策略要坚持预防为主, 防治结合的原则, 最大程度上将灾害的影响缩小。

第一, 对于一些地质灾害发生频繁的地区, 要进行全天候的实时监控, 随时掌握当地地下水情况, 如果发现有异常情况就要及时通知有关部门进行处理。在春夏降水较多的时节, 更要保证对地下水的监控, 当地下水水位超过一定界限时, 就要采取相应的措施, 如调控水流方向和水量等, 避免地下水水位上升造成不利的地质灾害。

第二, 我国地下水存水量趋于饱和, 所以为了避免地下水过多而造成地质灾害, 就要对地下水进行合理的开采, 这样就缓解了地下水对地质结构的冲击力, 减小了发生地质灾害的概率同时也提高了我国水资源的利用率。

第三, 当地质灾害发生后, 相关部门就应该采取有效的措施, 将地质灾害造成的影响缩小到最低。进行紧急应对灾害措施时, 一定要坚持以人为本的理念, 将人民的生命放在第一位。在灾害发生后, 还应该及时封堵交通, 设置警告, 防止更多事故发生。

4 总结

水文地质发生异常就会引起地质灾害, 不仅仅对社会的发展以及人民的日常生活造成影响, 甚至还会威胁人民生命财产安全。应对地质灾害, 除了采取应急措施以外, 更重要的是在平时加强对地下水的实时监控, 以及对地下水合理的开发利用。

参考文献

隐蔽致灾地质因素普查制度完整 第2篇

为了切实做好矿井隐蔽致灾地质因素普查工作确保****煤矿长治久安消除或减小隐蔽致灾地质因素对矿井安全生产的影响按照《煤矿地质工作规定》要求，结合《****煤矿隐蔽致灾因素普查报告》和《煤矿地质工作规定》第四章具体规定，特制定本制度

一、矿井隐蔽致灾地质因素普查领导小组

组 长：总工程师

副组长：地测副总 机电副总 通防副总

成 员：地质测量部部长、通风科科长、安全监察部部长、机电科科长、生产技术部部长、防治水专职人员、通风专职人员、各区队技术员

二、隐蔽致灾地质因素普查领导小组职责 范围

组 长：全面负责组织隐蔽致灾因素普查工作的开展，保证隐蔽致灾因素普查工作开展过程中所需资金、设备、仪器仪表落实到位。

副组长：协助组长工作，负责组织制定整改方案、安全技术措施，重点负责隐蔽性调查工作的跟踪、督促检查，负责自己专业内隐蔽致灾工作日常业务安排落实

成 员：在组长副组长的领导下共同开展完成隐蔽致灾地质因素普查工作并负责编制专业内的安全技术措施，和整改方案工作，区队技术员负责本区队内的隐蔽致灾专业知识培训科室技术人员负责督促帮扶区队人员共同提高专业知识。

三、矿井隐蔽致灾地质因素普查范围：

1、地表防洪灾害的排查

①相关科室对矿内及矿区周边的地表径流、塌陷裂隙区渗水情况、暴雨过后地表塌陷裂隙区积水情况巡查进行详细的排查勘测并在本矿相关图纸上及时准确的绘制出具体的位置。

②相关部门对矿周围的防洪排水沟每月进行一次全面的排查工作，及时清理防洪沟，保证防洪沟内的清洁，发现有损坏的地方及时进行修复，保证防洪排水沟的完好。

③在雨季期间加强防洪沟的巡查工作，对井口较低位置采取相应的防水措施，防止强降雨期间，积水涌入井筒内，发生事故。

2、井下隐蔽致灾因素排查

1）采空区

①经常深入井下现场，负责每月对全矿范围内采空区的监控检查，负责协调施工单位经常性地对矿山重点部位及井巷工程进行监督监测，协调本系统人员对重点部位的监测资料整理，圈定地表及井下采空区范围，并做好相关图件的归档工作。

②坚持经常对新旧采空区进行实测，并及时准确的绘制当前采空区位置实测图，对在实测或井下隐患排查过程中，对发现重大安全隐患，可能诱发大的地质灾害时，应及时向组长及副组长汇报。

③根据采空区与我矿重点场所影响关系，以及井巷工程、保安煤柱、矿体的相互位置及影响程度，从技术上进行论证，确定我矿当前监测重点。④在采掘活动开始前确定矿区范围内地表采空区、地表塌陷区、地表错动区关系及影响范围。

⑤ ⑥推广应用在采空区监测地质灾害预测方面的新技术、新成果，负责研究采空区变化，并对可能诱发的地质灾害给与技术的论证并采取相关措施。

⑥确定的采空区影响范围，圈定并标识通知相关人员，防止人员误入。

⑦在回采过程中，对地表采空区塌陷范围进行现场观测，对塌陷情况及时汇报矿总工程师，并制定出采空区塌陷超前情况或者老顶空顶面积大未垮落情况的相关技术措施。

2）废弃老窑（井筒）井巷和封闭不良钻孔普查

①对矿区内及矿区周边的可能影响本矿的老窑及废弃井巷进行摸底,并在本矿的相关图纸资料上绘制出具体位置,并定期进行观测及排查。

②对井下已采完的工作面的防火密闭进行观测，并及时汇报出现的问题。

③定期了解相邻矿井的回采情况，如有开采的矿井，调查清楚其废弃井巷是否对本矿的

④井筒、工业广场及附近汇水沟每年雨季前要清理附近杂物，疏通排水通道。

⑤在井下发现下矿水量有变化时或降特大暴雨、地表水体变化等特殊情况，要及时对井筒周边水位进行测量。⑥若矿井后期对对井田范围内废弃井筒进行充填，对井筒充填方案和回填工程监督。

⑦在周边矿井关闭后，在井筒没有回填前，要经常协助公司技术服务中心人员，采用电测法对井筒水位进行测量，密切关注水位变化。

⑧在工作面采掘工程接近钻孔之前，必须对钻孔资料进行查阅，全面了解钻孔的封闭情况，编制采掘工程过钻孔设计方案。

⑨对于钻孔资料不详、模糊的钻孔，必须以“封闭不良钻孔”对待，在设计说明中必须明确提出来，要留足防隔水煤柱，并制定安全技术措施，作为视在安全隐患来处理。

⑩在设计中明确告知施工单位，所要揭露的钻孔数量及位置，以及钻孔的封闭情况，让施工单位提前做好应对措施，防患于未然。

3）断层、裂隙、褶皱、陷落柱、导水裂隙带等地质构造普查 ①建立年预报、月分析的地质构造预报制度，年初按照采掘工程计划，对采掘工程可能遇到的断层、褶皱等地质构造进行预报；每月根据月度采掘工程计划，和井下采掘巷道揭露情况对各掘进头面，进行逐头逐面分析，准确分析巷道层位关系，对可能穿层巷道、或过老空老巷、断层等地质构造要提前通知生产区队，提出建议，并督促区队制定、落实安全技术措施。

②建立钻孔资料分析制度，在巷道超前钻探结束后，要及时根据钻探资料，进行钻场分析，对钻孔中发现的层位变化等情况，分析前方可能存在的地质构造情况。③建立井下收集地质资料制度，岩巷工作面每掘进10m收集地质资料一次，收集地质资料包括岩层和巷道走向角度，如发现地质层位变化及时分析可能遇到的地质构造。煤巷掘进工作面每掘进20m收集一次，收集煤层倾斜角度和巷道走向角度外，还应收集煤层厚度情况和顶底板岩性，煤层破碎情况。

煤层气开发的地质因素分析 第3篇

关键词；煤层气开发 地质因素 未来发展 政策支持

中图分类号：P618.11 文献标识码；A 文章编号；1672-3791（2014）10（b）-0068-01

煤层气作为新型能源的一种不仅清洁污染小，而且对于弥补我国当前用油紧张的局势有巨大的帮助。随着开发技术的不断更新以及煤层气开发规模的迅速扩大，大大改善了我国能源消费和生产的结构，加速了我国城市化进程的发展，在促进经济平稳快速发展人民生活水平有效提高上起到了很大的作用。除此之外，因为煤层气与普通天然气在成分上比较相似，所以经过科学实验合成的化工产品对于能源的节约意义是非常重大的。

1 我国当前煤层气开发的现状分析

我国煤层气含量丰富目前在世界煤层气储量中排名第三，煤层气的开发前景非常可观并且潜力巨大。但是，由于开发起步较晚，加之各种因素的影响，煤层气开发在我国依然存在着开发不够充分、规模偏小的状况。究其原因主要是因为我国的煤炭资源赋存条件比较差，开采的技术又相对落后，在我国瓦斯矿井中高瓦斯矿井数目居多。而且随着技术的进步，开采深度的不断延伸，由于煤层瓦斯含量越来越多其防治难度也随之增大，带来的危险性也就越高。正是由于开发利用的程度不足，瓦斯事故常会发生，造成的人员伤亡和损失非常惨重。

由于与发达国家相比，我国煤层气在开发上普遍存在着饱和度低、渗透性低等问题，技术是解决这些难题的关键。虽然我国也在不断开发新技术，积极引进外来先进设备，但是核心技术仍未被掌握，所以煤层气开发中依然有许多问题未能得到有效突破，在煤层气开发研究上我们还面临着许多问题需要解决。

2 地质因素对煤层气赋存的影响分析

2.1 不断演化的地质构造

由于地壳的不断运动以及地质构造的不断演化，煤层的厚度因为地质构造的演化不断加厚，这对煤层气藏的形成非常有好处，同时还能有效控制游离气的散失问题，煤层气的富集问题因为地质构造的回升得到了有效的控制，实践证明，地质构造的不断抬升回返，煤层富集程度受此影响也比较大。

2.2 地质构造抬升回返影响煤层气的富集

由于地质构造的抬升和回返时间的不同以及每次构造运动时间长短不一，所以其埋深也参差不齐，煤层的富集程度也就大不相同。一般而言其规律主要如下；越短的抬升回返时间导致的煤层其散失的就少，就更有利于保存煤层气；比如我国的华北东西部就是由于地质抬升时间不同煤层气富集程度就相对不同且差异明显。煤层散失严重的区域主要是长期处于隆起剥蚀地带，若其后期发生沉降则对煤层气的保存相当有利，上覆地层的压力会因为地层的抬升而降低，煤层会以游离气的形式在煤层中得以保存。

2.3 煤层气的富集程度与地质构造的因素有关

煤层气的富集程度与地质构造密切相关，并且地质构造的形式也是各种各样的。通常而言，煤层气赋存多的地带其地质构造的封闭性越好，而封闭性差的地质构造带则会造成煤层气的散失，不利于煤层气的赋存。这种状况的煤层气富集在断层地带与褶皱地带的表现尤为明显，同褶皱的地区其地质形态不一，背斜褶皱带有利于煤层气的储存而向斜地带则不大利于煤层气富集；相对而言断层带赋存煤层气的能力也是不一样的，地质紧凑受到的压力较大并且透气性不好的区域煤层气赋存较为有利，断层张性松散、透气性好的地带则不利于煤层气赋存，容易造成煤层气的散逸。

3 未来我国煤层气地质研究面临的问题

3.1 动力学机制与煤层气成藏过程

动力学机制与煤层气成藏的过程揭示了地质储气性与生气性的关系，对于研究复杂地质条件下的煤气层的形成、分布以及成藏规律都有一定的研究。因为煤层气是以气体形式吸附于煤储层中，所以其开发利用技术与一般的天然还有所不同，我国当下的煤层气理论主要是针对简单地质条件而进行研究的，而复杂地质条件的研究则相对较弱，这也是局限我国煤层气开发的主要因素，地质条件复杂，煤层气发生的活动不一，成藏类型也会出现各式各样的类型，煤层气成藏动力学条件的研究对于探寻深层富集煤层气，大力开发新技术是密切相关的。

3.2 煤层气聚散机制与储集系统

煤水气与储层特性的关系可通过研究煤层气聚散机制与储集系统得到，对于煤层气的扩散聚集的过程有一个细致的了解，煤层气成藏的关键制约因素就是煤储层的储集性与含气性，这些因素严格影响着煤储层本身的性质，由于与一般天然气不同，煤层气有着明显的吸附性和极强的非均质性。所以其性质复杂，开发技术要求更高，目前在研究煤层气这一领域内，对煤层气均质性的描述是一大值得深入研究的课题。能量平衡是煤层气动力学的实质，其动态平衡主要靠煤储层压力来维系，一旦发生地质运动此平衡就会遭到破坏，就会造成煤层气散逸现象的发生，或者是强化了煤层气富集，对盆地流体场控制影响煤储层压力则很好地揭示了煤储层渗透性的变化规律，这同时也需要大力发展低渗煤储层模拟技术，也是有效确定煤层气成藏类型的重要依据，对于开发低渗煤储层是极为有效地，这项技术也是目前国际上需要着力解决的一个问题。

3.3 煤层气藏开发中对地球物探技术以及信号处理技术的运用

地球物理场与地球化学场间的互动机制可通过煤层气藏的高效开发场效应了解，这对煤层气的勘探开发效果也是一种良好的预测，验证煤层气预测效果以及勘探技术的重要手段就是建立在地球物理综合测井和三维三分量多波段地震勘探基础上的煤层气藏高精度探测技术。但是需要多加注意的是煤储层的饱和性使得其部分性质难以得到有效识别，所以技术手段的要求则更高，因而未来该领域主要的研究方向就是针对探测原理以及信号处理技术进行深入研究。

4 推动我国煤层气产业发展的政策手段

一是国家应当立法保证煤矿安全并且合理开发瓦斯资源，保障矿井企业必须做到煤炭瓦斯开发同步。

二是对于煤层气的开发力度应大力投资。

三是应成立专项的项目着力研究该领域，最大化攻克技术难题。

四是为促进煤层气发展在税收上应给与一定的优惠政策。

五是积极引导瓦斯发电厂的建设，为电厂建设提供一定的便利。

六是对于一些污染气体的排放应限制，从侧面促进煤层气产业的发展。

5 结语

虽然我国资源丰富但是不加节制的开发已经造成了一定的恶果，所以必须加强技术研究，促进新型能源的开发利用。这就需要新能源的形成机制熟练掌握，了解其形成机理不仅会促进新技术的运用还能带来多重效益，促进社会的发展以及资源节约。煤层气的开发与地质控制因素则很好地反映了这一问题。

参考文献

[1]刘阳刚.煤层气与地下水的赋存及运动特征对比[J].中国煤田地质，2013（2）：131-133.

[2]高普明.浅谈煤层气藏保存条件[J].中国煤层气，2010（27）：101-103.

试析水文地质因素对地质灾害的影响 第4篇

1 水文地质因素引发的地质灾害分析

1.1 砂土液化灾害中水文地质因素分析

砂土液化灾害现象的主要诱导因素即是水文地质因素。砂土液化是指因震动作用, 瞬间破坏了饱水状态的疏松粉和细沙土结构, 从而表现出液态流动性, 同时, 土质中超孔隙水会由沙土下部运动至沙土上部, 最终形成砂土液化现象。如在沙土上部沉积层颗粒相对较粗的地区, 出现砂土液化现象, 还会因沙土上部渗透性影响, 进一步引发喷水冒沙灾害。

1.2 地面沉降灾害中水文地质因素分析

造成地面沉降灾害的因素有很多, 比如地震、水文地质因素以及人为因素等, 而水文地质因素是导致地面沉降的最主要原因。大量开采地下水, 导致地下水位下降, 同时又得不到相应的补充, 开采量与补给量难以保持平衡, 是造成地面沉降的根本原因。地面沉降对社会发展影响极大, 若灾害发生在重要交通设施处, 如高速公路设施、铁道设施等, 这不仅会影响正常的交通运行, 还将严重威胁此交通线路上的行人安全, 而且由于地下水水位变化造成的地面沉降, 由于其破坏了原有地质结构, 修复工作开展起来也十分困难。

1.3 岩溶地面塌陷灾害中水文地质因素分析

岩溶地面塌陷也是由水文地质因素诱发的常见自然灾害之一。一般来说, 岩溶地面塌陷灾害的形成条件相对苛刻, 岩性必须是可溶岩, 它是岩溶地面塌陷形成的物质基础, 有溶蚀形成的空间即岩溶洞隙, 它的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件;上部要有一定厚度的盖层, 盖层可以是基岩也可以是土层;水动力条件易于改变的岩溶地下水。水文地质对岩溶塌陷的影响主要表现在岩溶地下水埋藏较浅、循环交替强烈的地段, 岩溶地下水动力条件易于改变, 从而导致地下水运动平衡出现一定程度上的失衡, 致使地下水流汇聚, 产生巨大的冲刷力, 破坏了溶洞底层原有的稳定结构, 最终导致岩溶地面塌陷灾害的形成。岩溶地面塌陷灾害的危害性主要体现于以下几个方面:对矿山而言, 地面塌陷可成为矿坑充水的诱发型通道, 严重威胁矿山开采;对道路而言, 岩溶地面塌陷会使得道路路基遭到破坏, 致使道路停止使用造成交通阻碍;对城市建筑物而言, 地面塌陷常造成建筑物损坏、市政设施损毁, 交通线路中断;对坝体而言, 塌陷会使坝体突然垮塌造成漏水, 同时泄露的水体常对下游的居民区造成重大的经济损失和人员伤亡;对农田而言, 会使得农作物被毁, 粮食减产, 给人们群众带来较大损失, 并且地面耕植土落入陷坑, 造成耕作面积减少, 未进行回填或者不便进行回填的地方则无法进行农作物耕作。

1.4 地基变形灾害中水文地质因素分析

地基变形灾害是指水文地质因素对建筑地基的影响, 而产生的地质灾害。随着城市规模不断扩张, 建筑数量逐年上涨, 在建筑地基施工中, 软土地基是其最常见的地基问题之一。软土地基所具备的土质结构稳定性较差, 承受水文地质因素影响能力有限, 尤其是软土结构存在一定的触变特性, 即原状土遭受振动, 易破坏其原有稳定结构, 从而导致其变为稀释状态。如果在建筑地基施工处理阶段, 未对软土地基进行有效的处理, 将会导致地基在使用过程中, 受水文地质因素影响, 出现地基变形现象。当地基变形灾害出现时, 将严重影响建筑所具备的稳定性, 普通表现为建筑墙体开裂, 若地基变形严重, 甚至会造成建筑坍塌事故。

2 水文地质因素引发的地质灾害预防和治理措施

2.1 确定地质灾害的预防管理方针

实施有效地质灾害预防措施的基础就是, 确定地质灾害的预防管理方针。方针代表目标和行动方向, 近几年我国地质灾害频发, 造成的直接损失及间接损失不可估量, 造成这一现象的主要原因之一, 就是缺少预防管理方针指导工作, 其直接导致地质灾害预防管理工作松散、不成体系、预防管理效果差。目前, 我国地质灾害预防相关部门制定了“预防为主, 治理为辅”的八字方针, 为今后的灾害预防管理工作指明了方向。

2.2 制定科学合理的地下水资源开发计划

我国地域广袤, 地下水资源丰富, 制定科学合理的地下水资源开发计划, 不仅可以解决我国部分地区的用水紧张问题, 还能结合相关地下水检测数据, 对水文地质因素进行一定的人为调控措施, 从而降低发生地质灾害的概率, 达到预防灾害发生的目的, 同时还能促进我国水资源产业的良性发展。

2.3 制定紧急地质灾害处理方案

地质灾害的发生具有一定的随机性、突发性。因此, 国家应针对地质灾害的相关特点以及我国易发生地质灾害的地区特点, 制定科学、合理、有效的紧急地质灾害处理方案。当地质灾害发生时, 应用此方案最大限度地降低灾害所带来的不良影响, 保障人们生命、财产安全。

3 结语

近几年, 我国地质灾害频发, 造成的直接和间接损失不可估量, 故而探究灾害发生的影响因素, 积极进行预防管理, 对于保障人们生命财产安全具有十分重要的现实意义。因此, 相关部门应从水文地质因素引发的沙土液化、地面沉降、岩溶地面塌陷以及地基变形四方入手, 深入探究灾害产生原因, 从而确立灾害预防方针, 通过制定预防和治理两方面措施, 实现对地质灾害的预防管理, 进而推动我国社会持续健康发展。

参考文献

[1]张宝君, 王瑞丰, 武林, 等.水文地质因素对地质灾害的影响[J].能源与节能, 2015 (02) .

[2]江涛.水文地质因素对地质灾害的影响探究[J].城市建设理论研究, 2014 (15) .

[3]王世岩, 吕虹霖, 杜春晓, 等.试述水文地质因素对地质灾害的影响[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013 (07) .

[4]郭晓伟.水文地质因素对地质灾害的影响研究[J].河南科技, 2014 (06) .

地质因素 第5篇

小塔子沟金矿床位于凌源-北票金矿成矿带的.中部,为受区域断裂构造、燕山期石英二长岩和太古界小塔子沟组变质杂岩所控制的含金石英脉型和蚀变岩型金矿,通过对矿床地质特征的分析,进一步总结该区成矿控制因素,认为区域上找矿前景广阔.

作 者：邵振波 李晓季 玄力 张殿华 赵树堂 SHAO Zhen-bo LI Xiao-ji XUAN Li ZHANG Dian-hua ZHAO Shu-tang  作者单位：邵振波,玄力,张殿华,赵树堂,SHAO Zhen-bo,XUAN Li,ZHANG Dian-hua,ZHAO Shu-tang(辽宁有色朝阳地质勘查院,辽宁朝阳,12)

李晓季,LI Xiao-ji(辽宁有色铁岭地质勘查院,辽宁铁岭,112000)

地质因素 第6篇

【关键词】地质因素；煤矿采掘；生产安全

矿井的地质构造能够直接对煤矿的生产效率以及安全性造成影响，尤其是当今煤矿机械化生产的普及度越来越大，为保证煤矿生产的效率，矿井的地质要求也越来越高[1]。安全管理理论中提到，事故发生的根本原因在于人和物的不安全行为及状态，煤矿安全事故发生的主要原因在于主观的人为因素以及客观的环境因素。在矿井生产安全影响因素中，地质构造是一个主要客观因素。只有消除了煤矿生产中的安全影响因素，就能够保证其采掘过程的本质安全。

一、地质构造和煤矿安全生产的联系

地质构造是能够对煤矿生产安全造成影响的一个重要因素。地质结构主要有褶皱、节理和断层三种，另外，矿井中还可能会出现岩溶现象。在矿井中这三种地质结构会导致岩石破碎以及地下水渗入，造成煤层出现松动容易脱落，引发煤矿安全事故。地质构造成的煤矿安全事故一般是顶板、瓦斯和突水事故[2]。

（一）褶皱。褶皱地质构造能够对煤矿内岩石的产状和形态造成影响，但对其延续性没有很大影响，比较容易探查和控制。褶皱在煤矿生产过程中，主要是对煤层平岗的开采方向造成影响，进而改变煤矿采掘的工作面长度，让煤矿机械开采以及底板管理带来一定阻碍，部分褶皱在特别发育时，还可能会导致煤层呈不可采状态，影响到煤矿生产效率[3]。

（二）节理。一般煤矿中节理发育的地方会对钻眼爆破的效果产生很大影响，当爆破的炮眼方向和主要节理呈平行状态时，爆破过程中沿裂隙漏气就会对爆破效果造成影响。在节理发育地质构造的区域，矿井顶板容易出现脱落现象，沿裂隙面冒落伤人，还容易成为瓦斯多发以及地下水渗透地带，进而引发煤矿安全事故。

（三）断层。在煤矿采掘的矿井中，各种不同性质的地质断层经常出现，会破坏煤层的连续性和完整性，一般难以进行控制。断层两边所产生的土层牵引、挤压等作用力或造成矿井工作面的岩石强度降低和破碎，很容易导致瓦斯聚集，导通地下水，引发坍塌冒顶、瓦斯突出以及矿井突水等事故。另外，还有一些小型断层地质构造部位会导致矿井岩块脱落，引发顶板事故[4]。

（四）岩溶。在矿井生产中可能会出现岩溶现象。岩溶是一种比较常见的地质现象，在进行煤矿开采时，岩溶会对煤层的支撑设施造成影响，矿井中溶洞的出现会导致陷落柱及其周边煤层呈不可开采状态，对煤矿的开采量以及开采效率造成很大影响。另外，岩溶现象会导致瓦斯和突水事故的发生，各煤矿生产的安全性造成影响。

二、地质因素对煤矿安全生产的影响

地质是煤矿安全的一个重要影响因素，在煤矿生产中，地质因素的影响大都以瓦斯含量增加、地下水渗透等方式表现出来。

（一）瓦斯地质。在煤矿生产中，煤层的褶皱轴部位或者断层部位经常会出现大量主要成份为甲烷的气体，并沿着岩层结构的空隙流动。随着煤矿开采量的增加，矿井的的深度会逐渐加大，煤矿中所产生的瓦斯含量也会随之增长，若此过程中的瓦斯检测工作完成不到位或者生产操作不符合标准等，都很容易造成煤矿安全事故。工作人员需要对煤矿地质中产生的瓦斯含量和危害有明确的认知，拥有一定的安全防御意识，企业需要加强对煤矿地质的研究力度，找出瓦斯出现的规律，采取有效的解决措施来避免其导致的煤矿生产安全问题[5]。

（二）水文地质特征。地质构造的水文地质特征也会对煤矿生产的安全造成因影响。矿井中的煤岩稳定性会对煤矿地质构造中水文地质特征的稳定性造成很大影响.煤矿中用作顶板的粘土岩上下透水性不一样，且具有一定的膨胀性能，在煤矿渗水情况下，顶板岩层的稳定性就会被影响，透水性能较差面会受到透水性较好面的压力，导致煤矿顶板脱落。随着煤矿开采的深度不断增加，矿区的水文特征就会遭到破坏，进而导致一些老窖控水以及断层水等现象出现，造成矿井下发生水流喷发或者断层水涌出等情况，大声煤矿安全事故。

三、煤层稳定性对其生产安全性的影响

（一）安全技术无法得到有效落实。在煤矿采掘过程中，地质构造会对煤层厚度造成一定的影响，在很大程度上降低了煤开采工作的安全性，在此过程中，煤矿会受到多种作用力，加上地质构造不断变动，导致煤层岩石之间力學特征也存在一些差异，进而导致煤层出现不同的变形效应，煤层会出现合并、分岔或者增厚、变薄等现象。煤矿地质构造应力分布不均衡，会导致矿井的某些部位煤层相对较薄，或者存在顶压、底鼓等现象，让煤层的结构处于一种不规则状态，进而给煤矿生产带来很多阻碍，导致很多煤矿安全支持工作难以落实。

（二）煤矿采掘支护效果差。因为地质断层、褶皱等构造会对煤矿煤层的厚度产生影响，导致煤层表面呈现一种鳞片状态，从而导致煤层的顶底板不能够接触。在煤矿采掘时，煤层周围压力的增加对导致支护压力增大，进而导致矿井巷道变形，容易出现煤层碎裂脱落的情况，甚至出现大面积煤层坍塌，形成煤矿安全事故，对煤矿生产带来阻碍。

（三）对采煤循环作业造成影响。在采煤过程中，进行煤矿掘进回采作业时可能会遇到一些煤包或者煤沟，甚至是一些结构特殊的煤体，这一情况会对采掘工作造成影响，导致采掘无法顺利沿着计划的方向进行下去，进而导致一次性全采计划无法顺利实现，煤矿井的顶板支护效果也会受到很大影响。在这种支护效果比较差，支柱的支撑力度不足，且顶板出现下沉现象的情况下，煤矿生产的整体工作都存在着很大的安全隐患，导致回采工作无法顺利、有效的完成，进而对煤矿生产的效率造成了影响。

结束语

煤矿生产的安全十分重要，需要对其影响因素进行详细的分析和研究，并针对这些原因采取相应的措施，对各种危险因素进行控制，最大限度的避免煤矿安全事故的发生。在煤矿采掘过程中，地质因素是一个极为重要的煤矿生产安全影响因素，地质构造、地质特征等都会对矿井煤层的稳定性、瓦斯含量以及水文特征造成影响，进而造成一些严重的煤矿安全事故。因此，需要对这一因素进行综合性分析，并采取有效的措施，最大限度降低地质因素对煤矿生产安全性的影响，保证采煤工作的安全。

参考文献

[1]何俊.探讨影响煤矿采掘生产安全的地质因素[J].中国科技信息，2014，21（07）：88-89.

[2]吴和秋，卢昕，石玉山.影响煤矿采掘生产安全的地质因素分析[J].地球，2012，12（05）：29-30.

[3]吴启发.地质因素对煤矿采掘生产安全的影响[J].安全与健康，2010，18（09）：39-40.

[4]倪仲军.地质因素对煤矿采掘的影响及应对[J].河南科技，2011，16（12）：63.

地质构造影响因素的探讨 第7篇

影响煤矿生产地质方面的因素, 主要有地质构造、岩浆侵入煤层使得厚度变化、矿井瓦斯含量, 地面温度和地面压力等因素。

断层是现今煤矿开采影响比较广的因素, 通过对断层的分析, 有利于将地层深处的煤层不断向浅部推进, 从而方便供人们开采, 造福于人类。然而, 现今煤矿开采过程中, 最多的是遇到矿井采掘生产造成困难和安全威胁等。煤层的连续性不断遭到破坏都是由于断层的影响, 并造成煤层产状剧烈变化, 围岩破碎, 裂隙发育, 给回采造成极大困难。现在煤矿开采过程中, 会影响地质压性或扭性断裂, 并逐步转为封闭性构造, 当地质构造出现这样的变化, 其中瓦斯含量高, 压力大, 使得张性断裂呈开放性, 这样会使得地质不断下移, 造成地面的错位等。断裂构造对煤层厚度的影响也比较明显, 但是相对于褶皱构造而言, 一般没有褶皱构造显著, 在断层附近才会出现煤层的加厚带现象或者是变薄带的情况。一些由于正断层引张拖拽作用的影响, 可能会发生断层附近向上或者向下盘煤层厚度不断变薄;并且在逆断层两侧如果出现了煤层的逆掩重叠现象或者是挤压聚集, 容易形成厚煤带, 特别是在褶皱和断层均发育的地区, 煤岩层变形对地质构造产生断裂情况来看, 由于地应力在一个不断积聚到部分释放的过程中, 地质突出的能力不断减少, 地质断层又与煤矿的通道相联通, 这就是使得煤矿在开采的过程中, 容易发生地质不断突出的现象, 从而使得煤矿开采过程中, 瓦斯的浓度不断升高, 导致出现瓦斯爆炸的现象。这些都是目前煤矿开采过程中出现的难题。另外, 矿井瓦斯动力现象与煤矿地质构造变化有着密切的关系密, 当井下发生的几次较大动力现象时, 这些都有煤矿地质构造相关, 特别在断裂构造, 又或者是构造残余应力区, 会比较频繁的发生瓦斯动力现象, 给采掘生产, 安全造成较大威胁, 这也是现在煤矿开采时经常需要注意的问题。

2. 煤矿对地质构造的相互影响

地质构造和煤矿关系密切, 煤矿与地质构造之间相互影响, 地质构造和煤矿的关系可以概括为以下几点: (1) 从对区域地质构造来看, 地质构造的相关运动对煤矿的分布影响很大, 反过来, 煤矿的不断开采挖掘也会渐渐影响地质构造; (2) 从地质力学的角度来看, 当地质发生断裂突出, 在煤矿的开采过程中存在较大的危险; (3) 从褶曲构造来看, 影响地质摺皱强烈地带或者是紧密褶曲相关联部位, 在层间滑动, 使得褶皱发生不协调现象, 或者在层间揉皱发育的相关地带, 煤层产状变化区块大, 容易引发煤层下陷, 断层对煤矿的影响也就比较复杂; (4) 从煤岩层变形对地质构造产生断裂情况来看, 由于地应力在一个不断积聚到部分释放的过程中, 地质断层又与煤矿的通道相联通, 这就是使得煤矿在开采的过程中, 容易发生地质不断突出的现象, 从而使得煤矿开采过程中, 瓦斯的浓度不断升高, 导致出现瓦斯爆炸的现象; (5) 煤矿的开采还会影响地质压性或扭性断裂, 并逐步转为为封闭性构造, 当地质构造出现这样的变化, 其中瓦斯含量高, 压力大, 使得张性断裂呈开放性, 造成地面的错位等; (6) 煤矿的不断减少也是影响地质构造变化的重要因素, 不仅煤矿的开采会影响地质, 煤矿的存在本身就跟地质构造关系密切, 当煤矿开采突破一个极限时, 很有可能引发地震等地质灾害, 所以煤矿对地质构造的影响很大; (7) 煤层对地质构造的影响也比较大, 褶曲与煤层的关系比较复杂, 在构造应力的作用下, 煤层会变得相对松软, 这时候就容易发生变形和塑性流动。

3. 总结

地质构造与煤矿的开采有着千丝万缕的关系, 对地质构造的影响因素的研究显得非常重要。本文就如何解决构造因素与煤矿采掘生产的矛盾这一问题的深入分析, 首先分析了地质构造的基础知识, 以及煤矿开采的现状分析, 然后重点介绍了煤矿与地质构造的相互影响因素, 旨在对煤矿开采工作有所帮助。

参考文献

[1]王道成.煤与瓦斯突出的地质构造影响因素研究[J].煤炭工程, 2007, 10.

[2]谢仁海, 渠天祥.构造地质学[M].中国矿业大学出版社, 2007.

安林煤矿瓦斯地质因素探析 第8篇

1矿井瓦斯概况

安林煤矿是煤与瓦斯突出较为严重的矿井。建井以来, 先后发生煤与瓦斯突出75次, 累计突出煤量5 530 t。其中, 最大突出煤量450 t, 最大突出瓦斯量18万m3。现矿井相对瓦斯涌出量28 m3/ (dt) , 最大48.9 m3/ (dt) 。

2瓦斯涌出及突出的分布特征

煤层瓦斯涌出取决于煤层的瓦斯含量, 瓦斯涌出分布特征一般可间接反映瓦斯含量分布特征。据矿井生产瓦斯涌出资料:该矿瓦斯涌出量从南向北随开采深度的增加而变化。南部靠近F41断层, 瓦斯绝对涌出量小, 平均为1.03 m3/min, 远离F41断层瓦斯涌出量逐渐增加;中部瓦斯涌出量大, 且随煤层埋深增加而增大;北部岩浆岩侵入区附近, 瓦斯绝对涌出量较小, 平均为7.05 m3/min。

该矿煤与瓦斯突出具有明显的分布特征, 突出点主要集中在中部F30和F40断块的石棺向斜附近。突出煤量超过400 t的大型突出4次, 均发生在该地带。据统计, 在开拓区域内, 南部平均突出强度8.4 t, 中部突出强度90.3 t, 北部尚未发生突出。瓦斯突出点的分布与瓦斯涌出量的分布规律基本一致。

3瓦斯涌出及突出分布影响因素

3.1瓦斯生成和保存的地质因素

(1) 煤的变质程度。

煤的变质程度决定煤对瓦斯吸附能力的大小。该矿开采的山西组二1煤层属高变质的无烟煤, 吸附能力 (a值) 40.83～45.61 m3/t, 表明其对瓦斯有较强的吸附能力, 是产生大量瓦斯的主要根源。

(2) 围岩封闭条件。

山西组二1煤层聚煤环境为滨海相, 煤层顶底板以泥岩、砂质泥岩和泥质胶结的砂岩为主, 可形成透气性较差的相对保护层, 对煤层瓦斯的保存起到了良好的封闭作用。该矿回采过程中, 在无断裂构造地段煤层比较干燥, 一般无淋水现象, 说明二1煤围岩有效地阻止煤层瓦斯逸散, 有利于煤层瓦斯富集和保存。

(3) 地质构造的影响。

地质构造可改变煤层的赋存形态和煤体结构, 也可改变煤层围岩的透气性能。实际情况表明, 中型断裂构造是影响该矿瓦斯分布的重要地质因素。在生产揭露的中型断裂 (表1) 中, F41为井田南部边界断层, 它使二1煤层与下盘的奥陶系灰岩富含水层相接, 回采接近F41断层时, 煤层及顶底板阴湿或涌水现象时常发生, 局部曾发生透水事故, 表明F41为张扭性开放型断层, 加之其旁侧派生小断层相互连通, 构成了南部煤层瓦斯长期缓慢运移、逸散的良好通道, 从而改变了二1煤层围岩弱透气性条件, 使矿井南部瓦斯含量减少, 形成低、中瓦斯带。中部的F30、F39、F40多属压扭性封闭型断层, 对瓦斯的运移、逸散无明显作用。所以, 矿井中部瓦斯保存条件较好, 相应形成高瓦斯带。

(4) 岩浆岩活动。

井田北部, 沿二1煤层侵入了燕山晚期形成的闪长玢岩, 对矿井瓦斯分布也产生明显的影响。岩浆岩顺层侵入使煤层发生接触变质, 沿岩浆岩体边缘呈现带状天然焦、天然半焦和超无烟煤。受岩浆岩侵入时的破坏, 煤在高温高压条件下有机质结构发生了变化, 芳香族稠环的缩合程度迅速升高, 碳环网格排列更加紧密而有规则, 煤中微空隙骤然减小且向晶体格子化转变, 形成天然焦、天然半焦和超无烟煤, 导致其对瓦斯的吸附能力大幅度降低。在矿井揭露的天然焦、天然半焦及超无烟煤中, 积聚有较多的方解石脉及薄膜, 说明有一部分CH4气体同岩浆岩热液中的硫酸盐作用, 形成可沉淀的碳酸盐矿物。其反应式为:CaSO4+CH4=CaCO3↓+H2S↑+H2O, 相应降低了煤层瓦斯的含量。

岩浆岩的蚀变作用能使煤层围岩裂隙增加, 造成风化作用加强, 逐渐形成裂隙通道与大中型断裂相连通, 从而有利于煤层瓦斯的排放, 大部分被解析成游离状态的瓦斯, 在岩浆岩的推挤作用下, 沿岩浆岩蚀变裂隙通道向外逸散, 使该区煤层瓦斯含量普遍降低, 形成低瓦斯区。

3.2瓦斯突出的地质因素

统计显示, 该矿75次煤与瓦斯突出的发生, 多数与小断层和软分层的存在有密切关系, 部分与煤层厚度的变化有关。同时发现, 在高瓦斯区掘进过程中, 瓦斯涌出出现时高时低现象, 这也与小断层的出现和煤层软分层厚度变化有直接关系。由此可知, 小断层及软分层的变化是影响该矿瓦斯突出的重要地质因素。

(1) 小断层的影响。

小断层的存在破坏了煤岩层的连续性。在正常采掘条件下, 受采动作用的影响, 围岩应力的重新平衡产生的应力集中在高瓦斯带中, 易于诱发瓦斯突出。这是该矿瓦斯突出常发生在断层附近的原因之一, 尤其在顶层煤巷掘进时, 常导致小型突出在同一地段频繁发生。该矿的11041工作面回风巷掘进时, 由于遇到一条走向NNE向小断层, 曾连续发生5次小型突出。

小断层的存在破坏了煤层中煤体的结构构造, 形成了不同煤体结构的构造分层, 即软分层。软分层的存在是发生突出的重要条件。经观察, 不同方向、不同落差、不同力学性质的小断层, 对煤体结构构造的破坏程度和影响范围不同。一般地, NNE向小断层沿断层面两侧形成碎粒煤, 向外逐步过渡为碎裂煤、原生结构煤, 构造煤分布宽度1～4 m不等;NWW向小断层形成构造煤的分布带相对较窄, 且以碎裂煤为主。

(2) 不同煤体结构软分层的影响。

按地质作用对煤层结构构造的破坏程度不同, 一般将突出煤层分为原生结构煤、碎裂结构煤、碎粒结构煤和糜棱结构煤, 其中后3种类型统称构造煤或软分层煤, 主要分布于小断层两侧和褶曲轴部。研究表明, 遭受地质作用严重破坏形成的碎裂煤和碎粒煤, 裂隙和微裂隙十分发育, 裂隙度将比原生结构煤增大数倍, 从而使瓦斯吸附能力增强, 在同等压力条件下, 煤层软分层瓦斯含量比周围原生结构煤相应增大, 容易导致煤层瓦斯突出的发生。该矿13011工作面运输巷掘进中, 瓦斯绝对涌出量的变化和峰值的出现与小断层出现相一致, 说明了受小断层的影响, 煤体结构遭到破坏, 软分层厚度增大, 瓦斯涌出量相应增大。

据生产测试资料, 碎裂煤和碎粒煤的瓦斯突出危险性参数较原生结构煤发生明显变化, 坚固性系数 (f) 降低至原来的1/5左右, 放散初速度 (ΔP) 增大近1倍 (表2) , 表明碎裂煤和碎粒煤抵抗突出的能力降低, 而煤中所吸附瓦斯在卸压条件下转为游离瓦斯的速度增大, 均有利于瓦斯能量的突然释放和突出的发生。

4矿井突出危险性评价

根据该矿煤层瓦斯涌出与突出分布规律, 对矿井瓦斯情况进行评价:①矿井南部距F41断层400 m范围内, 煤层瓦斯含量较小, 属低、中瓦斯带, 瓦斯突出的可能性小, 为突出威胁区;②中部石棺向斜一带, 瓦斯含量高, 属高瓦斯带, 小断层发育, 煤体结构破坏较为严重, 软分层厚度增大, 瓦斯突出的可能性大, 为突出危险区;③北部靠近岩浆岩侵入区边缘约100 m条带内, 属低瓦斯带, 一般无瓦斯突出危险, 为非突出危险区。

钻井地质环境因素描述技术及其应用 第9篇

以鄂尔多斯盆地富县工区为例, 对钻井地质环境因素描述技术进行详细介绍。富县地区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南部, 是中石化华北探区油气增储上产的重点区域;该地区以古生界为目的层的气井钻井地质环境复杂, 前期完钻井复杂问题突出、机械钻速偏低、钻井周期较长, 严重制约了勘探开发的进度。例如, 深部地层各类岩性互层频繁, 地层非均质性及研磨性强, 前期对地层岩石力学参数及可钻性分布情况掌握不准确、不全面, 钻头选型适应性较差, 机械钻速不甚理想。另外, 该地区泥页岩分布较广, 因泥页岩水化剥落导致井壁垮塌严重, 由于前期对坍塌压力未进行针对性研究, 钻井液体系及性能设计不合理, 实际钻进中起下钻阻卡严重。对于富县气井, 直接套用常规方法进行钻井地质环境因素描述存在一定困难, 首先纵向上钻遇的复杂地层较多, 常规计算模型的适用性存在问题, 而且钻井地质环境因素在横向上存在着较大差异。因此, 在本地区进行钻井地质环境因素描述时, 需要针对地层实际特点优化计算模型, 同时全面利用测井及物探资料, 从纵向和横向两方面对钻井地质环境因素进行定量描述, 为富县气井优质快速钻井技术的建立提供准确全面的基础信息。

1 钻井地质环境因素描述方法及实例

1.1 岩石力学基础参数求取

岩石力学基础参数包括弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角、抗压强度、抗拉强度、塑性系数、硬度等, 反映了岩石的变形和强度特性。这些参数不仅是求取地应力及地层压力体系的基础, 也是进行钻头与钻井参数优选的重要依据。在对富县地层岩心进行岩石力学实验的基础上, 结合测井数据建立起各类岩石力学参数经验计算模型并基于其形成岩石力学参数典型剖面, 仅以黏聚力等几类重要参数为例说明其求取方法。

通过室内岩石力学动、静态参数之间的同步测试实验, 建立了适合富县地区动、静态参数经验转换关系式为

式 (1) 中, μs为静态泊松比 (无量纲) ;Es为静态弹性模量 (MPa) ;μd为动态泊松比 (无量纲) ;Ed为动态弹性模量 (MPa) ;a1, b1, a2, b2为模型参数 (无量纲) , 通过对富县地区的多组岩心实验数据进行统计拟合, 得到了适用于该地区的经验系数:a1=0.135, b1=0.335, a2=2 638, b2=0.613。

通过实验数据拟合, 富县地区地层黏聚力可以通过式 (2) 计算

式 (2) 中, C为黏聚力 (MPa) ;vp为纵波速度 (km/s) ;ρ为岩石密度 (g/cm3) ;Vsh为泥质含量 (以小数表示) , 它可以利用自然伽马测井资料计算得到;A1、A2为模型参数 (无量纲) , 根据本地区的实验数据统计可得:A1=0.002 55, A2=0.78。

统计分析表明, 适合富县气井的岩石内摩擦角计算模型为

式 (3) 中, φ为内摩擦角 (°) ;a, b, a0, b0为模型参数 (无量纲) , 通过拟合富县地区实验数据得到:a0=58.9, b0=-1.783, a=2.564, b=26.1。

基于实验资料, 富县气井地层抗拉强度可利用以下经验计算模型计算

式 (4) 中, σc为抗拉强度 (MPa) ;K1, K2, K3为模型参数 (无量纲) , 对本地区岩石力学实验数据的统计分析表明:K1=0.004 6, K2=0.008 1, K3=135.6。

基于上述计算模型, 可以利用测井资料得到各类岩石力学参数典型剖面, 为后期开展的井壁稳定分析、钻头及钻井参数优选等工作提供了准确的基础数据。

1.2 岩石可钻性分析

地层岩石可钻性反映了在一定技术条件下钻进岩石的难易程度, 明确这种综合性质对于钻头型号选择、钻井水力参数优选有着十分重要的意义。针对富县气井刘家沟组以深地层岩性复杂, 泥页岩、细砂岩、中砂岩、砾岩、泥灰岩不等厚互层, 且发育煤层与白云岩。在岩心可钻性实验的基础上, 综合统计测井及实验室测试资料, 得到了适合富县地区的岩石可钻性计算模型

式 (5) 中, Kd YL为牙轮钻头可钻性级值 (无量纲) ;Kd PDC为PDC钻头可钻性级值 (无量纲) ;DT为纵波时差 (μs/ft) ;R1, R2, R3, u1, u2为模型经验系数 (无量纲) , 其决定于钻头类型与地层岩性。从现场收集得到富县地区地层的全尺寸岩心, 在实验室对其进行可钻性测试, 以实验结果为基础进行统计拟合, 可得本工区的模型经验系数值:R1=0.000 32, R2=304 800, R3=1.206, u1=0.238, u2=1.75。基于上述模型, 利用测井资料计算并建立了富县气井岩石可钻性剖面 (如图1所示) 。

由图1可以看出, 富县地区岩石可钻性纵向分布具有以下特征:

(1) 该地区可钻性级值总体较高, 从延长组至刘家沟组地层可钻性级值整体随深度逐渐增大, 刘家沟组地层可钻性级值相对上部地层增加明显, 石千峰组至马家沟组地层可钻性级值整体更高, 且数值振荡剧烈;

(2) 浅层至和尚沟组地层的PDC钻头可钻性级值总体低于牙轮钻头, 刘家沟组至马家沟组地层PDC钻头与牙轮钻头可钻性级值的均值相差不大, 但PDC钻头可钻性级值波动幅度明显大于牙轮钻头。

富县气井岩石可钻性区域横向上差异较大, 前期钻井钻头与钻井提速工具的选择针对性不强。针对以上问题, 笔者在建立完钻井压力剖面的基础上, 结合探区内的地震信息 (一般采用地震瞬时振幅) , 对目标层系区域上的岩石可钻性进行协同克里金统计分析[12,13]。在此基础上对富县地区重点层系的岩石可钻性进行了区域特征分析, 图2和图3分别是是石千峰组和太原组地层可钻性区域分布图, 从图上可以看到, 石千峰组地层可钻性极值整体上体现出北部区域低、南部区域高的特点, xf6井附近可钻性级值最高, xf5井附近可钻性级值最低;太原组岩石可钻性极值整体上体现出北部区域高、南部区域低的特点, xf3井附近可钻性级值最高, xf6井附近可钻性级值最低。太原组地层的可钻性区域横向差异明显高于石千峰组地层。

1.3 构造地应力状态分析

准确确定构造地应力大小与方位分布特征对于合理进行钻井、压裂设计具有重要意义。目前地应力计算模型很多, 其适用性也取决于工区的岩性与构造情况[14]。结合富县地区的地质条件, 笔者反复试算比较了多种地应力计算模型, 确定以下计算模型较适合该地区的实际需要

式 (6) 中, σH、σh分别为水平方向的最大与最小地应力 (MPa) ;Pp为孔隙压力 (MPa) ;σv为上覆地层压力 (MPa) , 可以通过密度测井资料计算得到;α为有效应力系数 (无量纲) , 在富县地区一般取0.76;ξ1、ξ2为构造应力系数 (无量纲) , 一般通过地破试验数据或压裂资料进行反演得到, 经过计算, 本地区的构造应力系数的反演结果为ξ1=0.001 96, ξ2=0.000 57。

根据上述模型利用测井资料计算并建立了富县气井的地应力剖面 (如图3所示) 。由图3可见, 富县地区地应力的分布特征为: (1) 该地区为正常地应力机制, 即上覆地层压力>最大水平地应力>最小水平地应力; (2) 上覆地层压力梯度随井深增加从2.3逐渐增加到2.5, 最大水平地应力梯度主体变化范围为1.9~2.7, 最小水平地应力梯度主体变化范围为1.6~2.2。

将通过富县地区取心测试得到的地应力值与以上测井资料计算结果进行对比, 结果如表1所示, 从表中可见地应力计算误差小于10%, 表明上述地应力计算方法是合理的。

1.4 地层压力体系分析

地层压力体系包括孔隙压力、坍塌压力与破裂压力, 明确地层压力体系分布特征对于合理设计井身结构、钻井液密度具有重要作用。从岩石力学角度分析, 造成井壁坍塌的原因主要为由于井内液柱压力较低, 使得井壁周围岩石所受应力超过岩石本身的强度而产生剪切破坏, 可以由剪切破坏准则可建立保持井壁稳定的坍塌压力计算模型。基于井壁稳定理论, 地层破裂是由于井内钻井液密度过大使岩石所受的周向应力达到岩石的抗拉强度而造成的, 所以可由岩石拉伸破坏准则求取地层破裂压力。

地层孔隙压力是钻井工程设计中最关键的地质参数之一, 也是计算坍塌压力与破裂压力的基础。岩心实验表明, 影响声波在岩石中传播速度的主要因素是岩性和垂直有效应力[15], 针对富县地区地层的异常低压特征, 通过反复试算, 确定利用以下有效应力计算模型来计算孔隙压力较为合理

式 (7) 中, vp为纵波速度 (km/s) ;Pe为垂直有效应力 (k Bar) ;Pp为孔隙压力 (k Bar) ;σv为上覆地层压力 (k Bar) ;w1、w2、w3、w4为模型参数, 它们可通过对本工区的测井和测试数据进行多元回归得到, 经过统计分析, 本地区的经验参数值为:w1=1.912, w2=4.961, w3=-0.44, w4=-15.89。

富县地区二叠系与石炭系等层段岩性复杂, 其中广泛发育水敏性泥页岩及煤层, 岩石抗剪强度较低, 导致井壁坍塌失稳频繁。基于井壁稳定力学原理, 建立了井壁应力状态模型[16,17], 同时确定岩石发生剪切和拉伸破坏的力学准则, 最终计算得到井壁的坍塌压力与破裂压力

图5富县气井地层三压力及井径扩大率剖面Fig.5 Three formation pressure and borehole diameter enlargement rate curves of Fuxian Area

式 (8) 中, ;Pb为坍塌压力 (MPa) ;Pf为破裂压力 (MPa) ;σv为上覆地层压力 (MPa) ;Pp为孔隙压力 (MPa) ;α为有效应力系数 (无量纲) , σH、σh为水平方向的最大与最小地应力 (MPa) ;C为黏聚力 (MPa) ;φ为岩石的内摩擦角 (°) ;σc为抗拉强度 (MPa) 。

基于上述计算方法, 结合上文计算的岩石力学参数、地应力等数据, 利用测井资料计算并得到了富县气井典型地层坍塌压力、破裂压力、孔隙压力以及对应的井径扩大率剖面 (如图4所示, 图中压力值已折算为当量钻井液密度) 。

由图可见, (1) 富县地区地层孔隙压力类型基本上为异常低压, 压力大小在0.75~1.03 kg/m3之间波动; (2) 对于坍塌压力与破裂压力, 延长组至太原组地层坍塌压力与破裂压力整体随深度增加, 坍塌压力从0.5增加到1.2, 破裂压力从1.7增加到2.2。马家沟组地层坍塌压力迅速减小到0.5以下, 破裂压力迅速增大到2.5以上。

富县地区重点井孔隙压力与破裂压力测试值与计算值对比结果如表2及表3所示, 从表中可以发现, 压力计算整体误差小于10%;同时将计算得到的坍塌压力曲线、实用钻井液密度曲线进行对比, 两条曲线变化趋势与实际井径扩大率曲线特征基本吻合, 这在一定程度上表明地层压力体系的计算方法是合理的。

使用和可钻性分析相同的方法, 分析了地层压力体系区域横向分布特征, 以全面掌握地层压力体系分布规律。限于篇幅, 以下重点分析部分层段的坍塌横向分布特征, 图6与图7分别为石千峰组与山西组地层的坍塌压力区域分布图。从图6可以看到, 石千峰组地层中部区域坍塌压力整体上较低, 向其它方向逐渐升高, xf8井附近坍塌压力最低, xf1井、xf6井附近坍塌压力较高。从图7可以看到, 山西组地层北部区域坍塌压力整体上高于南部, xf3井、附近坍塌压力最高, xf8井附近坍塌压力最低。综合各段地层坍塌压力分布情况, 确定xf8井附近坍塌压力整体较低, 这也是最终决策在此处布井的重要依据之一。

2 钻井地质环境因素描述成果应用简介

钻井地质环境因素描述成果已经应用到富县地区井身结构优化、钻井液体系及性能优化、钻头型号优选、钻井及水力参数优选、复合钻井技术适应性评价乃至压裂参数优化设计中, 限于文章篇幅, 以下仅介绍在钻井液密度优化、井眼轨迹设计、钻头优选中的应用情况。

根据富县气井的地层三压力分布特征, 结合试验井 (xf8井) 的实际情况, 形成了xf8井的钻井液密度推荐方案并在实钻中进行了应用 (详见表4) 。根据xf8井完钻资料统计, 重点层段 (石千峰至太原组地层) 的平均井径扩大率为5.95%, 全井平均井径扩大率为4.91%, 与本地区之前的6口完钻井数据对比, 同比减少65.04%, 这表明所使用的地层压力体系分析方法及钻井液密度优化方案是合理的。

通过分析古地磁定向测试数据, 确定富县地区最大水平地应力方位角约为北东60°左右。上文已经分析确定本地区垂向地应力为最大地应力, 根据井壁稳定理论, 这种地应力机制下, 若定向井的造斜段和水平段投影方位处于最小地应力方向, 则井壁稳定性最好, 因此本地区定向井最佳井斜方位角应为北东150°左右, 这一建议已经在该地区钻井设计中得到采纳。

根据上文所述的富县地区岩石力学参数及可钻性分析成果, 结合实钻资料及库存钻头的物理特性, 开展了富县气井的钻头优选。目前钻头选型方法很多, 常用的有综合经济效益法、比能法、灰色关联法、主因子法等多种方法[18—21]。针对该地区钻井地质环境描述成果比较丰富的实际情况, 笔者采用了主因子钻头选型方法, 该方法充分考虑了决定钻头使用效果的多种因素, 包括弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角、抗压强度、可钻性级值、孔隙压力、机械钻速、进尺、钻压、转速、泵压、排量等。将以上各参数排列为系数矩阵, 根据系数矩阵的特征判断对钻头使用效果影响较大因素, 将其作为主因子并计算各型号钻头的因子得分。通过比较主因子的得分高低来判断得到钻头对地层的适应性。利用上述方法推荐了富县气井的钻头选型方案 (详见表5) , 并在xf8井的钻井设计与施工中进行了应用。根据钻后统计, xf8井平均机械钻速达5.09 m/h, 与本区前期完钻井3.63 m/h的平均机械钻速对比, 同比提高了40.2%, 提速效果非常明显, 证明所使用的可钻性分析方法及钻头优选方案是可行的。

3 结论

(1) 岩石力学基础参数、岩石可钻性、构造地应力、地层压力体系是钻井地质环境因素描述的主要对象, 鄂尔多斯盆地富县工区的应用情况表明, 钻井地质环境因素描述成果是进行钻井优化设计的重要依据;

(2) 针对富县气井复杂的地质条件, 优化并应用了可钻性、地应力、孔隙压力、坍塌压力、破裂压力计算模型, 完善了钻井地质环境描述技术体系;

影响煤层瓦斯赋存的地质因素分析 第10篇

山西焦煤西山煤电集团官地矿位于距太原市西南方17. 5 km处,汾河西岸的吕梁山脚下,地理坐标为东经112° 15' 41″ ~112°24'26″,北纬37° 41' 50″ ~ 37° 49' 30″,所开采井田南北长约10 km,东西宽约13 km,井田面积104. 497 4 km2,现生产能力为5. 0 Mt / 年。

官地井田东部以及东南部的煤层埋藏都比较浅,交通方便,开采条件好,多沿煤层露头土法开采,本矿采用主平硐、副斜井的联合开拓方式,开采2 号、3 号、6 号、8 号、9 号煤层,开采深度820 m ~1 170 m,残柱式开采,投资少、工期短、收益快。

2 煤层瓦斯参数及矿井瓦斯等级

2. 1 煤层瓦斯参数

为了准确掌握矿井煤层瓦斯基本参数,为保证安全生产提供技术依据,2010 年集团公司委托重庆煤科院测定了官地矿2 号、3 号、6 号、8 号、9 号煤层的瓦斯参数。测得瓦斯参数见表1。

通过对煤层瓦斯参数测定数据进行分析,测定区域的各煤层均处于甲烷带。。

2. 2 矿井瓦斯等级

根据相关规程、规范,在2014 年对官地煤矿的瓦斯等级进行了鉴定,该矿井属于高瓦斯矿井。表2 为历年矿井瓦斯绝对涌出量和相对涌出量的鉴定结果,从表2 中可以看出,矿井的瓦斯涌出量逐渐增大。

3 影响瓦斯赋存的地质因素

瓦斯在煤层中的赋存含量是受多种因素共同作用下的一个结果,结合官地矿的具体地质条件,影响瓦斯赋存的地质因素主要有如下几种。

3. 1 地质构造

官地煤矿所开采井田属于西山煤田的前山区,井田地层呈单斜构造状态,地层倾向SW、走向NW ~ SE。井田内褶皱和断层大多为挤压性封闭构造,透气性较差,所以瓦斯含量较其他部位都高; 而在陷落柱附近常伴有裂隙,陷落柱内煤、岩块混杂,透气性好,往往将临近煤岩层沟通,使矿井瓦斯涌出量高于其他部位。

3. 2 围岩性质

瓦斯主要赋存在煤层中,但会向周围岩层发生逸散,而瓦斯逸散的通道主要是围岩中存在的孔隙,所以煤层瓦斯含量受到其周围岩石孔隙发育程度的影响,当围岩孔隙不发育时,围岩的透气性差,隔气性强,瓦斯难以通过围岩,比较容易积存于煤层中;当围岩为砂砾岩等孔隙发育程度高的岩石时,围岩的隔气性差,透气性强,瓦斯在煤层中的积存就会减少。为了反映围岩透气性对煤层瓦斯赋存的影响,常用的指标是煤层围岩的厚度和致密性,例如顶底板泥岩的厚度越大,对瓦斯逸散的阻隔作用越强,致密的顶底板泥岩能起到很好的封盖能力,并限制地下水的运移、渗透,导致地下水的活跃性较弱,水动力条件下降,从而使瓦斯含量增高; 顶底板为灰岩时,易被溶蚀导致裂隙十分发育,水动力条件较强,瓦斯就不容易积存在煤层中。

官地煤矿2 号、3 号、6 号、9 号煤层顶板均为较致密的泥岩、细砂岩、砂质泥岩,瓦斯容易聚集保存; 8 号煤层顶板为致密坚硬的石灰岩,对瓦斯的聚集保存也比较有利。

3. 3 煤层埋深

多年的矿井开采经验表明,随着煤层埋深的加深,瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯涌出量都会增加,而且在瓦斯风化带以下,它们与煤层埋藏深度的关系呈正相关。除了煤体裂隙发育程度、对瓦斯吸附能力、含水性和温度等对煤层中瓦斯含量影响较大外,还有一项主要因素是煤层中的瓦斯压力。瓦斯压力指赋存于煤层孔隙中的瓦斯对孔隙壁的作用力,其大小取决于煤层中所赋存瓦斯的排放条件,而煤层瓦斯的排放条件与煤层自身透气性、地质构造情况有关,又因为煤层瓦斯密度小于空气密度,所以排放出的瓦斯总体上会向上方岩层逸散,所以煤层瓦斯的排放条件还与其上覆岩层的厚度、透气性及含水性有关,例如浅部岩层在构造应力作用下往往裂隙比较发育,瓦斯排放条件好,因此瓦斯压力较低,而随着埋藏深度增加,瓦斯越不容易排放,因此其压力会增大。此外,瓦斯压力与地应力也有关,地应力随深度增加而增加,地应力的增加使得煤体中孔隙趋向闭合,从而使孔隙壁对孔隙中瓦斯的作用力增大,即增大了瓦斯压力。当煤层瓦斯压力大于静水压力时,煤层瓦斯就会向外排放,直至瓦斯压力低于静水压力。与浅部煤层相比,深部煤层的瓦斯排放条件差,瓦斯压力远高于静水压力,所以瓦斯含量和瓦斯涌出量都比较大。

4 结语

影响煤层瓦斯含量的因素除了地质构造、围岩性质、煤层埋深以外还有很多,如煤质、煤层裂隙发育情况、水文地质条件、沉积作用等等,因此掌握矿井的地质条件是研究矿井煤层瓦斯的赋存及运移规律的基础。

矿井瓦斯的形成经历了生物化学成气和煤化变质作用两个阶段,第一阶段由于离地表较近,覆盖层不厚而且透气性好,所以生产的气体大部分散逸到大气中。随着沉积作用的不断进行,上覆岩层越来越厚,透气性越来越差,温度和压力也随之增加,生物化学作用逐渐停止转到煤化变质作用阶段,有机物的挥发分开始减少,固定碳开始增加,主要生成甲烷和二氧化碳,在该阶段,高变质程度的煤层中瓦斯含量也较高。

在成煤过程中,瓦斯会向外逸散,生成的瓦斯量要比煤层中所赋存的瓦斯量高很多,所以煤层瓦斯含量与瓦斯的排放条件有关,瓦斯排放条件越差,煤层对瓦斯的储存条件就越好,瓦斯含量也越高。影响瓦斯排放条件的关键因素有煤层透气性、地质构造、上覆岩层的厚度与透气性等。

综上所述,可以得出,煤层的地质条件决定了煤层中瓦斯的赋存及运移规律。不同矿区、不同煤层的瓦斯含量不同,即使同一矿区、同一煤层的不同地点,由于地质条件的不同,其瓦斯含量也会有所差别,因此研究影响煤层瓦斯赋存的地质因素,是研究矿井瓦斯的基础。

摘要：结合山西焦煤西山煤电集团官地矿的地质条件与瓦斯赋存情况,从地质构造、围岩性质、埋藏深度等方面,分析了影响煤层瓦斯赋存的地质因素,指出煤层的地质条件决定了瓦斯的赋存含量及运移规律。

关键词：煤层瓦斯,地质条件,矿井

参考文献

[1]石小光,杨靖,汪新翔.重庆观音峡矿区新店子井田煤层气赋存影响因素及开发模式研究[J].中国煤炭地质,2015,27(6):26-30.

[2]陈佳.萍乡青山煤矿大槽煤层瓦斯地质特征研究[D].淮南:安徽理工大学,2011.

地质因素 第11篇

在近10年以来,随着工业化、城镇化的快速发展,经济社会对矿产资源的需求持续快速增长,资源开发达到了空前的强度。本文所提到的某金矿位于北东向延伸的山脉中段西北侧，为钨锑金成矿带的一部分，是不同矿物组合的锑砷金矿床或锑砷金矿床成矿系列，区内自北而南分布着多个锑砷金矿床(点)。区内出露地层为元古界板溪群，古生界震旦系、寒武系、奥陶系、白垩系及第四系。元古界板溪群五强溪组的灰绿色粉砂质板岩为本区锑金矿床的主要赋矿层位。矿区构造主要为一系列北东向复背斜、复向斜及断层组成。断裂构造主要有北东和NW向两组，以北东向断裂为主，控制了区内矿化带的总体展布方向。

1矿床（体）地质特征

金矿赋矿地层主要为新元古界板溪群五强溪组上段（Ptbnw2）。区内构造主要为背斜翼部的单斜构造，该单斜构造主要为正常次级背斜的翼部，局部表现为次级倒转背斜的倒转翼。断裂构造发育，区内多数锑金矿床、锑砷金矿床主要赋存于区域北东向剪切断裂构造派生的次级剪切断裂中。区内普遍发育不同程度的绢云母化、硅化、毒砂化、黄铁矿化、绿泥石化及碳酸盐化等中低温热液蚀变，其中以绢云母化、硅化、毒砂（黄铁矿）化与矿化关系最为密切。

区内金矿床主要产于背斜核部的陡倾斜与缓倾斜劈（片）理化带接触部位，即主要产于岩层劈（片）理产状变化部位及洞坪断层（F1）、黑土坡断层（F2）的硅化破碎带中，形成北东向的带状分布。矿体主要呈陡倾斜脉状产出。矿脉分北东、NW两组，以北东向矿脉最发育，数量最多，而NW向矿脉较少，但规模较大，矿石品位较富。矿脉类型可划分为含锑金石英脉型、含锑金破碎带型两大类。

1.1北东向剪切构造带内的锑（砷）金矿床特征

按照成矿构造特点，又可划分出两个亚类，即产于北东向剪切带内石英脉型锑（砷）金矿床和产于北东向剪切带内石英脉-蚀变破碎带（片理化）型金矿床。

（1）北东向剪切带内锑金矿床。区内A金矿床产于背斜中部的北东向洞坪断层剪切构造带内，为锑（砷）金矿床。洞坪断层是与区域北东向构造方向一致的次级同向断裂。岩石中劈理构造极为发育，并往往掩饰层理。矿区已发现11条含金剪切构造带，走向25°～45°，倾向南东，倾角30°～50°。剪切构造带长度95～980m不等，厚度0.03～1.23m，具锑（砷）金矿化，其中V9脉为主要矿脉，其次为V15脉（图1）。V9脉长980m，厚度0.03～1.12m，产状与围岩劈理产状基本一致。Sb品位为1.00%～28.35%，平均3.79%；Au品位为1.50×10－6～16.50×10－6，平均为2.48×10－6；As品位为0.03%～2.31%，平均0.39%，属于厚度变化稳定、品位变化较均匀的脉状矿体。矿石物质成分比较简单。金属矿物有辉锑矿、毒砂、黄铁矿、自然金等；非金属矿物以石英为主，次为绢云母、绿泥石和粘土矿物。脉内金矿物为微粒金，毒砂为金的主要载体矿物。毒砂呈半自形－自形晶体，浸染于蚀变板岩中，粒度一般0.02～0.2mm，一般呈脉状分布于矿石中。矿石结构具粒状结构、碎裂结构、固溶体结构；矿石构造为块状、浸染状、角砾状、脉状及房巢状构造。矿石自然类型有石英脉型锑金矿石、破碎带型金矿石和蚀变岩型金矿石共三种类型，各类矿石界线比较分明。

图1 A矿床地质剖面示意图

围岩蚀变主要为硅化、毒砂化，其次为黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、泥化等。蚀变带厚度一般为3～20cm。自矿体向围岩蚀变强度急剧减弱，总体上呈现出平行于剪切带分布的线形蚀变带。当矿体直接产生于剪切带中，而围岩无明显的锑金矿化时，矿体与围岩界线清楚；当矿体不仅产于剪切带，而且其上下盘围岩矿化也较好时，则矿体与围岩界线不清。

2）北东向剪切带内石英脉－蚀变破碎型（片理化）型金矿床（化）。该类金矿床（化）同样产于北东向剪切构造带内，以含金石英脉为主，但金矿物主要为可见金，其成矿特征比较特殊，故单独作为一类，如B矿区均为此种类型（图2）。C矿床(化)位于背斜近核部的南东翼，岩层产状较陡。已发现4条北东向分布的石英脉带，产于强片理化蚀变带内（图3），长700～1500m，宽40～80m，厚度1.5～2.5m，最厚约8m。脉带具明显分枝复合现象。以V4脉组为主，长880m,走向30°～35°，倾向南东，倾角50°～70°。脉组由5～8条、宽5～30cm的单条石英脉组成，矿脉厚度0.52～0.78m。金属矿物主要为自然金，其次为黄铁矿、毒砂、辉锑矿，少量或微量黄铜矿、黝铜矿、方铅矿等。非金属矿物以石英为主，次为钠长石、白云石、绿泥石等。金主要为自然金，与石英连生，粒径从巨粒到细粒，以0.45mm～0.15mm者为多。其次为赋存于毒砂、黄铁矿中的微粒金等。围岩蚀变主要有绢云母化、硅化，其次为黄铁矿化、毒砂化、白云石化和绿泥石化；其中以硅化、黄铁矿化、毒砂化与金矿化关系密切，尤其当多种蚀变叠加在绢云母化片理化蚀变带

中矿化最为富集。

图2 B矿区地质略图

图3 C金矿地质剖面图

1.2近东西向剪切断裂带内的砷金矿床

该类矿床目前仅发现于D金矿床，是以金为主，局部见有辉锑矿透镜体的砷金矿床，也是该矿区最具经济价值的矿床。矿床位于背斜北西翼之次级背斜倒转翼上（图4），区域洞坪断裂上盘陡倾斜劈理化带与缓倾斜劈理化带之过渡部位。

图4 D金矿床地质剖面图

矿区已发现11条近东西走向的剪切带，长度90～810m，厚度0.10～3.17m。剪切带为石英脉、角砾岩、糜棱岩充填。其主剪切面上往往有1～5cm厚的泥质物产出。沿剪切面可见滑动镜面、擦痕，并伴有揉皱、拖曳等现象，局部出现膝折带。无论在走向或倾向上主剪切面均呈舒缓波状。

矿体产于剪切带及上、下盘围岩蚀变带内，其形态、产状严格受剪切带控制，呈较稳定的脉状产出。以主要矿脉V3为例，剪切带长810m，走向80°～100°，倾向南，倾角35°～65°。矿体长150～180m，最大延深262m，厚度0.52～5.24m,平均1.31m。在走向上呈波状起伏，具有明显的膨胀、收缩现象；倾向上表现为上缓下陡之变化趋向。Au品位为1.61×10－6～33.41×10－6；Sb品位为0.04%～11.12%，平均0.08%～0.45%；As品位为0.01%～3.66%，平均0.59%～2.11%，系厚度变化较稳定、品位较均匀的矿体。

矿石矿物成分比较简单。金属矿物以微粒金、毒砂、辉锑矿、黄铁矿、少量或微量黝铜矿、方铅矿、闪锌矿、硫锑铅矿、磁黄铁矿等；非金属矿物以石英为主，次为绢云母、方解石、白云石、绿泥石、粘土矿物、绿帘石、石榴石、电气石等。金矿物主要为微粒金，主要赋存于载金矿物毒砂中，其次赋存于黄铁矿和辉锑矿中，金的嵌布形式以裂隙金为主，次为粒间金和包裹金。

矿石结构有自形粒状结构、碎裂结构、交代溶蚀结构、固溶体结构、包边结构；矿石构造有浸染状（主要矿石构造类型）、块状、角砾状、脉状、房巢状构造。围岩蚀变以硅化、毒砂化为主，其次为黄铁矿化、绢云母化、泥化、碳酸盐化、绿泥石化等。蚀变带厚度5～50cm，最厚1.5m。呈现平行矿体分布的線形蚀变带。蚀变带分带不太明显，一般而言，内带主要为硅化、毒砂化、黄铁矿化和泥化，包括剪切带及其上、下盘部分蚀变围岩，与金矿化关系密切；外带主要为绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化，Au含量较低。

2控矿因素

2.1地层控矿

该矿区赋矿层位主要为新元古界板溪群五强溪组上段（Ptbnw2）的灰绿色粉砂质板岩，其岩石特征主要为晚太古代沉积岩。五强溪组以及整个元古代地层地球化学特征表明，板溪群地层中金等成矿元素的背景含量高于大陆地壳平均值，说明该金矿的赋矿地层是其成矿物质的主要来源。

2.2构造控矿

多期(雪峰期、加里东期、印支期、燕山期)构造运动,受南北向区域构造应力的作用,使区内不断发生层间走向滑动与剥离,形成了区内北东东向规模大、切割深的走向滑动断层,同时使富含钙质的五强溪组沿层间发生滑动剥离而形成层间破碎带。深大断裂的存在有利于深部热液的上升运移；层间的剥离空间更是矿液赋存沉淀、成矿的有利场所。沃溪大断裂通过本矿区,是主要的导矿构造。矿床即赋存于该断裂之下盘,断裂的多次复活与后期构造的叠加,使金矿化进一步叠加富集。

3结论与探讨

3.1成矿时代

从区域地质资料来看，该金矿区及其周围均未发现大规模岩浆岩或隐伏岩体的存在，因此金矿床在成因上与后期岩浆作用无关。由于矿床的赋矿地层板溪群五强溪组的变质作用发生在雪峰期，再加上矿床主要受雪峰山构造体系控制，所以该金矿的成矿时代为雪峰期。

3.2矿床成因

韧性剪切带作用是重要的成矿机制，如前所述，矿脉形态、产状受北东向断裂控制，主要载金矿物毒砂多呈脉状、浸染状产于破碎带中。通过讨论可以把该金矿的形成过程归纳为：含金变质热液在构造动力等作用下，运移到断层、破碎带等成矿的有利部位，在不均一围压作用下发生充填、交代作用，随着物理化学条件的改变，热液中的成矿物质沉淀析出形成金矿。对矿体的分布研究表明，该金矿受雪峰弧形构造这一大型韧性剪切带控制，为典型的受剪切带控制的石英脉-蚀变破碎带（片理化）型锑（砷）金矿床。

3.3找矿方向

1）区域上近北东向的雪峰山弧形构造控制着金矿床的分布，该构造带及其深部是寻找金矿体的有利部位，是成矿的重要区段。

地质灾害诱发因素及治理措施刍议 第12篇

1.1 地球信息技术综合方法

遥感技术 (RS) 主要是针对大面积区域宏观解释, 可形成不同比例尺所需要的航卫片解译结果。利用航、卫片进行解译, 具有直观、真实、准确、实效性强等特点, 可大大提高工作效率和质量。GPS具有全天候、全球覆盖和高精度的优良性能, 而且其用户设备无源工作, 体积小, 重量轻, 耗电少, 使用方便和价格低廉, 因此, GPS的应用越来越广泛。在矿山环境野外调查中, 可采用GPS定位仪进行矿山环境三维坐标数据的现场采集工作。矿山地质灾害的许多问题都是由多种空间域因子共同作用的结果, 而GIS本身又具有强大的空间分析操作功能和多源多因素信息复合叠加技术, 因此GIS完全可以实现对矿山环境和灾害问题进行动态模拟与评价的目的。

2 地质灾害诱发因素

2.1 疏干排水

采矿时对地下水必须进行疏干排水, 甚至要深降强排, 由此而出现了一系列的地质灾害问题。首先是矿井突水事故不断发生。许多煤矿的上覆和下伏地层为含水丰富的石灰岩, 特别是石炭二叠纪煤系地层, 不仅煤系内部有含水性强的地层, 其下伏为巨厚的奥陶纪灰岩。这些矿床随着开采的延伸, 地下水经深降强排, 产生了巨大的水头差, 使煤层受到来自下部灰岩地下水高水压的威胁, 在一些构造破碎带和隔水薄层的地段发生突水事故, 严重地威胁着矿井和职工生命的安全。其次是由于疏干排水, 使许多岩溶充水矿区引起地面塌陷, 严重影响地面建筑、交通运输以及农田耕作与灌溉。各矿区附近均有地面塌陷现象, 水位下降很多, 使厂矿、工业和生活供水原有系统发生吊泵, 形成无法供水的局面。再次是某些矿山由于排水, 疏干了附近的地表水, 浅层地下水长期得不到补充恢复, 影响植物生长;有的矿区甚至形成土地石化和沙化、水土流失、荒漠化严重, 生态环境遭到破坏。

2.2 其他因素

矿山地质灾害诱发因素很多, 有些是开采过程中难以避免的, 如开采深度的增加, 使得地应力相应增大引起冒顶、片帮、脱盘甚至岩爆的严重地压灾害;有的是开采中忽视预防或开采不规范、管理不科学导致的, 如采空区不及时充填、废渣废水随意排放、水文地质及构造不了解、巷道偏离、盲目指挥、违章作业、私挖乱采等, 非稳定因素积聚到一定限度引发各种灾害;有的矿山片面追求经济利益或为摆脱一时的经营危机, 摈弃常规, 如采富弃贫、求近避远, 结果为后期发展埋下灾害隐患;曾一度泛滥的民采风潮掠夺式的开采活动也对部分国有大中型矿山造成严重干扰和资源、环境破坏。

3 主要地质灾害特征和治理措施

3.1 泥石流

泥石流灾害具有很强的破坏性, 但人们并不是被动地去接受泥石流灾害, 而是通过科学研究, 不断认识其成灾机理和成灾规律, 提高预测预报水平, 加强防御建设, 与泥石流灾害进行斗争。矿山建设对泥石流形成条件的影响主要有以下几个方面:

3.1.1 产生并加速松散固体物质的积累, 露

天开采及坑采剥离废石速度较快, 产生大量废土, 是泥石流源地的主要形成原因, 另外矿山修筑公路破坏山坡植被, 产生大量弃土, 矿山选矿排出的废渣也是泥石流物质来源。

3.1.2 增大了水体补给量。

矿山建设中植被遭严重破坏, 改变了地面结构, 调节雨水的能力显著降低, 汇流时间缩短, 洪峰流量和洪水总量增大, 暴发泥石流的可能性也增大;矿山废石堵沟成湖, 蓄积了大量的水体;有时在掘进坑道的过程中, 掘开了地下水的主要通道, 形成地下水突涌, 使水体补给量增大。

3.1.3 矿山建设改变了地形条件, 增强动力条件。

大量的矿山废石堆放使山坡变陡, 地面高差增大, 从而加强了侵蚀能力;大量矿山废石压缩沟床, 增大流深和流速, 也就增强了流体的动能和冲刷力, 废石堆放减少了过流断面, 使流体受压缩, 流速增大, 侧蚀和下蚀能力加强。泥石流的治理措施包括工程措施和生物措施:

3.1.3. 1 工程措施的治理目的是减少灾害的发生频度, 降低灾害的危害程度。

一般是拦挡、排导和支护措施。对物质来源即上游的矿渣松散体进行拦挡, 阻拦了泥石流的物质来源。修建拦挡坝或谷坊, 同时, 布置合理的排水措施, 使土水分离。中下游进行排导, 疏通沟道, 防止沿途淤积漫流, 冲毁田地, 对沿途沟道边坡进行支护, 防止塌方和道路毁坏。合适的地点修建速流通道, 加速泥石流的排导。

3.1.3. 2 生物措施:

生物措施的治理目的一是治理水土流失;二是吸收有害物质, 净化土壤。

3.1.3. 3 生物措施和工程措施相结合:

金属矿围岩一般为较硬的岩石, 开采过程中开采堆积物除了上覆土层和风化岩石外, 均为较大块的难风化的块状堆积物, 易形成的地质灾害为崩塌、滑坡以及泥石流, 另外有些金属矿床在开采和冶炼过程中对土和地下水造成一定的污染, 也需要进行治理;非金属矿多数为沉积形成, 其开采要挖掘较多的松散沉积生成物, 而且开采出来的物质也较易风化, 易形成地面塌陷、泥流、泥石流、滑坡等地质灾害。

3.2 塌陷

当地下矿层被采出之后, 采空区的顶板岩层在自身重力和其上覆岩层的压力作用下, 产生向下的弯曲和移动。当顶板岩层内部所形成的拉张应力超过该层岩层的抗拉强度极限时, 直接顶板首先发生断裂和破碎并相继冒落。接着是上覆岩层相继向下弯曲、移动, 进而发生断裂和离层。随着采矿工作面的向前推进, 受到采动影响的岩层范围不断扩大。当矿层开采的范围扩大到某一时刻, 在地表就会形成一个比采空区大得多的塌陷盆地, 从而危及地表的各种建筑物和农田等。

岩溶塌陷是岩溶充水矿床疏排地下水所引起的。塌陷不仅出现在煤炭矿山而且也出现在有色金属、黑色金属、化工及核工业矿山。从地理方面看, 几乎遍布南方各省, 尤以湘、粤、鄂、桂、赣诸省居多。采空区塌陷对土地资源的破坏, 在采矿中占有重要地位, 主要由地下开采造成的。采矿塌陷的过程是十分复杂的, 并且涉及岩层的结构、构造、岩性、成分等许多因素, 加之现场观察和测量极为困难, 矿层压力的变化和岩层的移动状况难以详细观测, 因而至今尚未形成公认的通用的采矿塌陷机理。但是几种假说 (如拱形冒落论和压力拱假说、悬臂梁 (板) 冒落论和冒落岩块碎胀充填论、冒落岩块铰结论和砌体梁平衡学说等) , 可以从不同角度解释各类矿山塌陷的形成机制。对矿山采空区塌陷的治理方案很多, 但较常用的方法是充填复垦法。这种方法是利用矿区附近的煤矸石、粉煤灰、露天矿剥离物等可供利用的充填材料充填采空塌陷地复田。这种方法多用于有足够的充填材料且充填材料无污染, 可经济有效防护治理的地区, 因其既解决了塌陷地复垦问题, 又解决了矿山固体废弃物的处理问题, 所以经济效益最佳。

3.3 滑坡

滑坡活动受多种因素影响, 主要发生在雨季。而软硬相间岩层, 由于差异风化, 坚硬岩体突出, 由结构面切割或重力蠕变, 坚硬岩体就会产生崩塌、落石。地质构造发育使完整岩石被分割成割裂体, 割裂体在诱发因素下失稳而形成崩场, 因此构造越发育, 岩体越破碎, 越易产生崩塌、落石。人为影响主要是开挖坡脚、改变应力场, 使坡体内积存的弹性应变能释放而造成应力重新分布, 岩体产生卸荷裂隙, 它们多张开且平行于边坡面并使原有裂隙扩展和张开, 由其所切割的岩体, 可能失稳而形成崩塌滑坡。目前露天煤矿、铁矿、采石场所发生的滑坡, 大多数是由于违反开采顺序, 乱采滥挖而造成的。为了使露天采掘、剥离作业正常进行, 采场边坡岩体应该具有一定的稳定性。当工作台阶采掘到最边界时, 便形成最终边坡;当最终边坡角过陡时, 稳定性差, 易滑坡, 危及人员和设备的安全, 导致停产闭坑;当其过缓时, 会降低采矿经济效益。露天矿边坡, 必须对其进行经常性的检查和维护, 用以保证边坡稳定, 防止灾害发生。建立一支边坡维护专业队伍, 加强检查维修, 必要时进行人工放坡, 铺上草皮, 植上灌木, 砌筑局部挡土墙或者预埋防滑坡的木桩。要设置排水网络, 防止地表雨水流入矿坑冲刷边坡, 润滑层理深凹露天矿要在坑外周围设置防山洪、防泥石流的阻挡或者疏导的设施。排水网络包括以下3个部分, 地表排水、地下排水、立体排水系统。在临近边坡进行爆破时, 宜采用预裂和减震爆破法, 减少单孔装药量而增大孔数, 减少每次延时爆破的炮孔数, 以防止因为露天爆破作业而破坏边坡的稳定性。

抗滑工程是防止山体滑坡的不可缺少的一部分, 尤其对于事关生命、财产安全的矿区坡体来说, 意义非同寻常。抗滑工程包括抗滑挡墙、加筋挡墙、锚定板挡墙、预应力锚索挡墙、锚杆挡墙。抗滑桩大截面积排式抗滑单桩、抗滑链、钢管桩、承台式抗滑桩、抗洪桩、桩基挡墙、椅式挡墙、排架式抗滑桩、抗滑刚架桩、板桩抗滑桩和锚固桩。土质改良注浆、微型桩。

4 矿山地质灾害的预防措施

愈演愈烈的矿山灾害、大量潜伏的灾害隐患、日渐恶化的矿山环境说明矿山地质灾害的防治必须上升到政府监管的高度。政府主管部门要加大对矿山环境与灾害源的监管与治理力度, 防止新的隐患发生。矿山企业要规范开采行为, 合理开发矿产资源, 处理好短期经济利益和长远发展的关系, 将防灾减灾工作始于矿山设计并延续到闭坑之后。注重矿山地质灾害的防治研究, 将其列入矿业领域的基础性研究, 把矿山灾害、环保、安全生产统一起来。灾害研究要充分依靠科技进步, 采用高新技术, 研究灾害的发生机制, 建立灾害的监测、预报和评估信息系统。例如, 将矿业开发产生的地下空区改建尾矿库, 既能消除因地下空区给矿山带来的安全隐患, 又能减少尾矿库建设、经营、灾害治理等费用, 改善矿山生产和生活环境, 把矿山建设成为环保型和无公害型的新矿山, 它将是我国今后开发矿业的发展方向。确定了采空区的位置以后, 防治矿山采空区地质灾害的方法很多, 主要有以下两种:

4.1 对可能造成塌陷的位置提出预警措施, 对现有的建筑和设置采取必要的预防措施。

4.2 矿山设计应避开城市和重要设施。

此外, 构建信息化矿山, 开创安全、高效、可持续的矿业发展新模式, 是中国采矿业未来发展的必由之路。

5 结语

经分析引发地质灾害的原因大都是由于采用不科学的采矿方法造成的, 当人们注意到了环境对人类生存的重要性, 懂得如何正确解决资源需求与保护人类生存环境的矛盾时, 科学的采矿方法将被越来越广泛地采用, 因为现有的技术手段完全可以避免矿山开采引发的不良地质灾害的产生。在矿山开采问题上我们必须坚持“谁开发谁保护, 谁闭坑谁复垦, 谁破坏谁治理”的原则加强对矿山环境的管理。只有解决好矿山开采与环境保护之间的矛盾, 才能促进中国采矿业的持续发展

摘要：本文作者结合多年的矿山勘查的工作经验, 详细介绍了矿山各种地质灾害的类型、产生、危害和防治对策, 并提出相应的措施。

关键词：地质灾害,治理措施

参考文献

[1]倪化勇, 刘希林.泥石流灾害对社会影响的度量分析[J].

[2]任军旗, 周运福.矿山地质环境治理[J].