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中南大学地质工程毕业论文

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中南大学地质工程毕业论文

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第一部分 矿井概括1 矿区自然地质环境1.1地理位置及交通情况晒口煤矿位于福建省邵武市城东的晒口街道办境内。矿区位于邵武市城区方位121度、直距8.5公里,即晒溪桥—新铺一带。地理坐标:东经117°33′~117°36′、北纬27°16′~27°19′。闽江三大支流之一的富屯溪,316国道和鹰厦铁路东西中横贯矿区,矿区与周边主要城市的铁路里程分别为:南平154公里、福州320公里、厦门535公里、鹰潭159公里。矿区往南部36公里与京福高速公路相接,交通十分便利(详见交通位置图)。交通位置图1.2、地形地貌矿区地貌系属起伏不平的中至低山区,主要山脉走向呈北北东—南南西、一般海拔标高为200~350m,最高点云屏山,海拔标高为636.3m;矿区最低侵蚀基准面富屯溪河床,其海拔标高约178m。区内由于不同时代的岩性差异,风化侵蚀后呈不同的自然地貌景观,中—下侏罗统漳平组及梨山组的砂、砾岩层分布区、基岩裸露,山脊狭窄陡峻,多为单面山,沟谷发育陡直;晚三叠统焦坑组的粉砂岩和前震旦纪的变质岩群及花岗岩等分布区,则为低缓的山丘。区内第四系冲积平地较少,主要分布于富屯溪和晒溪两岸。1.3 水系区内地表水流颇为发育,主要水系有富屯溪、晒溪及6条常年性山间小溪。富屯溪为矿区的主要水体,自西北向东南横贯矿区中部,为焦坑井田和晒口井田地表天然的分界线,河床宽50~150m。根据邵武水文站历年(1963至1972;1976至1980;1990至1996)资料表明:年平均流量108.1m3/s,最大流量6400m3/s(1967年6月22日),最小流量6.3m3/s(1979年10月)。洪水期一般出现在4~6月份,最大洪水发生在1998年6月22日(流量未测得),矿区东部新铺村一带,洪水位标高196.4m;矿区西部的晒口村一带,洪水位标高189.8m,与晒口大桥桥面相差0.7m。晒溪为富屯溪的一级支流,发源于罗峰山,自北向南流经下沙新村、洒溪桥,于晒口村西注入富屯溪,年平均流量28m3/s,最大流量190.61m3/s(1967年6月22日),最小流量2.153m3/s(1961年1月15日),洪水期一般与富屯溪同时出现。1998年6月22日,出现最高洪水位(流量未测得),标高为188.3m。枯水季节最低水位标高为179.5m。新铺溪流量为0.1~0.05m3/s,其它6条常年性小溪流量约为0.02~10L/s。1.4气象及地震情况矿区气象属亚热带潮湿性气候,据邵武气象站历年来(1963年至2005年)气象观测资料阐明如下:气温:平均温度17.9℃,一般于7、8、9月份气温较高;最高温度可达40.4℃(分别出现在1971年7月31日、2003年7月16日及31日);而于12、1、2月份气温较低,最低温度可降到-8.5℃,一般甚少下雪。降水量:历年平均年降水量1832.5mm,最大可达2455.9mm。降水一般多集中在4、5、6月份,占全年总降雨量约40-50%;但在个别年份雨季提前于3月开始或推迟到7月止。日最大降雨量187.7mm(出现在1970年6月26日),连续降雨最长可达25天(1966年)。 蒸发量:年平均总蒸发量1101.4 mm;一般在7月份或8月份为最大,占全年总蒸发量约30~40%,最大月蒸发量达249.4mm。潮湿度:1964年~2005年潮湿系数在1.05~1.65间,平均为1.31。 历年绝对湿度平均值18.1毫巴,以6~8月最高;月平均值达27.9毫巴以上;最大可达30.4毫巴,最小达6.6毫巴,年平均相对湿度为81%。风向及风速:在9月份至次年12月,晴天早晨多雾,一般须到十点左右方可消散,风向多为西北,历年平均风速0.7m/s,6~8月份东风和南风较多。根据《中国地震参数区划图》(GB18306―2001),本区抗震设防烈度为6度,地震动峰值加速度为0.05g。2 地质特征2.1地层矿区在大地构造中的位置属于南华后加里东准地台华夏台隆遂(昌)建(瓯)台拱的南部,在区域地质构造中的笔架山—香林铺中生代复式向斜内的虎庵山—同青桥背斜的东南翼,呈一大致向东倾伏缓波状的单斜,延深至东部被F1逆断层切割,断层上盘的前震旦系地层出露于地表。矿区出露地层有:前震旦纪变质岩群、上三迭统焦坑组、下侏罗统梨山组,中侏罗统漳平组和第四系。焦坑组为煤系地层。⑴前震旦纪变质岩群AnZ主要出露于矿区的西部、东部及北部,为上三迭统焦坑组煤系地层沉积的基底,岩性主要为千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩等组成。⑵上三迭统焦坑组T3j主要出露于矿区的西部,而东部及北部仅零星出露,属含煤地层,以第一标志层底部为界,分上、下段。地层厚度由南向北(沿走向)逐渐增大,自0~372米;自西向东(沿倾向)逐渐变薄自218~60米。焦坑组下段为主要含煤段,岩性复杂,岩相变化频繁,厚度变化较大,中下部以厚层状砂砾岩为主,上部为粉砂岩及较稳定的中厚煤层(DE煤层)。焦坑组上段以湖泊相的粉砂岩为主,分布较普遍,岩性变化不甚明显,为良好的隔水层。⑶下侏罗统梨山组本组地层分布较普遍,为煤系地层的盖层。岩性变化不大,以河床相的长石、石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩,为矿区的主要含水层。表1-2-1 各地层关系表系 统 组 段 层厚m 岩性特征 接触关系第四系(Q) 0~56 为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,河床冲积砾石层及河漫滩砂土层 角度不整合侏罗系 中统 漳平组 上段 240 砾石成份复杂的砾岩或砂砾岩 假整合 下段 角度不整合 下统 梨山组 上段 240 河床相的长石石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩 假整合 下段 240 三迭系 上统 焦坑组 上段 288 湖泊相粉砂岩为主,夹细---中粒砂岩和少量透镜状含砾砂岩 角度不整合 下段 82 中下部以厚层状砂砾岩为主,夹有透镜状砂岩、粉砂岩,并夹凝灰质砂岩,火山角砾岩与凝灰质泥岩。上部为粉砂岩及较稳定的中厚煤层(DE煤层) 前震旦纪变质岩群 不详 千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩 ⑷中侏罗统漳平组主要分布在矿区的东部和北部,为砾石成份复杂的砾岩或砂砾岩,分为上下两段。⑸第四系(厚度0~56米,一般厚度12米)为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,常为耕作区,河床冲积砾石层及河漫滩砂土层等。2.2、构造矿区构造的复杂程度中等,为一向东倾伏缓波状的单斜构造,倾角为20~30度,以断层构造为主,褶曲构造也十分发育。矿区内较大的断层均在矿区边缘;井内落差0.5~10米的北东向及南东向中、小断层密布,并往往与褶曲共生,断褶并存导致矿区内倾向及走向地层起伏变化。⑴断层矿区内较大的断层大致有17条,按其性质和延伸展布方向,大致可分为二组:一组,近于南北及北东向的逆断层为主,如F1、F4、F6、F8(北端)及F9;正断层有F2、F16及F20。另一组,近于东西向的正断层为主,如F3、F5、F14及F21,逆断层有F8(西端)及F10。上述断层主要分布在矿区的西部、东部及北部的边缘,而矿区内比较稀少。各主要断层分述如下:F1逆断层:位于矿区的东部边缘,全长约6000米以上,倾向约80°~90°,倾角40°~50°,斜断距大于1000米,为矿井的东部边界。F4逆断层:位于焦坑井田东南部,全长约1850米,倾向110°~ 140°,倾角40°~50°,斜断距小于40米。F16正断层:位于晒口井田中部,全长约1400米,倾角72°,斜断距约50米。F20正断层:位于焦坑及晒口井田中部,全长约350米,向南北两端即消失。倾向110°,倾角80°,斜断距较小而往深部消失。故对煤层没影响。F10平推逆断层(外围原F13):位于矿区北部边缘,为矿井北部边界,全长约5000米以上,断导走向近东南,倾向往北,地表倾角偏陡约60°~ 70°,斜断距不详。但据矿井巷道揭露,井下小断层甚为发育。晒口井田常见岩、煤层挤压褶曲,且伴随着小断层产生。焦坑井田常见倾向及斜交小断层。⑵褶曲矿区为一往东倾伏的单斜构造,沿走向、倾向呈现次一级褶皱。煤系地层产状变化不大,一般倾向70°~120°,浅部的倾角20°~30°,向深部变缓为10°~25°。主要次级褶曲分述如下:轴向北东褶曲:发育于焦坑组下段角砾岩中,分布在1至6勘探线的西部,两翼宽约150米,幅度20~25米。轴向近东西:分布矿区西部,宽为70~80米,两翼倾角10°~ 25°向东倾伏,延伸约100米。据矿井巷道揭露,煤层沿走向出现向、背斜相间褶曲形态,往深处幅度相对减少,轴向为西偏北,向东倾伏。更次级的小型褶曲一般轴向延深数十米左右,幅度几十公分至十余米,往往与小断层相伴生,两者在成因上具有关联。但这些构造不破坏煤层的连续性。⑶岩浆岩矿区岩浆岩分布广泛,岩种繁多,侵入时代主要有早至中三叠世的印支期,晚三叠世至侏罗纪的燕山早期。主要分布在矿区的西部和南部的边缘,次为东部的F1断层上盘地层之中。前印支期中、酸性岩中主要有白云母花岗岩及石英闪长岩侵入于变质岩中,共同构成煤系地层的基底。燕山期中酸性岩浆岩侵入岩及喷出岩,主要有安山凝灰岩(成煤之前)、石英斑岩、安山斑岩、火山角砾岩及少量辉绿岩等,尤以石英斑岩及安山斑岩对煤层影响较大,呈小型岩墙及岩脉岩沿断层或褶曲走向侵入,造成煤层变薄,尖灭,给开采带来极大的困难。总之,矿井构造类别属中等复杂型。2.3煤层及煤质2.3.1煤层矿井主要可采煤层为焦坑组下段的DE煤层,属较稳定的简单~较复杂类型可采煤层。顶板岩性为黑色的砂质泥岩,含植物化石碎片,可见黄铁矿条带或结核,局部为粗砂岩,个别直接顶夹0.2~0.8m的炭质泥岩伪顶。底板为灰黑色角砾岩或砂砾岩,常相变为含砾砂岩。主要可采煤层特征见表1-2-2:主要煤层特征表表1-2-2煤层编号 煤层厚度(m)最小—最大平均(点数)结构 稳定性 顶板岩性特征 底板岩性特征DE 焦坑井田 0.20—14.02.78简单至较复杂 不稳定 煤层顶板为细粉砂岩,局部为粗粉砂岩、细砂岩,少数地段夹0.2~0.8m厚的炭质泥岩伪顶。一般顶板节理裂隙不发育。煤层直接顶板厚度变化较大,一般由东向西变薄,而个别点至尖灭。 底板主要为角砾岩或砂砾岩,也有见深灰色的细砂岩或粗粉砂岩,岩石一般坚硬而碎,不易产生形变且煤层底板一般含承压水较微弱,具有岩质疏松等特点。 晒口井田 0.17—13.82.22 2.3.2煤质: 以亮~半亮型的粉~粉块~块状煤为主,煤质化验结果见表1-2-3。煤质化验结果一览表 表1-2-3煤层编号 工业分析 全硫Sd,t(%) 磷Pb(%) 容重ARD 发热量Qv,d(MJ/kg) Mad(%) Ad(%) Vdaf(%) DE 4.17 23.34 4.63 1.936 0.029 1.67 25.16由上表结果表明:DE煤层为中灰、中硫、低磷、中高发热量的无烟煤。可作为动力、化肥、发电、水泥用煤、民用生活煤等。2.4 矿井开采技术条件 2.4.1岩石工程地质特征煤层顶板常见灰黑色,薄至中厚层状的细粉砂岩,局部为粗粉砂岩或细砂岩,但个别地方煤层与直接顶间夹一层0.2~0.8米厚的炭质泥岩伪顶,往往在炮采时与煤层一起采出,而影响煤质。底板主要为灰黑色角砾岩或砂砾岩,岩相变为含砾砂岩,也有见深灰色的细砂岩或粗粉砂岩,质硬,不易产生变形且煤层下伏地层(底板)一般含承压水较微弱,对煤层开采影响不大。但由于矿区内构造较发育,局部地段受断层、褶曲和岩浆岩脉的影响,岩石节理裂隙发育,岩石较破碎,局部岩体质量较差,同时局部地段存在较弱夹层,建议在这些地段开拓过程中,应加强维护,防止冒顶事故的发生。2.4.2 瓦斯、煤尘和煤的自燃根据历年瓦斯鉴定确认该矿为低瓦斯矿井。焦坑井田瓦斯含量为0.1%-1.0%,瓦斯主要成份是:CH4约0.86%,CO2约0.5%,晒口井田瓦斯含量为0.2%-1.0%,瓦斯主要成份是:CH4约2.5%,CO2约0.95%。但随着开采深度的增加,在独头上山或独头长巷、通风不良处易造成CO、CH4等有害气体聚集,在今后矿井生产过程中应加强矿井通风管理,经常进行瓦斯监测,做好生产过程中防尘、防爆、防自燃工作,以防意外事故发生。矿区的无烟煤的挥发分为3%左右,无煤尘爆炸危险,建矿至今从未发生过粉尘爆炸事故。煤矿无烟煤燃点较高,不易发生自燃,但在矿井井田局部块段的顶层煤,由于顶层煤中含硫量突然变高,在此煤层开采揭露后硫化物迅速氧化放热,若通风不良,散热不及导致煤层氧化放热聚集,最终发生煤层自燃。晒口煤矿煤层自燃现象仅局部块段会发生,采用跟底进尺,后退回采的开采方法,采用工作面煤壁洒水等措施可以防止煤层自燃现象的发生。2.4.3水文地质山区地形,地表排泄条件好。地表水系发达,主要水源是河流及降雨。降水丰富、集中在4-7月,年平均降雨1200-1300mm/年,降水量1700-1800mm,是矿坑充水的主要来源。岩性单一,以碎屑岩为主,含水性质单一,均为基岩裂隙水,由于含水层受构造裂隙控制,具有穿层性和和相互分隔的特点,各个含水带之间联通性差。晒口煤矿大部分煤层位于河流侵蚀面以下,虽然富屯溪、洒溪流经矿区,因留设了有效的保护煤岩柱,河水下渗微弱,对矿区充水影响不大。矿井的主要充水方式有三种基本类型:Ⅰ类:大气降水、地表水、潜水 → 矿区浅部采动裂隙及构造裂隙 →采空区新生含水层 → 采掘工作面涌出。Ⅱ类:大气降水、地表水、潜水 → 承压含水层 → 构造裂隙 → 采掘工作面涌出。Ⅲ类:承压含水层 → 覆岩冒落带、裂隙带两带 → 采掘工作面涌出。井田的水文地质条件属基岩裂隙类简单型。根据福煤(邵武)煤业有限公司晒口煤矿提供的矿井涌水量数据,-200m~-600m水平平均涌水量303.2m3/h,最大涌水量431.2m3/h,其中,-200m~-400m水平平均涌水量264.7m3/h,最大涌水量378.1m3/h。2.4.4地温根据福建省煤炭工业(集团)有限责任公司于2006年5月18日提交的《福建省邵武市邵武煤矿资源/储量核实报告(焦坑及晒口井田)》和矿方提供的技术资料,晒口煤矿平均地温梯度G=2.41℃/100m,介于1.6℃/100m和3℃/100m,属于中常温类矿井。根据地质报告,预计在矿井-400~-600水平,地温将达到27℃~30℃。2.5矿区开采情况晒口煤矿范围原为邵武煤矿开采,其煤炭开采历史悠久,早自清朝光绪二十三年至民国元年,由盐商陈远复主办开采;民国元年至三十六年,由义记公司开采,主要采焦坑井田浅部(即云坪寺之北至焦坑村北东一带)露头煤,均为私人小煤窑土法开采。1958年—1963年,开始有计划地进行建井开采工作,但仍以小煤窑开采为主。重点开采焦坑井田的浅部煤层,日产约500吨,几年总产量约48.25万吨。1960年起由省燃料局正式接收为省属企业,正式命名为邵武煤矿,并于1959年开始由省燃料局设计院对矿井进行总体规划设计,设计矿井服务年限为45年。焦坑井田一号井主平峒1959年6月动工兴建,1964年6月投产,以平硐—暗斜井方式开拓,设计生产能力为21万吨/年。晒口井田二号井于1960年开始兴建,1961年1月正式投产,以片盘斜井方式开拓,设计生产能力为15万吨/年。随着开采水平的延深,原有的生产系统满足不了矿井生产能力需要,为实现焦坑—晒口井田联合集中生产,扩大矿井生产能力,1972年由省煤炭工业设计院对矿井进行技改扩建设计,1973年4月至1974年5月新建一对箕斗斜井至-40水平,将一、二号井-40水平运输大巷贯通,构成统一的运输提升系统,箕斗主斜井负责提煤,副井负责供电、排水,技改扩建后矿井生产能力增至45万吨/年。为了开采-200和-400水平煤炭资源,从1981年开始由省煤炭工业设计院对第三、四水平开拓延伸进行设计,在二号井副井旁新掘一条908m长的新副井至-200水平,箕斗主斜井往下延伸至-200水平,形成-200水平生产系统。该系统于1993年建成投入使用。随着资源逐渐枯竭,1995年重新核定矿井生产能力为21万吨/年。第二部分 1. 矿井自然环境和地质概括矿区地貌系属起伏不平的中至低山区,主要山脉走向呈北北东—南南西、一般海拔标高为200—350米,最高点云屏山,海拔标高为636.3米;而长年性地表水流发育的富屯溪,则为本矿区最低侵蚀基准面,其海拔标高约178米。本地表水系主要为富屯溪,最大流量为6500m3/s,最小流量为6.3m3/s,平均流量为107.1m3/s,洪水期水位最高标高达+189.6m,枯水期河流最低标高+170m,流量随季节性变化。其次为晒溪,河床最低标高+179.5m,最高洪水位+188.3米,洪水期最大流量为190.61m3/s,最小流量为2.153m3/s,流量随季节性变化。本区属亚热带潮湿性气候,据邵武市气象局资料,每年4~6月为雨季,11月至次年1月为旱季,历年平均降水量为1762.5mm,气候温和,雨水充沛。2.地层含水性矿区出露地层有前震旦纪变质岩群、上三迭统焦坑组、下侏罗统梨山组,中侏罗统漳平组和第四系。现对各地层的富水性简述如下:⑴、前震旦系变质岩群主要出露于矿区的西部、东部及北部,为上三迭焦坑组煤系地层沉积的老基底,岩性主要为千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩等组成。⑵、三叠系上统焦坑组主要出露于矿区的西部,而东部及北部仅零星出露,属含煤地层,系山麓堆积相---冲积相的角砾岩、砂砾岩及砂岩,湖泊相的粉砂岩、细砂岩或透镜状砂岩、砾岩和煤层等。地层厚度由南向北(沿走向)逐渐增大,自0---372米;自西向东(沿倾向)逐渐变薄自218---60米。焦坑组上段风化带为弱含水层,单位涌水量0.0156L/m.s、渗透系数为0.071m/d。焦坑组上段以湖泊相的粉砂岩为主,夹细---中粒砂岩和少量透镜状含砾砂岩等组成,中厚层状、层理发育,含植物化石碎片偶见少量瓣鳃类动物化石,本地层分布较普遍,岩性变化不甚明显,为良好的隔水层。⑶、侏罗系下统梨山组本组地层分布较普遍,系为煤系地层的盖层。岩性一般纵横变化不大,以河床相的长石、石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩,为矿区的主要含水层。由于基岩裂隙发育不均一,该含水层可分为相互分隔的三个含水带,其中中带即第二含水带中等含水、单位涌水量0.117~054L/m.s、渗透系数为0.138~0.748m/d,其他两个带均为弱含水带。⑷、第四系残坡积层和冲洪积层为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,常为耕作区,河床冲积砾岩石层及河漫滩砂土层等。主要分布于富屯溪,晒溪两岸及矿区西部山脚一带,河岸以冲积层砂、砾石为主,山脚一带以坡积含砂土为主,渗透系数0.2~0.9m/d。3.构造含水性和导水性晒口煤矿主要构造以断层为主,分别为近于南北及北东向的逆断层为主以及近于东西向的正断层为主。大断层都在矿区边缘,井内落差0.5~10米的北东向及南东向中小断层密布,断层导水性弱或基本不导水。4矿井充水条件充水水源分析⑴大气降水大气降水是矿区的主要补给水源,它通过地表潜水层及采空区塌陷裂隙补给深部裂隙承压含水层中,成为矿坑的直接补给来源。⑵裂隙含水岩层水主要赋存于三叠系上统焦坑组(T3j)砂岩、砂砾岩、含砾砂岩的裂隙中。含水层呈透镜体分布,浅部富水性中等~弱;深部富水性弱~极弱。主要表现为顶板的滴水和渗水,通过调查分析煤层底板的涌水量极小,底板突水的可能性极小。充水通道分析矿井充水的水源主要是大气降水,其次是地表水和潜水。主要充水通道是煤层采动时上覆岩层被破坏造成“两带”沟通引起的山体基岩和表土裂隙,塌陷区域,以及采动使断褶构造活化而形成的断褶导水带。5矿井涌水量、水害预测及其评估-40m水平涌水量由一采区、二采区、三采区涌水量构成,-200m水平涌水量由五采区、六采区、七采区涌水量构成。矿井排水主要是通过-200m水平中央水泵抽水至-40m水平中央水泵,再由-40中央泵房经箕斗井两趟管路排至地面后流入富屯溪。-200m~-600m水平平均涌水量303.2m3/h,最大涌水量431.2m3/h,其中,-200m~-400m水平平均涌水量264.7m3/h,最大涌水量378.1m3/h。通过矿区水文地质特征及充水分析,矿井主要充水因素为大气降水、地表水、线状断层带、基岩裂隙水。通过开展矿区水患现状调查,分析矿井水害现状,矿井目前无大的水害威胁。通过对矿井实际涌水量观测,矿井目前实际观测的最大涌水量为880m3/h,平均涌水量为580m3/h。近些年本矿开采老空区已封闭,留有排水口,存在小部分积水基本能通过排水口排出,对下部的开采影响较小。晒口煤矿目前的排水能力满足生产要求,但仍要做好季节防治水工作。6.矿井防水害措施矿井主要充水因素为大气降水、含水岩层和采空区积水。矿井地表水体为沟谷水,含水岩层富水性弱,断层导水性弱,地表水和地下水对开采影响不大,但为了做到预防为主,确保矿井正常生产,对于强降雨后,对采空区的补给,在矿井生产过程中必须做好以下防治水措施:1、煤矿企业必须在雨季来临前,派专门人员对防治水工作进行全面检查。2、矿井生产时,应做好水文地质调查工作,在矿井范围内进行水患分析预报;加强职工防治水知识教育,特别是透水预兆、应急措施知识的普及教育;坚持“有疑先停、有疑必探、先探后采(掘)”的原则,配备探放水设备。3、各矿井在开采下山水平时,要对各矿井主平硐及以上水平的矿井水采取“堵、截、引”等措施排出地面,留设足够隔水煤柱,严防上水平的通过钻孔裂隙带直接馈入下水平,造成额外排水负担。4、在各个生产水平开采过程中,必须留设足够的隔水煤柱、采空区煤柱、护巷煤柱、断层隔离煤(岩)柱、矿井边界煤柱等保安煤柱,确保矿井安全生产。5、矿井在开采过程中必须做好水文观测工作,应根据实际涌水量情况,及时扩大水仓容量和更换相应型号、功率的水泵。同时做好水泵及其供电线路维护工作,保持井下排水设备完好和正常运转,确保有足够的排水能力。6、断层为弱导水或局部弱导水,对矿井充水一般无威胁。但矿区中褶皱构造发育,一般在背斜轴部由于张性裂隙的发育,会形成较大面积的含水层,且含水量较大。对此断裂带、构造带应加强矿山地质及水文地质工作,密切注意井巷围岩、断层破碎带、掘进面等涌水特征,发现顶板淋水加大,顶板来压等透水预兆时,应立即停止作业,采取防范措施。

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中南大学(Central South University),位于湖南省长沙市,是中华人民共和国教育部直属的全国重点大学,位列国家“世界一流大学建设高校A类“、“985工程”、“211工程”,入选国家“2011计划”牵头高校、“111计划”、强基计划、卓越工程师教育培养计划。

截至2020年1月,学校有湖南省级实验教学示范中心5个,湖南省级虚拟仿真实验教学中心1个,湖南省重点专业24个,湖南省专业综合改革试点专业11个,26个本科专业被认定为省级一流本科专业建设点,44门课程被认定为省级精品在线开放课程。

国家专业综合改革试点专业:

矿物加工工程、冶金工程、材料科学与工程、土木工程、临床医学(五年制)、机械设计制造及其自动化、交通运输、化学工程与工艺、信息管理与信息系统、粉体材料科学与工程、地质工程、自动化、采矿工程、广播电视学、应用物理学、交通设备与控制工程。

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水文地质学与工程地质学毕业论文

工程地质勘察是完成工程地质学在经济建设中“防灾”这一总任务的具体实践过程,其任务从总体上来说是为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据,这是我为大家整理的工程地质职称论文,仅供参考!

浅论工程地质勘查

【摘要】工程地质勘察是完成工程地质学在经济建设中“防灾”这一总任务的具体实践过程,其任务从总体上来说是为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据,以充分利用有利的自然和地质条件,避开或改造不利的地质因素,保证建筑物的安全和正常使用。本文主要分析了建筑工程地质勘察有关问题。

【关键词】建筑工程地质勘查质量

中图分类号: TU761 文献标识码: A 文章编号:

一、引言

工程地质学早在21世纪30年代就已成为一门独立的学科,近期的研究成果更是高深至运用非线性科学研究其复杂性问题。地质情况是复杂、多变的,因区域、地区、场地而各异。在各类建筑地基基础设计中,为保证其安全必须同时满足两个技术条件:①地基强度条件,即保证地基稳定性,不发生剪切破坏或滑动破坏;②地基变形条件,即沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜都不超过地基容许变形值。地质勘察报告是建筑工程设计的重要依据,是保证满足上述两个技术条件的必备资料。科学的地质勘察报告不仅能提高建筑设计质量,还可节省工程量,减少投资,从而带来较大的经济效益。

近些年来,我国工程地质勘察工作已有了长足发展,已经成为了我国地质工程建设的左右手。地质勘察是对地质工程相关区域范围内的岩石、地层、构造、水文、地貌等地质情况进行调查了解,确定工程建设的规划、设计、施工提供必要的依据及参数。地质勘察报告的内容将会决定出不同的投资投入和施工管理方案,不同的施工方案决定不同的工程质量。

二、工程地质勘察中存在的问题

建筑工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重大建筑物地基,有时通过详细勘察尚不能全部查明情况或取得全部所需资料时,则需进行施工勘察。当前在民用建筑工程地质勘察中存在着一定问题,主要表现在以下几个方面:

1、对工程地质勘察的重要性和价值认识不够

地质勘察主要是两个方面,一是揭示地质构成,二是提供土体的力学指标;地质构成决定基础处理方案的选择,力学指标对工程造价影响很大。众所周知,地下是看不见摸不着的,只有靠钻探勘察,建设场地是唯一性的,勘察成果也没有可比性,因此建设单位选择一家专业技术强,操作规范严谨,能准确提供成果的勘察单位相当重要,对建筑的安全、工程施工顺利进行、节约投资都有重要的意义。

2、地勘部门地勘报告质量不高

地勘部门提出的地勘报告,质量不高,并不乏错误。现某些地勘报告其内容简化到不提供土工试验指标,不作评价,不作明确的结论和提出建议性工程处理意见等。一些报告中该省略的不省略,不该省略却没有;不该附的图附上,需要的表格又没有;文字不多,却废话连篇。其做法是蒙哄不懂专业的管理人员和去迎合部分设计人员只要提供地基承载力这一指标。

3、勘探方法不对

一些勘察部门用所谓的静载荷试验压裂探坑两侧土层为准来确定承载力,其做法是一种误导,是不科学的。试想,压裂较浅和较深的两侧土层所需的压力大小都不一样,究竟取用哪一压力定值来作为地基承载力。另外,压裂两侧土层不能替代或者说明该压力值就是竖直方向土层地基持力层的承载力。

4、工程地质勘察缺乏监管

一是工程地质勘察在工程的前期阶段进行,由建设单位自主选择勘察单位,一般建设单位缺少这方面的专业知识,对地质勘察的重要性认识不足,因此对勘察单位要求不高,有个成果就可以,钻探费用上考虑多点,对技术的要求就轻了。二是地质勘探是野外作业、土工试验和资料整理,整个过程只有勘探单位独自完成,没有监督,到底钻了几个孔,钻了多深,取了多少土样,土工试验做了多少,这些都存在漏洞,是勘探单位的“良心”活。现在施工图审查也对地质勘察成果进行审查,那都是事后了,只要资料造得过得去都能通过,地质构成与实际施工严重不符时有发生,力学指标的精确性更是无法判别。

三、工程地质勘查工作的对策

1、确立工程地质勘查工作的规范和制度

工程地质勘查工程师在进行正式的勘查工作之前,应详细地了解和掌握建设单位对岩土勘测工作的要求,及其所负责工程的结构形式、用途、载荷大小,并根据施工现场情况编制勘察规范和制度,根据实际情况制定出科学合理的时间计划,合理安排内业资料整理、土工试验、外业施工等环节,规定取样及试验、原位测试、钻探施工等技术要求,明确勘测过程中与规范和制度相冲突时应作出的技术调整要求。

2、做好对勘查数据的提炼,提高地质勘查报告质量

做完地质勘查工作,得到勘查数据之后,还应结合项目自身及周边环境特点来做好勘查数据的整理、分析和提炼,以确保土层划分的科学性和测量数据的准确性,并做好与设计人员的沟通,对于差异较大的参数要进行必要的说明,使得设计人员更好地掌握相关的情况。

3、选择合适的勘察测试方法

勘察主要有钻探、取样和试验三种方法,它们都拥有着非常强的针对性,选择合适的勘察方法可以起到事半功倍的效果,否则不但起不到应有的作用,还有可能会浪费大量的工作时间和资金。选择既经济又合理可行的工程勘察方法,首先应当详细了解场地已有地质资料、沿线构造物情况、与工程建设设计人员充分交流、明确要解决的工程地质问题,然后开展勘察工作,特别是对未知区域的勘察,要分阶段的多次完成勘察工作。针对不同的材料与地质结构,采取的方法有:干钻取芯钻进、泥浆护壁回转钻进等。

4、做好勘查现场的监督工作

开工前,工程地质勘查人员须结合建设方提供的各类报告对施工现场进行勘测与核实;要对钻机所使用钻杆的尺寸和长度予以核对,确保其各部分技术参数符合勘测和施工的要求;岩土勘测工作中的各项原位测试项目,应满足《岩土工程勘察规范》及其他相关规范和制度的要求;合理选择钻进方式,在对岩层进行钻进时,应根据岩层强度合理确定钻进速度,在钻进位于地下水位以下的粉土、砂土、软弱土层时,须采用泥浆护壁钻进法,并严格限制钻进速度;做好取样管理,取样时,应严格控制钻杆尺寸,不得通过切取岩芯管的方式取原状土样,对取好的样应及时贴好标签,并妥善保管;对于高程和水位的测量,高程的测量应首先选择黄海高程,若条件不允许而须采用假定高程,最好是将基准点埋设在不易遭到破坏的地方,应在工程施工结束后统一进行地下水位的测量工作;工程师要及时对外业资料进行核对和验收,确保原位测试数量和主要持力层的取样数量满足要求,同时,还要注意做好持力层的起伏情况的控制工作,对可能存在的异常点进行小规模钻探,探明具体情况。

5、控制好工程地质勘察周期

勘察周期作为工程地质勘察项目的重要因素必须满足计划要求。在制定勘察纲要时,应根据工程项目情况、勘察工作量和勘察方法、场地地形地质条件等情况,对野外业工作、岩土试验和室内资料整理时间进行统筹安排人员和设备。树立项目全寿命周期成本观念,有效控制工程造价。勘察设计要统筹考虑规划、建设、养护、运营的全过程,运用项目全寿命周期成本观念,进行技术方案比选,合理确定项目的功能水平,实现技术与经济的有机结合,确保勘察设计工作质量。设计阶段是项目寿命周期成本控制最关键的阶段,要从项目生命周期的全过程去看待成本,不仅要重视建设成本、维修成本、养护成本的控制,还要重视环境成本和社会成本的控制,通过运用科学的方法合理评价设计方案,在确保安全和功能的前提下,通过提高技术含量,合理、灵活地运用设计指标,达到最佳技术与经济效益。

结束语

勘察的成果主要表现在工程地质勘察报告上,优良的勘察报告无疑会给设计提供可靠的工程地质依据。相反,不合格的报告会给设计带来严重的不良后果,甚至造成质量事故。因此要对勘察工作有明确的定位,重视工程地质勘察,落实管理和规范,只有这样才能确保拥有比较可靠的勘察成果。

参考文献

[1] 黄光琼. 工程地质勘查及高层建筑物地基处理措施探讨[J]. 现代商贸工业. 2011(02)

[2] 张美元. 建筑工程地质勘察探析[J]. 商品与质量. 2009(S6)

[3] 刘涛. 民用建筑工程地质勘察应注意的几个问题[J]. 科技资讯. 2009(16)

工程地质勘察探讨

摘要:介绍了工程地质勘察的目的以及决定勘察任务的因素,具体阐述了工程地质勘察流程,包括前期准备、各阶段勘察内容及工程地质勘察报告,以期指导相关人员正确进行工程地质勘察,为设计施工提供准确的地质资料。

关键词:工程地质勘察;目的;任务;勘察报告

建筑是建在地面以上的,地面以下土层的分布,土质的疏松、强度,地下水的深度等都会影响到在建建筑的安危。所以,为了确保建筑及其地基设计的准确性,就必须有建筑场地的地质资料作为科学依据。只有对建筑场地的地质资料有个全面的了解、准确把握才能更好的对建筑及其地基进行设计。

一、工程地质勘察的目的

工程地质勘查的主要目运用坑深、触探、钻探等勘查手段和方法,对在建工程的场地进行调查研究分析,为工程设计和施工提供所需的地质资料。

二、决定勘察任务的因素

(一)建筑场地的复杂程度

根据建筑场地的地形情况将场地复杂程度分为三个级别:简单场地,对建筑地基影响不大;中等场地,对建筑的地基可能会造成一定的影响;复杂场地,对建筑的地基存在很大的影响。

(二)工程所在场地地质条件的研究机当地建筑工程经验

比如,在某一陌生区域,对当地的地质条件缺少研究,则勘查工作量就有加大;相反,如果在此地有工程施工经验,则花费时间及工作量都会减少。

三、建设规模及建筑物等级

依据所建工程类类型,建筑地基负荷大小、建筑地基损坏后造成建筑整体后果的程度等,可将建筑分为三个等级。一级建筑物,主要指的是关键性或有纪念意义的建筑物,破坏后果很严重。二级建筑,主要指的是地基负荷较大的建筑物,破坏后果严重。三级建筑,主要指的是建筑地基负荷不大,破坏后果不严重。

勘察工作的准备。1)接受工程地质勘查任务书,结合工程场地地质条件制定相应的勘查工作计划;2)建筑规模较大或地质条件复杂的场地,应当进行工程地质测绘,并实地观察场地地质情况;3)设置勘查点和勘查线,采用各种地质勘查手段或方法探明场地地质情况,并取得地质试样;4)对取得地质试样进行物理力性测试和水质分析测试。

四、地质勘察各阶段的内容

(一)选址勘察

1.目的

选址勘查是指对工程场地的地质的稳定性和适宜性做出评价。

2.选址阶段的勘察工作

1)对工程场地所在区域的地形地貌、地震、矿产资源和工程地质信息以及气候、自然条件等信息进行收集;2)工程现场实地踏勘,初步了解场地的土层结构情况,形成原因和大致成型年代,主要土层、地下水位等情况。3)对附近区域的建筑物规模、结构、地质资料等情况有所了解;4)工程场地地质情况复杂,现有资料不能不能准确反映地质信息,应当进行必要的地质测绘及勘探工作。

(二)初步勘察?

1.目的

1)对在建建筑的地基稳定作出评价;2)为建筑的总体平面提供必要信息;3)为工程的主要建筑地基施工发案提供参考资料;4)如遇不良地质现象提交防治方案。

2.主要任务

1)对场地地质初步了解。2)对地下水水位和冻结深度有个初步了解3)查明场地中不明地质现象,范围,对工程项目的影响和发展趋势

(三)详细勘探

1.目的

1)从工程地质角度评价建筑地基,提出相应建议;2)为建筑地基设计提供详细的地质工程资料;3)为建筑地基的加固和处理提供工程资料支持;4)为不良地质情况的防治提供地质资料。

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2.主要任务

1)详细勘查主要采用的手段以原位测试、勘探和室内试样检测为主。2)复杂场地或一、二类建筑物,详细勘探点宜按主要柱列线布置;对其他场地和建筑物可沿建筑物周边或建筑群布置;对重要设备基础应单独布置。3)要以地基主要受力层为原则钻探勘探孔深度。如果地基需要进行变形验算,部分勘探孔可以底基层压缩深度。4)对场地进行详细勘探时,原位测试井、探孔数量级所取地质试样,应依据地质的复杂程度、建筑规模或类别进行确定。取试样和进行原位测试部位,应依据设计要求、地基情况进行确定。

(四)施工勘察

1)对较重要建筑物的复杂地基需进行验槽。验槽时应对基槽地质素描,实测地层界限,查明人工填土的分布和均匀性等,必要时应进行补充勘探测试工作。2)基坑开挖后,地质条件与原勘察资料不符,并可能影响工程质量。3)深基坑设计及施工中,需进行有关地基监测工作。4)地基处理、加固时,需进行设计和检验工作。5)地基中溶洞或土洞较发育,需进一步查明及处理。6)施工中出现边坡失稳,需进行观测及处理。

五、工程地质勘察报告

(一)文字部分

1)勘查工作的任务和概况;2)是否存在影响建筑物地基不稳情况存在及其影响程度;3)工程场地的地质土层结构、强度及各土层物理力学性质;4)低下水位的深度、水质情况、变化情况及对建筑材料的腐蚀程度;5)在地震设防区划分场地类型和场地类别,并判别饱和沙土及粉土;6)对建筑地基基础方案进行分析,提出经济可行的设计方案意见,尤其对地基设计和施工中需注意的地方检出建议;7)当工程需要时,尚应提供:深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的技术参数,论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响;基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;提供用于计算地下水浮力的设计水位。

(二)图表部分

1)勘探点平面布置图;?2)工程地质剖面图、综合工程地质图或工程地质分区图;?3)土的物理力学性试验总表。重大工程根据需要,绘制综合工程地质图或地质分区图、地质柱状图或综合地质柱状图和有关试验曲线。

参考文献:

[1] 韦俊行. 欧家村水电站工程地质勘测工作中的教训与启示[J]. 水力发电, 1990, (02)

[2] 邱贤荣. 浅论地质勘测各阶段技术要点分析[J]. 中国水运(下半月), 2008, (08)

[3] 刘涛,甄星灿. 某高层建筑工程质量事故实例分析与加固处理[J]. 建筑结构学报, 2002, (02)

浅谈土木工程地质野外实习 工程地质学是地质学的一个分支,是研究与工程建设有关的地质问题的学科。它的主要任务是:勘察和评价工程建筑场地的地质环境和工程地质条件;分析和预测工程建设活动与自然地质环境的相互作用和相互影响;选择最佳的场地位置;提出克服不良地质作用的工程措施;为工程建设的规划、设计、施工和运营提供可靠的地质依据。因此,工程地质学是每一个土木工程人员所应掌握的课程。 在工程地质学教学过程中,主要学习了基础地质和工程地质两部分内容。基础地质包括岩石和土的成因类型、地质特征及其工程性质;地质构造基本类型及特征、地史及地质图的基本知识;水的基本类型和特征等。基础地质是解决好工程地质问题必不可少的基本理论和知识。工程地质包括常见的各种地质灾害;地下洞室常见的工程地质问题;边坡工程常见的工程地质问题;地基工程常见的工程质问题等。这些知识要彻底掌握,必须作好野外实习工作。 在教学过程中学习得到的知识,如果不能运用于实践,这无疑于纸上谈兵。而要将课本知识转化为实践知识的最重要的手段就是野外地质实习。在课本上学习的知识很多是概念化的,或者说是标准化的东西。比如断层,在课本上是理想化的模型,断层面是一个平面,上下盘的移动方向在图上有标识,岩性差别也很明显,因此在课本上很容易识别。然而在野外,断层规模相差很大。小的断层在手标本上可以识别,而大的断层延伸数百公里甚至上千公里。断层是一种重要的地质构造,对工程建筑的稳定性起着重要作用。地震与活动性断层有关,隧道中大多数坍方、涌水均与断层有关。野外实际的断层不是课本上的模型,如何识别规模较大的断层呢?这就要野外实践知识。首先从地貌上识别,断层通过地区通常形成一些特殊的地貌现象,如断层崖、断层三角面、断层湖、断层泉等。其次岩层分布情况,往往断层会造成部分地层的重复或缺失现象。第三可观察断层伴生现象,如擦痕、阶步、摩擦镜面、牵引现象等。再比如说岩石,室内实习时见到的手标本均是比较标准的样本,而野外的岩石千差万别,形态各异。 虽然在课本上也能学到这些,但必须通过野外现场观察,亲手触摸、亲身体会才能记忆深刻,也就能够举一反三,遇到类似情况知道是什么,没有现场的体会根本就不知道野外的地质现象是什么样子,更不用说到野外进行识别。通过野外实习,不但巩固了课本上所学的知识,还能学到很多野外实践知识,这将为以后参加工作打下扎实的基础。

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地质大学安全工程专业毕业论文

论文开题报告基本要素

各部分撰写内容

论文标题应该简洁,且能让读者对论文所研究的主题一目了然。

摘要是对论文提纲的总结,通常不超过1或2页,摘要包含以下内容:

目录应该列出所有带有页码的标题和副标题, 副标题应缩进。

这部分应该从宏观的角度来解释研究背景,缩小研究问题的范围,适当列出相关的参考文献。

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武汉工程大学安全工程专业是按照《普通高等学校本科专业目录》,于2001年批准建立的,2002年开始招收安全工程专业本科生。学初期,我校安全工程教研室进行了广泛的调查研究。2004年参加了APOSHO(亚太地区职业安全健康协会)、COSHA(中国职业安全健康协会)在北京召开的年会。请教了国家安全生产监督管理局宣教中心领导、湖北省安全生产监督管理局领导、专家,访问了中国地质大学(武汉)、中南大学、西安科技大学、长安大学等有安全工程专业的高校。集众家之所长,并考虑到我校和我院的学条件,根据高等学校安全工程专业教学指导委员会关于《安全工程专业(本科)培养目标、业务范围及课程设置》的要求,对安全工程专业培养方案进行了认真的修订,制订并实施了课程建设规划、教材建设规划、实践教学规划、实验室建设规划等。2004年,安全工程教研室主要依托本专业专任教师,申报安全评价资质,获湖北省临时资质。现升级为安全评价甲级资质,安全评价行业范围:(一类)金属、非金属矿及其他矿采选业;(一类)石油加工业,化学原料、化学品及医药制造业,燃气生产及供应业,炼焦业;(一类)水利工程、水力发电业;(二类)铁路、城市轨道交通运输业,道路运输业,航空运输业,水上运输业。2004-2007年,完成湖北省随州、通山、松滋、天门、蔡店、江夏、赤壁、宜昌、宣恩、麻城等地非煤矿山开采设计项目、非煤矿山及危险化学品安全评价项目、开采设计及安全评价项目评审共计400余项。为湖北省安全生产状况的改观做出了应有的贡献,同时也为我校安全工程专业教师和学生开辟了一个对外联系的窗口,为安全工程专业学生毕业论文、课程设计、课程教学积累了大量实际素材,为安全工程专业创造了一个良好的社会环境。从筹建到招生的几年中,安全工程教研室克服了师资紧缺、经费紧张等种种困难,使安全工程专业步入了正轨。安全工程专业专任教师现已基本满足教学要求,课程体系已基本完备,实验室已建有3个。现已有两届毕业生,就业形势十分喜人,我校安全工程专业就业率为100%。安全工程学历教育已形成专科、本科、硕士、博士、博士后的教育体系。目前,“安全技术及工程”二级学科包含在“矿业工程”一级学科中,我校安全工程硕士点已通过矿业工程一级学科进行申报。为了完善我校安全工程专业学历教育体系,我校除申报硕士点外,还可设置安全工程专业专科教育。

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《工程地质学报》是我国工程地质学科综合性的高级学术期刊。1993年批准创刊发行。现为双月刊,大16开本,每期112页,国内外公开发行。《工程地质学报》办刊宗旨是加强学术交流,促进工程地质科学的了理论、应用和技术的发展,使工程地质学科更好地为国民经济建设服务。《工程地质学报》着重于理论研究和工程实践的结合。学报主要介绍当前规划、设计和在建国家重点工程的工程地质和地质环境实例及其论证;讨论理论进展和方法创新;讨论在土木、水电、铁路、公路及矿山建设、城乡规划、地质环境和灾害治理,以及能源和工业采掘等方面的新技术和经验。适用于科研工作者、高校师生和专业工程技术人员参阅。《工程地质学报》由中国科学院地质与地球物理研究所主办,由中国科学院工程地质力学重点研究实验室、协同中国地质学会工程地质专业委员会及国际工程地质学会中国国家小组编辑。中国工程院院士,国际工程地质与环境协会前主席王思敬研究员任本刊主编。编辑委员会由国内外知名的工程地质学家和工程师构成 。

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