矿山地质与安全生产

第四章矿山地质与安全生产

本章学习要点：

1．了解矿山地质的相关概念

2．理解地质构造、水文地质、地质环境和矿岩物理力学性质对矿山安全生产的影响3．掌握矿山开采对矿山地质工程以及矿图的要求

第一节矿床的基本概念

一、矿床、矿体和围岩

(1)矿床。地壳内部或表面富集的有用矿物或组分，在质和量上达到工业利用的要求，并在现有技术经济条件下能够被开采利用的部位称为矿床。矿床的空间范围包括矿体和围岩。

(2)矿体。构成床体的基本单位，是达到工业要求的含矿部分，又是开采的直接对象。矿体具有一定的大小、形状和产状。一个矿床可以由一个或多个矿体组成。

(3)矿石。指含有有用矿物或组分并组成矿体的矿物集合体。矿石中通常包括矿石

矿物和脉石矿物两部分。矿石矿物指矿石中能提供有用元素或本身可以被直接利用的矿物，如铜矿石、石棉矿石等。脉石矿物指矿石中没有用处的那些矿物，如铜矿石中的石英。矿石的品位是指单位矿石中所含有用元素、组分或矿物的含量（以质量百分比、

g/t、g/m3、g/L表示）o

(4)围岩。指围绕在矿体周围无经济价值的岩石。矿体和围岩两者界限有的清楚，

有一的为渐变无明显界限。一般在矿床中，将可以达到最低工业平均品位的部分当作矿体，达不到的作为围岩。随着工艺技术的提高，最低工业品位可以降低，这样圈定矿体的范围也是可以扩大的。

二、矿床的分类

矿床的矿体形状、厚度及倾角，对于矿床开拓和采矿方法的选择，有着直接的影

响。因此，矿床一般按矿体形状、倾角和厚度三个因素进行分类。

（一）按矿体形状分类

(1)层状矿床。这类矿床多为沉积或变质沉积矿床。其特点是矿床规模较大，赋存

条件（倾角、厚度等）稳定，有用矿物成分组成稳定。其含量较均匀。

(2)脉状矿床。此类矿床主要是由于热液和汽化作用。将矿物充填于地壳的裂隙中

生成的矿床。其特点是矿脉与围岩接触处有蚀变现象，矿床赋存条件不稳定'有用成分含量不均匀。

(3)块状矿床。这类矿床主要是充填、接触交代、分离和汽化作用形成的矿床。它

的特点是：矿体大小不一；形状呈不不规则的透镜状；矿巢、矿株等产出；矿体与围岩的界限不明显。

（二）按矿床倾角分类

(l)水平和微倾斜矿床，倾角小于50。

(2)缓倾斜矿床，倾角为50～300。

(3)倾斜矿床，倾角为300～550。

(4)急倾斜矿床，倾角大于550。

矿体的倾角与采场的搬运方式有着密切关系。在开采水平和微倾斜矿床时，各种有轨或无轨搬运设备可以直接进入采场。在缓倾斜矿床中搬运矿石，可采用人力或电耙、运输机等机械设备，在倾斜矿床中，可借助溜槽、溜板或爆力抛掷等方法，利用重力搬运矿石。

（三）按矿体厚度分类

矿体的厚度是指矿体上盘与盘间的垂直距离或水平距离。前者叫做垂直厚度或真厚

度，后者叫做水平厚度。

三、矿体的形状与产状

矿体的形状和产状是由多种因素决定的，其中最主要的是矿床的成因，其次则是构

造条件及围岩性质等。矿床的成因不同，其矿体形状也往往不同。如沉积矿床的矿体形

状多为层状，而热液矿床的矿体则多呈脉状；层状和脉状矿体又各有不同的产状。

矿体形状和产状的研究，对于找矿、勘探以及开采工作都具有极其重要的意义。特

别是采矿工作者，必须准确掌握矿体的形状和产状才能制定出合理的开采方案。

1．矿体的形状

每一个矿体都有三个可以量取的方向，根据这3个方向的发育情况，矿体的形状大

致可分成等轴状矿体、板状矿体、柱状矿体3种。

(l)等轴状矿体：即在3个方向上均衡发育的矿体。按其直径大小的不同，又可分

为矿瘤、矿囊、矿巢等。其直径分别为>20 m，20～10 m，

(2)板状矿体：是向两个方向延伸而第三个方向很不发育的矿体。这类矿体最为常

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见的是矿脉和矿层。

矿脉是充填在岩石裂隙中的热液成因的板状矿体。矿脉的大小变化很大，大者可长达几千米，一般在几十米至几百米之间；厚度大者可达几米至十几米，个别可达几十米，小者只有几厘米。

矿层是与层状围岩产状相一致的沉积成因或沉积变质成因的板状矿体，亦常称作层状矿体。矿层通常厚度较稳定，在走向和倾向方向都延伸较远。

(3)柱状矿体：是向一个方向延伸（大多数是上下方向延伸），而其余两个方向不

发育的矿体，如矿柱、矿筒等。

总之，自然界矿体的形状是多种多样的，以上所述只是比较常见的几种。如果矿体受到成矿后的构造变动影响，从而发生断裂和褶皱，在形状上就更为复杂了。

2．矿体的产状

矿体的产状包括矿体的产状要素、矿体与围岩的关系、矿体与侵入岩体的空间位置关系等5个方面。

(1)矿体的产状要素：矿体的产状要素主要是用来确定板状矿体的空间位置，其表

示方法与一般岩层的表示方法相同，即用走向、倾向和倾角来表示。但对某些具有大延伸和透镜状截面的矿体如柱状矿体、透镜状矿体之类，则除了用走向、倾向和倾角来表示外，还要测量它们的侧伏角和倾伏角，以确切控制其最大延伸方向。所谓侧伏角系指矿体最大延伸方向（矿体的轴线）与矿体走向线之间的夹角；倾伏角系指矿体最大延伸方向与其水平投影线之间的夹角。

矿体的产状、侧伏角、倾伏角等产状要素对开拓设计、采矿方法和矿石运输具有重要意义。

(2)矿体与围岩的关系：是指矿体的围岩是岩浆岩、变质岩还是沉积岩，矿体是平

行于围岩的层理或片理产出的，或是截穿它们的。

(3)’矿体与侵入岩体的空间位置关系：是指矿体是产在岩体内部的，还是产在圈岩

与侵入岩的接触带中，或是产在距接触带有一定距离的围岩中。

(4)矿体埋藏情况：指矿体是出露在地表的或是隐伏地下的盲矿体，以及矿体的埋

藏深度等。盲矿体又分为隐伏矿体（未曾出露到地表）和埋藏矿体（曾出露到地表，后被掩埋）。

(5)与地质构造的关系：指一系列有成因联系的矿体在褶皱、断裂构造内的排列方