露天挖礦地表以下岩石分布
① 該地區裸露地表的岩石主要類型是
根據龍里高山草原地貌特徵,該地貌為喀斯特地貌,圖示地區主要的岩石類型為沉積岩、該處地貌形成的主要外力作用流水侵蝕.
故選:D.
② 不同類型岩石(岩漿岩、沉積岩、變質岩)在地表分布比例
目前比較權威的說法,地表沉積岩佔75%,岩漿岩和變質岩佔25%。
③ 三類岩石在地表的分布
是沉積岩,約佔地球表面的70%.
附:
沉積岩(Sedimentary Rock) :沉積岩,又稱為水成岩,是三種組成地球岩石圈的主要岩石之一(另外兩種是岩漿岩和變質岩).是在地表不太深的地方,將其他岩石的風化產物和一些火山噴發物,經過水流或冰川的搬運、沉積、成岩作用形成的岩石.在地球地表,有70%的岩石是沉積岩,但如果從地球表面到16公里深的整個岩石圈算,沉積岩只佔5%.沉積岩主要包括有石灰岩、砂岩、頁岩等.
④ 露天開采岩石的采礦方法有哪些
露天開采原石採光方法有很多呀。一方面是直接開采,就是通過開發,然後但是要做好基層建設就是防止登他等。或者說一直用炸葯的照或者用挖機挖等都是可以的。
⑤ 不同環境下岩石怎樣分布
火成岩
也稱岩漿岩。來自地球內部的熔融物質,在不同地質條件下冷凝固結而成的岩石。當熔漿由火山通道噴溢出地表凝固形成的岩石,稱噴出岩或稱火山岩。常見的火山岩有玄武岩、安山岩和流紋岩等。當熔岩上升未達地表而在地殼一定深度凝結而形成的岩石稱侵入岩,按侵入部位不同又分為深成岩和淺成岩。 花崗岩、輝長岩、閃長岩是典型的深成岩。花崗斑岩、輝長玢岩和閃長玢岩是常見的淺成岩 。根據化學組分又可將火成岩分為 超基性岩 (SiO2 ,小於45%)、 基性岩 (SiO2 ,45%~52%)、 中性岩 (SiO2 ,52%~65%)、 酸性岩 (SiO 2 ,大於65%)和 鹼性岩 (含有特殊鹼性礦物,SiO 2 ,52%~66%)。火成岩佔地殼體積的64.7%。 ②
沉積岩
。在地表常溫、常壓條件下,由風化物質、火山碎屑、有機物及少量宇宙物質經搬運、沉積和成岩作用形成的層狀岩石。按成因可分為 碎屑岩 、 粘土岩 和化學岩(包括生物化學岩)。常見的沉積岩有 砂岩 、凝灰質砂岩、 礫岩 、粘土岩、 頁岩 、 石灰岩 、 白雲岩 、 硅質岩 、 鐵質岩 、 磷質岩 等。沉積岩佔地殼體積的7.9%,但在地殼表層分布則甚廣,約占陸地面積的75%,而海底幾乎全部為沉積物所覆蓋。 沉積岩有兩個突出特徵:一是具有層次,稱為層理構造。層與層的界面叫層面,通常下面的岩層比上面的岩層年齡古老。二是許多沉積岩中有「石質化」的古代生物的遺體或生存、活動的痕跡-----化石,它是判定地質年齡和研究古地理環境的珍貴資料,被稱作是紀錄地球歷史的「書頁」和「文字「。 ③
變質岩
。原有岩石經變質作用而形成的岩石。根據變質作用類型的不同,可將變質岩分為5類:動力變質岩、接觸變質岩、區域變質岩、混合岩和交代變質岩。常見的變質岩有 糜棱岩 、碎裂岩、 角岩 、板岩、 千枚岩 、 片岩 、 片麻岩 、 大理岩 、 石英岩 、角閃岩、片粒岩、榴輝岩、 混合岩 等。變質岩佔地殼體積的27.4%。 岩石具有特定的比重、孔隙度、抗壓強度和抗拉強度等物理性質,是建築、鑽探、掘進等工程需要考慮的因素,也是各種礦產資源賦存的載體,不同種類的岩石含有不同的礦產。以火成岩為例,基性超基性岩與親鐵元素,如鉻、鎳、鉑族元素、鈦、釩、鐵等有關;酸性岩與親石原素如鎢、錫、鉬、鈹、鋰、鈮、鉭、鈾有關;金剛石僅產於金伯利岩和鉀鎂煌斑岩中;鉻鐵礦多產於純橄欖岩中;中國華南燕山早期花崗岩中盛產鎢錫礦床;燕山晚期花崗岩中常形成獨立的錫礦及鈮、鉭、鈹礦床。石油和煤只生於沉積岩中。前寒武紀變質岩石中的鐵礦具有世界性。許多岩石本身也是重要的工業原料,如北京的漢白玉(一種白色大理岩)是聞名中外建築裝飾材料,南京的雨花石、福建的壽山石、浙江的青田石是良好的工藝美術石材,即使那些不被人注意的河沙和卵石也是非常有用的建築材料。許多岩石還是重要的中葯用原料,如麥飯石(一種中酸性脈岩)就是十分流行的葯用岩石。岩石還是構成旅遊資源的重要因素,世界上的名山、大川、奇峰異洞都與岩石有關。我們祖先從石器時代起就開始利用岩石,在科學技術高度發展的今天,人們的衣、食、住、行、游、醫……無一能離開岩石。研究岩石、利用岩石、藏石、玩石、愛石已不再是科學家的專利,而逐漸變成廣大群眾生活的組成部分。
⑥ 地球上都有哪幾種岩石分布有什麼特點嗎
來自地球內部的熔融物質,在不同地質條件下冷凝固結而成的岩石。當熔漿由火山通道噴溢出地表凝固形成的岩石,稱噴出岩或稱火山岩。常見的火山岩有玄武岩、安山岩和流紋岩等。當熔岩上升未達地表而在地殼一定深度凝結而形成的岩石稱侵入岩,按侵入部位不同又分為深成岩和淺成岩。 花崗岩、輝長岩、閃長岩是典型的深成岩。花崗斑岩、輝長玢岩和閃長玢岩是常見的淺成岩 。根據化學組分又可將火成岩分為 超基性岩 (SiO2 ,小於45%)、 基性岩 (SiO2 ,45%~52%)、 中性岩 (SiO2 ,52%~65%)、 酸性岩 (SiO 2 ,大於65%)和 鹼性岩 (含有特殊鹼性礦物,SiO 2 ,52%~66%)。火成岩佔地殼體積的64.7%。
常見的岩漿岩:
1.花崗岩 是分布最廣的深成侵入岩。主要礦物成分是石英、長石和黑雲母,顏色較淺,以灰白色和肉紅色最為常見,具有等粒狀和塊狀構造。花崗岩既美觀抗壓強度又高,是優質建築材料。
2.橄欖岩 侵入岩的一種。主要礦物成分是橄欖石及輝石,深綠色或綠黑色,比重大,粒狀結構。是鉑及鉻礦的惟一母岩,鎳、金剛石、石棉、菱鐵礦、滑石等也同這類岩石有關。
3.玄武岩 一種分布最廣的噴出岩。礦物成分以斜長石、輝石為主,黑色或灰黑色,具有氣孔構造和杏仁狀構造,玄武岩本身可用作優良耐磨的鑄石原料。
二 沉積岩
在地表常溫、常壓條件下,由風化物質、火山碎屑、有機物及少量宇宙物質經搬運、沉積和成岩作用形成的層狀岩石。按成因可分為 碎屑岩 、 粘土岩 和化學岩(包括生物化學岩)。常見的沉積岩有 砂岩 、凝灰質砂岩、 礫岩 、粘土岩、 頁岩 、 石灰岩 、 白雲岩 、 硅質岩 、 鐵質岩 、 磷質岩 等。沉積岩佔地殼體積的7.9%,但在地殼表層分布則甚廣,約占陸地面積的75%,而海底幾乎全部為沉積物所覆蓋。 沉積岩有兩個突出特徵:一是具有層次,稱為層理構造。層與層的界面叫層面,通常下面的岩層比上面的岩層年齡古老。二是許多沉積岩中有「石質化」的古代生物的遺體或生存、活動的痕跡---化石,它是判定地質年齡和研究古地理環境的珍貴資料。
常見的沉積岩:
1.礫岩 一種顆粒直徑大於2毫米的卵石、礫石等岩石和礦物膠結而成的岩石,多呈厚層塊狀,層理不明顯,其中礫石的排列有一定的規律性。
2.砂岩 顆粒直徑為0.1~2毫米的砂粒膠結而成的岩石。分布很廣,主要成分是石英、長石等,顏色常為白色、灰色、淡紅色和黃色。
3.頁岩 由各種黏土經壓緊和膠結而成的岩石。是沉積岩分布最廣的一種岩石,層理明顯,可以分裂成薄片,有各種顏色,如黑色、紅色、灰色、黃色等。
4.石灰岩 俗稱「青石」,是一種在海、湖盆地中生成灰色或灰白色沉積岩。主要由方解石的微粒組成,遇稀鹽酸會發生化學反應,放出氣泡。石灰岩的顏色多為白色、灰色及黑灰色,呈緻密塊狀。
三 變質岩
原有岩石經變質作用而形成的岩石。根據變質作用類型的不同,可將變質岩分為5類:動力變質岩、接觸變質岩、區域變質岩、混合岩和交代變質岩。常見的變質岩有 糜棱岩 、碎裂岩、 角岩 、板岩、 千枚岩 、 片岩 、 片麻岩 、 大理岩 、 石英岩 、角閃岩、片粒岩、榴輝岩、 混合岩 等。變質岩佔地殼體積的27.4%。岩石具有特定的比重、孔隙度、抗壓強度和抗拉強度等物理性質,是建築、鑽探、掘進等工程需要考慮的因素,也是各種礦產資源賦存的載體,不同種類的岩石含有不同的礦產。以火成岩為例,基性超基性岩與親鐵元素,如鉻、鎳、鉑族元素、鈦、釩、鐵等有關;酸性岩與親石原素如鎢、錫、鉬、鈹、鋰、鈮、鉭、鈾有關;金剛石僅產於金伯利岩和鉀鎂煌斑岩中;鉻鐵礦多產於純橄欖岩中;中國華南燕山早期花崗岩中盛產鎢錫礦床;燕山晚期花崗岩中常形成獨立的錫礦及鈮、鉭、鈹礦床。石油和煤只生於沉積岩中。前寒武紀變質岩石中的鐵礦具有世界性。許多岩石本身也是重要的工業原料,如北京的漢白玉(一種白色大理岩)是聞名中外建築裝飾材料,南京的雨花石、福建的壽山石、浙江的青田石是良好的工藝美術石材,即使那些不被人注意的河沙和卵石也是非常有用的建築材料。許多岩石還是重要的中葯用原料,如麥飯石(一種中酸性脈岩)就是十分流行的葯用岩石。岩石還是構成旅遊資源的重要因素,世界上的名山、大川、奇峰異洞都與岩石有關。我們祖先從石器時代起就開始利用岩石,在科學技術高度發展的今天,人們的衣、食、住、行、游、醫……無一能離開岩石。研究岩石、利用岩石、藏石、玩石、愛石已不再是科學家的專利,而逐漸變成廣大群眾生活的組成部分。
常見的變質岩:
1.大理岩 由石灰岩或白雲岩重結晶變質而成。顆粒比:石灰岩粗,礦物成分主要為方解石,遇酸劇烈反應,一般為白色,如含不同雜質,就有各種不同的顏色。大理岩硬度不大,容易雕刻,磨光後非常美觀,常用來做工藝裝飾品和建築石材。
2.板岩 由頁岩和黏土變質而成。顆粒極細,礦物成分只有在顯微鏡下才能看到。敲擊時發出清脆的響聲,具有明顯的板狀構造。板面微具光澤,顏色多種多樣,有灰、黑、灰綠、紫、紅等,可用做屋瓦和寫字石板。
3.片麻岩 多由岩漿岩變質而成。晶粒較粗,主要礦物成分為石英、長石、黑雲母、角閃石等。礦物顆粒黑白相間,呈連續條帶狀排列,形成片麻構造。岩性堅,但極易風化破碎
⑦ 岩石在地球上的分布
除外地核和極少量賦存於地殼或上地幔中的熔/流體外,地球主要是由固態物質組成的。在陸地,表層沉積岩的體積分數約佔66%,其餘的火成岩和變質岩大約各佔一半。在大洋下面,沉積物和沉積岩形成薄層狀覆蓋在下部的火成岩和變質岩之上,後兩種岩石組成了大洋地殼的主體。
1.地球內部結構及其組成
1)地球的形成與分異作用
地球是太陽系中的一個行星,它與其他行星一起圍繞太陽旋轉並具有相同的旋轉方向和近似相同的軌道面。太陽系的行星可分為兩大類,一種是類地行星(terrestrial planets),它們的個體小,由密度大(4~5.5g/cm3)的石質物質組成,包括水星、金星、地球、火星和冥王星;另一類是巨型行星(giant planets),它們個體大,由密度低(0.7~1.7g/cm3)的氣體物質組成,包括木星、土星、天王星和海王星,其特徵更近似於太陽,與類地行星有較大的差異。根據對地球、月球及降落於地球的隕石樣品的研究,類地行星的組成中O、Fe、Si、Mg所佔的質量分數為90%,而巨型行星和太陽的組成中H與He的質量分數佔99%。
地球是一個演化的行星,從原始物質均一的球體,經分異演化成為具層圈構造的行星,這個過程直接與大氣、海洋、大陸、山脈、火山和磁場的作用相聯系。大約在47億年(4.7Ga)之前,微行星已經發生物質的凝聚、堆積和增生,主要是Si、Fe、Mg的氧化物和其他的化學元素。它們在凝聚時是冷的。在地球演化的過程中,由於①增生過程中外界行星物質對地球發生撞擊的動能轉化為熱能和②地球本身重力壓導致體積縮小使得內部加熱以及③放射性元素衰變產生的熱能綜合作用導致地球由冷變熱。根據Hanks和Anderson對地球早期溫度的模擬計算(圖1-1),在地球形成10億年(1Ga)以後,在地球內部的400km至800km處,溫度已達到鐵的熔化溫度。由於Fe是組成地球主要元素中最重的,當它發生熔化後,則形成大的液滴並向地球的中心下落,同時那裡的輕物質上升。據估算Fe佔地球質量的1/3,Fe的熔化和下沉形成了地核,同時釋放出了巨大的重力能,這些重力能最終轉化成了熱能,這與水流的落差轉變為電能的原理類似。在鐵質的地核形成時,地球的平均溫度上升至2000℃,導致地球內部大部分物質開始熔融,地球開始了均勻的分異作用階段。被熔化的低熔點組分即較原始物質密度小者向上浮動,形成了原始的地殼,在地核與地殼之間是以Si、Mg質為主的地幔。地球形成了層圈構造,同類的物質大致位於相同的深度。地殼的形成最終發展成為大陸。
圖1-1 不同地質歷史時期,地球內部的溫度
地球上大洋的形成和去氣作用也是地球分異作用的一個重要部分。最初水不是呈自由狀態存在的,而是呈(OH)根賦存於礦物之中(如雲母類),當地球內部溫度升高並發生熔融時,水從中釋放並伴隨熔融的岩漿噴出地表,形成蒸氣,並逐步降於地表,形成佔地球表面積70%的大洋。伴隨水蒸氣逸出的還有其他的氣體,它們成為大氣圈的組分。
地球的形成與分異是一個復雜的過程,不同學者對階段的劃分、內部溫度的變化、原始凝聚等問題還存在有不同的認識。上面介紹的只是一個簡單的輪廓,有興趣者可參閱有關參考書。
2)地球的層圈構造
分異後的地球具有層圈構造。根據地球物理的資料,地球可劃分為3個一級的層圈:地核、地幔和地殼,其中地核佔地球總體積(1.083×1021m3)的16.2%,地幔佔83.2%,地殼佔0.6%。在3 個圈層之間分布有明顯的地震波速突變的不連續界面(或帶),三個層圈化學成分有顯著差異,因而上述不連續界面主要是由化學成分差異造成的。各層圈內部還可以再進行分層。地核和地幔內部的分層界面主要是由物理作用,即由溫度、壓力的變化使礦物發生了相變而造成的。地核進一步分為內核與外核,它們主要由 Fe 元素組成,Si、Ni 為次要組分。其中,外核呈液態存在,因為溫度和壓力條件使 Fe呈熔融狀態。地核與地幔之間的界面為古登堡不連續面(Gutenberg discontinuity)。地幔可進一步劃分為上地幔、過渡帶及下地幔三部分,它們都是由富 Mg 的岩石所組成的。上地幔與過渡帶的界面與橄欖石相變為 β 相尖晶石的深度一致(400km);過渡帶與下地幔的界面則與礦物轉變為具鈣鈦礦結構的深度一致(640~670km)。地幔與地殼之間的界面稱為莫霍洛維奇不連續面(Mohorovicic discontinuity)或簡稱莫霍面(Moho)。地殼的組成比較復雜,總體上是由長石和其他硅酸鹽礦物組成的,但有些部分是富Fe、Mg的硅酸鹽,傳統上稱為硅鎂層,大洋地殼是由硅鎂質組成的。大陸地殼上部是由富Al的硅酸鹽組成的,傳統上稱為硅鋁層,但大陸地殼的下部,成分復雜,可以有硅鋁質及硅鎂質兩種組分為主的火成岩及變質岩同時並存。地球的層圈構造見圖1-2。圖右為放大的上地幔與地殼。
圖1-2 地球的層圈構造示意圖
從圖1-2中可以看到大陸地殼組成復雜,厚度平均為33km;海洋地殼組成簡單,厚度平均為10km以下。岩石圈(lithosphere)是近30多年來流行的板塊學說所劃分出來的由地殼及上部地幔組成的構造層,它們具有剛性特徵。岩石圈的厚度在圖中顯示為150km,但在不同的構造單元有變化,可以由60km至200km以上。軟流層(asthenosphere)為具有高溫塑性特徵的層圈,它們之中不僅有固態的地幔岩石,而且含有地幔部分熔融的熔體,因此軟流層具有低的地震波速。軟流層厚度也有變化,在有些穩定地區如地盾(克拉通)不出現軟流層,因而在地震剖面上難以顯示。軟流層的底界在圖中顯示為640km,有些人將其確定為670km,相當於過渡帶與下地幔的界線。圖的左下部表示了由地表至地核溫度及壓力概略的增長曲線。在近地表處地溫隨深度增加很快,即地溫梯度大;在地幔內部曲線斜率變緩。橫向上,不同的構造部位地溫梯度有差別,在火山活動帶如島弧火山區為30~500℃/km或更高一些,而在大洋海溝處,地溫梯度僅為5~10℃/km。穩定大陸區的地溫大體介於上述兩者之間。地球內部壓力在正常的情況下,可以通過物質的密度來估算:
岩石學
式中:ρ——密度;g——重力加速度,h——埋深。
在地殼范圍內,壓力與深度的關系為深度每增加3.3km時,壓力增高0.1GPa。
2.三大類岩石在地球表層的分布
本節以板塊構造學說為基礎來介紹三大類岩石的分布。
板塊構造學說是20世紀60年代初期興起的構造理論,盡管它在解釋大陸構造及地質歷史時期的構造作用時尚存在明顯的不足,但迄今為止仍不失為是解釋全球構造的最佳學說。本節根據板塊構造學說最基本的概念來介紹三大類岩石在不同構造部位的類型及組合的概況(圖1-3),目的是使初學者對岩石的分布建立起整體的框架。詳細的介紹見本教材的第五篇。
圖1-3 不同板塊部位的岩石組合圖解
⑧ 地表分布最廣的岩石
是沉積岩,約佔地球表面的70%。
附:
沉積岩(Sedimentary Rock) :沉積岩,又稱為水成岩,是三種組成地球岩石圈的主要岩石之一(另外兩種是岩漿岩和變質岩)。是在地表不太深的地方,將其他岩石的風化產物和一些火山噴發物,經過水流或冰川的搬運、沉積、成岩作用形成的岩石。在地球地表,有70%的岩石是沉積岩,但如果從地球表面到16公里深的整個岩石圈算,沉積岩只佔5%。沉積岩主要包括有石灰岩、砂岩、頁岩等。
⑨ 露天開采引發的岩層移動
露天開采礦產資源是常用的一種方法,世界上一些礦床的露天開采深度已超過300m。有的露天礦開采深度計劃達到500m,甚至已近千米。世界上采礦事業總的趨勢是大力發展露天開采,目前,我國鐵礦開采中露天開采佔90%以上,有色金屬佔46%,煤炭開采中露天開採的比重亦愈來愈大。
露天開采作業安全,勞動條件好,以1979年原德意志聯邦共和國和美國每百萬噸煤死亡率為例,原德意志聯邦共和國露天開采百萬噸煤死亡0.023人,而井工開采每百萬噸煤死亡0.05人,相差近50倍;美國露天礦開采每百萬噸煤死亡0.035人,而井工開採煤每百萬噸死亡0.45人,相差12倍以上;我國也是近於10倍左右。露天礦作業空間不受限制,規模大,機械化程度高,勞動生產率高,開采成本低,其成本約為井下開採的1/2。綜合上述各點,顯然露天開采優於井下開采。
2.4.1 露天開采引起岩土體移動的范圍
對某些正在開挖露天礦坑的外圍進行多年監測,發現周圍岩土體在相當大的范圍內都發生了移動。這個范圍的大小,在相同的開采條件下,主要與礦坑圍岩的柔度有關。岩體的柔度大小,除了與岩體的岩石組成和弱面及間斷面發育程度、位態等因素有關外,主要取決於開采深度h及邊坡角α,即幾何條件。由不同本構關系來表徵的岩體力學模型,所得到的移動范圍大小是不同的,在線彈性關系條件下,採用相似理論推出在自重條件下原型與模型的位移關系為:
環境地質與工程
式中:Δ,L,ρ,E——為邊坡體的位移、特徵尺寸、密度和彈性模量;
下標H與M——代表原型邊坡體與模型邊坡體。根據這一公式,可以進一步得到具有上述相同的本構關系,但尺寸不同的相似坡體位移之比等於采深(或坡高)的平方比,即:
環境地質與工程
也就是說,由自重體積力引起的邊坡體的那部分變形,對於一個彈性均質邊坡來說,如果邊坡的高度增加到n倍,雖然邊坡體對應點的應力也增加n倍,但對應的位移點則要增加到n2倍。
2.4.2 露天開采引起地表移動分布的基本模型曲線
根據軟材料模擬邊坡的開挖試驗結果和一些邊坡變形的實測資料,在圖中給出了反映露天開采條件下坡體移動和變形基本規律的模型曲線及變形示意圖。
實測中發現,由於開采引起岩土體移動、變形以及破壞的現象層出不窮,這些現象多受到了斷層和其他弱面的影響。由於采坑兩幫岩層及其傾斜狀態的幾何不對稱性,露天坑幫坡的開采留有台階,各岩組組成的坡段在變形性能上的差別,邊坡角(或坡面曲率)在不同坡段上的變化等原因,所得到的實際觀測曲線與模型曲線相比,在細節上,甚至在某些較大的方面都會有一定的差別。
對平行於采坑地表境界線的剖面,或稱縱剖面,地表和坡表移動分布曲線,在滿足平面應變的條件下都應是直線。但由於沿縱剖面工程地質條件的變化,實測曲線與一條直線相比又總有一定的差別。
在圖2.14(a)中下沉或豎直位移分布曲線,反映開采後岩土體表面移動和變形的基本特徵。曲線向上凸部分表示對應地段被拉伸,或者由於過分的壓縮導致的表部拉伸,凹向上部分表示表部壓縮。可見露天礦開采引起采坑外的地表變形都是拉伸變形。建築物的破壞型式也對應於地基的這種變形特徵,圖2.14(c)表示非傾倒破壞邊坡變形的一般特徵,它在某些方面與傾倒變形邊坡[圖2.14(b)]具有相同的地方,其移動分布基本曲線是相近的。
圖2.14 露天開采地表變形示意圖
2.4.3 露天開採的主要變形移動類型
露天礦中岩層的變形,通常是在形成露天坑後就立即開始,而且事實上,在露天礦整個服務期內都不斷發生。甚至在閉坑後仍發生變形,如我國著名的鎳礦金川露天礦采場於1990年閉坑,轉入地下開采,三年後發現露天礦坑邊坡岩體變形有明顯的發展。岩層變形可以區分為連續的過程和周期性的過程。連續過程實際上是以等速進行的,如下沉、散落、潛流沖塌和地表水形成的沖塌等屬於連續過程。周期性過程是以變速進行的,如滑坡、坍方等屬於周期性過程。周期性過程的危險性最大,為了正確地進行設計工作和開采工作,必須了解移動過程的表現形式,並能夠預測它的發展特徵和可能的後果。還必須可靠地確定能在開采期間保證台階、邊坡、排土場穩定性的措施,並計算其主要參數,以下是露天礦移動過程的主要表現形式。
2.4.3.1 沉陷
台階平台和由天然結構或已破壞結構的多孔隙鬆散岩石形成的排土場的表面,在自重、外加荷載、降雨浸水和動荷載等因素的影響下,所產生的不均勻垂直下沉。發生沉陷時,一般不形成連續的滑移面。沉陷是危險性最小的失穩形式,但在一定條件下,也可能嚴重的影響正常的工作
2.4.3.2 散落
急陡邊坡靠表面部分岩石的破壞和移動就是散落。散落可以持續很長的時間(有的可以持續幾年),而且各種礦山岩石都可以發生這種現象。散落使台階平台縮小,造成露天坑的總邊幫角變緩,散落的發展有可能造成大型失穩現象,如滑坡、岩流等。
2.4.3.3 岩流
某些結構已經破壞的砂質粘土岩(粉末狀的沙子和粘土,大孔狀沙質粘土和黃土)在充水達流動狀態時,以流動的方式移動,這種流動性岩石,可在4°~6°和更小的角度下在台階平台上漫流。岩流包含著大量的岩石,發展也很猛烈,有時造成災害。
2.4.3.4 坍方
坍方是指形成邊坡的岩體或岩塊和岩層的急速移動,同時產生移動的一部分岩體隨之破碎。通常,坍落岩石的斷裂面與岩體的各種結構面相一致,破壞面的傾角一般大於岩體的內摩擦角,當破壞面以上的岩體克服了岩體的內聚力以後,已脫開的岩體不能靠摩擦力支持在這個斷裂面上,繼續向坡下移動。劇烈的坍方,往往是發生在瞬息之間,這對其下部台階上工作的人員和機械有很大的危害。
2.4.3.5 滑坡
是形成邊坡的礦山岩體局部的整體移地動,其移動的形式是移動的岩石與其下固定的岩體之間產生相對滑動。這是一種普遍和大型的邊坡失穩形式。它與岩體內部存在的破裂面、軟弱夾層有關。滑坡從其孕育到形成有時要較長的時間,但一旦形成則往往具有突發性和災害性,常常是導致露天礦工作完全停止的原因。
上述各種變形破壞形式中最嚴重是滑坡與坍方,如撫順西露天礦有記錄的滑坡就有50次造成巨大的損失。其中:
(1)1960年南幫W1200滑坡破壞了提升煤炭主要設施西大卷,國家投資2 000多萬元進行西大卷滑坡的加固工程。
(2)據統計1949~1980年滑坡清理方量達6.5×107m3,支出費用達1億元。
(3)西北幫由於邊坡不穩,可能達不到原設計境界。由於設計時對邊坡問題缺乏研究,目前煉油廠建於北幫邊上,使露天礦中部開采和擴采受到限制。露天開采中必須重視邊坡角的研究。
有關露天邊坡變形失穩控制與治理問題這里不作詳細的介紹。