矿山地质学 第9章工程地质与水文地质ppt课件.ppt

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1、矿山地质学第9章工程地质与水文地质9.1地下水基本知识9.2土的工程地质性质9.3岩石和岩体工程地质性质9.4散体结构岩体工程地质性质9.5矿井充水影响因素9.6矿井水害防治9.1地下水基本知识9.1.1地下水性质一、物理性质1.温度地下水的温度变化幅度极大，有0℃以下至100℃以上的地下水。2.颜色地下水的颜色取决于水中化学成分及其悬浮物。3.透明度地下水的透明度取决于水中固体物质及胶体颗粒悬浮物的含量。按其透明度的好坏，地下水可分为透明的、半透明的、微透明的和不透明的。4.气味洁净的地下水是无气味的。地下水是否具有气味主要取决于水中所含气体成分和有机质。5

2、.味道通常地下水是无味的，其味道的产生与水中含有某些盐分或气体有关，且味道的强弱与各种成分的浓度有关，浓度愈大其味愈强。6.密度地下水的密度取决于所溶解的盐分的多少，一般情况下，地下水的密度与化学纯水相同。当水中溶解较多的盐分时，密度可达1.2-1.3。二、地下水化学成分离子状态——阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、H+、NH4+、Mn2+等；阴离子有Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、OH-、NO3-、NO2-、SiO32-等。化合物状态——Fe2O3、Al2O3、H2SO4等。气体状态——N2、O2、CO2、H2S、CH4等。反映地下水化学

3、性质的指标有以下几个：1.水的总矿化度2.氢离子浓度（pH值）水的酸碱度通常用所谓“氢离子浓度”即pH值来表示。pH值是指水中氢离子浓度的负对数值。根据pH值，可将地下水分为五类（表9-3）。3.水的硬度地下水的硬度取决于水中Ca2+、Mg2+的含量。分为：总硬度、暂时硬度、永久硬度根据水的总硬度可将地下水分五类（表9-4）。4.侵蚀性地下水的侵蚀性取决于水中侵蚀性CO2的含量。当含有侵蚀性CO2的地下水与混凝土接触时，就可能溶解其中的CaCO3，从而使混凝土的结构受到破坏。9.1.2地下水分类及其特征一、包气带与饱水带地表以下一定深度上，岩石中的空隙被重力水

4、所充满，形成地下水面。地下水面以上称为包气带，以下称为饱水带。包气带自上而下可分为土壤水带、中间带和毛细水带。二、含水层、隔水层与弱透水层按照岩层的渗透性能的强弱，可把自然界岩石（层）分为：（1）透水层（2）弱透水层（3）不透水层三、地下水类型划分及其特征1.按埋藏条件分类（1）上层滞水上层滞水是指埋藏于地表以下包气带中局部隔水层之上含水层中的具有自由水面的重力水（图9-2）。（2）潜水潜水是指埋藏于地表以下第一个稳定隔水层之上含水层中，具有自由水面的重力水（图9-2）。（3）承压水（自流水）承压水是指充满于上、下两个稳定隔水层之间含水层中的重力水（图9-3）

5、。2.按含水层性质分类（1）孔隙水存在于疏松岩层的孔隙中的水，称为孔隙水。在急倾斜煤层条件下，在煤层浅部开采时，岩层垮落向上发展，常常波及到富水很强的砾岩含水层，这时将有大量孔隙水和松散沉积物涌入井下，造成突水事故（图9-5）。（2）裂隙水存在于岩石裂隙中的地下水称为裂隙水。裂隙的成因很多，如风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙，相应的裂隙水也分为三种：1）风化裂隙水—是指赋存在风化裂隙中的水。2）成岩裂隙水—指赋存在成岩裂隙中的地下水3）构造裂隙水—构造裂隙中的地下水（3）岩溶水岩溶是发育在可溶性岩石地区的一系列独特的地质作用和现象的总称，又称为喀斯特。埋藏于溶洞、

6、溶隙中的重力水，称为岩溶水，或称为喀斯特水。三、泉1.下降泉由潜水含水层形成的泉称为下降泉。根据泉水出露的原因又可分为：1.侵蚀下降泉当河谷、冲沟切割到潜水含水层时，潜水即出露形成泉〔图9-6(a)(b)〕。2.接触下降泉当地形被切割到含水层下面的隔水层时，潜水被迫从两者的接触处涌出地表，这种泉称为接触下降泉〔图9-6(c)〕3.溢流下降泉当岩石透水性变弱或当隔水底板隆起时，潜水因流动受阻而涌溢于地表时，称为溢流下降泉〔图9-6(d)(e)(f)〕。2.上升泉由承压含水层形成的泉称为上升泉。根据泉出露的原因又可分为：1.侵蚀上升泉当河流、冲沟切穿承压含水层的隔

7、水顶板时，承压水便会喷涌成泉，这种泉称为侵蚀上升泉〔图9-6(g)(h)〕。2.断裂上升泉当导水断层或张性裂隙通过承压含水层时，地下水便沿断层或裂隙上升，在地面标高低于承压水测压水位处便会出现泉，这种泉称为断裂上升泉〔图9-6(i)〕。9.2土的工程地质性质9.2.1土的组成1.土的固体颗粒一般将土粒分为六大粒组：漂石(块石)、卵石(碎石)、圆砾(角砾)、砂粒、粉粒及黏粒(表9-5)2.土中的水一般土中水可分为结晶水、结合水、自由水三种。(1)结晶水存在于矿物晶格内部的水，是构成矿物的一部分。这种水不移动，只能在较高的温度下才能脱离晶格。(2)结合水指受分子引

8、力、静电引力吸附于土粒表面的水。这种吸