2026年一建【矿业】黄海刚，第3讲-1.2矿业工程地质和水文地质
2026环球网校一级建造师《矿业工程管理与实务》考点精讲第3讲第1章 工程测量与地质 4分
1.1 矿业工程测量 2分
1.2 矿业工程地质和水文地质 2分
1.2 矿业工程地质和水文地质 2分
1.2.1 矿山地质条件分析与应用
1.2.2 围岩的工程分类
1.2.3 地质构造及其对矿山工程的影响
1.2.4 矿山工程水文地质条件分析与应用
1.2.1 矿山地质条件分析与应用
| 沉积岩、岩浆岩和变质岩 |
岩石按其成因分为三大类别，即：。
1.沉积岩
通常以层状形式分布，具有明显的层理性。
根据沉积岩的组成成分、结构、构造和形成条件，可分为：碎屑岩类：砾岩、角砾岩、砂岩、粉砂岩；黏土岩类：泥岩、页岩；
| 石灰岩、白云岩、硅质岩、泥灰岩 |
化学岩及生物化学岩类：等。
2.岩浆岩（火成岩）
| 根据成因分为 | 喷出岩和侵入岩 | 。 |
| 深成岩→浅成岩→喷出岩之间的强度和抗风化能力形成高到低排列 | ||
。常见的喷出岩：流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩；常见的深成岩：花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩；常见的浅成岩：花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩、脉岩。
花岗岩
3.变质岩
| 千枚岩、片岩、石英岩、片麻岩、板岩、大理岩 | ||
| 口诀：千片大石板 | ||
常见的变质岩：。
石英岩
【例题·多选】按岩石的形成原因，属于变质岩的有（ ）。
A.石英岩
B.砾岩
C.浅成岩
D.深成岩
E.大理岩
【答案】AE
【例题·单选】下列岩石中，属于变质岩的是（ ）。
A.砂岩
B.板岩
C.砾岩
D.灰岩
【答案】B
2.岩石的工程地质性质
1）岩石的主要物理性质
（1）孔隙性：孔隙率与孔隙比表示。
| 孔隙率 |
| 孔隙比 |
即岩石中孔隙总体积与包括孔隙在内的岩石总体积之比。
是指岩石孔隙总体积与岩石固体部分体积之比。
岩石随着孔隙率的增大，其透水性增大，强度降低。
2）岩石的水理性质：包括岩石的吸水性、透水性、软化性和抗冻性等。
| 用软化系数表示 |
- 软化性：
指水饱和状态下的试件与干燥状态下的试件（或自然含水状态下）单向抗压强度之比。软化系数
| 小于0.75的岩石，其抗水抗风化和抗冻性较差 |
。
- 抗冻性
| 吸水率小于0.5%，饱和系数小于0.6～0.8 ，软化系数大于0.75的岩石 |
一般认为，为抗冻岩石。
3）岩石的力学性质
- 岩石的强度特性
岩石的强度为抵抗外力而不破坏的能力。
| 抗压强度＞抗剪强度＞抗拉强度 |
岩石的强度排序：
- 岩石的变形特性
岩石在外力或其他物理因素（如温度、湿度）作用下会产生变形，基本指标是岩石弹性模量和泊松比。
弹性模量是轴向应力与应变之比；泊松比是横向应变与纵向应变之比。【例题·单选】通常，同一岩石的各种强度值之间的关系是（ ）。
A.抗压强度>抗拉强度>抗剪强度
B.抗剪强度>抗压强度>抗拉强度
C.抗压强度>抗剪强度>抗拉强度
D.抗拉强度>抗剪强度>抗压强度
【答案】C
【例题·多选】关于岩石性质的说法，正确的有（ ） 。
A.岩石具有孔隙性
B.岩石不具有吸水性
C.岩石可能会被水软化
D.岩石的抗冻性与其饱和系数有关
E.岩石的强度指标中抗剪强度最高
【答案】ACD
3.土的物理力学性质及工程性质
| 碎石土、砂土、粉土和黏性土 | 。 | |
| 软土、湿陷性黄土、红黏土、膨胀土、多年冻土、混合土、人工填土、盐渍土 | ||
- 土的分类土的分类方法很多，按颗粒级配和塑性指数可将土分为
特殊土包括
矿业工程地质和水文地质 2分
1.2
- 土的物理性质和水理性质
（1）土的物理性质
| 土的重量、含水性及孔隙性 |
土的物理性质包括等。
等。
含水性：按饱和度（土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比）将土划分为如下三种含水状态：
Sr＜50%稍湿状态； Sr =50%～80% 很湿状态；
Sr ＞80是饱水状态。
孔隙比小于0.6 的土是密实的低压缩性土；孔隙比大于1.0 的土是疏松的高压缩土。
（2）土的水理性质
①黏性土的稠度
| 塑限 |
黏性土的稠度即软硬程度，受土的含水量强烈控制。随含水量的变化，黏性土由一种稠度状态转变为另一种状态，相应于转变的含水量称为界限含水量。土从半固态过渡到固态的界限含水量为缩限；土由半固态转到可塑状态的界限含水量称为；由可塑状态到流动状态的界限含水量称为液限。
黏性土的状态指标示意图
②黏性土的抗水性
| 膨胀性、收缩性和崩解性 |
主要包括土的。
③土的渗透性和毛细性
土体的透水能力称为渗透性，通常用
| 渗透系数衡量。 | ||
| 毛细上升高度、毛细上升速度和毛细压力 | ||
水沿毛细管上升的性质称为土的毛细性，常用 表示。
矿业工程地质和水文地质 2分
3）土的工程性质
（1）特殊土
| 特殊土 | 特点 |
| 黄土 | 受水浸湿后结构迅速破坏而发生附加下沉的现象称为湿陷，浸水后发生湿陷的黄土称为湿陷性黄土。 |
| 膨胀土 | 具有强烈的吸水膨胀和失水收缩的特性，土体受水浸湿和失水干燥后，具有膨胀和收缩性，往往会造成坡地建筑场地崩塌、滑坡、地裂等严重的不稳定情形，还会因温度的变化出现不均匀胀缩变形。
矿井采用冻结法施工通过膨胀土层时，须采取特殊施工措施。 |
| 红黏土 | 具有高塑性、天然含水率高、孔隙比大等特性，一般呈现较高的强度和较低的压缩性，不具湿陷性。 |
【例题·单选】关于土的性质的说法，不正确的是（ ）。
A.土的饱和度Sr＜50% 稍湿状态的土
B.膨胀土受水浸湿后自由膨胀量较大
C.孔隙比小于0.6的土是密实的低压缩性土
D.红黏土具有湿陷性
【答案】D
1.2.2 围岩的工程分类
1.岩体结构类型及工程地质特性
- 岩体结构特征
| 结构面和结构体 |
岩体结构包括两个要素。
- 岩体结构的类型
| 整体块状结构、层状结构、碎裂结构及散体结构 |
分为。
2.围岩稳定性及其影响因素
| 不产生破坏和失稳 |
围岩稳定是指在一定的时间内，一定的自然条件和人为因素的影响下，岩体。
影响围岩稳定性的因素主要有以下几个方面：
| 影响因素 | 主要内容 |
| 岩石强度 | 岩石的抗压、抗拉和抗剪强度越高，岩体抵抗变形和破坏的能力就越强，稳定性也就越好 |
| 岩体结构面 | 断层、节理、层理等结构面的存在，破坏了岩体的完整性，使岩体的强度降低，渗透性增加，从而影响岩体的稳定性 |
| 静水压力 | 地下水在岩体孔隙和裂隙中产生静水压力，会降低岩石的有效应力，使岩石强度降低 |
| 原岩应力 | 岩体在形成过程中会受到各种地质作用而产生原岩应力在进行井巷工程开挖等活动时，原岩应力平衡被打破，岩体将发生变形和应力重分布 |
3.常用岩体工程分类
| 《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086—2015 |
- 中的有关“围岩分级”，详见表2-1。
| 围岩级别 | 岩体结构 | 毛洞稳定情况 |
| Ⅰ | 整体状及层间结合良好的厚状结构 | 毛洞跨度5～10m 时长期稳定，无碎块掉落 |
| Ⅱ | 块状结构和层间结合较好的中厚层或厚层状结构 | 毛洞跨度5～10m时围岩能较长时间（数月至数年）维持稳定，仅出现小块掉落 |
| Ⅲ | …层间结构良好的薄层和软硬岩互层结构… | 毛洞跨度5～10m时围岩能维持一个月以上的稳定，主要出现局部掉块和塌落 |
| Ⅳ | …层间结构不良的薄层、中厚层和软硬岩互层结构碎裂状结构 | 毛洞跨度5m时，围岩能维持数日到一个月的稳定，主要失稳形式为冒落和片帮 |
| Ⅴ | 散体状结构 | 毛洞跨度5m时，围岩稳定时间很短，约数小时至数日 |
注：
| 以低者为准 |
1.围岩按定性分级与定量指标分级有差别时，一般应。
2.本表声波指标以孔测法为准。采用其他方法时可通过对比试验，进行换算。
| 单层厚度 |
3.层状岩体按的划分，厚层：大于0.5m，中厚层：0.1～0.5m，薄层：小于0.1m。
4.一般条件下确定围岩级别时采用岩石单轴湿饱和抗压强度为准；当洞跨小于5m ，服务年限小于10年的工程，确定围岩级别时，可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标，可不做
| 岩体声波指标测试 |
。
| 做单轴抗压强度测定后，可不做点荷载强度测定。 |
5.指标测试测定岩石强度 ，
- 《煤矿井巷工程施工标准》GB/T50511—2022 中的“岩层稳定性分类”见表2-2。
分类
岩层描述 岩种举例类别 名称
1.坚硬、完整、整体性强，不易风化； 玄武岩、石英岩、石英质砂岩、 Ⅰ 强稳定岩层
2.层状岩层，层间胶结较好，无软弱夹层 奥陶纪石灰岩、茅口石灰岩等
1.比较坚硬；
Ⅱ 稳定岩层 2.层状岩层，胶结较好； 砾岩、胶结好的砂岩、石灰岩等
3.坚硬块状岩层，裂隙面闭合无泥质充填
1.中硬岩层；
砂岩、砂质泥岩、粉砂岩、石灰 Ⅲ 中等稳定岩层 2.层状岩层以坚硬为主，夹有少数软岩层；
岩等
3.较坚硬的块状岩层
1.较软岩层；
Ⅳ 弱稳定岩层 2.中硬层状岩层； 泥岩、胶结不好的砂岩、煤等
3.中硬块状岩层
1.高风化、潮解的松软岩层；
Ⅴ 不稳定岩层 泥岩、软质灰岩、破碎砂岩等
2.各类破碎岩层
【例题·单选】矿山围岩稳定状态影响施工的质量和安全，不同标准文件对围岩稳定性分类不同。
下列分类说法不正确的是（ ）。
A.根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086—2015，毛洞跨度 5～10m 时围岩能维持一个月以上的稳定，主要出现局部掉块和塌落的围岩等级是Ⅲ级
B.根据《煤矿井巷工程施工标准》GB/T50511—2022，Ⅲ级围岩属于中等稳定岩层
C.根据《煤矿井巷工程施工标准》GB/T50511—2022，Ⅳ级围岩属于弱稳定岩层
D.围岩稳定性Ⅰ级到Ⅴ级越来越好
【答案】D
【例题·单选】依据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB 50086—2015 ，下列说法错误的是（ ）。
A.围岩按定性分级与定量指标分级有差别时，一般应以低者为准
B.层状岩体按单层厚度大于0.5m为中厚层
C.层状岩体按单层厚度小于0.1m为薄层
- 当洞跨小于5m ，服务年限小于10年的工程，可采用点荷载强度指标代替岩块单轴饱和抗压强度指标
【答案】B
1.2.3 地质构造形式及其对矿山工程的影响
1.地质构造形式及岩层产状要素
- 地质构造形式
| 岩层褶皱、断裂 |
常见的地质构造形迹有等。通常把构造变动在岩层和岩体中遗留下来的各种变形变位形迹称为地质构造。
- 岩层产状要素
| 水平岩层（水平构造） |
| 倾斜岩层（单斜构造） |
| 倾角小于5° |
：岩层产状接近于水平（）的岩层。
：岩层层面与水平之间有一定夹角。
| 走向、倾向、倾角 |
倾斜岩层的产状表示参数：。
| 背斜 | 的核部的核部 | 不易 |
| 向斜 | 更易 |
2.褶皱构造对矿山工程的影响存留地下水，存留地下水。
| 褶皱的翼部通过 |
对于井巷工程，从一般是比较有利的。
| 稳定问题和向斜核部地下水 | ||
| 加强支护，采取防治水措施。防治冒顶和涌水突水事故发生 | 。 | |
矿山工程在褶皱核部容易遇到的工程地质问题是： 的问题。
解决措施：
3.断裂构造及其对矿山工程的影响
| 裂隙和断层 |
根据断裂后两侧岩块沿断裂面有无明显的相对位移，又分为两种类型。
| 裂隙 |
又称为节理，是岩层受力断裂后两侧岩块没有明显位移的小型断裂构造，通常是指岩体中的裂缝。
| 断层 |
是指岩层受力断裂后，两侧岩块发生了显著位移的断裂构造。
| 改变岩层的透水条件 |
- ，一方面是围岩破碎使岩层的透水系数增加；另一方面是岩层间破碎容易发生层间错动而形成良好的透水条件。断层容易引起大涌水甚至出现突水危害。
| 并诱发断层地震 |
- 在新构造运动强烈地区，断层可能活动，。
【例题·单选】两盘沿近直立断层面作水平移动的断层称为（ ）。
A.正断层
B.逆断层
C.平推断层
D.构造断层
【答案】C
【2020·单选】关于地质构造对矿山工程影响的说法，错误的是（ ）。
A.断层破坏岩层稳定性，容易引起顶板冒落，给支护造成困难
B.断层可能影响岩层透水条件，容易引起大涌水甚至突水
C.向斜轴部顶板压力增大，是煤矿瓦斯突出的危险区域
D.背斜轴部顶板破碎，应力得到释放，巷道容易维护
【答案】D
4.矿图及其应用
（1）基本矿图及其用途
- 井田地形地质图
- 工业场地平面图
| 井底车场平面图：反映主要开采水平的 | 井底车场的巷道与硐室的位置分布以及通风排水、运 | |
| 输（材料、矿石与废石）及各种管线布置系统 | 的综合性图纸，主要为矿井生产和进行改扩建 | |
n
设计服务。
| 采掘工程活动和地质特征 |
- 采掘工程平面图：反映的综合性图纸。
- 主要巷道平面图
| 地形、地物、地貌和井下采掘工程之间的空间位置关系 |
- 井上下对照图：反映地面的的综合性图纸。
| 井筒装备、井筒施工和井筒穿越的岩层地质 |
- 井筒断面图：反映特征的综合性图纸，为矿井井筒设备安装和井筒维修等提供资料依据。
- 主要保护矿柱图
（2）常用地质图的特点和用途
| 钻孔内矿体、岩层相互位置关系及厚度的图 |
- 钻孔柱状图：反映一个。
- 地质剖面图：根据同一勘察线上的勘察资料编绘，反映地层、矿体、标志层、构造等内容的剖面图。
- 底板等高线图
| 基岩含水层 |
| 已开采 |
- 矿井综合水文地质图：是反映矿井水文地质条件的图纸之一，也是进行矿井防治水工作的主要参考依据。一般在井田地形地质图的基础上编制，主要内容有：露头（包含岩溶）及冲积层底部含水层的平面分布状况；地表水体，水文观测站，井、泉分布位置及陷落柱范围；水文地质钻孔及其抽水试验成果；基岩等高线；井田井下主干巷道、矿井回采范围及井下突水点资料；主要含水层等水位（压）线；老窑、小煤矿位置及开采范围和涌水情况。
| 度及富水性的图纸 |
- 矿井综合水文地质柱状图：是反映含水层、隔水层及煤层之间的组合关系和含水层层数、厚一般采用相应比例尺随同矿井综合水文地质图一道编制。
- 矿井水文地质剖面图
- 矿井充水性图
- 矿井含水层（组）等水位（压）线图
| 岩溶特别发育的矿区，应当根据调查和勘探的实际资料编制矿区岩溶图 |
- 矿区岩溶图：，为研
究岩溶的发育分布规律和矿井岩溶水防治提供参考依据。
1.2.4 矿山工程水文地质条件分析与应用
1.地下水的分类
| ①埋藏条件 | ②含水岩层空隙性质 |
| 孔隙水 | |
| 上层滞水 | 裂隙水 |
| 潜水 | 岩溶水 |
| 承压水 | 多年冻土带水 |
【例题·单选】形成地下裂隙承压水的水文地质条件是（ ）。
A.松散岩层构成的自流盆地积水
B.构造断裂带的深部含水
C.岩层溶蚀后的构造盆地贮水
D.地表水体与导水断层连通
【答案】B
2.矿井涌水的主要来源
1）大气降水 2）地表水 3）含水层（带）水
4）老窑水当井巷施工接近老窑、古井及积水废巷时，常发生突然涌水。其特点是：
| 大量水 |
- 短时间可有进入井巷，来势猛，破坏性大，易造成淹井事故；
- 因水中含有硫酸根离子，对井下设备具有一定的腐蚀；
- 当这种水源和其他水源无联系时，很容易疏干，否则可造成大量而稳定的涌水，危害性也大。
【例题·单选】井巷施工中突水量大、来势凶猛、水中含有大量硫酸根离子，可预测出突水水源是（ ）。
A.地表水
B.地下水
C.大气降水
D.老窑水
【答案】D
3.矿井主要充水通道
1）岩石的孔隙与岩层的裂隙 2）断裂构造带 3）导水陷落柱 4）岩溶塌陷及“天窗” 5）人为因素产生的矿井通水通道
- 未封闭或封闭不良的钻孔。
- 矿井长期排水导致形成的通道。
- 采掘活动导致形成的通道。
【例题·多选】井巷涌水的主要来源有（ ）。
A.老窖水
B.地表水
C.地下水
D.施工用水
E.大气降水
【答案】ABCE
4.矿井水文地质观测
1）钻孔水位观测
测量水位的工具一般为铅制测水盅或电测水位计。
2）矿井涌水量的观测
常用的方法有浮标法、 容积法、流速仪、堰测法和观测水仓水位法。
速记：芙蓉观燕流
| 预测方法 |
3）矿井涌水量的
- 地下水动力学法（大井法）
- 水文地质比拟法
| 曲 |
- 涌水量与水位降深线法
速记：动笔去
【例题·多选】矿井涌水量的观测方法有（ ）。
A.浮标法
B.探放法
C.容积法
D.涌水量与水位降深曲线法
E.流速仪
【答案】ACE
【例题·多选】井巷涌水量预测方法有（ ）。
A.物探法
B.探放法
C.水文地质比拟法
D.涌水量与水位降深曲线法
E.地下水动力学法
【答案】CDE
5.矿井水文地质类型划分
| 简单 | 、 | 中等 | 、 | 复杂 | 、 | 极复杂 |
根据《煤矿防治水细则》，井工煤矿水文地质类型分为四种类型。
| 每月至少 | 开展 | 一次 |
| 排查 | ， | 其他矿井 |
矿井水文地质类型应当每三年进行重新确定。当发生重大突水事故后，矿井应当在恢复生产前重新确定本单位的水文地质类型。水文地质条件复杂、极复杂矿井应当水害隐患应当每季度至少开展一次。
| 分类依据 | 类别 | ||||
| 简单 | 中等 | 复杂 | 极复杂 | ||
| 井田内受采掘破坏或者影响的含水层及水体 | 【1】含水层（水体）性质及补给条件 | 为孔隙、裂隙岩溶含水层，补给条件差，补给来源少或者极少 | 为孔隙、裂隙、卷溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水源 | 为岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给条件好，补给水源充沛 | 为岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差 |
| 【2】单位涌水量
q/（L·s-1·m-1） |
q≤0.1 | 0.1＜q≤1.0 | 1.0＜q≤5.0 | Q＞5.0 | |
| 【3】井田及周边老空水分布状况 | 无老空积水 | 位置、范围、积水量清楚 | 位置、范围或者积水量不清楚 | 位置、范围、积水量不清楚 | |
| 矿井涌水量/
（m3·h） |
【4】正常Q1 | Q1≤180 | 18O＜Q1≤600 | 600＜Q1≤2100 | Q1＞2100 |
| 【5】最大Q2 | Q2≤300 | 300＜Q2≤1200 | 1200＜Q2≤3000 | Q2＞3000 | |
| 【6】突水量Q3（m3·h-l） | Q3≤60 | 60＜Q3≤600 | 600＜Q3≤1800 | Q3＞1800 | |
| 【7】开采受水害影响程度 | 采掘工程不受水害影响 | 矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全 | 矿井时有突水，采掘工程、矿井安全受水害威胁 | 矿井突水频繁，采掘工程、矿井安全受水害严重威胁 | |
| 【8】防治水工作难易程度 | 防治水工作简单 | 防治水工作简单或者易于进行 | 防治水工作难度较高，工程量较大 | 防治水工作
难度高，工程量大 |
|
6.矿井水文地质工作的基本任务
| 观测 |
- 井筒施工、巷道掘进、回采工作面的水文地质工作；
- 进一步查明影响矿井充水的因素，对矿井突水、涌水量的预测；
| 方案和措施 |
- 提供矿井防水、探水及疏水的有关水文地质资料；
| 长期观测 |
- 水文地质工作；
| 利用 | 。 | |
| 口诀：长期 利用 观预 测 资料。 | ||
- 研究和解决矿区（井）供水水源及矿井水的综合
【例题·多选】矿井建设与生产过程中，矿井水文地质工作的基本任务有（ ）。
A.落实矿井水文地质勘探，为矿井设计提供依据
B.查明矿井充水因素，预测矿井涌水量
C.提供矿井防治水措施和水文地质资料
D.实施井巷及采掘工作面水文地质观测
E.研究矿井水的综合利用
【答案】BDE
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