新形勢下地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及綠色開采技術(shù)創(chuàng)新初探

閆博華

（湖南省煤田地質(zhì)局第三勘探隊，湖南 永州 425000）

新形勢是指經(jīng)濟(jì)和技術(shù)都在快速進(jìn)步，在這種形勢下，人類對不同資源的實際需求量日益增加，尤其是礦產(chǎn)資源。對此，為加快經(jīng)濟(jì)增長，需要對地質(zhì)礦產(chǎn)勘查給予更高的重視度，尋求更為先進(jìn)與合理的技術(shù)，提高資源開發(fā)及利用水平。

1 新形勢下地質(zhì)礦產(chǎn)勘查

1.1 新形勢下礦產(chǎn)普查

對于礦產(chǎn)勘查，包括礦床普查和礦床勘探。其中，礦床普查指的是在區(qū)域內(nèi)按照既定精度要求實施找礦，具體可分成概查與詳查，一般情況下，礦床普查可以和地質(zhì)制圖一同開展，也可將已知礦點作為對象通過檢查實現(xiàn)專業(yè)性找礦。對找礦而言，是一項綜合性工作，尋找區(qū)域內(nèi)存在的所有礦產(chǎn)資源，同時對其質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)意義等進(jìn)行判斷及評價；此外還要對資源產(chǎn)生原因與具體分布規(guī)律實施處理，為后續(xù)工作的開展提供意見。當(dāng)然，找礦工作也可以是專門針對某種特定礦。找礦要解決的問題是確定找礦類型、明確找礦方向和采取合適的找礦方法。因礦床形成，特別是大型與特大型礦床，其形成是地質(zhì)演化時十分特定且稀有的事件，只有具備所有有利條件施才能形成，基于此，找到礦床的具體位置本身就是一件特別困難的工作。可以說，找礦等同于大海撈針。從另外一個角度講，礦床形成都和地質(zhì)異常存在一定關(guān)聯(lián)，礦床實際分布存在一定規(guī)律性，由此一來，找礦就相當(dāng)于對可能成礦的所有地質(zhì)異常及礦床分布情況和規(guī)律進(jìn)行的分析與研究。為保證找礦效果，需要以科學(xué)的準(zhǔn)則為依據(jù)，先做好成礦預(yù)測，確定對成礦有利的區(qū)域，然后不斷減小找礦靶區(qū)，以此提高找礦準(zhǔn)確率。

1.2 新形勢下礦床勘探

礦床勘探是指在找到礦床以后，對具有繼續(xù)研究價值的對象進(jìn)行地表與地下揭露，評價礦床具體規(guī)模、形態(tài)及產(chǎn)狀，由此確定具體的開采技術(shù)，簡單來說就是對礦床所具有的工業(yè)遠(yuǎn)景進(jìn)行綜合評價。該工作的本質(zhì)實際上屬于評價，所以可將其稱作勘探或者是初步勘探。如果評價勘探工作取得了正面的結(jié)果，則說明該礦床具備一定開采價值，同時在初步認(rèn)識了礦床基本開發(fā)規(guī)模后，方可以實際需要為依據(jù)對其開展詳細(xì)勘探，由此明確礦石的質(zhì)量與類型，并能對礦石或者是有使用價值的組分的實際儲量進(jìn)行計算，掌握開采技術(shù)條件，為之后的開采設(shè)計工作提供可靠資料，也為初期開采工作提供準(zhǔn)確儲量信息，這一階段的工作實際上就是工業(yè)勘探，也可將其稱作詳細(xì)勘探[1]。

2 新形勢下綠色開采技術(shù)創(chuàng)新

在過去，礦產(chǎn)開采除了要占用很多土地資源，還會產(chǎn)生很多有害氣體，進(jìn)而對地下水造成污染與破壞，對礦區(qū)所在地區(qū)的環(huán)境所造成的污染更加嚴(yán)重。因此，在當(dāng)前這個新形勢下，綠色開采尤為重要。當(dāng)前的綠色開采，由于還處在剛起步的階段，所以還有一定的發(fā)展、創(chuàng)新及改進(jìn)空間，綠色開采主要包含以下幾個方面。

2.1 保水開采

即在礦產(chǎn)資源開采過程中采取有效措施保護(hù)地下水資源，并能對礦井實現(xiàn)資源化利用。

（1）降低導(dǎo)水?dāng)嗔褞嶋H高度，采用目前國內(nèi)外比較流行的“三步”開采技術(shù)（圖1），或引起其它特殊開采技術(shù)，將對頂板巖層造成的破壞減至最小，防止導(dǎo)水?dāng)嗔褞λw造成影響?？蓪崿F(xiàn)降低斷裂帶高度的具體方法包括以下幾種：其一，充填開采（圖2）；其二，條帶開采；其三，分層開采；其四，協(xié)調(diào)開采；其五，限厚開采；其六，覆巖離層注漿。

（2）將底板加固作為核心的保水開采。當(dāng)資源層的底板有巖溶水與承壓水存在時，可采用該開采技術(shù)實現(xiàn)保水，這項技術(shù)目前取得了很大的進(jìn)步和發(fā)展。對工作面底板采用注漿的方法強(qiáng)化，這樣能在減小底板滲透性的同時，增強(qiáng)其抗壓性，進(jìn)而在實現(xiàn)封堵的基礎(chǔ)上達(dá)到預(yù)期的加固目標(biāo)[2]。

（3）對于淺埋資源層，可采用長壁工作面實現(xiàn)保水開采，這是一項我國自主研發(fā)的保水開采技術(shù)，將這項技術(shù)用于淺埋的資源層，可實現(xiàn)對水資源的有效保護(hù)。以地質(zhì)測量結(jié)果為依據(jù)，先確定具體的開采面，然后使用長度不少于200m的工作面；在此基礎(chǔ)上，采用強(qiáng)度不低于8000kN的液壓支架提供支撐，并選擇適宜的其它配套設(shè)備，使工作面實際日推進(jìn)速度不低于15m；另外，在開切眼周圍10m～50m的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行局部充填與降低開采高度，這樣能減少或避免貫通裂縫的產(chǎn)生，避免基巖產(chǎn)生整體破壞。

（4）通過對防水煤柱的留設(shè)也能實現(xiàn)保水開采，但這需要留設(shè)很多的煤柱，難免造成資源的損失和浪費。通過大量的實踐可知，在沖積層厚度較大與埋藏深度較淺的情況下，在煤層開采時對采空區(qū)予以及時有效的充填，能減少工作面支承壓力，防止頂板巖層發(fā)生破壞，避免導(dǎo)水裂縫帶產(chǎn)生和發(fā)育，而且還能起到避免地表下沉的作用，達(dá)到和留設(shè)防水煤柱基本相同的效果，防止資源損失和浪費。

圖1 新“三步”開采技術(shù)

圖2 充填開采

2.2 共采技術(shù)

是指將煤炭與煤炭層中存在的瓦斯均視作礦井資源來開采，同時對兩種或更多類型的資源進(jìn)行開采。這對我國瓦斯賦存角度的地區(qū)而言具有重要作用和意義。對于煤層氣的開采，它必然和煤炭開采有很大不同，現(xiàn)階段常用方法包括采前預(yù)抽和卸壓軸采。

2.3 減沉開采

是指減少由于礦產(chǎn)資源開采產(chǎn)生的地表沉陷，用于保護(hù)寶貴的土地資源和地面上的既有建筑。目前常用的減沉開采技術(shù)有條帶開采和充填開采等。

2.4 矸石減排

即減少矸石實際排放量，避免矸石大量堆積，此外還包括對地下氣化進(jìn)行的分析和研究，在我國還處在試驗的階段當(dāng)中。

2.5 水土流失防治

在礦山建設(shè)與礦產(chǎn)資源開采中，由于對地表植被進(jìn)行大規(guī)模砍伐，所以很容易引發(fā)水土流失。因此，水土流失防治也是綠色開采的一項重要內(nèi)容，具體要注意以下幾點：首先要盡可能減少或避免植被砍伐，并在坡地修筑梯田或開溝筑埂，通過大量的植樹造林，保證水分足夠深入，避免產(chǎn)生雨水沖刷；其次，在溝谷的溝頭處攔截地表水，避免溝壑進(jìn)一步發(fā)育，在溝坡處植樹造林，避免雨水沖刷，在溝底建設(shè)淤地壩，將洪水和泥沙都攔截在壩內(nèi)；最后則要做好全面規(guī)劃，保證造林和耕作的科學(xué)性及合理性，采取有效措施提高地面粗糙度與植被覆蓋率，通過對小流域?qū)嵤┑木C合整治，嚴(yán)控水土流失，并實現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的有效改善。在建設(shè)并開發(fā)礦區(qū)的過程中，必須注重生態(tài)建設(shè)，采用生態(tài)措施與工程措施相結(jié)合的方案，避免水土流失現(xiàn)象的發(fā)生。

3 結(jié)論

（1）新形勢下礦產(chǎn)地質(zhì)勘查主要包含礦床普查和礦床勘探兩部分。

（2）新形勢下的礦產(chǎn)地質(zhì)勘查應(yīng)嚴(yán)格遵循因地制宜、循序漸進(jìn)、全面研究、綜合評價、經(jīng)濟(jì)合理等基本原則。

（3）新形勢下的綠色開采技術(shù)體系包括保水開采、共采技術(shù)、減沉開采、矸石減排和水土流失防治。