礦山地質(zhì)勘查與采礦工作中應注意問題

孫 修

（山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司焦家金礦，山東 萊州 261441）

礦山地質(zhì)與采礦工程相互之間存在非常大的影響。礦山的地質(zhì)情況決定了采礦工程中開采技術的選用以及對采礦工程中的意外情況的提前預防手段，而采礦工程的運行會對土地資源進行占用和破壞，開采廢棄物還會對礦山地質(zhì)產(chǎn)生污染，破壞礦山地質(zhì)的生態(tài)環(huán)境。在礦石開采前，對礦山地質(zhì)進行充分地勘測非常重要和必要。只有充分掌握了礦山地質(zhì)中的巖溶構造、礦石特征、地礦體布局形態(tài)等情況，才能制定出科學的、準確的、有針對性的開采計劃，確保開采作業(yè)的順利進行。整個開采過程中，開采作業(yè)與礦山地質(zhì)在持續(xù)不斷的相互影響，因此，礦山開采過程中應根據(jù)開采作業(yè)的進度不斷的進行地質(zhì)勘查工作，將礦山地質(zhì)勘查工作貫穿整個礦山開采作業(yè)過程的始終。

1 礦山地質(zhì)勘查以及采礦工作的基本含義

礦山地質(zhì)勘查工作主要包括地質(zhì)編錄、生產(chǎn)取樣、二次圈礦等勘查環(huán)節(jié)。礦山地質(zhì)勘查根據(jù)開采環(huán)境的不同分為兩種，一種是針對露天開采礦山的礦山地質(zhì)勘查，這種主要是利用探槽、鉆探、潛孔鉆或穿孔機進行地質(zhì)勘查；另一種是針對地下開采礦山進行的礦山地質(zhì)勘查，這種主要利用的是坑道勘探技術。礦山地質(zhì)勘查工作應具有前瞻性，根據(jù)企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃提前制定勘查計劃，確保礦山開采工作的順利進行和企業(yè)的利潤實現(xiàn)。

不同的礦石開采技術影響著開采作業(yè)的厚度。在對礦山的礦產(chǎn)資源進行估算時，應將已完成開拓的礦山和未開拓的礦山區(qū)分開來，分別根據(jù)情況采用不同的適用計算方式。我國的地質(zhì)勘查工作經(jīng)過多年發(fā)展，已經(jīng)獲得了不小的成效，為礦山開采提供了很多支持，但由于礦產(chǎn)資源的不可再生性，以及礦山開采帶來的一系列對生態(tài)環(huán)境的破壞，還有一些問題有待進一步的解決。只有在詳細準確的礦山地質(zhì)信息的支持下制定科學的采礦規(guī)劃，才能實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效利用和生態(tài)環(huán)境的保護。

2 礦山地質(zhì)資源勘查的概述

2.1 礦山地質(zhì)資源勘查的重要性

礦山地質(zhì)資源勘查涉及眾多不同的學科，工作內(nèi)容繁多、技術專業(yè)復雜。隨著社會的全面飛速發(fā)展，許多高科技的技術與設備被引進到礦山地質(zhì)勘查與找礦工作當中，這不僅提高了礦山地質(zhì)資源勘查工作的準確性，還大大縮短了地質(zhì)資源勘查工作所耗費的時間，工作效率有了很大提高。雖然我國地大物博，資源總量豐富，但人均占有量很低，部分本就稀缺的資源需要依賴進口才能滿足國內(nèi)的社會需求。因此，我們需要對國內(nèi)的礦山資源進行全面的地質(zhì)資源勘查，并在此過程中不斷對地質(zhì)勘查及找礦技術進行改良和革新，為采礦工作提供更為精準的礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)支持，以便采礦企業(yè)制定出更為安全、科學、高效的采礦方案計劃，提高我國的礦產(chǎn)資源利用率、減少礦山開采對生態(tài)環(huán)境的破壞，滿足社會對礦產(chǎn)資源及其制品需求的同時，也實現(xiàn)人與自然和諧共處及企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 礦山地質(zhì)資源勘查的現(xiàn)狀

我國的礦產(chǎn)資源分布十分廣泛，這就導致礦山地質(zhì)勘查工作的面非常廣、工作量非常大，很容易出現(xiàn)遺漏或是重復性工作。因此，在進行礦山地質(zhì)勘查工作前必須確定明確的勘查目標，及時與礦山所在地聯(lián)系確認相關信息，做好勘查前的準備工作，為后續(xù)的礦山地質(zhì)勘查工作規(guī)劃做好鋪墊。由于我國部分稀缺資源的市場需求還存在較大的缺口，所以我們更應該將礦山地質(zhì)資源勘查與找礦工作深入化，在技術上不斷創(chuàng)新，加強對深層地質(zhì)資源的勘查，為工礦企業(yè)開發(fā)深層礦產(chǎn)資源提供有力支持。目前比較常用的礦山地質(zhì)勘查技術主要有四種：一是利用瞬變電磁對金屬礦類與周圍物體的反應差異對比來找礦的瞬變電磁法，二是利用構建數(shù)據(jù)模型來找礦的BIM智慧礦山技術，三是利用超高頻電磁波探測地下介質(zhì)分布的地質(zhì)雷達技術，四是借助遙感圖像和地質(zhì)圖的坐標系統(tǒng)展示地質(zhì)情況的遙感技術。四種主流技術適用不用的礦山地質(zhì)情況，企業(yè)應就結合礦山地質(zhì)勘查的結果合理選用。

2.3 礦山地質(zhì)勘查工作的特點

（1）礦山地質(zhì)勘查工作具有很強的不確定性。地殼形成的過程非常復雜而漫長，這就注定了地質(zhì)礦產(chǎn)資源作為存在于地殼中的自然資源在數(shù)量、質(zhì)量及成分組成等方面情況都非常復雜，因此，對礦山地質(zhì)資源的勘查工作中存在著很多不確定因素，這會致使礦山地質(zhì)勘查過程中出現(xiàn)一些不操控的問題發(fā)生，對后續(xù)采礦作業(yè)的安全產(chǎn)生很大的威脅，也會對礦山開采的經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響。因此，礦山地質(zhì)資源勘查與找礦作業(yè)開展前應制定科學的勘查計劃，作業(yè)中應采取層層遞進的方式逐漸有序展開，根據(jù)作業(yè)的進度和需要科學調(diào)用相應技術和設備，盡可能地提高礦山地質(zhì)勘查工作的準確性、降低不確定因素對勘查工作的負面影響，減少勘查報告與實際情況之間的差異。

（2）礦山地質(zhì)勘查與找礦工作最大的特點就是高投資、高收益。礦山在開采之前之所以需要進行全面的勘查，最主要原因就是礦山的地質(zhì)情況非常復雜，其中包含著很多未知因素，在保證安全的情況下對礦山地質(zhì)進行有效全面的勘查，除了需要提前制定科學的勘查計劃外，還對技術的專業(yè)性、設備的高效性有很高的要求，否則，哪怕是礦山地質(zhì)勘查工作效率及準確性因此而受到的微小影響，也可能會對礦山開采作業(yè)產(chǎn)生很大的影響，導致開采工作的效率及經(jīng)濟效益達不到預期，甚至可能會導致沒有提前做好安全防范工作而引起安全事故或發(fā)生人為自然災害。因此，在實際的勘查與找礦工作中必須要有全局觀，萬萬不可為了降低勘查成本而在勘查與找礦工作中忽視細節(jié)工作導致因小失大，確?？辈橐?guī)劃、勘查作業(yè)、勘查報告等各個環(huán)節(jié)細致全面，將勘查報告與礦山實地情況之間的誤差降到最低，確保后續(xù)的采礦作業(yè)能夠順利進行并獲得不低于預期的經(jīng)濟效益，推進礦產(chǎn)行業(yè)的健康、綠色、長遠發(fā)展。

3 礦山地質(zhì)勘查對采礦工作的影響

3.1 礦山地質(zhì)勘查可以確保采礦作業(yè)更安全高效

在采礦作業(yè)的過程中會對地表不斷的進行開采和挖掘，會一定程度上改變地質(zhì)結構，增加發(fā)生事故和人為自然災害的可能性，因此，采礦產(chǎn)作業(yè)開始之前，必須對目標礦山的地質(zhì)進行全面充分的勘查，清楚掌握礦山的礦層、圍巖分界、礦巖特征以及產(chǎn)狀情況，對采礦作業(yè)對地質(zhì)的影響做出預測，以便提前做好相應的應對措施，降低事故及人為自然災害發(fā)生的概率，確保采礦作業(yè)的安全進行。同時，礦山地質(zhì)勘查中的地質(zhì)編曲錄環(huán)節(jié)可以給采礦作業(yè)的規(guī)劃設計工作提供數(shù)據(jù)支持，以便采礦作業(yè)計劃進選用最佳作業(yè)技術手段，提高采礦作業(yè)的效率、降低環(huán)境污染、確保安全生產(chǎn)。

3.2 儲量估算影響采礦工程項目投資規(guī)模

礦產(chǎn)資源儲量是衡量一個礦山價值的重要指標，決定了礦山開發(fā)過程中企業(yè)投資的多少及礦山開采計劃的制定，因此準確的估算礦產(chǎn)資源的儲量非常重要。礦山地質(zhì)勘查作業(yè)中對礦石儲存數(shù)量的預算和結算就是對礦產(chǎn)資源儲量進行動態(tài)估算的重要環(huán)節(jié)。隨著礦山的不斷被開采，礦產(chǎn)資源的儲量也隨之變化，及時、準確的預算和結算工作可以為礦山開采作業(yè)提供最新的工作參考，方便后續(xù)的開采工作的進行和改進。對礦產(chǎn)資源的儲量應從垂向和平面兩個方向進行全面估算，根據(jù)礦山的實地情況，利用現(xiàn)代化的設備和先進的計算方法計算塊段面積，盡量做到準確估算礦山礦產(chǎn)資源的儲量，給工礦企業(yè)的投資開發(fā)提供數(shù)據(jù)參考，以確認礦山開發(fā)的可操作性。

3.3 礦體探尋勘查有助于礦產(chǎn)行業(yè)的長遠發(fā)展

社會的不斷發(fā)展進步對礦產(chǎn)資源的消耗也持續(xù)增長，而礦產(chǎn)作為不可再生資源，會隨著開采次數(shù)的不斷增加而不斷減少甚至枯竭，能源危機不斷加深。而礦山地質(zhì)勘查工作經(jīng)過不斷的發(fā)展，作業(yè)技術日益進步，設備功能也不斷的完善和提高，物探、鉆探技術和井下開采技術使礦山勘查的工作內(nèi)容也逐漸從地表不斷深入地層深處，實現(xiàn)了對盲段區(qū)域的勘查、隱伏礦體的探尋、礦產(chǎn)資源的擴大探尋等。這些勘查工作可以對未知區(qū)域礦產(chǎn)資源進行有效探查，一定程度上擴大了可開采礦產(chǎn)資源的總儲量，可以緩解由于不可再生資源消耗增速和可再生資源開發(fā)不足導致的資源危機，確保工礦行業(yè)的長遠發(fā)展。

3.4 礦山地質(zhì)數(shù)據(jù)圖件可以給采礦作業(yè)提供依據(jù)

根據(jù)礦山地質(zhì)勘查工作中編錄的數(shù)據(jù)可以形成礦山地質(zhì)圖件，這是各種地質(zhì)現(xiàn)象的圖像和符號化表現(xiàn)形式，可以反映礦山地質(zhì)特征、成礦規(guī)律等，是礦山地質(zhì)工作中需要的重要文獻。對礦山研究和采礦作業(yè)都有著非常重要的參考和輔助作用。

3.5 礦山地質(zhì)勘查可以減少采礦作業(yè)帶來的生態(tài)環(huán)境破壞

不重視礦山地質(zhì)勘查而直接進行的粗放型采礦作業(yè)往往開采效率比較低，容易造成過度開采，不僅經(jīng)濟收益有限，還會嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。過度的地下礦石開采作業(yè)會對地下巖層產(chǎn)生破壞，改變巖體壓力，破壞巖體平衡，使巖體出現(xiàn)斷裂、冒落和地層移動變形。巖體壓力平衡改變造成的影響延伸到地表，就會使礦區(qū)產(chǎn)生比生產(chǎn)區(qū)更大的下沉盆地，甚至引起地面下沉開裂或變形，容易發(fā)生滑坡、泥石流和崩塌等人為地質(zhì)災害。

過度的地下礦石開采作業(yè)中大量的爆破工程以及各種鉆、鑿、切作業(yè)會產(chǎn)生很多有害廢氣及粉塵，對空氣造成污染，加劇溫室效應和城市熱島效應，也可能會形成酸雨，對局部地區(qū)的植被等造成破壞。礦山開采作業(yè)中產(chǎn)生的含有多種重金屬、酸及其他有害有機質(zhì)的廢水會通過地表滲透到地下水中，影響地下水的水質(zhì)，而地下水通過參與生態(tài)循環(huán)會使這些有害物質(zhì)的污染范圍不斷擴大，造成整個生態(tài)環(huán)境中的土壤、水體、動植物平衡被破壞，人類的生存環(huán)境受到威脅。礦山開采過程中產(chǎn)生的大量廢石不僅會占用土地，還會析出重金屬，對占用土地產(chǎn)生污染，不能耕種。此外，由于地質(zhì)情況的復雜性，采礦作業(yè)還可能會將地層深處含有放射性元素的物質(zhì)采掘出來，危害人體健康和生態(tài)環(huán)境。

科學合理的礦山地質(zhì)勘查工作可以給礦山工作提供詳實的地質(zhì)資料，方便采礦作業(yè)能根據(jù)實地情況選擇最佳的采掘技術方法，避免盲目開采造成的環(huán)境污染和資源浪費，減少采礦作業(yè)對巖體的不合理破壞，降低人為地質(zhì)災害發(fā)生的可能性，同時對可能存在的安全問題提前做好應對準備工作，提高整個采礦作業(yè)的可控性，確保工礦企業(yè)經(jīng)濟效益實現(xiàn)的同時，也使環(huán)境污染降到最低，實現(xiàn)人與自然的和諧共處與共同發(fā)展。

4 采礦工作中應注意問題

隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，對采礦工程的效率與質(zhì)量要求也顯著提高，其中一個主要原因就是礦產(chǎn)資源的需求量明顯提升，資源利用率要求也更加嚴格，這樣不但能確保資源的持續(xù)穩(wěn)定供應，同時也能使資源的使用量得到有效節(jié)約，避免對生態(tài)環(huán)境造成過大的污染和破壞。因此，在采礦過程總，限制采礦工程發(fā)展的一大主要問題就是采礦環(huán)境的越發(fā)復雜化，在采礦之前沒有做好實地調(diào)查工作，所采用的開采技術也比較落后。通過實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采礦技術靈活性和先進性的不足是致使現(xiàn)階段我國采礦工程止步不前的關鍵因素，要促進采礦工程的深入發(fā)展，就必須針對現(xiàn)存的各種不安全技術因素進行全方位、深入性分析。具體來說，我國當前井下礦產(chǎn)開采工作中應注意問題有下列幾個方面。

4.1 勘探技術因素

井下采礦過程中必不可少的一項技術就是勘探技術，在實際應用勘探技術的時候，存在一大主要問題就是勘探設備數(shù)量不足，設備先進性水平也有待提升，且勘探方案中涉及到的內(nèi)容極為有限，我國在采礦工程勘探上取得的研究成果也還比較少，大多數(shù)采礦工程的施工人員都不是很重視勘探環(huán)節(jié)的工作，這就導致勘探技術的作用無法得到充分發(fā)揮，對開采環(huán)境的調(diào)查也不夠全面，得到的基本信息過于片面，所制定的施工方案和計劃采用的施工技術缺乏合理性，存在方方面面的技術漏洞。與此同時，一些勘探人員的綜合素質(zhì)與能力也顯得極為匱乏，在操作勘探設備的時候常常出現(xiàn)各種失誤或者不按規(guī)范操作的情況，導致勘探結果的精準性顯著降低，得到的數(shù)據(jù)并不具備科學性和實用性，這對后續(xù)相關工作的進行也帶來了一定的阻礙?？碧郊夹g不達標以及技術更新的不及時，是導致我國井下開采工程無法得到進一步發(fā)展的主要原因，也是引發(fā)采礦工程安全風險的關鍵技術因素。

4.2 采礦技術因素

井下礦產(chǎn)開采工程施工中不可忽視的一大技術就是采礦技術，采礦過程中涉及到的各類技術可統(tǒng)稱為采礦技術，實地調(diào)查研究發(fā)展，我國采礦工程中面臨的所有不安全技術因素里最為顯著的一項就是采礦技術，其主要表現(xiàn)在爆破技術的運用過程中，一些施工人員由于缺乏專業(yè)能力或?qū)嵺`經(jīng)驗，可能在爆破范圍、爆破時間的掌握上不夠到位，也沒有及時調(diào)整炸藥的使用量以及炮眼的具體數(shù)量，這就致使爆破工作的危險系數(shù)明顯增高，一旦受到氣壓和氣流的影響，就可能面臨人員大量傷亡的情況。鑿巖技術的使用也會帶來一定的安全風險，但和爆破技術相比，其存在的不安全因素要少一些，從以往的工程實踐來看，鑿巖技術應用中致使安全風險增大的情況主要表現(xiàn)為鑿巖的方向不正確，不但未及時發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源，反而存在漏水等狀況，進而增大地下采礦的危險系數(shù)。

4.3 運輸技術因素

礦產(chǎn)開采工程中還要注意運輸技術。具體來說，運輸技術問題主要表現(xiàn)在運輸方式和運輸途徑方面，如井下彎道的曲率半徑與實際情況不相符等，礦產(chǎn)開采完工以后，需要對其進行運輸，井下通常需要設置距離較長的運輸通道，通道的拐彎部位就是我們所說的彎道，這一彎道的幅度主要是由曲率半徑所決定的，但很多人員在進行彎道曲率半徑設計的時候都沒有充分考慮到現(xiàn)階段的具體情況，沒有嚴格按照實際的要求加以更改，有的是因為技術有限，有的則是因為采礦團隊的態(tài)度不夠認真嚴謹，對此項工作的重視度不夠。曲率半徑和具體地段不夠契合會致使礦產(chǎn)在實際運輸?shù)臅r候發(fā)生斷繩現(xiàn)象的幾率增高，進而對運輸?shù)某掷m(xù)性開展造成阻礙，同時也會使運輸?shù)男曙@著降低，最終直接影響到整個采礦工程的開展質(zhì)量。

4.4 井巷工程的施工

在采礦工程施工過程中，相關人員在開展中部車場設計和施工工作時，一般需要用到單道起坡的施工模式，保證中部車場的施工能根據(jù)施工計劃開展，從而節(jié)約工程施工成本，使其能始終保持安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)，防止礦車在道岔運輸途中發(fā)生倒翻等問題。另外，還要盡可能減少車場彎道行進路線，確保車場具備直線行駛的條件，進而為電機車司機提供良好的視野，以免其由于在行進過程中無法看到足夠遠的地方而引發(fā)安全問題。

4.5 巷道開拓施工

在實際開展井下巷道開拓施工工作時，工作人員必須結合巷道開拓中可能遇到的不安全技術隱患采取適當?shù)慕鉀Q措施，如對施工方案加以改進和優(yōu)化，使其和當前的工程施工條件相契合，從而最大化提升礦產(chǎn)采礦工作的施工成效。對于下部車場軌道的施工，應盡可能保證雙軌之間的安全間隙處于 1.4 m 左右，這樣才能保證運輸車始終處于正常有序的運行狀況，防止出現(xiàn)人員傷亡等問題。針對巷道設計和施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的高度偏低的問題，設計者必須結合具體的采礦需要合理確定墻高。與此同時，考慮到巷道中線與腰線在實際施工的時候經(jīng)常會遇到和偏離規(guī)定位置的情況，所以，在每間隔30～50m的距離上，應開展一次中線和腰線的測量工作，一旦發(fā)現(xiàn)其偏離了標準位置，必須第一時間加以糾正，這樣才能為施工質(zhì)量提供切實保障。

4.6 井下采礦施工

施工人員在進行井下礦產(chǎn)開采時，為了保證其安全質(zhì)量，最為首要的一步就是必須充分考慮到礦產(chǎn)開采過程中可能遇到的不安全因素，之后再進一步分析這些因素對井下施工帶來的具體影響，在保證安全的前提下開展采礦施工工作。比如，在三角帶礦柱塌陷不安全因素之中，設計者應提前對礦井進行全方位深入考察，確保切眼開口、方向及其相關參數(shù)指標都能滿足我國現(xiàn)行的相關標準和規(guī)范，這樣才能防止礦柱發(fā)生坍塌事故，為井下施工人員的生命安全提供堅實的保障。

5 結語

礦山地質(zhì)條件與礦山開發(fā)之間相互影響、互相關聯(lián)。礦山地質(zhì)條件決定了礦山開發(fā)的投資規(guī)模、采用的開采技術等，而礦山的開采也會對礦山地質(zhì)產(chǎn)生破壞。要提高礦山開采工作的作業(yè)效率、保證工礦企業(yè)的利潤實現(xiàn)、減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，就必須在開采之前做好全面充分的礦山地質(zhì)的勘查工作，避免采礦工程的盲目性，有的放矢才能保證采礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。