地質(zhì)構(gòu)造在礦山開(kāi)采中的重要性

陳一凡

（內(nèi)蒙古平莊煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司礦建工程分公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

礦山資源屬于不可再生資源，開(kāi)采難度極高，地質(zhì)構(gòu)造極易引起礦山資源開(kāi)采的阻礙。所以在礦山資源開(kāi)采中，需要加大對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的分析，一旦出現(xiàn)了地質(zhì)結(jié)構(gòu)改變，將會(huì)出現(xiàn)礦山開(kāi)采的安全事故，而且之前制定的礦山開(kāi)采方案還需要重新制定，既影響了礦山開(kāi)采效率又會(huì)釀成人員傷亡，引起惡劣的社會(huì)影響。因此，在礦山資源開(kāi)采之前，由專(zhuān)業(yè)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘查企業(yè)對(duì)地形地質(zhì)情況等進(jìn)行分析，制定可行的開(kāi)采方案，降低地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)礦山資源開(kāi)采的影響。

1 礦山開(kāi)采特點(diǎn)概述

大多數(shù)礦山資源開(kāi)采在野外或者井下進(jìn)行，開(kāi)采難度極高，還存在著非常強(qiáng)的危險(xiǎn)性。為了確保礦山資源開(kāi)采高效與安全開(kāi)采，工作人員需要在開(kāi)采之前加大對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，利用恰當(dāng)?shù)牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)勘測(cè)技術(shù)制定更加可行的開(kāi)采方案，同時(shí)在開(kāi)采方案中加大對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)信息分析，最大限度降低礦山資源開(kāi)采中出現(xiàn)的安全事故，保障每一位工作人員的生命安全不受威脅。另外，在礦山資源開(kāi)采中，受到井下作業(yè)環(huán)境影響，空間狹小，照明亮度不夠，再加上很多開(kāi)采中收集到的地質(zhì)資料信息并不齊全，導(dǎo)致地質(zhì)勘查結(jié)果差異，制定的勘測(cè)方案以及開(kāi)采方案均存在差別，而地質(zhì)構(gòu)造分析能夠準(zhǔn)確的提供礦山資源開(kāi)采資料，為礦山資源開(kāi)采的高效與安全奠定基礎(chǔ)，大幅度降低了礦山資源開(kāi)采中出現(xiàn)的安全事故幾率。除此之外，在開(kāi)展礦山資源開(kāi)采中，需要針對(duì)礦山資源全范圍內(nèi)進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘測(cè)，準(zhǔn)確掌握精準(zhǔn)的礦山資源位置，并且了解周邊地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合具體情況開(kāi)采要求、地質(zhì)變化情況等進(jìn)行采礦方案制定，確保礦山資源開(kāi)采的高效性，即節(jié)約開(kāi)采時(shí)間，又能夠減少安全隱患。

2 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)于露天礦山開(kāi)采工作的重要影響

2.1 露天礦的水文地質(zhì)特征

當(dāng)雨季來(lái)臨降雨集中的情況下，露天礦地表水體也不會(huì)存儲(chǔ)下來(lái)，隨著溫度升高體表水體蒸發(fā)較快，所以在一般情況下露天礦地表不會(huì)殘留水體，只有在降雨量持續(xù)集中區(qū)域水體會(huì)聚集逐漸形成河流。在露天礦本體周?chē)纬傻暮恿鲄^(qū)域之中，地層裂縫發(fā)育良好，同時(shí)礦層的透水性良好，在邊緣裂縫周?chē)牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)在河流沖刷下地層裂縫逐漸變大，所以在這一區(qū)域進(jìn)行露天開(kāi)采時(shí)要注意防治水，以此來(lái)確保露天礦開(kāi)采的安全性。而在水文分布有差異的區(qū)域，露天礦可以對(duì)降水量較少區(qū)域增加補(bǔ)給。

2.2 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

露天礦的礦體邊坡穩(wěn)定性主要受地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，從水文地質(zhì)條件、礦體邊坡形態(tài)、礦體產(chǎn)出狀態(tài)等多個(gè)方面對(duì)邊坡的穩(wěn)定性造成影響。具有代表性的案例為出現(xiàn)礦震，礦震對(duì)礦體邊坡影響主要表現(xiàn)為觸發(fā)和累積效應(yīng)。巖土體的位移量直接與地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)性有：震動(dòng)的頻率和強(qiáng)度。在震動(dòng)次數(shù)較多震動(dòng)強(qiáng)度較小的情況下，仍然會(huì)對(duì)礦體邊坡產(chǎn)生一定的破壞性，這屬于一種累積效應(yīng)。若邊坡地質(zhì)構(gòu)造面發(fā)育良好時(shí)，礦震造成的災(zāi)害也會(huì)向其他巖土體進(jìn)一步延伸，直接導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，這就是觸發(fā)效應(yīng)。

2.3 露天礦邊坡失穩(wěn)

①地質(zhì)礦物性質(zhì)對(duì)邊坡失穩(wěn)的影響。地質(zhì)礦物組成和礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)成與地層性質(zhì)產(chǎn)生相關(guān)性。一般條件下，地質(zhì)礦物是由多種礦物組成，包括粘土類(lèi)礦物、硅酸鹽類(lèi)礦物。礦石的力學(xué)性質(zhì)包括礦物的比例、礦物組成成分、礦物顆粒的形態(tài)大小、礦物組合方式等。在邊坡治理的預(yù)防工作實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)不同類(lèi)型的礦物性質(zhì)、礦體特征，設(shè)計(jì)合理的邊坡維穩(wěn)方案，控制邊坡失穩(wěn)情況的發(fā)生。②礦石結(jié)構(gòu)面對(duì)露天礦礦體穩(wěn)定性的影響。礦石結(jié)構(gòu)面數(shù)量持續(xù)增多則會(huì)對(duì)礦石結(jié)構(gòu)整體性造成影響，礦體的抗壓強(qiáng)度變?nèi)?，但礦石結(jié)構(gòu)的流變力得到增強(qiáng)，礦石粒度不均勻性、各向異性、非連續(xù)性是導(dǎo)致露天礦邊坡失穩(wěn)的主要原因。③水環(huán)境的影響。邊坡地質(zhì)可以分為巖質(zhì)邊坡與土質(zhì)邊坡，而水環(huán)境對(duì)巖質(zhì)邊坡、土質(zhì)邊坡會(huì)產(chǎn)生不同的影響，包括化學(xué)因素影響與物理因素影響。如對(duì)土質(zhì)邊坡進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間沖擊、浸泡，會(huì)對(duì)土質(zhì)造成物理影響；與此相對(duì)應(yīng)的，水流會(huì)使巖體中的裂縫擴(kuò)大，增加巖石的風(fēng)化程度，最終使得巖體不穩(wěn)，出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。

3 確保礦山開(kāi)采安全的有效措施

3.1 加強(qiáng)安全保護(hù)措施

礦山企業(yè)工作人員在開(kāi)采之前需要先進(jìn)行地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，相關(guān)工作人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的施工計(jì)劃以及采礦計(jì)劃進(jìn)行針對(duì)性選擇，結(jié)合開(kāi)采過(guò)程中可能面臨的問(wèn)題進(jìn)行分析，制定恰當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，最大限度降低礦山資源開(kāi)采出現(xiàn)的安全事故，同時(shí)結(jié)合地質(zhì)結(jié)構(gòu)要求，降低施工中的成本投入。另外，在開(kāi)采過(guò)程中要求工作人員加大對(duì)開(kāi)采安全的監(jiān)督與管理，堅(jiān)決杜絕開(kāi)采過(guò)程中技術(shù)工藝應(yīng)用的不規(guī)范，及時(shí)落實(shí)對(duì)開(kāi)采過(guò)程中安全隱患的排除，采用更為先進(jìn)的開(kāi)采工藝和開(kāi)采方法，促進(jìn)開(kāi)采效率與開(kāi)采安全的提升。

3.2 礦山地質(zhì)環(huán)境治理方案

①地質(zhì)塌陷區(qū)及礦區(qū)含水層。通過(guò)礦山地質(zhì)環(huán)境影響現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)評(píng)估可知，礦山開(kāi)采活動(dòng)對(duì)含水層影響嚴(yán)重，礦區(qū)北部谷地易產(chǎn)生地質(zhì)塌陷。故本方案采用設(shè)置防滲帷幕注漿的治理方法。帷幕注漿堵水技術(shù)可以減少礦坑排水量，降低采礦成本，更可以保護(hù)地下水資源和減少地面塌陷，但帷幕注漿具有幕墻深度大，鉆探工程量大，注漿消耗材料多，施工難度大、周期長(zhǎng)，一次性投資多等特點(diǎn)，其防治難度較大。②露天采場(chǎng)。露天開(kāi)采對(duì)礦區(qū)周?chē)刭|(zhì)環(huán)境造成巨大影響，進(jìn)行大量的評(píng)估預(yù)測(cè)工作后，發(fā)現(xiàn)開(kāi)采區(qū)域周?chē)脑匦蔚孛脖黄茐某潭容^大，地下含水層受污染嚴(yán)重，水土環(huán)境受污染程度較輕。礦山開(kāi)采挖損區(qū)域的植被被嚴(yán)重破壞，露天礦邊坡巖體裸露在外，常年雨水侵蝕作用下邊坡易出現(xiàn)崩塌。礦山開(kāi)采結(jié)束后，通過(guò)局部削坡減載和砌筑截排水設(shè)施能夠提高露天邊坡的穩(wěn)定性；對(duì)邊坡及平臺(tái)采用蓄土槽填土植樹(shù)措施進(jìn)行復(fù)綠，能夠逐步恢復(fù)露天采場(chǎng)生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也能防止邊坡巖體進(jìn)一步風(fēng)化，確保邊坡長(zhǎng)期穩(wěn)定。

3.3 提升礦山開(kāi)采過(guò)程中各項(xiàng)資源的利用效率

首先，企業(yè)管理人員需要針對(duì)礦山開(kāi)采中地層的分布情況進(jìn)行分析，可以設(shè)定自動(dòng)監(jiān)測(cè)機(jī)制，了解礦山開(kāi)采特點(diǎn)，防止在礦山開(kāi)采中出現(xiàn)裂縫，斷層等問(wèn)題，制定更為恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)采方式，促進(jìn)開(kāi)采效率提升。其次，在開(kāi)采過(guò)程中，由礦山企業(yè)工作人員對(duì)礦業(yè)資源儲(chǔ)量進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)科學(xué)的設(shè)備利用，獲取更加精準(zhǔn)的礦山資源儲(chǔ)量信息，堅(jiān)決不允許出現(xiàn)對(duì)礦山資源的過(guò)度開(kāi)采。最后，結(jié)合地質(zhì)結(jié)構(gòu)方案，制定有效的礦山開(kāi)采計(jì)劃，做到對(duì)工程施工中人力、物力、財(cái)力等資源的科學(xué)分配，保障各項(xiàng)資源利用率提升，發(fā)揮設(shè)備、人員等的應(yīng)用價(jià)值，降低成本投入。

3.4 不斷優(yōu)化采礦設(shè)備和技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，越來(lái)越多的先進(jìn)理念、先進(jìn)方法被應(yīng)用到礦產(chǎn)資源開(kāi)采中，而礦山企業(yè)也需要認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息化技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值，在開(kāi)采過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)采技術(shù)和開(kāi)采設(shè)備的升級(jí)與改造。利用先進(jìn)技術(shù)與方法，能夠?qū)崿F(xiàn)礦山資源開(kāi)采的安全，減少地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)開(kāi)采造成的不良影響。只有通過(guò)對(duì)新技術(shù)新方法的合理應(yīng)用，才能夠讓礦山資源開(kāi)采工作有序進(jìn)行，防止開(kāi)采中出現(xiàn)的安全事故，促進(jìn)礦企發(fā)展的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益提升。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，各行各業(yè)都有了更大的發(fā)展空間，在人們?nèi)粘Ｉ钆c工作中，礦山資源是非常關(guān)鍵的資源，滿(mǎn)足了人們?nèi)粘９ぷ髋c生活的需求，所以，對(duì)礦山資源開(kāi)采也提出了較為嚴(yán)格的要求。但是，在礦山資源開(kāi)采中非常容易受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)影響，極易造成開(kāi)采事故，所以工作人員需要在開(kāi)采之前加大對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析，深入了解開(kāi)采過(guò)程中面臨的地質(zhì)情況，制定有效的開(kāi)采計(jì)劃與開(kāi)采方案，融合更多的新技術(shù)新方法，讓礦山資源開(kāi)采效率與安全提升。