金屬礦山地質勘查和勘查災害防治研究

李 準

（安徽惠洲地質安全研究院股份有限公司，安徽 合肥 231202）

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展離不開各類金屬資源的支持，資源供給的充足性和持續(xù)性，也將影響到社會發(fā)展速度。金屬礦山開采活動會給周邊地質環(huán)境帶來一定影響，增加了地質災害的發(fā)生概率，威脅到居民的生命財產(chǎn)安全。因此，在金屬礦山開采活動中，也需做好地質勘查工作，根據(jù)獲取的勘查資料來優(yōu)化礦山開采計劃，擬定地質災害預防和處理措施，對于促進我國礦業(yè)經(jīng)濟健康發(fā)展有著積極意義。

1 金屬礦山地質勘查內容

1.1 尋找接替資源

開展金屬礦山地質勘查工作，尋找接替資源屬于非常重要的工作內容?？偨Y以往開采經(jīng)驗可以得知，礦山資源的形成還伴隨著許多衍生物，而這些衍生物也具備了一定的利用價值，通過地質勘查可以獲取到準確的勘查數(shù)據(jù)，科學評估礦山隱藏貢獻，為礦山合理開發(fā)活動的展開奠定基礎。而且根據(jù)獲取到的相關資料，也可以對礦產(chǎn)資源存儲量進行科學預測，而且在深部研究的情況下，也能夠順利確定可開采儲量和地質儲量，從而為接替資源的發(fā)掘工作提供突破點，以實現(xiàn)金屬礦山經(jīng)濟效益的最大化。

1.2 礦山生產(chǎn)勘查

大部分金屬礦產(chǎn)資源都位于地表深處，并且資源的形成比較復雜，呈現(xiàn)不規(guī)律分布的狀態(tài)。在金屬礦山勘查活動中，根據(jù)獲取到的應用數(shù)據(jù)能夠更加精準的定位礦床位置，這也為開采活動的展開創(chuàng)造了必要的技術條件。同時根據(jù)獲取數(shù)據(jù)也可以減少貧化損失，有利于在礦山開采和生產(chǎn)的過程中選取合理科學的采礦手段。并且在金屬礦山勘查活動中，也需要做好資源儲備量級數(shù)據(jù)的整理工作，同時根據(jù)已有數(shù)據(jù)也可以對礦山服務年限進行科學預測與規(guī)劃，以此來提升礦山資源的綜合效益。另外，在生產(chǎn)勘查活動中做好補充勘探工作，也可以對外圍和礦區(qū)深部數(shù)據(jù)進行深入挖掘，以此來提升潛在資源儲備量，促進礦山生產(chǎn)活動的有序進行。

1.3 共伴生礦和尾礦勘查

根據(jù)得到的勘查數(shù)據(jù)，也可以對共伴生礦和尾礦的儲備情況進行科學預估，而且在工作過程中，也可以借助高效勘查技術，對于低品位鐵、錳、銅礦以及伴生鎳鉻礦儲備情況進行客觀評估，并且也需要根據(jù)實際情況來制定相應法規(guī)，參考行業(yè)準則來完成可靠的開發(fā)計劃，過程中也提倡節(jié)能減排，從而起到保護礦山環(huán)境，提升資源利用效率的作用。另外，根據(jù)獲取到的相關數(shù)據(jù)，也可以順利獲取環(huán)境破壞情況、影響范圍、地質條件等資料，結合具體情況來擬定礦山復墾和環(huán)境治理計劃，從而形成一套礦山綜合治理和環(huán)境保護的科學體系，并監(jiān)督督促礦業(yè)企業(yè)將治理工作落到實處，以滿足礦山開采的相關要求。

2 金屬礦山地質勘查技術分析

2.1 微震監(jiān)測技術

目前，在我國，微震監(jiān)測技術在金屬礦山的應用已經(jīng)通過了十幾年的實踐檢驗，越來越多的礦山企業(yè)開始嘗試該技術的有效應用。同時，隨著技術的廣泛應用，該技術的集成效果和技術靈敏度也在不斷提高，可以實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的高效采集，有效識別微地震波的形態(tài)，消除環(huán)境噪聲。其中最重要的是區(qū)分不同類型的波形，包括p波和s波。微震監(jiān)測技術可以實現(xiàn)微震現(xiàn)象的準確判斷和有效定位，準確預測地壓災害。隨著設備性能的提高，監(jiān)測技術應用的準確性也會提高。微地震監(jiān)測技術可以突破以往地面壓力監(jiān)測的局限，如大規(guī)模投資等缺陷，可以自動監(jiān)測金屬礦山地表壓力變化、深井壓力變化，是一種基于數(shù)據(jù)的智能深井監(jiān)測方法。

2.2 地球物理勘查技術

從目前的發(fā)展情況來看，在勘查活動中，地球物理勘查技術也具備了良好的應用價值。從目前的發(fā)展情況來看，常用地球物理勘查技術如下：①瞬變電磁法。該方法在礦石勘查工作中，瞬變電磁法得到有效應用，并且發(fā)展得越來越成熟，具有較強的應用效果。對于深度開采工作具有較強的適配性，能為工作帶來較高的勘查效率，對于礦區(qū)有不可替代的作用。②高密度電阻法。電阻法利用礦山與資源間存在的不同導電性，借助勘查設備對地下情況進行描繪。該方法的弊端比較適用于淺層勘查，對于深度、范圍較大的勘查工作，無法保證勘查結果的準確性。因此，該方法也一直比較適用于淺層勘查區(qū)域。③電阻率法，該方法在應用中的勘查原理在于，金屬礦區(qū)中的礦物可作為導體進行使用，其電阻率相對較低，但是采空區(qū)內電阻率相對較高，根據(jù)電阻率反饋情況可以對礦區(qū)實際分布情況進行了解，以得到準確的評估數(shù)據(jù)。

2.3 力學勘查技術

在地質勘查活動中，力學勘查技術也具備了良好的應用價值。該勘查技術在應用中的原理在于，不同地質條件下地層力學參數(shù)存在一些不同，利用信息技術對這些數(shù)據(jù)進行整理，從而得到可靠地分析結果，確定金屬礦產(chǎn)的分布情況和分布范圍。在數(shù)據(jù)分析過程中，需要對水文地質進行科學化分析，內容包括地下水分布情況、分布規(guī)律、巖土性質等，根據(jù)這些反饋數(shù)據(jù)可以對目前地質分布情況進行梳理，從而為后續(xù)工作的有序進行奠定基礎。該技術在具體應用中，應注意以下幾點：第一，做好礦山已有資料整理，根據(jù)整理結果在合適位置布置力學參數(shù)勘查點，利用相關儀器對該位置的相應參數(shù)進行獲取。第二，做好礦山相應參數(shù)的整理工作，在確定其準確性、重復性之后，繪制相應的波動曲線，根據(jù)曲線反饋結果來判斷金屬礦山存儲礦產(chǎn)資源的情況，以便后續(xù)開發(fā)計劃的順利擬定。

2.4 坑內鉆探技術

除上述提到的勘查技術外，在金屬礦山勘查活動中，也會使用到坑內鉆探技術。該技術在應用中的原理在于，借助鉆機獲取地質樣本，隨后利用儀器來對這些樣本性質進行分析，根據(jù)所得分析結果來判斷金屬礦產(chǎn)位置、范圍、分布情況，從而為后續(xù)相關工作的開展奠定基礎。在該技術具體實踐中，應遵循以下應用步驟：第一，做好鉆孔的分布工作，根據(jù)獲取資料選擇恰當位置來布置鉆孔，而鉆機設備多選用金剛石鉆機，從而順利到達指定深度，獲取相應的鉆探樣本。第二，對鉆探樣本理化參數(shù)進行檢測，根據(jù)得到的反饋數(shù)據(jù)逐步確定礦產(chǎn)分布范圍、礦產(chǎn)厚度等參數(shù)，也為后續(xù)開采計劃的擬定提供參考。該勘查技術在應用中可以確保礦體形態(tài)不被破壞，并且在應用中也具備了良好的工作效率，但是勘查精度相對較低，會結合其他勘查技術一起使用，以得到準確的勘查數(shù)據(jù)。

3 金屬礦山地質勘查災害防治措施

3.1 提升地質勘查能力

通過提升地質勘查能力，能夠獲取更加準確的勘查數(shù)據(jù)，為后續(xù)相關工作的順利推進奠定良好基礎。從實際應用情況來看，應注意以下內容：第一，在金屬礦山開采活動開始前，需要做好相應的準備工作，即采取可靠勘查技術來獲取完整礦山勘查數(shù)據(jù)。例如，目前使用較多的3S技術，在勘查災害防治中具備了良好的使用價值。具體應用時會借助GPS技術科學預測地質發(fā)生地點；利用GIS技術科學分析礦山地質災害潛在威脅、預測危害發(fā)生情況；利用RS技術能夠獲取實時開采數(shù)據(jù)，起到監(jiān)控開采進度的作用。第二，在礦山開采過程中，也需要做好及時勘查和監(jiān)控工作，獲取時效性較高的勘查數(shù)據(jù)，這樣也可以為地質災害問題進行客觀預測，并且根據(jù)獲取數(shù)據(jù)來擬定針對性防控措施，以此來提高所整理數(shù)據(jù)的合理性。第三，針對不同類型的地質災害，也需要擬定相匹配的災害預防措施，并且在自然災害問題發(fā)生后也會及時啟動緊急預案，以此來提升金屬礦山生產(chǎn)災害的防治能力，提高金屬礦山生產(chǎn)過程的安全性。

3.2 完善環(huán)境保護體系

通過完善環(huán)境保護體系，可以降低金屬礦山生產(chǎn)過程中帶來的負面影響，促進金屬礦山經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。從實際應用情況來看，應注意以下內容：①根據(jù)實際情況來搭建統(tǒng)一的行業(yè)管理體系，管理體系中會對整個勘查過程進行細化，明確具體的勘查要求、勘查標準、數(shù)據(jù)整理要求等，從而為相關活動的展開提供參考。②礦山開采活動屬于非常復雜的工程項目，參與金屬礦山開采活動的施工方都需要具備相應資質，而且也需具備相應操作證書，適當提高礦山開采團隊的審核門檻，以此來加快相關工作的開展進度，提高礦山開采活動的利用價值。③在環(huán)境保護體系完成擬定后，也需要做好相應的宣導工作，要求所有施工方都需要嚴格遵守制度要求來開展工作，并且對于出現(xiàn)的違法行為，也需要利用懲處體系對其進行處罰，適當提高項目的違法成本，加快采礦活動的規(guī)范速度。④在環(huán)境保護體系的應用中，也需要做好反饋資料的整理工作，從中篩選出有價值數(shù)據(jù)補充到體系當中，從而提高體系內容的合理性，滿足相應的使用要求。

3.3 組建高水平管理隊伍

通過組建高水平管理隊伍，能夠提高相應措施的落實效果，為礦山開采活動的有序推進奠定基礎。從實際應用情況來看，應注意以下內容：①根據(jù)實際情況來組建可靠的管理隊伍，在對管理隊伍成員進行篩選時，會利用信息技術來建立綜合評價體系，對責任心、專業(yè)能力、學習能力等指標進行量化分析，根據(jù)量化分析結果來篩選高水平人才，從而組建高水平的管理隊伍。②在管理隊伍日常工作中，也需要做好能力培訓工作，所擬定的培訓課程也需具備針對性，內容包括理論知識、技術知識、安全知識等，不同類型人員的培訓重點存在一定差異，如地質勘查人員在工作中所擬定的培訓課程以勘查知識、理論知識、安全知識、技術知識等；普通施工人員的培訓內容圍繞施工要點、安全要點等內容展開。在培訓工作結束后也需要做好相應的能力測試，所得測試結果一方面，可以作為培訓體系的完善提供參考；另一方面，能夠將其和個人績效考核體系關聯(lián)在一起，以提高參訓人員的重視度，提高管理團隊的綜合水平。

3.4 加大科研成本支出

通過加大科研成本支出，能夠提高勘查災害防治效果，發(fā)揮科學技術的應用價值。根據(jù)以往應用經(jīng)驗可以得知，科學技術在勘查災害防治活動中，起到了非常重要的指導作用。因此在后續(xù)發(fā)展過程中，也需要做好科研成本支出，促進科研技術的創(chuàng)新發(fā)展。從實踐情況來看，第一，國家需要及時出臺相關政策，對于參與到科研創(chuàng)新的企業(yè)，給予政策或財政上的補貼，這樣也可以提高企業(yè)參與創(chuàng)新的積極性，形成加快勘查技術開發(fā)速度的新技術。第二，企業(yè)間也需要做好合作工作，做好信息共享工作，這樣也可以避免開發(fā)重復的問題，而且多個企業(yè)的共同參與也可以提供更多的資源，這樣也可以加快技術的開發(fā)速度，不斷革新礦區(qū)勘查技術。第三，在地質勘查技術更新之后，也需要及時對相關人員進行專業(yè)培訓，使其可以對科研技術進行充分應用。而且在工作中也需要做好人才引入力度，不斷完善人才引進政策，從而為地質勘查活動的有序展開奠定良好基礎[1]。

3.5 建立自動化系統(tǒng)

通過建立自動化系統(tǒng)，可以加快勘查工作的開展速度，為勘查災害防治活動的展開奠定基礎。實踐情況來看，第一，需做好自動化技術、技術設備的合理融合，并以此為基礎來搭建相應的自動化系統(tǒng)，細化系統(tǒng)工作過程的相關內容，提高自動化系統(tǒng)工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，可以快速、高效的獲取勘查數(shù)據(jù)。第二，自動化系統(tǒng)在工作中，也需要做好更新工作，所需要更新的內容包括應用設備、軟件技術等，為加快系統(tǒng)的更新速度，企業(yè)間也需要做好合作工作，做好信息共享工作，這樣也可以提高信息資源的利用價值，不斷完善自動化系統(tǒng)[2]。第三，自動化系統(tǒng)在應用中，也需要做好專業(yè)能力人員的儲備工作，加強相關人員的培訓工作，使其可以對自動化系統(tǒng)應用優(yōu)勢進行充分應用，從而為地質勘查活動的有序展開奠定良好基礎。

3.6 制定可靠治理措施

3.6.1 高邊坡治理

在金屬礦山的開采活動中，在下挖荷載和風化作用的持續(xù)影響下，也會影響到高邊坡施工穩(wěn)定性，導致高邊坡失穩(wěn)問題。在具體實踐中，應注意以下內容：第一，在開挖過程中，利用臺階法進行作業(yè)，單次臺階的開挖寬度為3.0m，而所設置臺階的高度會控制在10m～15m，而且在臺階法施工中，會將邊坡的坡度控制在50°以內，以滿足相應的使用要求。第二，在臺階外側的施工中，會利用漿砌塊石在合適位置布設擋土埂，并且根據(jù)實際情況，在距離邊坡底部10cm的位置來建立排水設施，通常情況下會將5m～10m作為排水孔設置間隔。第三，等待所有工作完成后，會在上方進行覆土作業(yè)，覆土的厚度需控制在30cm左右，而且在對植被進行種植時，需要選擇合適方向來種植植物，利用植被起到固定邊坡的作用。第四，在高邊坡后緣5m～10m位置，也需要根據(jù)地形波動條件來合理設置截水溝，同時需要在合適位置布設防護網(wǎng)，起到良好的防護效果[3]。

3.6.2 廢渣堆治理

在金屬礦山開發(fā)過程中，也需要做好廢渣堆治理工作?；谝酝鳂I(yè)經(jīng)驗可以得知，廢渣堆主要以碎石土為主，而且開發(fā)過程中的堆積坡度較大，坡度也會超過40°，在降雨、振動作用下也會導致垮塌問題。針對此類問題，也會使用臺階法進行處理，從而將其坡度控制在30°以下，合理控制臺階寬度，高度參數(shù)也需控制在合理范圍內，搭配著漿砌塊石來提高渣堆的穩(wěn)固性[4]。另外，在完成渣堆治理工作后，還需要在渣堆表面覆蓋30cm的覆土，并利用排水溝來減少水分對渣堆穩(wěn)定性的影響。

3.6.3 礦柱回采治理

在實際應用中也需要做好礦柱回采治理工作，在具體實踐中，第一，針對底板和頂板穩(wěn)固性較強的金屬礦山，在開采時會根據(jù)實際情況選擇淺孔開采、落礦開采、深孔爆破開采等方法，在確保開采效率的同時，提高開采環(huán)境的安全性。第二，金屬礦山的地表位置，不允許出現(xiàn)塌陷問題，而且在對問題進行治理時，會使用向上水平充填法來進行處理，在具體作業(yè)過程中，水泥漿會選擇一次注入的方式進行處理，并且在中間柱兩層與三層的注入施工時，也會利用普通充填法進行處理。第三，崩落法在鎢礦、錫礦、鉛鋅礦等礦體中也得到了良好應用，此時也需要做好相應結構的加固處理，以此來提高作業(yè)結果的合理性[5]。

4 結語

綜上所述，提升地質勘查能力，能夠獲取更加準確的勘查數(shù)據(jù)，完善環(huán)境保護體系，可以降低金屬礦山生產(chǎn)過程中帶來的負面影響，組建高水平管理隊伍，能夠提高相應措施的落實效果，加大科研成本支出，能夠提高勘查災害防治效果，建立自動化系統(tǒng)，可以加快勘查工作的開展速度。根據(jù)金屬礦山地質勘查數(shù)據(jù)，來擬定可靠的勘查災害防治措施，對于加快金屬礦山地質勘查速度，提高金屬礦山開采環(huán)境安全性有著積極意義。