新形势下地质矿产勘查及绿色开采技术创新初探

闫博华

（湖南省煤田地质局第三勘探队，湖南 永州 425000）

新形势是指经济和技术都在快速进步，在这种形势下，人类对不同资源的实际需求量日益增加，尤其是矿产资源。对此，为加快经济增长，需要对地质矿产勘查给予更高的重视度，寻求更为先进与合理的技术，提高资源开发及利用水平。

1 新形势下地质矿产勘查

1.1 新形势下矿产普查

对于矿产勘查，包括矿床普查和矿床勘探。其中，矿床普查指的是在区域内按照既定精度要求实施找矿，具体可分成概查与详查，一般情况下，矿床普查可以和地质制图一同开展，也可将已知矿点作为对象通过检查实现专业性找矿。对找矿而言，是一项综合性工作，寻找区域内存在的所有矿产资源，同时对其质量和经济意义等进行判断及评价；此外还要对资源产生原因与具体分布规律实施处理，为后续工作的开展提供意见。当然，找矿工作也可以是专门针对某种特定矿。找矿要解决的问题是确定找矿类型、明确找矿方向和采取合适的找矿方法。因矿床形成，特别是大型与特大型矿床，其形成是地质演化时十分特定且稀有的事件，只有具备所有有利条件施才能形成，基于此，找到矿床的具体位置本身就是一件特别困难的工作。可以说，找矿等同于大海捞针。从另外一个角度讲，矿床形成都和地质异常存在一定关联，矿床实际分布存在一定规律性，由此一来，找矿就相当于对可能成矿的所有地质异常及矿床分布情况和规律进行的分析与研究。为保证找矿效果，需要以科学的准则为依据，先做好成矿预测，确定对成矿有利的区域，然后不断减小找矿靶区，以此提高找矿准确率。

1.2 新形势下矿床勘探

矿床勘探是指在找到矿床以后，对具有继续研究价值的对象进行地表与地下揭露，评价矿床具体规模、形态及产状，由此确定具体的开采技术，简单来说就是对矿床所具有的工业远景进行综合评价。该工作的本质实际上属于评价，所以可将其称作勘探或者是初步勘探。如果评价勘探工作取得了正面的结果，则说明该矿床具备一定开采价值，同时在初步认识了矿床基本开发规模后，方可以实际需要为依据对其开展详细勘探，由此明确矿石的质量与类型，并能对矿石或者是有使用价值的组分的实际储量进行计算，掌握开采技术条件，为之后的开采设计工作提供可靠资料，也为初期开采工作提供准确储量信息，这一阶段的工作实际上就是工业勘探，也可将其称作详细勘探[1]。

2 新形势下绿色开采技术创新

在过去，矿产开采除了要占用很多土地资源，还会产生很多有害气体，进而对地下水造成污染与破坏，对矿区所在地区的环境所造成的污染更加严重。因此，在当前这个新形势下，绿色开采尤为重要。当前的绿色开采，由于还处在刚起步的阶段，所以还有一定的发展、创新及改进空间，绿色开采主要包含以下几个方面。

2.1 保水开采

即在矿产资源开采过程中采取有效措施保护地下水资源，并能对矿井实现资源化利用。

（1）降低导水断裂带实际高度，采用目前国内外比较流行的“三步”开采技术（图1），或引起其它特殊开采技术，将对顶板岩层造成的破坏减至最小，防止导水断裂带对水体造成影响。可实现降低断裂带高度的具体方法包括以下几种：其一，充填开采（图2）；其二，条带开采；其三，分层开采；其四，协调开采；其五，限厚开采；其六，覆岩离层注浆。

（2）将底板加固作为核心的保水开采。当资源层的底板有岩溶水与承压水存在时，可采用该开采技术实现保水，这项技术目前取得了很大的进步和发展。对工作面底板采用注浆的方法强化，这样能在减小底板渗透性的同时，增强其抗压性，进而在实现封堵的基础上达到预期的加固目标[2]。

（3）对于浅埋资源层，可采用长壁工作面实现保水开采，这是一项我国自主研发的保水开采技术，将这项技术用于浅埋的资源层，可实现对水资源的有效保护。以地质测量结果为依据，先确定具体的开采面，然后使用长度不少于200m的工作面；在此基础上，采用强度不低于8000kN的液压支架提供支撑，并选择适宜的其它配套设备，使工作面实际日推进速度不低于15m；另外，在开切眼周围10m～50m的区域内进行局部充填与降低开采高度，这样能减少或避免贯通裂缝的产生，避免基岩产生整体破坏。

（4）通过对防水煤柱的留设也能实现保水开采，但这需要留设很多的煤柱，难免造成资源的损失和浪费。通过大量的实践可知，在冲积层厚度较大与埋藏深度较浅的情况下，在煤层开采时对采空区予以及时有效的充填，能减少工作面支承压力，防止顶板岩层发生破坏，避免导水裂缝带产生和发育，而且还能起到避免地表下沉的作用，达到和留设防水煤柱基本相同的效果，防止资源损失和浪费。

图1 新“三步”开采技术

图2 充填开采

2.2 共采技术

是指将煤炭与煤炭层中存在的瓦斯均视作矿井资源来开采，同时对两种或更多类型的资源进行开采。这对我国瓦斯赋存角度的地区而言具有重要作用和意义。对于煤层气的开采，它必然和煤炭开采有很大不同，现阶段常用方法包括采前预抽和卸压轴采。

2.3 减沉开采

是指减少由于矿产资源开采产生的地表沉陷，用于保护宝贵的土地资源和地面上的既有建筑。目前常用的减沉开采技术有条带开采和充填开采等。

2.4 矸石减排

即减少矸石实际排放量，避免矸石大量堆积，此外还包括对地下气化进行的分析和研究，在我国还处在试验的阶段当中。

2.5 水土流失防治

在矿山建设与矿产资源开采中，由于对地表植被进行大规模砍伐，所以很容易引发水土流失。因此，水土流失防治也是绿色开采的一项重要内容，具体要注意以下几点：首先要尽可能减少或避免植被砍伐，并在坡地修筑梯田或开沟筑埂，通过大量的植树造林，保证水分足够深入，避免产生雨水冲刷；其次，在沟谷的沟头处拦截地表水，避免沟壑进一步发育，在沟坡处植树造林，避免雨水冲刷，在沟底建设淤地坝，将洪水和泥沙都拦截在坝内；最后则要做好全面规划，保证造林和耕作的科学性及合理性，采取有效措施提高地面粗糙度与植被覆盖率，通过对小流域实施的综合整治，严控水土流失，并实现对生态环境的有效改善。在建设并开发矿区的过程中，必须注重生态建设，采用生态措施与工程措施相结合的方案，避免水土流失现象的发生。

3 结论

（1）新形势下矿产地质勘查主要包含矿床普查和矿床勘探两部分。

（2）新形势下的矿产地质勘查应严格遵循因地制宜、循序渐进、全面研究、综合评价、经济合理等基本原则。

（3）新形势下的绿色开采技术体系包括保水开采、共采技术、减沉开采、矸石减排和水土流失防治。