矿山地质勘查与采矿工作中应注意问题

孙 修

（山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿，山东 莱州 261441）

矿山地质与采矿工程相互之间存在非常大的影响。矿山的地质情况决定了采矿工程中开采技术的选用以及对采矿工程中的意外情况的提前预防手段，而采矿工程的运行会对土地资源进行占用和破坏，开采废弃物还会对矿山地质产生污染，破坏矿山地质的生态环境。在矿石开采前，对矿山地质进行充分地勘测非常重要和必要。只有充分掌握了矿山地质中的岩溶构造、矿石特征、地矿体布局形态等情况，才能制定出科学的、准确的、有针对性的开采计划，确保开采作业的顺利进行。整个开采过程中，开采作业与矿山地质在持续不断的相互影响，因此，矿山开采过程中应根据开采作业的进度不断的进行地质勘查工作，将矿山地质勘查工作贯穿整个矿山开采作业过程的始终。

1 矿山地质勘查以及采矿工作的基本含义

矿山地质勘查工作主要包括地质编录、生产取样、二次圈矿等勘查环节。矿山地质勘查根据开采环境的不同分为两种，一种是针对露天开采矿山的矿山地质勘查，这种主要是利用探槽、钻探、潜孔钻或穿孔机进行地质勘查；另一种是针对地下开采矿山进行的矿山地质勘查，这种主要利用的是坑道勘探技术。矿山地质勘查工作应具有前瞻性，根据企业的发展规划提前制定勘查计划，确保矿山开采工作的顺利进行和企业的利润实现。

不同的矿石开采技术影响着开采作业的厚度。在对矿山的矿产资源进行估算时，应将已完成开拓的矿山和未开拓的矿山区分开来，分别根据情况采用不同的适用计算方式。我国的地质勘查工作经过多年发展，已经获得了不小的成效，为矿山开采提供了很多支持，但由于矿产资源的不可再生性，以及矿山开采带来的一系列对生态环境的破坏，还有一些问题有待进一步的解决。只有在详细准确的矿山地质信息的支持下制定科学的采矿规划，才能实现矿产资源的高效利用和生态环境的保护。

2 矿山地质资源勘查的概述

2.1 矿山地质资源勘查的重要性

矿山地质资源勘查涉及众多不同的学科，工作内容繁多、技术专业复杂。随着社会的全面飞速发展，许多高科技的技术与设备被引进到矿山地质勘查与找矿工作当中，这不仅提高了矿山地质资源勘查工作的准确性，还大大缩短了地质资源勘查工作所耗费的时间，工作效率有了很大提高。虽然我国地大物博，资源总量丰富，但人均占有量很低，部分本就稀缺的资源需要依赖进口才能满足国内的社会需求。因此，我们需要对国内的矿山资源进行全面的地质资源勘查，并在此过程中不断对地质勘查及找矿技术进行改良和革新，为采矿工作提供更为精准的矿山地质数据支持，以便采矿企业制定出更为安全、科学、高效的采矿方案计划，提高我国的矿产资源利用率、减少矿山开采对生态环境的破坏，满足社会对矿产资源及其制品需求的同时，也实现人与自然和谐共处及企业的可持续发展。

2.2 矿山地质资源勘查的现状

我国的矿产资源分布十分广泛，这就导致矿山地质勘查工作的面非常广、工作量非常大，很容易出现遗漏或是重复性工作。因此，在进行矿山地质勘查工作前必须确定明确的勘查目标，及时与矿山所在地联系确认相关信息，做好勘查前的准备工作，为后续的矿山地质勘查工作规划做好铺垫。由于我国部分稀缺资源的市场需求还存在较大的缺口，所以我们更应该将矿山地质资源勘查与找矿工作深入化，在技术上不断创新，加强对深层地质资源的勘查，为工矿企业开发深层矿产资源提供有力支持。目前比较常用的矿山地质勘查技术主要有四种：一是利用瞬变电磁对金属矿类与周围物体的反应差异对比来找矿的瞬变电磁法，二是利用构建数据模型来找矿的BIM智慧矿山技术，三是利用超高频电磁波探测地下介质分布的地质雷达技术，四是借助遥感图像和地质图的坐标系统展示地质情况的遥感技术。四种主流技术适用不用的矿山地质情况，企业应就结合矿山地质勘查的结果合理选用。

2.3 矿山地质勘查工作的特点

（1）矿山地质勘查工作具有很强的不确定性。地壳形成的过程非常复杂而漫长，这就注定了地质矿产资源作为存在于地壳中的自然资源在数量、质量及成分组成等方面情况都非常复杂，因此，对矿山地质资源的勘查工作中存在着很多不确定因素，这会致使矿山地质勘查过程中出现一些不操控的问题发生，对后续采矿作业的安全产生很大的威胁，也会对矿山开采的经济效益和生态环境产生一定影响。因此，矿山地质资源勘查与找矿作业开展前应制定科学的勘查计划，作业中应采取层层递进的方式逐渐有序展开，根据作业的进度和需要科学调用相应技术和设备，尽可能地提高矿山地质勘查工作的准确性、降低不确定因素对勘查工作的负面影响，减少勘查报告与实际情况之间的差异。

（2）矿山地质勘查与找矿工作最大的特点就是高投资、高收益。矿山在开采之前之所以需要进行全面的勘查，最主要原因就是矿山的地质情况非常复杂，其中包含着很多未知因素，在保证安全的情况下对矿山地质进行有效全面的勘查，除了需要提前制定科学的勘查计划外，还对技术的专业性、设备的高效性有很高的要求，否则，哪怕是矿山地质勘查工作效率及准确性因此而受到的微小影响，也可能会对矿山开采作业产生很大的影响，导致开采工作的效率及经济效益达不到预期，甚至可能会导致没有提前做好安全防范工作而引起安全事故或发生人为自然灾害。因此，在实际的勘查与找矿工作中必须要有全局观，万万不可为了降低勘查成本而在勘查与找矿工作中忽视细节工作导致因小失大，确保勘查规划、勘查作业、勘查报告等各个环节细致全面，将勘查报告与矿山实地情况之间的误差降到最低，确保后续的采矿作业能够顺利进行并获得不低于预期的经济效益，推进矿产行业的健康、绿色、长远发展。

3 矿山地质勘查对采矿工作的影响

3.1 矿山地质勘查可以确保采矿作业更安全高效

在采矿作业的过程中会对地表不断的进行开采和挖掘，会一定程度上改变地质结构，增加发生事故和人为自然灾害的可能性，因此，采矿产作业开始之前，必须对目标矿山的地质进行全面充分的勘查，清楚掌握矿山的矿层、围岩分界、矿岩特征以及产状情况，对采矿作业对地质的影响做出预测，以便提前做好相应的应对措施，降低事故及人为自然灾害发生的概率，确保采矿作业的安全进行。同时，矿山地质勘查中的地质编曲录环节可以给采矿作业的规划设计工作提供数据支持，以便采矿作业计划进选用最佳作业技术手段，提高采矿作业的效率、降低环境污染、确保安全生产。

3.2 储量估算影响采矿工程项目投资规模

矿产资源储量是衡量一个矿山价值的重要指标，决定了矿山开发过程中企业投资的多少及矿山开采计划的制定，因此准确的估算矿产资源的储量非常重要。矿山地质勘查作业中对矿石储存数量的预算和结算就是对矿产资源储量进行动态估算的重要环节。随着矿山的不断被开采，矿产资源的储量也随之变化，及时、准确的预算和结算工作可以为矿山开采作业提供最新的工作参考，方便后续的开采工作的进行和改进。对矿产资源的储量应从垂向和平面两个方向进行全面估算，根据矿山的实地情况，利用现代化的设备和先进的计算方法计算块段面积，尽量做到准确估算矿山矿产资源的储量，给工矿企业的投资开发提供数据参考，以确认矿山开发的可操作性。

3.3 矿体探寻勘查有助于矿产行业的长远发展

社会的不断发展进步对矿产资源的消耗也持续增长，而矿产作为不可再生资源，会随着开采次数的不断增加而不断减少甚至枯竭，能源危机不断加深。而矿山地质勘查工作经过不断的发展，作业技术日益进步，设备功能也不断的完善和提高，物探、钻探技术和井下开采技术使矿山勘查的工作内容也逐渐从地表不断深入地层深处，实现了对盲段区域的勘查、隐伏矿体的探寻、矿产资源的扩大探寻等。这些勘查工作可以对未知区域矿产资源进行有效探查，一定程度上扩大了可开采矿产资源的总储量，可以缓解由于不可再生资源消耗增速和可再生资源开发不足导致的资源危机，确保工矿行业的长远发展。

3.4 矿山地质数据图件可以给采矿作业提供依据

根据矿山地质勘查工作中编录的数据可以形成矿山地质图件，这是各种地质现象的图像和符号化表现形式，可以反映矿山地质特征、成矿规律等，是矿山地质工作中需要的重要文献。对矿山研究和采矿作业都有着非常重要的参考和辅助作用。

3.5 矿山地质勘查可以减少采矿作业带来的生态环境破坏

不重视矿山地质勘查而直接进行的粗放型采矿作业往往开采效率比较低，容易造成过度开采，不仅经济收益有限，还会严重破坏生态环境。过度的地下矿石开采作业会对地下岩层产生破坏，改变岩体压力，破坏岩体平衡，使岩体出现断裂、冒落和地层移动变形。岩体压力平衡改变造成的影响延伸到地表，就会使矿区产生比生产区更大的下沉盆地，甚至引起地面下沉开裂或变形，容易发生滑坡、泥石流和崩塌等人为地质灾害。

过度的地下矿石开采作业中大量的爆破工程以及各种钻、凿、切作业会产生很多有害废气及粉尘，对空气造成污染，加剧温室效应和城市热岛效应，也可能会形成酸雨，对局部地区的植被等造成破坏。矿山开采作业中产生的含有多种重金属、酸及其他有害有机质的废水会通过地表渗透到地下水中，影响地下水的水质，而地下水通过参与生态循环会使这些有害物质的污染范围不断扩大，造成整个生态环境中的土壤、水体、动植物平衡被破坏，人类的生存环境受到威胁。矿山开采过程中产生的大量废石不仅会占用土地，还会析出重金属，对占用土地产生污染，不能耕种。此外，由于地质情况的复杂性，采矿作业还可能会将地层深处含有放射性元素的物质采掘出来，危害人体健康和生态环境。

科学合理的矿山地质勘查工作可以给矿山工作提供详实的地质资料，方便采矿作业能根据实地情况选择最佳的采掘技术方法，避免盲目开采造成的环境污染和资源浪费，减少采矿作业对岩体的不合理破坏，降低人为地质灾害发生的可能性，同时对可能存在的安全问题提前做好应对准备工作，提高整个采矿作业的可控性，确保工矿企业经济效益实现的同时，也使环境污染降到最低，实现人与自然的和谐共处与共同发展。

4 采矿工作中应注意问题

随着我国经济社会的不断发展，对采矿工程的效率与质量要求也显著提高，其中一个主要原因就是矿产资源的需求量明显提升，资源利用率要求也更加严格，这样不但能确保资源的持续稳定供应，同时也能使资源的使用量得到有效节约，避免对生态环境造成过大的污染和破坏。因此，在采矿过程总，限制采矿工程发展的一大主要问题就是采矿环境的越发复杂化，在采矿之前没有做好实地调查工作，所采用的开采技术也比较落后。通过实地调查发现，采矿技术灵活性和先进性的不足是致使现阶段我国采矿工程止步不前的关键因素，要促进采矿工程的深入发展，就必须针对现存的各种不安全技术因素进行全方位、深入性分析。具体来说，我国当前井下矿产开采工作中应注意问题有下列几个方面。

4.1 勘探技术因素

井下采矿过程中必不可少的一项技术就是勘探技术，在实际应用勘探技术的时候，存在一大主要问题就是勘探设备数量不足，设备先进性水平也有待提升，且勘探方案中涉及到的内容极为有限，我国在采矿工程勘探上取得的研究成果也还比较少，大多数采矿工程的施工人员都不是很重视勘探环节的工作，这就导致勘探技术的作用无法得到充分发挥，对开采环境的调查也不够全面，得到的基本信息过于片面，所制定的施工方案和计划采用的施工技术缺乏合理性，存在方方面面的技术漏洞。与此同时，一些勘探人员的综合素质与能力也显得极为匮乏，在操作勘探设备的时候常常出现各种失误或者不按规范操作的情况，导致勘探结果的精准性显著降低，得到的数据并不具备科学性和实用性，这对后续相关工作的进行也带来了一定的阻碍。勘探技术不达标以及技术更新的不及时，是导致我国井下开采工程无法得到进一步发展的主要原因，也是引发采矿工程安全风险的关键技术因素。

4.2 采矿技术因素

井下矿产开采工程施工中不可忽视的一大技术就是采矿技术，采矿过程中涉及到的各类技术可统称为采矿技术，实地调查研究发展，我国采矿工程中面临的所有不安全技术因素里最为显著的一项就是采矿技术，其主要表现在爆破技术的运用过程中，一些施工人员由于缺乏专业能力或实践经验，可能在爆破范围、爆破时间的掌握上不够到位，也没有及时调整炸药的使用量以及炮眼的具体数量，这就致使爆破工作的危险系数明显增高，一旦受到气压和气流的影响，就可能面临人员大量伤亡的情况。凿岩技术的使用也会带来一定的安全风险，但和爆破技术相比，其存在的不安全因素要少一些，从以往的工程实践来看，凿岩技术应用中致使安全风险增大的情况主要表现为凿岩的方向不正确，不但未及时发现矿产资源，反而存在漏水等状况，进而增大地下采矿的危险系数。

4.3 运输技术因素

矿产开采工程中还要注意运输技术。具体来说，运输技术问题主要表现在运输方式和运输途径方面，如井下弯道的曲率半径与实际情况不相符等，矿产开采完工以后，需要对其进行运输，井下通常需要设置距离较长的运输通道，通道的拐弯部位就是我们所说的弯道，这一弯道的幅度主要是由曲率半径所决定的，但很多人员在进行弯道曲率半径设计的时候都没有充分考虑到现阶段的具体情况，没有严格按照实际的要求加以更改，有的是因为技术有限，有的则是因为采矿团队的态度不够认真严谨，对此项工作的重视度不够。曲率半径和具体地段不够契合会致使矿产在实际运输的时候发生断绳现象的几率增高，进而对运输的持续性开展造成阻碍，同时也会使运输的效率显著降低，最终直接影响到整个采矿工程的开展质量。

4.4 井巷工程的施工

在采矿工程施工过程中，相关人员在开展中部车场设计和施工工作时，一般需要用到单道起坡的施工模式，保证中部车场的施工能根据施工计划开展，从而节约工程施工成本，使其能始终保持安全稳定的运行状态，防止矿车在道岔运输途中发生倒翻等问题。另外，还要尽可能减少车场弯道行进路线，确保车场具备直线行驶的条件，进而为电机车司机提供良好的视野，以免其由于在行进过程中无法看到足够远的地方而引发安全问题。

4.5 巷道开拓施工

在实际开展井下巷道开拓施工工作时，工作人员必须结合巷道开拓中可能遇到的不安全技术隐患采取适当的解决措施，如对施工方案加以改进和优化，使其和当前的工程施工条件相契合，从而最大化提升矿产采矿工作的施工成效。对于下部车场轨道的施工，应尽可能保证双轨之间的安全间隙处于 1.4 m 左右，这样才能保证运输车始终处于正常有序的运行状况，防止出现人员伤亡等问题。针对巷道设计和施工过程中经常出现的高度偏低的问题，设计者必须结合具体的采矿需要合理确定墙高。与此同时，考虑到巷道中线与腰线在实际施工的时候经常会遇到和偏离规定位置的情况，所以，在每间隔30～50m的距离上，应开展一次中线和腰线的测量工作，一旦发现其偏离了标准位置，必须第一时间加以纠正，这样才能为施工质量提供切实保障。

4.6 井下采矿施工

施工人员在进行井下矿产开采时，为了保证其安全质量，最为首要的一步就是必须充分考虑到矿产开采过程中可能遇到的不安全因素，之后再进一步分析这些因素对井下施工带来的具体影响，在保证安全的前提下开展采矿施工工作。比如，在三角带矿柱塌陷不安全因素之中，设计者应提前对矿井进行全方位深入考察，确保切眼开口、方向及其相关参数指标都能满足我国现行的相关标准和规范，这样才能防止矿柱发生坍塌事故，为井下施工人员的生命安全提供坚实的保障。

5 结语

矿山地质条件与矿山开发之间相互影响、互相关联。矿山地质条件决定了矿山开发的投资规模、采用的开采技术等，而矿山的开采也会对矿山地质产生破坏。要提高矿山开采工作的作业效率、保证工矿企业的利润实现、减少对生态环境的破坏，就必须在开采之前做好全面充分的矿山地质的勘查工作，避免采矿工程的盲目性，有的放矢才能保证采矿企业的可持续发展。