金属矿山地质勘查和勘查灾害防治研究

李 准

（安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司，安徽 合肥 231202）

社会经济的快速发展离不开各类金属资源的支持，资源供给的充足性和持续性，也将影响到社会发展速度。金属矿山开采活动会给周边地质环境带来一定影响，增加了地质灾害的发生概率，威胁到居民的生命财产安全。因此，在金属矿山开采活动中，也需做好地质勘查工作，根据获取的勘查资料来优化矿山开采计划，拟定地质灾害预防和处理措施，对于促进我国矿业经济健康发展有着积极意义。

1 金属矿山地质勘查内容

1.1 寻找接替资源

开展金属矿山地质勘查工作，寻找接替资源属于非常重要的工作内容。总结以往开采经验可以得知，矿山资源的形成还伴随着许多衍生物，而这些衍生物也具备了一定的利用价值，通过地质勘查可以获取到准确的勘查数据，科学评估矿山隐藏贡献，为矿山合理开发活动的展开奠定基础。而且根据获取到的相关资料，也可以对矿产资源存储量进行科学预测，而且在深部研究的情况下，也能够顺利确定可开采储量和地质储量，从而为接替资源的发掘工作提供突破点，以实现金属矿山经济效益的最大化。

1.2 矿山生产勘查

大部分金属矿产资源都位于地表深处，并且资源的形成比较复杂，呈现不规律分布的状态。在金属矿山勘查活动中，根据获取到的应用数据能够更加精准的定位矿床位置，这也为开采活动的展开创造了必要的技术条件。同时根据获取数据也可以减少贫化损失，有利于在矿山开采和生产的过程中选取合理科学的采矿手段。并且在金属矿山勘查活动中，也需要做好资源储备量级数据的整理工作，同时根据已有数据也可以对矿山服务年限进行科学预测与规划，以此来提升矿山资源的综合效益。另外，在生产勘查活动中做好补充勘探工作，也可以对外围和矿区深部数据进行深入挖掘，以此来提升潜在资源储备量，促进矿山生产活动的有序进行。

1.3 共伴生矿和尾矿勘查

根据得到的勘查数据，也可以对共伴生矿和尾矿的储备情况进行科学预估，而且在工作过程中，也可以借助高效勘查技术，对于低品位铁、锰、铜矿以及伴生镍铬矿储备情况进行客观评估，并且也需要根据实际情况来制定相应法规，参考行业准则来完成可靠的开发计划，过程中也提倡节能减排，从而起到保护矿山环境，提升资源利用效率的作用。另外，根据获取到的相关数据，也可以顺利获取环境破坏情况、影响范围、地质条件等资料，结合具体情况来拟定矿山复垦和环境治理计划，从而形成一套矿山综合治理和环境保护的科学体系，并监督督促矿业企业将治理工作落到实处，以满足矿山开采的相关要求。

2 金属矿山地质勘查技术分析

2.1 微震监测技术

目前，在我国，微震监测技术在金属矿山的应用已经通过了十几年的实践检验，越来越多的矿山企业开始尝试该技术的有效应用。同时，随着技术的广泛应用，该技术的集成效果和技术灵敏度也在不断提高，可以实现监测数据的高效采集，有效识别微地震波的形态，消除环境噪声。其中最重要的是区分不同类型的波形，包括p波和s波。微震监测技术可以实现微震现象的准确判断和有效定位，准确预测地压灾害。随着设备性能的提高，监测技术应用的准确性也会提高。微地震监测技术可以突破以往地面压力监测的局限，如大规模投资等缺陷，可以自动监测金属矿山地表压力变化、深井压力变化，是一种基于数据的智能深井监测方法。

2.2 地球物理勘查技术

从目前的发展情况来看，在勘查活动中，地球物理勘查技术也具备了良好的应用价值。从目前的发展情况来看，常用地球物理勘查技术如下：①瞬变电磁法。该方法在矿石勘查工作中，瞬变电磁法得到有效应用，并且发展得越来越成熟，具有较强的应用效果。对于深度开采工作具有较强的适配性，能为工作带来较高的勘查效率，对于矿区有不可替代的作用。②高密度电阻法。电阻法利用矿山与资源间存在的不同导电性，借助勘查设备对地下情况进行描绘。该方法的弊端比较适用于浅层勘查，对于深度、范围较大的勘查工作，无法保证勘查结果的准确性。因此，该方法也一直比较适用于浅层勘查区域。③电阻率法，该方法在应用中的勘查原理在于，金属矿区中的矿物可作为导体进行使用，其电阻率相对较低，但是采空区内电阻率相对较高，根据电阻率反馈情况可以对矿区实际分布情况进行了解，以得到准确的评估数据。

2.3 力学勘查技术

在地质勘查活动中，力学勘查技术也具备了良好的应用价值。该勘查技术在应用中的原理在于，不同地质条件下地层力学参数存在一些不同，利用信息技术对这些数据进行整理，从而得到可靠地分析结果，确定金属矿产的分布情况和分布范围。在数据分析过程中，需要对水文地质进行科学化分析，内容包括地下水分布情况、分布规律、岩土性质等，根据这些反馈数据可以对目前地质分布情况进行梳理，从而为后续工作的有序进行奠定基础。该技术在具体应用中，应注意以下几点：第一，做好矿山已有资料整理，根据整理结果在合适位置布置力学参数勘查点，利用相关仪器对该位置的相应参数进行获取。第二，做好矿山相应参数的整理工作，在确定其准确性、重复性之后，绘制相应的波动曲线，根据曲线反馈结果来判断金属矿山存储矿产资源的情况，以便后续开发计划的顺利拟定。

2.4 坑内钻探技术

除上述提到的勘查技术外，在金属矿山勘查活动中，也会使用到坑内钻探技术。该技术在应用中的原理在于，借助钻机获取地质样本，随后利用仪器来对这些样本性质进行分析，根据所得分析结果来判断金属矿产位置、范围、分布情况，从而为后续相关工作的开展奠定基础。在该技术具体实践中，应遵循以下应用步骤：第一，做好钻孔的分布工作，根据获取资料选择恰当位置来布置钻孔，而钻机设备多选用金刚石钻机，从而顺利到达指定深度，获取相应的钻探样本。第二，对钻探样本理化参数进行检测，根据得到的反馈数据逐步确定矿产分布范围、矿产厚度等参数，也为后续开采计划的拟定提供参考。该勘查技术在应用中可以确保矿体形态不被破坏，并且在应用中也具备了良好的工作效率，但是勘查精度相对较低，会结合其他勘查技术一起使用，以得到准确的勘查数据。

3 金属矿山地质勘查灾害防治措施

3.1 提升地质勘查能力

通过提升地质勘查能力，能够获取更加准确的勘查数据，为后续相关工作的顺利推进奠定良好基础。从实际应用情况来看，应注意以下内容：第一，在金属矿山开采活动开始前，需要做好相应的准备工作，即采取可靠勘查技术来获取完整矿山勘查数据。例如，目前使用较多的3S技术，在勘查灾害防治中具备了良好的使用价值。具体应用时会借助GPS技术科学预测地质发生地点；利用GIS技术科学分析矿山地质灾害潜在威胁、预测危害发生情况；利用RS技术能够获取实时开采数据，起到监控开采进度的作用。第二，在矿山开采过程中，也需要做好及时勘查和监控工作，获取时效性较高的勘查数据，这样也可以为地质灾害问题进行客观预测，并且根据获取数据来拟定针对性防控措施，以此来提高所整理数据的合理性。第三，针对不同类型的地质灾害，也需要拟定相匹配的灾害预防措施，并且在自然灾害问题发生后也会及时启动紧急预案，以此来提升金属矿山生产灾害的防治能力，提高金属矿山生产过程的安全性。

3.2 完善环境保护体系

通过完善环境保护体系，可以降低金属矿山生产过程中带来的负面影响，促进金属矿山经济的可持续发展。从实际应用情况来看，应注意以下内容：①根据实际情况来搭建统一的行业管理体系，管理体系中会对整个勘查过程进行细化，明确具体的勘查要求、勘查标准、数据整理要求等，从而为相关活动的展开提供参考。②矿山开采活动属于非常复杂的工程项目，参与金属矿山开采活动的施工方都需要具备相应资质，而且也需具备相应操作证书，适当提高矿山开采团队的审核门槛，以此来加快相关工作的开展进度，提高矿山开采活动的利用价值。③在环境保护体系完成拟定后，也需要做好相应的宣导工作，要求所有施工方都需要严格遵守制度要求来开展工作，并且对于出现的违法行为，也需要利用惩处体系对其进行处罚，适当提高项目的违法成本，加快采矿活动的规范速度。④在环境保护体系的应用中，也需要做好反馈资料的整理工作，从中筛选出有价值数据补充到体系当中，从而提高体系内容的合理性，满足相应的使用要求。

3.3 组建高水平管理队伍

通过组建高水平管理队伍，能够提高相应措施的落实效果，为矿山开采活动的有序推进奠定基础。从实际应用情况来看，应注意以下内容：①根据实际情况来组建可靠的管理队伍，在对管理队伍成员进行筛选时，会利用信息技术来建立综合评价体系，对责任心、专业能力、学习能力等指标进行量化分析，根据量化分析结果来筛选高水平人才，从而组建高水平的管理队伍。②在管理队伍日常工作中，也需要做好能力培训工作，所拟定的培训课程也需具备针对性，内容包括理论知识、技术知识、安全知识等，不同类型人员的培训重点存在一定差异，如地质勘查人员在工作中所拟定的培训课程以勘查知识、理论知识、安全知识、技术知识等；普通施工人员的培训内容围绕施工要点、安全要点等内容展开。在培训工作结束后也需要做好相应的能力测试，所得测试结果一方面，可以作为培训体系的完善提供参考；另一方面，能够将其和个人绩效考核体系关联在一起，以提高参训人员的重视度，提高管理团队的综合水平。

3.4 加大科研成本支出

通过加大科研成本支出，能够提高勘查灾害防治效果，发挥科学技术的应用价值。根据以往应用经验可以得知，科学技术在勘查灾害防治活动中，起到了非常重要的指导作用。因此在后续发展过程中，也需要做好科研成本支出，促进科研技术的创新发展。从实践情况来看，第一，国家需要及时出台相关政策，对于参与到科研创新的企业，给予政策或财政上的补贴，这样也可以提高企业参与创新的积极性，形成加快勘查技术开发速度的新技术。第二，企业间也需要做好合作工作，做好信息共享工作，这样也可以避免开发重复的问题，而且多个企业的共同参与也可以提供更多的资源，这样也可以加快技术的开发速度，不断革新矿区勘查技术。第三，在地质勘查技术更新之后，也需要及时对相关人员进行专业培训，使其可以对科研技术进行充分应用。而且在工作中也需要做好人才引入力度，不断完善人才引进政策，从而为地质勘查活动的有序展开奠定良好基础[1]。

3.5 建立自动化系统

通过建立自动化系统，可以加快勘查工作的开展速度，为勘查灾害防治活动的展开奠定基础。实践情况来看，第一，需做好自动化技术、技术设备的合理融合，并以此为基础来搭建相应的自动化系统，细化系统工作过程的相关内容，提高自动化系统工作状态的稳定性，可以快速、高效的获取勘查数据。第二，自动化系统在工作中，也需要做好更新工作，所需要更新的内容包括应用设备、软件技术等，为加快系统的更新速度，企业间也需要做好合作工作，做好信息共享工作，这样也可以提高信息资源的利用价值，不断完善自动化系统[2]。第三，自动化系统在应用中，也需要做好专业能力人员的储备工作，加强相关人员的培训工作，使其可以对自动化系统应用优势进行充分应用，从而为地质勘查活动的有序展开奠定良好基础。

3.6 制定可靠治理措施

3.6.1 高边坡治理

在金属矿山的开采活动中，在下挖荷载和风化作用的持续影响下，也会影响到高边坡施工稳定性，导致高边坡失稳问题。在具体实践中，应注意以下内容：第一，在开挖过程中，利用台阶法进行作业，单次台阶的开挖宽度为3.0m，而所设置台阶的高度会控制在10m～15m，而且在台阶法施工中，会将边坡的坡度控制在50°以内，以满足相应的使用要求。第二，在台阶外侧的施工中，会利用浆砌块石在合适位置布设挡土埂，并且根据实际情况，在距离边坡底部10cm的位置来建立排水设施，通常情况下会将5m～10m作为排水孔设置间隔。第三，等待所有工作完成后，会在上方进行覆土作业，覆土的厚度需控制在30cm左右，而且在对植被进行种植时，需要选择合适方向来种植植物，利用植被起到固定边坡的作用。第四，在高边坡后缘5m～10m位置，也需要根据地形波动条件来合理设置截水沟，同时需要在合适位置布设防护网，起到良好的防护效果[3]。

3.6.2 废渣堆治理

在金属矿山开发过程中，也需要做好废渣堆治理工作。基于以往作业经验可以得知，废渣堆主要以碎石土为主，而且开发过程中的堆积坡度较大，坡度也会超过40°，在降雨、振动作用下也会导致垮塌问题。针对此类问题，也会使用台阶法进行处理，从而将其坡度控制在30°以下，合理控制台阶宽度，高度参数也需控制在合理范围内，搭配着浆砌块石来提高渣堆的稳固性[4]。另外，在完成渣堆治理工作后，还需要在渣堆表面覆盖30cm的覆土，并利用排水沟来减少水分对渣堆稳定性的影响。

3.6.3 矿柱回采治理

在实际应用中也需要做好矿柱回采治理工作，在具体实践中，第一，针对底板和顶板稳固性较强的金属矿山，在开采时会根据实际情况选择浅孔开采、落矿开采、深孔爆破开采等方法，在确保开采效率的同时，提高开采环境的安全性。第二，金属矿山的地表位置，不允许出现塌陷问题，而且在对问题进行治理时，会使用向上水平充填法来进行处理，在具体作业过程中，水泥浆会选择一次注入的方式进行处理，并且在中间柱两层与三层的注入施工时，也会利用普通充填法进行处理。第三，崩落法在钨矿、锡矿、铅锌矿等矿体中也得到了良好应用，此时也需要做好相应结构的加固处理，以此来提高作业结果的合理性[5]。

4 结语

综上所述，提升地质勘查能力，能够获取更加准确的勘查数据，完善环境保护体系，可以降低金属矿山生产过程中带来的负面影响，组建高水平管理队伍，能够提高相应措施的落实效果，加大科研成本支出，能够提高勘查灾害防治效果，建立自动化系统，可以加快勘查工作的开展速度。根据金属矿山地质勘查数据，来拟定可靠的勘查灾害防治措施，对于加快金属矿山地质勘查速度，提高金属矿山开采环境安全性有着积极意义。