矿山开采区工程施工位置选择及工程地质勘察相关问题探析

吴 波

(江西省天久地矿建设工程院,江西 湘潭 335000)

中国境内的资源相当丰富,基本上要比世界平均水位高出一截[1]。随着这几年来中国水品的迅速增长,矿产资源逐渐出现在大家的视野之中,影响力大幅度提升,中国工业的飞速发展离不开矿井行业的地质调查,人们对矿产资源的需求也在不断递增。矿产资源开发领域中最重要的一项工作就是矿山地质勘查工程,地质勘查的工作水平在现阶段内,不断随着勘察条件和背景环境逐渐深化,并且显露出不断上升的趋势[2]。由于传统的找矿技术方案存在一定的局限,无法最大程度的满足工作实际需求,所以应当与具体工作实际充分的进行结合按照相关要求合理的开展工作,同时将其工作重要依据和条件[3]。开采矿山从设计到工程,其发展理念并未做出改变,核心指标一直都是生产效益和近几效率。将影响矿山开采施工位置选择,与矿山开采地质勘察工作恰当地结合起来,才能实现经济技术和生态效益的全面提升,这是需要仔细研究和分析的下一步关键点。

1.1 矿山开采的生态成本

矿山开采的征地成本因土地面积的不同导致土地类型的差异。在土地面积同样时,类型相似、植物物种(如不同森林物种、不同农业用地)不一样或不同生态带的土地取得成本也不同。所以矿山开采时位置的选择尤其复杂,复垦成本是指按照复垦计划中确定的复垦方向,将因采矿和山地生产而破坏的各种土地复原成预期的生产成本,也涵盖了复垦项目进行完成过程中的维护费用。考虑生态成本与不考虑速率生态成本有较大差异,如图1所示。

图1 生态成本对开采影响的三维立体图

在矿山开采工程施工选择位置时,生态系统会受到人类活动的影响,会在不同生态系统和结构过程中发生不同的变化。在矿山开采区工程位置选择计算矿山生态成本时,该计算价值所涉及的林地是矿山生产直接占用的林地,即形成矿山生态足迹的直接林地足迹。在生物足迹模型的基础上,建立了生物足迹模型。矿石和山地的生态成本可以被涵盖为:经济的直接损失、复垦花费、生态外生成本和能源的消耗成本等。其关键考虑范畴以陆地经济损失为主;
复垦根系的计算要按照每一年的平均受侵害面积和单复垦面积的比例进行;
根据矿山的环境和资料收集,估计了大部分的外生价值损失。计算能源消耗的方法有两种,一种是基于固碳地(林地)的年平均能源消耗和固碳量,另一种是基于现有的碳捕集技术。

1.2 矿山开采足迹的计算范畴

另一种寻找更合适矿山开采施工位置的方法是再源头处减少足迹范围。生态成本内生化的关键在于如何将环境理念运用到采矿方法和技术的设计中,从而从源头上有效降低矿产开采对环境的影响,选择更合适的施工位置。为了科学的寻找开采位置,必须考虑研究区域生物成因影响的性质、生物成因工作能量、生物成因特征和生物成因敏感性等因素。解决这一问题,对不同层次的矿山选择开采位置和施工地点,以及对“绿色经济”做出计算具有重要的科学意义。

采矿和山地生产中能源的消耗包括柴、汽油,一般发生在矿石运输辅助作业中。由于树木在生长期的每一年都具有很强的吸收和收集废气的能量,树木的生长期一般持续几十年,因此可以认为树木的生长期足以覆盖矿山的开采寿命。因此,利用矿山年平均能耗来计算能源足迹,确定开采工程的施工位置。

对于一个有详细总体规划的矿山,垂直足迹可以通过在地图纸上直接测量每个项目使用的土地面积来获得。每个方案在制定最终方案前没有总体方案(如果方案与采矿边界方案不一致),和直接占领跟踪变化的主体计划在矿山开采场,岩排水网站和尾矿存储区域是不同的,考虑到回收率,矸石混合率和其他矿业指标,直接挖掘开采足迹是占用耕地数量的总和。

主要包括办公区以及选矿厂还有矿山专用的通道相关设施,场地共同占有的面积之和。从生物源压力向基础转化,就必须要落实科学地量化生物成本,研究区域生物、生物成因、成因特征和敏感性等对不同层次的矿山生态设计和矿山开采范围圈定计算有着很大影响。

2.1 矿山地质勘察中有可能存在的风险

矿山地质勘察的有效开展是保证矿山顺利开采的重要手段,可以确保在矿井地质调查中发挥其最大的作用。矿产资源一般位于地下深部位置,复杂性较强,因此矿产资源地质勘查的风险相对较强,具体风险的形成原因有很多。矿山地质调查工作是一个风险和收益高等工程项目订单,因此使得相关地质勘探单位也到此寻求机会,倘若盲目的只关注经济利益,会使具体工作实际当中很多资源得到浪费,如成本投入以及人力资源投入等,经济风险大大上升。在某些情况下,矿产资源的需求与市场价格之间存在较大差距,由于经济体制存在不同类型,矿山地质勘查工作实际也需要对相应的经济风险进行承担。由此,可以有效地控制经济领域的地质勘探风险。

矿山地质勘查前,要了解矿山的整体结构,选择合适的勘查技术,在减少矿山地质勘查过程中的问题过程中,对矿山地质合理补充勘查措施,使勘查与开采同时进行。在矿山地质勘查时,鼓励一些企业增加投资,吸收一些企业参与矿山勘查,这样可以保证地质勘查处于良性循环中,确保相应矿物在尽可能短的时间内开采替代资源方面发挥重要作用。

2.2 矿山地质勘察中存在的主要问题分析

2.2.1 勘察方式不合理

就矿山地质勘察工作实际来讲,在具体勘察工作实际,要充分考虑矿山具有的地质结构特点,并对合理的地质勘查手段进行选择。同时对各种矿山地质结构,应当选择适宜的勘察手段,提高勘察效率,仍然有些工作人员没有充分了解矿山地质特征,影响地质勘查工作的顺利实施。而且也有的工作人员结合原来的经验妄下结论,勘察方法应用较为随意,以至于地质勘察工作实际和和勘察工作要求存在很大的差距,进而引发勘察数据结果获取不准确。另外,由于矿山工程地质勘查存在很高的难度,无法将矿山地质特征准确表达出来,极易引发矿山开采工程安全问题。

2.2.2 安全意识薄弱

一些工作人员在矿区工程地质勘察过程当中,没有充分认识到此项工作的重要性,觉得此项工作只是纸上谈兵,缺少实际作用,进而导致矿山工程地质勘察质量很难保障,还影响到矿山开采工作的顺利开展。由于工作人员安全意识较为薄弱,对勘察前期准备工作比较忽视,更没有重视到矿山地质周围环境具有的复杂程度,不重视工程地质勘察过程当合理设置通风系统,致使地质工程勘察工作实际有很多失误存在,更甚者因为工作人员缺乏较强的安全意识,引发人员伤亡问题的出现,造成较大损失。

2.2.3 地质勘察工具选择不恰当

选择地质勘察工具,应当充分考虑矿山特征,对勘察工具合理的进行选择,更应当结合矿山不同位置随时的进行更改。然而在工作实践中发现,一些工作人员由于惯性思维,习惯结合以往的地质勘察经验实施勘察工作,以至于选择的勘察工具不合理,进而无法保证勘察结果精准性。如一些矿山地质存在很多小型矿山,工作人员如果凭借经验,常常会对直接的地质勘察方式进行选择,然而矿山衔接部位存在的结构变化十分明显,如果工作人员对此结构变化忽视,选择常规地质勘察工具开展勘查工作,极易导致选择的勘察工具不合理,不恰当,应用不准确的地质勘察形式,对矿山工程地质勘察带来不良影响,还会引发很多安全问题。

2.3 矿山地质勘察问题的应对方法

在矿山工程地质勘察工作当中,无论是选择,勘察,施工位置还是选择勘察工具,都应当了解和掌握矿山地质结构,而且矿山的不同,在构成结构方面也存在很大不同,地貌特征差异性较大。所以矿山工程勘察工作开展的前期阶段,必须要将相应的准备工作充分做好,提前针对矿山工程勘察工作针对性的进行科学规划,为更加高效地开展矿山工程地质勘察提供保障,保证效率及其质量。统筹规划在地质找矿勘查技术当中占据十分重要的地位,实际工作实施之前,应当对考察地区的有关指标,勘察目标合理制定,科学配置和分配找矿设备。所以在矿山工程地质勘察过程当中,应当对勘察区域的地质,气候,经济等各方面因素,加强综合分析科学合理的,优选相应的方法来开展相应的勘察工作。同时,做好科学布局与规划,如此,才能为矿山工程地质勘察工作奠定良好的基础。而且针对矿山地质环境还应当多方面多角度的进行分析研究。了解矿山的结构特点,矿床赋存状态极其规模,并充分调研矿层构造特征。并对矿山工程地质勘察有一个整体性的认识,以保证矿山工程地质勘察工作的顺利实施,提高其精准性于整体性。工作人员在具体勘察工作实际,勘察思路必须要明确,并且保证各个环节更加清晰的接轨。勘察工作实施过程中还必须要对矿山地质构造特征周围环境变化特点有一个更加全面的了解,使工程勘察的难度得到有效控制,保证获取更加精准的勘察结果,增进施工效率。而且还应当提高安全意识。为使矿山工程地质勘察安全事故得到有效控制,增强工作人员的安全意识十分重要,只有调动工作人员进一步增强安全意识,对矿山工程地质勘察重要性有一个充分了解,强化安全方面的监督和管理,还应当针对工作人员定期实施培训,使工作人员的应急能力,自保能力得到大幅提升,进而在事故发生瞬间运用科学有效的措施及时应对,避免安全事故带来的不利影响。矿山工程地质勘察过程当中有效提高工作人员的安全意识,确保工作人员依照矿山地质特征对勘察工具科学合理的进行选择,才能更加精准的获取相应的勘察结果,避免安全事故发生概率。由于矿山特殊的地质条件,当最大程度地确保工作人员在环境方面有一个更加全面的认识,还应当具备长远发展理念,施工工作开展过程当中始终把安全放在首位,最大程度的保证矿山工程地质勘察工作的安全性。另外,还应当对合适的地质勘察方式进行选择,在对矿山地质特征及矿山周围环境变化全面了解的基础上,结合相同矿山工程地质勘察工作经验,对合适的勘查手段科学合理的进行选择,进一步提高矿山工程勘察精准性。另外,矿山工程地质勘察过程当中,还应当做到有所侧重,提高勘察效率及其质量,并有效保证工作人员生命安全,控制与减少施工的劳动强度,避免发生安全事故。我国虽然有着十分丰富的矿产资源,然而矿产资源在分布方面不是非常集中,具有较高的分散程度,这也使得矿山工程地质勘察难度不断增加,这就需要综合各个方面,对矿山工程地质勘察开展更加深入的研究工作,不断拓宽矿山工程地质勘察的有关领域,运用更多层面,来对矿山工程地质勘察技术发展方向有效拓展,为矿山工程地质勘察工作的顺利实施做出更大的贡献。再者,随着当前矿山事业的快速发展,为了适应当前矿山工程地质勘查工作需要,还应当充分重视矿山地质调查技术的创新,以使矿山地质调查技术水平呈现不断提高的态势,从本质上讲,矿山地质调查水平得到了很大的提高,经济效益得到了很大的提高。地质找矿勘查工作属于一项系统性非常强的综合性工作,所以在具体工作中不仅需要从大局观出发来做好相关规划统筹和目标的制定,更需要从长远角度出发,遵循适度超前的原则来制定和规划地质找矿勘察工作在未来的发展方向和发展目标,实现地质找矿勘查技术要不断突破和可持续性发展。此外,还应进一步了解矿化的具体情况。通过对上述参数的深入了解,为后续勘探工作的顺利开展奠定了坚实的基础,从而获得良好的响应方法。矿区采矿地质勘查的主要内容是根据矿产资源的现有条件,确定合理的勘查范围、矿石和岩石数量、勘查顺序、类型数和数量、勘查规模等方案。总的目标是获得尽可能高的投资回报。必须仔细考虑这五个参数之间的相互作用,如图2所示。

图2 参数相互作用图

矿区的找矿过程是一个不断测量原始地貌的过程。在测量过程中,会形成一个不断增加的采场深度和宽度。由于技术控制和经济方面的考虑,通常只有一个油藏在技术上和经济上是可行的。它在矿山的开矿和聚束处测量采场的大小和形状。矿山地质调查工作正式开始前,应该首先预测矿山地质调查的前景,和准确评价矿山土地资源经济价值的质量,然后分离各种矿区的地质环境,此外还应详细分析矿山地质、真正将贫矿工程工作做好。在此之后,要按照矿产资源地质调查路线规划和快速开发规划,妥善完成调查工作。根据实际的调查要求和调查现场的实际情况,进行科学合理的调查技术选择,促进矿山、山区地质调查技术水平的大幅度提高。从而有效地控制矿山地质调查领域的风险。

针对以上问题,在矿山灾害防治地质调查与调查中,要充分利用上述各种方法进行合理的矿山选位和勘察,科学合理的进行矿石地质找矿工作,可以大大提高矿产资源的利用率,也要对各矿山企业进行各种积极的鼓励,让他们用先进的技术进行开采和勘探,同时也要加强矿山地质灾害的防治,使矿山工作能够安全、可持续地发展。综上所述,施工地点的选择和地质调查对露天矿的设计方案有着重要的影响。从生态学角度考虑,矿山的规模将会大大缩小(表现为最终边界的缩小),且矿山早期的剥岩量往往会减少,采场推进速度慢。

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