張炎軍
(山西柳林興無煤礦有限責(zé)任公司,山西 呂梁 033300)
我國也是世界上最大的能源產(chǎn)出國家,但是與發(fā)達(dá)國家相比,我國的礦山分布更加分散,地質(zhì)條件復(fù)雜,開采難度更大。特別是我國大部分礦山都是向深部開發(fā),這種情況下能源開采對地質(zhì)構(gòu)造的依賴性更強(qiáng),越需要對構(gòu)造特征深入研究,根據(jù)每個礦山的地質(zhì)特征制定合理的開采計劃和持久的開發(fā)方案。
礦產(chǎn)資源是重要的能源,礦產(chǎn)資源的儲量和開發(fā)量都處在世界前列。礦山的分布和富集受到地質(zhì)構(gòu)造的影響分布及其不均勻,總體上呈西多東少,北多南少的局面。地質(zhì)構(gòu)造是多種礦山開采事故發(fā)生的重要因素,不了解或者錯誤的地質(zhì)構(gòu)造信息能夠帶來災(zāi)難性的采礦事故,地質(zhì)構(gòu)造更是直接影響礦山開發(fā)工作,對礦企的開發(fā)意義重大。
根據(jù)2013年~2017年全國礦山事故統(tǒng)計數(shù)據(jù),除去人為操作等原因的爆破、運輸、機(jī)電事故之外,瓦斯、頂板(坍塌)和水災(zāi)是礦山開發(fā)過程中的發(fā)生率最高的事故類型(圖1)。
圖1 2013年~2017年中國礦山事故統(tǒng)計圖
(1)開采沉陷與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系。采礦過程中塌陷是所有礦區(qū)最為常見和最大的安全隱患。除去要遵守各項安全規(guī)定外,如何認(rèn)清礦床的地質(zhì)構(gòu)造是進(jìn)行安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。地質(zhì)構(gòu)造對采礦塌陷具有重要的影響控制作用,礦層傾角、褶皺構(gòu)造、節(jié)理的發(fā)育以及斷層的控制作用最為明顯,在礦山開采方案時要充分認(rèn)清這些地質(zhì)構(gòu)造的基本參數(shù),避開危險因素,從源頭上消除采礦塌陷的隱患。
(2)礦井水災(zāi)與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系。采礦工作面回采中會遇到各種各樣的水害,按照出水位置,既有來自頂板的水,如松散層水、砂巖水、老空水和離層水;也有來自底板的水,如奧灰水和寒灰水,來自礦體中的水較為少見[1]。目前我國的能源開采技術(shù)在不斷改進(jìn),出現(xiàn)了一些現(xiàn)代化的礦井,而由于部分礦井的綜放工作面礦層厚度較大,開采設(shè)備很難進(jìn)入深部礦層,綜采綜放工作面井下水的排放無法準(zhǔn)確判斷出水源出處。一部分能源開采企業(yè)為快速取得經(jīng)濟(jì)效益,未對井下地質(zhì)情況進(jìn)行勘探情況下就冒然施工,不僅對礦層結(jié)構(gòu)造成破壞,還會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害,影響礦山開采進(jìn)度。
(1)強(qiáng)化礦井地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測和分析工作。在進(jìn)行能源開采工作時要考慮到地層的特殊性,因受地質(zhì)構(gòu)造的影響,做好礦井勘探前的預(yù)測工作是確保安全施工的前提,所以要加強(qiáng)對礦井地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測工作。收集礦山開采區(qū)域數(shù)據(jù)資料,對勘測數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析與總結(jié),制定出合理的礦山開采方案,保證礦山開采的安全性[2]。我們較為常見的礦井地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測方法主要有以下兩種:第一種,使用計算機(jī)軟件對礦井地質(zhì)探測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以圖像的形式來解釋井下地質(zhì)構(gòu)造情況;第二種,采用放大鏡、錘子、皮尺、羅盤等輔助工具,對礦井深部地質(zhì)狀況進(jìn)行詳細(xì)探測,根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造各個參數(shù)、地質(zhì)規(guī)律等對井下地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行預(yù)測。在進(jìn)行地質(zhì)評價后,選取地質(zhì)發(fā)育良好的礦層,使用多種鉆探結(jié)合的方法精準(zhǔn)勘探井下地質(zhì)規(guī)模、礦床性質(zhì),有助于礦山開采工作順利進(jìn)行。另外還要對開采區(qū)域周邊的地質(zhì)發(fā)育情況進(jìn)行勘探,從多個角度分析礦山地質(zhì)構(gòu)造,為礦山工作人員提供理論依據(jù)。綜合運用各種科學(xué)方法對礦山開采區(qū)域進(jìn)行勘查,獲取具有時效性的地質(zhì)方面數(shù)據(jù),通過專業(yè)分析及統(tǒng)計,了解礦井區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造情況,并應(yīng)用適合的方案及工具進(jìn)行開采,使得工作過程更加具有科學(xué)依據(jù)。對開采過程做好監(jiān)督工作,包括各個環(huán)節(jié)的事前分析預(yù)測,還要采用具有熟練操作技能的開采人員。
(2)提高礦山開采的利用率和回收率。因我國社會發(fā)展對能源需求量不斷增加,礦產(chǎn)資源具有不可再生性,礦產(chǎn)資源的開采由淺層向深層發(fā)展,而為了保證能源產(chǎn)出率,需要不斷提高能源開采的利用率和回收率,采用具體措施如下:①全面掌握礦山開采數(shù)據(jù)資料,做好區(qū)域地質(zhì)環(huán)境勘查工作,從數(shù)據(jù)分析結(jié)果來看,可根據(jù)礦山開采區(qū)域?qū)嶋H情況制定出合理開采方案,能夠節(jié)省人力和物力;②對礦井深部進(jìn)行地質(zhì)勘查,查明礦層中多種礦物分布情況;③研究礦層變化、礦物性質(zhì);④核算出礦產(chǎn)資源儲量,為今后能源開采提供依據(jù)。
(1)能夠有效減少事故的發(fā)生。安全綠色企業(yè)生產(chǎn)是國家大力推行的一項利國利民性政策,礦山開采是一項高危行業(yè),安全事故風(fēng)險控制一直是一項重要工作,一旦發(fā)生礦難事故企業(yè)資產(chǎn)不僅受損,影響正常生產(chǎn),更會帶來十分嚴(yán)重的人員傷亡,社會影響巨大。地質(zhì)構(gòu)造是礦山開采的基礎(chǔ)支撐部分,一定要做好地質(zhì)研究工作,才能杜絕一切事故的根源。
(2)有助于提高礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用率。無論是從早期的地質(zhì)勘探,還是礦山的開發(fā)設(shè)計方案都離不開對地質(zhì)構(gòu)造的深入研究。只有踏實的做好地質(zhì)評價,搞清地下礦床的成礦規(guī)律,做好開發(fā)方案才能最大化的合理開發(fā)礦產(chǎn)資源。地質(zhì)構(gòu)造研究對于后期礦山開采方式也具有重要的參考價值,因地制宜,合理開發(fā)才能夠提高礦山開發(fā)效率,為企業(yè)發(fā)展節(jié)約陳本提高利潤。
(3)能保證市場供給。目前社會發(fā)展進(jìn)程加快,新生能源不斷開發(fā)利用,礦產(chǎn)資源依然是最主要的能源來源,對我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和能源供應(yīng)安全提供了重要保障,預(yù)計到2060年,其比例仍不會低于55%。因此礦山地質(zhì)勘探一直是一項十分重要的工作,特別是一些構(gòu)造控制的大型礦井開發(fā)能夠保障能源供給的需求。
(4)有助于節(jié)省時間及人力成本。隨著社會勞動力成本的越來越高,礦山開發(fā)成本也隨之提高上來。過去礦企生產(chǎn)主要靠人工開采,效率相對低下,現(xiàn)在礦山開發(fā)機(jī)械化程度提高,大大降低了工作強(qiáng)度,但是需要礦山設(shè)計單位充分認(rèn)識各項地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律,根據(jù)構(gòu)造分布數(shù)據(jù)合理開發(fā)。
能源開發(fā)過程是一項多部門共同合作的整體性工作,礦山事故的發(fā)生給采礦事業(yè)帶來了極其嚴(yán)重的后果。目前國家制定了各項嚴(yán)格的防范措施,這就要求廣大能源開采工作者加強(qiáng)地質(zhì)構(gòu)造工作的深入研究,科學(xué)合理的分析構(gòu)造規(guī)律,做好開發(fā)方案規(guī)劃,為礦山開采安全運行做好保證。