礦山開采區(qū)工程施工位置選擇及工程地質(zhì)勘察相關(guān)問題探析

吳 波

（江西省天久地礦建設(shè)工程院，江西 湘潭 335000）

中國境內(nèi)的資源相當豐富，基本上要比世界平均水位高出一截[1]。隨著這幾年來中國水品的迅速增長，礦產(chǎn)資源逐漸出現(xiàn)在大家的視野之中，影響力大幅度提升，中國工業(yè)的飛速發(fā)展離不開礦井行業(yè)的地質(zhì)調(diào)查，人們對礦產(chǎn)資源的需求也在不斷遞增。礦產(chǎn)資源開發(fā)領(lǐng)域中最重要的一項工作就是礦山地質(zhì)勘查工程，地質(zhì)勘查的工作水平在現(xiàn)階段內(nèi)，不斷隨著勘察條件和背景環(huán)境逐漸深化，并且顯露出不斷上升的趨勢[2]。由于傳統(tǒng)的找礦技術(shù)方案存在一定的局限，無法最大程度的滿足工作實際需求，所以應(yīng)當與具體工作實際充分的進行結(jié)合按照相關(guān)要求合理的開展工作，同時將其工作重要依據(jù)和條件[3]。開采礦山從設(shè)計到工程，其發(fā)展理念并未做出改變，核心指標一直都是生產(chǎn)效益和近幾效率。將影響礦山開采施工位置選擇，與礦山開采地質(zhì)勘察工作恰當?shù)亟Y(jié)合起來，才能實現(xiàn)經(jīng)濟技術(shù)和生態(tài)效益的全面提升，這是需要仔細研究和分析的下一步關(guān)鍵點。

1 礦山開采區(qū)工程施工位置的選擇

1.1 礦山開采的生態(tài)成本

礦山開采的征地成本因土地面積的不同導(dǎo)致土地類型的差異。在土地面積同樣時，類型相似、植物物種(如不同森林物種、不同農(nóng)業(yè)用地)不一樣或不同生態(tài)帶的土地取得成本也不同。所以礦山開采時位置的選擇尤其復(fù)雜，復(fù)墾成本是指按照復(fù)墾計劃中確定的復(fù)墾方向，將因采礦和山地生產(chǎn)而破壞的各種土地復(fù)原成預(yù)期的生產(chǎn)成本，也涵蓋了復(fù)墾項目進行完成過程中的維護費用?？紤]生態(tài)成本與不考慮速率生態(tài)成本有較大差異，如圖1所示。

圖1 生態(tài)成本對開采影響的三維立體圖

在礦山開采工程施工選擇位置時，生態(tài)系統(tǒng)會受到人類活動的影響，會在不同生態(tài)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)過程中發(fā)生不同的變化。在礦山開采區(qū)工程位置選擇計算礦山生態(tài)成本時，該計算價值所涉及的林地是礦山生產(chǎn)直接占用的林地，即形成礦山生態(tài)足跡的直接林地足跡。在生物足跡模型的基礎(chǔ)上，建立了生物足跡模型。礦石和山地的生態(tài)成本可以被涵蓋為：經(jīng)濟的直接損失、復(fù)墾花費、生態(tài)外生成本和能源的消耗成本等。其關(guān)鍵考慮范疇以陸地經(jīng)濟損失為主；復(fù)墾根系的計算要按照每一年的平均受侵害面積和單復(fù)墾面積的比例進行；根據(jù)礦山的環(huán)境和資料收集，估計了大部分的外生價值損失。計算能源消耗的方法有兩種，一種是基于固碳地（林地）的年平均能源消耗和固碳量，另一種是基于現(xiàn)有的碳捕集技術(shù)。

1.2 礦山開采足跡的計算范疇

另一種尋找更合適礦山開采施工位置的方法是再源頭處減少足跡范圍。生態(tài)成本內(nèi)生化的關(guān)鍵在于如何將環(huán)境理念運用到采礦方法和技術(shù)的設(shè)計中，從而從源頭上有效降低礦產(chǎn)開采對環(huán)境的影響，選擇更合適的施工位置。為了科學(xué)的尋找開采位置，必須考慮研究區(qū)域生物成因影響的性質(zhì)、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。解決這一問題，對不同層次的礦山選擇開采位置和施工地點，以及對“綠色經(jīng)濟”做出計算具有重要的科學(xué)意義。

采礦和山地生產(chǎn)中能源的消耗包括柴、汽油，一般發(fā)生在礦石運輸輔助作業(yè)中。由于樹木在生長期的每一年都具有很強的吸收和收集廢氣的能量，樹木的生長期一般持續(xù)幾十年，因此可以認為樹木的生長期足以覆蓋礦山的開采壽命。因此，利用礦山年平均能耗來計算能源足跡，確定開采工程的施工位置。

對于一個有詳細總體規(guī)劃的礦山，垂直足跡可以通過在地圖紙上直接測量每個項目使用的土地面積來獲得。每個方案在制定最終方案前沒有總體方案(如果方案與采礦邊界方案不一致)，和直接占領(lǐng)跟蹤變化的主體計劃在礦山開采場，巖排水網(wǎng)站和尾礦存儲區(qū)域是不同的，考慮到回收率，矸石混合率和其他礦業(yè)指標，直接挖掘開采足跡是占用耕地數(shù)量的總和。

主要包括辦公區(qū)以及選礦廠還有礦山專用的通道相關(guān)設(shè)施，場地共同占有的面積之和。從生物源壓力向基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化，就必須要落實科學(xué)地量化生物成本，研究區(qū)域生物、生物成因、成因特征和敏感性等對不同層次的礦山生態(tài)設(shè)計和礦山開采范圍圈定計算有著很大影響。

2 礦山開采區(qū)工程地質(zhì)勘察

2.1 礦山地質(zhì)勘察中有可能存在的風(fēng)險

礦山地質(zhì)勘察的有效開展是保證礦山順利開采的重要手段，可以確保在礦井地質(zhì)調(diào)查中發(fā)揮其最大的作用。礦產(chǎn)資源一般位于地下深部位置，復(fù)雜性較強，因此礦產(chǎn)資源地質(zhì)勘查的風(fēng)險相對較強，具體風(fēng)險的形成原因有很多。礦山地質(zhì)調(diào)查工作是一個風(fēng)險和收益高等工程項目訂單，因此使得相關(guān)地質(zhì)勘探單位也到此尋求機會，倘若盲目的只關(guān)注經(jīng)濟利益，會使具體工作實際當中很多資源得到浪費，如成本投入以及人力資源投入等，經(jīng)濟風(fēng)險大大上升。在某些情況下，礦產(chǎn)資源的需求與市場價格之間存在較大差距，由于經(jīng)濟體制存在不同類型，礦山地質(zhì)勘查工作實際也需要對相應(yīng)的經(jīng)濟風(fēng)險進行承擔(dān)。由此，可以有效地控制經(jīng)濟領(lǐng)域的地質(zhì)勘探風(fēng)險。

礦山地質(zhì)勘查前，要了解礦山的整體結(jié)構(gòu)，選擇合適的勘查技術(shù)，在減少礦山地質(zhì)勘查過程中的問題過程中，對礦山地質(zhì)合理補充勘查措施，使勘查與開采同時進行。在礦山地質(zhì)勘查時，鼓勵一些企業(yè)增加投資，吸收一些企業(yè)參與礦山勘查，這樣可以保證地質(zhì)勘查處于良性循環(huán)中，確保相應(yīng)礦物在盡可能短的時間內(nèi)開采替代資源方面發(fā)揮重要作用。

2.2 礦山地質(zhì)勘察中存在的主要問題分析

2.2.1 勘察方式不合理

就礦山地質(zhì)勘察工作實際來講，在具體勘察工作實際，要充分考慮礦山具有的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點，并對合理的地質(zhì)勘查手段進行選擇。同時對各種礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)，應(yīng)當選擇適宜的勘察手段，提高勘察效率，仍然有些工作人員沒有充分了解礦山地質(zhì)特征，影響地質(zhì)勘查工作的順利實施。而且也有的工作人員結(jié)合原來的經(jīng)驗妄下結(jié)論，勘察方法應(yīng)用較為隨意，以至于地質(zhì)勘察工作實際和和勘察工作要求存在很大的差距，進而引發(fā)勘察數(shù)據(jù)結(jié)果獲取不準確。另外，由于礦山工程地質(zhì)勘查存在很高的難度，無法將礦山地質(zhì)特征準確表達出來，極易引發(fā)礦山開采工程安全問題。

2.2.2 安全意識薄弱

一些工作人員在礦區(qū)工程地質(zhì)勘察過程當中，沒有充分認識到此項工作的重要性，覺得此項工作只是紙上談兵，缺少實際作用，進而導(dǎo)致礦山工程地質(zhì)勘察質(zhì)量很難保障，還影響到礦山開采工作的順利開展。由于工作人員安全意識較為薄弱，對勘察前期準備工作比較忽視，更沒有重視到礦山地質(zhì)周圍環(huán)境具有的復(fù)雜程度，不重視工程地質(zhì)勘察過程當合理設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，致使地質(zhì)工程勘察工作實際有很多失誤存在，更甚者因為工作人員缺乏較強的安全意識，引發(fā)人員傷亡問題的出現(xiàn)，造成較大損失。

2.2.3 地質(zhì)勘察工具選擇不恰當

選擇地質(zhì)勘察工具，應(yīng)當充分考慮礦山特征，對勘察工具合理的進行選擇，更應(yīng)當結(jié)合礦山不同位置隨時的進行更改。然而在工作實踐中發(fā)現(xiàn)，一些工作人員由于慣性思維，習(xí)慣結(jié)合以往的地質(zhì)勘察經(jīng)驗實施勘察工作，以至于選擇的勘察工具不合理，進而無法保證勘察結(jié)果精準性。如一些礦山地質(zhì)存在很多小型礦山，工作人員如果憑借經(jīng)驗，常常會對直接的地質(zhì)勘察方式進行選擇，然而礦山銜接部位存在的結(jié)構(gòu)變化十分明顯，如果工作人員對此結(jié)構(gòu)變化忽視，選擇常規(guī)地質(zhì)勘察工具開展勘查工作，極易導(dǎo)致選擇的勘察工具不合理，不恰當，應(yīng)用不準確的地質(zhì)勘察形式，對礦山工程地質(zhì)勘察帶來不良影響，還會引發(fā)很多安全問題。

2.3 礦山地質(zhì)勘察問題的應(yīng)對方法

在礦山工程地質(zhì)勘察工作當中，無論是選擇，勘察，施工位置還是選擇勘察工具，都應(yīng)當了解和掌握礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)，而且礦山的不同，在構(gòu)成結(jié)構(gòu)方面也存在很大不同，地貌特征差異性較大。所以礦山工程勘察工作開展的前期階段，必須要將相應(yīng)的準備工作充分做好，提前針對礦山工程勘察工作針對性的進行科學(xué)規(guī)劃，為更加高效地開展礦山工程地質(zhì)勘察提供保障，保證效率及其質(zhì)量。統(tǒng)籌規(guī)劃在地質(zhì)找礦勘查技術(shù)當中占據(jù)十分重要的地位，實際工作實施之前，應(yīng)當對考察地區(qū)的有關(guān)指標，勘察目標合理制定，科學(xué)配置和分配找礦設(shè)備。所以在礦山工程地質(zhì)勘察過程當中，應(yīng)當對勘察區(qū)域的地質(zhì)，氣候，經(jīng)濟等各方面因素，加強綜合分析科學(xué)合理的，優(yōu)選相應(yīng)的方法來開展相應(yīng)的勘察工作。同時，做好科學(xué)布局與規(guī)劃，如此，才能為礦山工程地質(zhì)勘察工作奠定良好的基礎(chǔ)。而且針對礦山地質(zhì)環(huán)境還應(yīng)當多方面多角度的進行分析研究。了解礦山的結(jié)構(gòu)特點，礦床賦存狀態(tài)極其規(guī)模，并充分調(diào)研礦層構(gòu)造特征。并對礦山工程地質(zhì)勘察有一個整體性的認識，以保證礦山工程地質(zhì)勘察工作的順利實施，提高其精準性于整體性。工作人員在具體勘察工作實際，勘察思路必須要明確，并且保證各個環(huán)節(jié)更加清晰的接軌?？辈旃ぷ鲗嵤┻^程中還必須要對礦山地質(zhì)構(gòu)造特征周圍環(huán)境變化特點有一個更加全面的了解，使工程勘察的難度得到有效控制，保證獲取更加精準的勘察結(jié)果，增進施工效率。而且還應(yīng)當提高安全意識。為使礦山工程地質(zhì)勘察安全事故得到有效控制，增強工作人員的安全意識十分重要，只有調(diào)動工作人員進一步增強安全意識，對礦山工程地質(zhì)勘察重要性有一個充分了解，強化安全方面的監(jiān)督和管理，還應(yīng)當針對工作人員定期實施培訓(xùn)，使工作人員的應(yīng)急能力，自保能力得到大幅提升，進而在事故發(fā)生瞬間運用科學(xué)有效的措施及時應(yīng)對，避免安全事故帶來的不利影響。礦山工程地質(zhì)勘察過程當中有效提高工作人員的安全意識，確保工作人員依照礦山地質(zhì)特征對勘察工具科學(xué)合理的進行選擇，才能更加精準的獲取相應(yīng)的勘察結(jié)果，避免安全事故發(fā)生概率。由于礦山特殊的地質(zhì)條件，當最大程度地確保工作人員在環(huán)境方面有一個更加全面的認識，還應(yīng)當具備長遠發(fā)展理念，施工工作開展過程當中始終把安全放在首位，最大程度的保證礦山工程地質(zhì)勘察工作的安全性。另外，還應(yīng)當對合適的地質(zhì)勘察方式進行選擇，在對礦山地質(zhì)特征及礦山周圍環(huán)境變化全面了解的基礎(chǔ)上，結(jié)合相同礦山工程地質(zhì)勘察工作經(jīng)驗，對合適的勘查手段科學(xué)合理的進行選擇，進一步提高礦山工程勘察精準性。另外，礦山工程地質(zhì)勘察過程當中，還應(yīng)當做到有所側(cè)重，提高勘察效率及其質(zhì)量，并有效保證工作人員生命安全，控制與減少施工的勞動強度，避免發(fā)生安全事故。我國雖然有著十分豐富的礦產(chǎn)資源，然而礦產(chǎn)資源在分布方面不是非常集中，具有較高的分散程度，這也使得礦山工程地質(zhì)勘察難度不斷增加，這就需要綜合各個方面，對礦山工程地質(zhì)勘察開展更加深入的研究工作，不斷拓寬礦山工程地質(zhì)勘察的有關(guān)領(lǐng)域，運用更多層面，來對礦山工程地質(zhì)勘察技術(shù)發(fā)展方向有效拓展，為礦山工程地質(zhì)勘察工作的順利實施做出更大的貢獻。再者，隨著當前礦山事業(yè)的快速發(fā)展，為了適應(yīng)當前礦山工程地質(zhì)勘查工作需要，還應(yīng)當充分重視礦山地質(zhì)調(diào)查技術(shù)的創(chuàng)新，以使礦山地質(zhì)調(diào)查技術(shù)水平呈現(xiàn)不斷提高的態(tài)勢，從本質(zhì)上講，礦山地質(zhì)調(diào)查水平得到了很大的提高，經(jīng)濟效益得到了很大的提高。地質(zhì)找礦勘查工作屬于一項系統(tǒng)性非常強的綜合性工作，所以在具體工作中不僅需要從大局觀出發(fā)來做好相關(guān)規(guī)劃統(tǒng)籌和目標的制定，更需要從長遠角度出發(fā)，遵循適度超前的原則來制定和規(guī)劃地質(zhì)找礦勘察工作在未來的發(fā)展方向和發(fā)展目標，實現(xiàn)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)要不斷突破和可持續(xù)性發(fā)展。此外，還應(yīng)進一步了解礦化的具體情況。通過對上述參數(shù)的深入了解，為后續(xù)勘探工作的順利開展奠定了堅實的基礎(chǔ)，從而獲得良好的響應(yīng)方法。礦區(qū)采礦地質(zhì)勘查的主要內(nèi)容是根據(jù)礦產(chǎn)資源的現(xiàn)有條件，確定合理的勘查范圍、礦石和巖石數(shù)量、勘查順序、類型數(shù)和數(shù)量、勘查規(guī)模等方案?？偟哪繕耸谦@得盡可能高的投資回報。必須仔細考慮這五個參數(shù)之間的相互作用，如圖2所示。

圖2 參數(shù)相互作用圖

礦區(qū)的找礦過程是一個不斷測量原始地貌的過程。在測量過程中，會形成一個不斷增加的采場深度和寬度。由于技術(shù)控制和經(jīng)濟方面的考慮，通常只有一個油藏在技術(shù)上和經(jīng)濟上是可行的。它在礦山的開礦和聚束處測量采場的大小和形狀。礦山地質(zhì)調(diào)查工作正式開始前，應(yīng)該首先預(yù)測礦山地質(zhì)調(diào)查的前景，和準確評價礦山土地資源經(jīng)濟價值的質(zhì)量，然后分離各種礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，此外還應(yīng)詳細分析礦山地質(zhì)、真正將貧礦工程工作做好。在此之后，要按照礦產(chǎn)資源地質(zhì)調(diào)查路線規(guī)劃和快速開發(fā)規(guī)劃，妥善完成調(diào)查工作。根據(jù)實際的調(diào)查要求和調(diào)查現(xiàn)場的實際情況，進行科學(xué)合理的調(diào)查技術(shù)選擇，促進礦山、山區(qū)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)水平的大幅度提高。從而有效地控制礦山地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域的風(fēng)險。

3 結(jié)語

針對以上問題，在礦山災(zāi)害防治地質(zhì)調(diào)查與調(diào)查中，要充分利用上述各種方法進行合理的礦山選位和勘察，科學(xué)合理的進行礦石地質(zhì)找礦工作，可以大大提高礦產(chǎn)資源的利用率，也要對各礦山企業(yè)進行各種積極的鼓勵，讓他們用先進的技術(shù)進行開采和勘探，同時也要加強礦山地質(zhì)災(zāi)害的防治，使礦山工作能夠安全、可持續(xù)地發(fā)展。綜上所述，施工地點的選擇和地質(zhì)調(diào)查對露天礦的設(shè)計方案有著重要的影響。從生態(tài)學(xué)角度考慮，礦山的規(guī)模將會大大縮小(表現(xiàn)為最終邊界的縮小)，且礦山早期的剝巖量往往會減少，采場推進速度慢。