淺析礦山地質(zhì)對地下非煤礦山的指導(dǎo)作用

劉 晶，張涯胸

（1．中國鋁業(yè)貴州分公司礦業(yè)公司，貴州 貴陽 550000；2．貴州息烽磷礦有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000）

1 地質(zhì)工作的概念

地質(zhì)工作是指運(yùn)用地質(zhì)科學(xué)理論和各種傳統(tǒng)及現(xiàn)代化的技術(shù)方法、手段對地質(zhì)體進(jìn)行調(diào)查研究，經(jīng)濟(jì)有效地摸清地質(zhì)情況和探明礦產(chǎn)資源的工作。地質(zhì)工作中的礦產(chǎn)普查勘探工作一般分為區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)普查、礦床勘探、礦山地質(zhì)等幾個階段，地質(zhì)科研工作貫穿于各階段之中。由此可見，地質(zhì)礦產(chǎn)普查勘探工作既是一個由面到點，由表及里，由淺入深的連續(xù)的調(diào)查研究過程，也是一個由粗到精、不斷深化的發(fā)展過程[1]。本文所談的是地下非煤礦山礦產(chǎn)普查勘探工作的最后一個階段——礦山地質(zhì)。

2 礦山地質(zhì)工作的概念及基本任務(wù)

（1）礦山地質(zhì)的概念。地下非煤礦山地質(zhì)工作就是在地下非煤礦山礦體范圍內(nèi)及其周邊區(qū)域,為了確保礦山采礦工作的順利進(jìn)行所采取的不同類型的地質(zhì)勘察工作；一個地下礦床經(jīng)地質(zhì)勘查得出其礦體參數(shù)，并結(jié)合市場需求經(jīng)過論證，確定其具有工業(yè)開采價值后，從礦山基建、生產(chǎn)直到礦山閉坑等不同階段的地質(zhì)工作，都屬于其工作范圍。礦山的地質(zhì)工作就是要確保摸清礦體的賦存狀態(tài)，為采礦工作提供設(shè)計和施工的依據(jù)。

（2）礦山地質(zhì)的基本任務(wù)：①通過采礦巷道及探礦工程，深入研究礦體形態(tài)、礦石質(zhì)量及圍巖賦存情況等，得出清晰的地質(zhì)資料，用以指導(dǎo)礦井設(shè)計及施工，確保地下非煤礦山安全穩(wěn)定地生產(chǎn)；②指導(dǎo)工程技術(shù)人員對礦石進(jìn)行合理開采，控制礦石的損失、貧化指標(biāo)，并對礦石產(chǎn)量、質(zhì)量進(jìn)行管控等；③及時解決因水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等原因而造成的影響礦山正常生產(chǎn)的各種地質(zhì)問題；④采礦過程中邊采邊探，摸清生產(chǎn)部分礦體情況，并在礦山外圍進(jìn)行地質(zhì)勘探，尋找新的資源，以期擴(kuò)大礦山生產(chǎn)能力或延長礦山服務(wù)年限；⑤在地下非煤礦山采場、中段乃至礦井開采結(jié)束后，及時進(jìn)行驗收與總結(jié)，不斷推進(jìn)礦山的安全生產(chǎn)[2]。

3 礦山地質(zhì)工作的主要內(nèi)容

（1）日常性的礦山地質(zhì)工作。在地下非煤礦山生產(chǎn)中，為了確保采掘工程能夠順利開展，必須要有針對性的開展各項地質(zhì)工作。主要包含:生產(chǎn)勘探、地質(zhì)取樣和地質(zhì)編錄；資源存儲量核算及生產(chǎn)管控；礦石品質(zhì)平衡、貧化和損失控制等。

（2）專門性的礦山地質(zhì)工作。地下礦山生產(chǎn)過程中，常常會出現(xiàn)一些難以預(yù)見的地質(zhì)問題，對癥下藥為了及時處理好這些問題，礦山地質(zhì)工作人員必須有針對性的開展井下地質(zhì)工作。主要內(nèi)容：評估礦石及圍巖穩(wěn)固性（見圖1）；開展水文地質(zhì)調(diào)查工作妥善處理礦井排水問題；為了革新地下非煤礦山安全生產(chǎn)技術(shù)開展的與礦體賦存條件、采礦工藝相關(guān)的地質(zhì)工作等。

圖1 技術(shù)人員對采場進(jìn)行調(diào)查

（3）礦山地質(zhì)技術(shù)管理工作。地下非煤礦山地質(zhì)措施管制工作主要包含：資源儲量控制，礦石品質(zhì)控制和品質(zhì)平衡；采掘過程中礦石損耗以及貧化的控制；礦石工業(yè)貧品位、出礦地質(zhì)品位、采礦過程礦石質(zhì)量的控制；采掘計劃的編制工作以及采礦施工管理等。

（4）礦區(qū)深部找礦工作。要想在礦區(qū)范圍內(nèi)向深部進(jìn)行探礦以及在礦床周邊進(jìn)行勘察，找尋未知礦體甚至新的礦種，必須綜合分析各類地質(zhì)工作的成果，并以此為基礎(chǔ)，通過先進(jìn)的選冶技術(shù)提高可利用礦石范圍及礦石綜合使用效率，不斷拓展可利用礦石范圍，以期增大礦石資源存儲量，并達(dá)到延長礦山服務(wù)年限的目的。

4 礦山地質(zhì)工作在地下非煤礦山中的重要作用

地下非煤礦山的所有重要工作幾乎全部都要在地下進(jìn)行，摸清礦體及圍巖的地質(zhì)構(gòu)造、斷層的狀況及其它地質(zhì)結(jié)構(gòu)，以此確保采礦工作的安全進(jìn)行，就成為地質(zhì)工作人員的首要任務(wù)。但是地質(zhì)勘察所進(jìn)行的內(nèi)容無法弄清楚全部的地質(zhì)狀況，同時采場因采礦工作存在更為復(fù)雜的地質(zhì)情況。并且，伴隨著礦場開采的時間慢慢的變長,礦場里的礦量逐漸變少、采空區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化巨大、井下巷道水害頻繁、經(jīng)濟(jì)評估、環(huán)境污染、三廢的預(yù)防等,都是地質(zhì)人員要處理的的問題。所以，我認(rèn)為礦山地質(zhì)工作在地下非煤礦山的關(guān)鍵用途如下。

（1）為地下非煤礦山設(shè)計提供依據(jù)。礦山的各種設(shè)計，主要的是采場和巷道掘進(jìn)的設(shè)計，還有機(jī)電工程的設(shè)計，甚至通風(fēng)、排水設(shè)計等，都需要勘察清楚設(shè)計部位的地質(zhì)情況，才能夠確保設(shè)計符合現(xiàn)場情況，設(shè)計的結(jié)果才能夠指導(dǎo)實際生產(chǎn)。沒有符合地下采場實際的真實可靠的地質(zhì)資料，所有的地下非煤礦山的設(shè)計，就是無源之水，不具備實際操作的可能。調(diào)查清楚地質(zhì)情況，相應(yīng)的設(shè)計才有可靠的地質(zhì)基礎(chǔ)，再遵循相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范，才能得出具備指導(dǎo)實際生產(chǎn)的切實可行的合格的設(shè)計。

（2）為地下礦山安全提供指導(dǎo)。地下礦山的特點使得安全問題在所有的工作中必須首先得到切實的解決，這就要求地質(zhì)工作人員必須在原有的資料上結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場情況得出更為翔實的地質(zhì)資料，用以指導(dǎo)采場及礦山其它區(qū)域的安全工作；地質(zhì)工作的主要內(nèi)容就是探清楚礦床圍巖與礦體的厚度與產(chǎn)狀,及巖性破碎的程度與其強(qiáng)度,采空區(qū)的地應(yīng)力變化情況等。只有形成系統(tǒng)、可靠的地質(zhì)資料，對有可能發(fā)生的事故做好預(yù)防工作，降低甚至消除事故的發(fā)生。需要強(qiáng)調(diào)的是，采場是地下非煤礦山最重要的基礎(chǔ)生產(chǎn)單元，也是發(fā)生安全事故概率較大的場所之一，所以要保障礦山安全生產(chǎn)首先必須解決采場的安全問題。

（3）為地下礦山生產(chǎn)提供指導(dǎo)。地下非煤礦山涉及采礦、掘進(jìn)、機(jī)電、通風(fēng)及排水等多方面的工作，但是其中最重要、最基礎(chǔ)的任務(wù)之一就是礦山地質(zhì)工作。沒有詳細(xì)可靠的地質(zhì)工作，就無法開展生產(chǎn)工作。所以必須以認(rèn)真細(xì)致的礦山地質(zhì)工作來提供真實的地質(zhì)資料，以此指導(dǎo)礦山的安全生產(chǎn)。礦山地質(zhì)工作內(nèi)容包括生產(chǎn)勘探、礦量平衡、礦石貧化損失管理和監(jiān)督等。礦山的前期勘探工作一般由有資質(zhì)的地質(zhì)勘察隊伍提供，這只是對地下礦床的一個初步了解，可以用于礦井的基建，但是由于其對礦床的控制精度不夠高，還不能夠滿足生產(chǎn)的需要；同時由于礦床賦存條件的復(fù)雜性和礦體自身的多變性,在采礦過程中隨時會遇到圍巖地質(zhì)變化以及礦體負(fù)變或尖滅等不可預(yù)計情況；這就要求地質(zhì)工作人員在生產(chǎn)過程中，必須結(jié)合每一個采場、每一條巷道的現(xiàn)場實際地質(zhì)情況，以及礦體的賦存情況，圍巖穩(wěn)固情況等具體問題，才能夠指導(dǎo)實際的生產(chǎn)，解決的辦法就是認(rèn)真負(fù)責(zé)的做好井下地質(zhì)工作。做好地質(zhì)工作以確保探明地質(zhì)情況的礦量能夠滿足生產(chǎn)的需要,并且礦體賦存情況能夠用現(xiàn)有的辦法實現(xiàn)安全生產(chǎn)，這樣才利于礦山整體的發(fā)展。

（4）延長礦山的服務(wù)年限。每一座地下非煤礦山一旦取得采礦許可證，其開采范圍內(nèi)的礦石儲量是有限的；在設(shè)計年限內(nèi)只能保持一定的生產(chǎn)能力，并且隨著礦山服務(wù)年限的增加，可采礦量只會越來越少。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，為了增強(qiáng)市場競爭能力，很多礦山都在擴(kuò)能，使得這種資源減少的趨勢越來越明顯。同時，易于開采的淺地表礦床大多已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并開采，地表找礦難度越來越大，在已知礦區(qū)尋找深部礦體、新礦床便成為了延長礦山服務(wù)年限的一個重要辦法。

隨著地質(zhì)工作的進(jìn)步和選冶技術(shù)的提高，尤其是市場需求的增大，使得在已知礦區(qū)尋找深部礦體、新礦床逐漸成為可能。對低品位礦石的利用，以前由于品位較低無經(jīng)濟(jì)價值的礦體也因市場的需要逐漸具備開采的經(jīng)濟(jì)價值，這也為擴(kuò)大礦石的開采范圍提供了可能。采礦過程中已知礦床的揭露,成為了礦山地質(zhì)工作的有利條件，再加上新理論、新技術(shù)的綜合利用,使得發(fā)現(xiàn)深部礦體和鄰近的新礦體，開發(fā)利用低品位礦石，延長礦山服務(wù)年限成為了現(xiàn)實。世界上有許多礦山運(yùn)用新的成礦理論成果，采用新的找礦技術(shù)，都在已知礦床、已知礦區(qū)尋找到了未知礦體、深部礦體、新礦床.如：澳大利亞的布羅肯希爾、塔斯馬尼亞等多金屬礦床,我國的杏山鐵礦、息烽磷礦、柿竹園多金屬礦床等。

5 信息技術(shù)在礦山地質(zhì)工作中的應(yīng)用

礦山地質(zhì)工作使用數(shù)據(jù)繁多，人工處理費(fèi)時費(fèi)力（見圖2）；但是由于計算機(jī)的廣泛利用，幾乎所有的地質(zhì)工作都可以利用計算機(jī)軟件進(jìn)行處理，得出科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、生動直觀的圖像和數(shù)據(jù)資料（見圖3）；通過計算機(jī)的強(qiáng)大功能，進(jìn)行各類地質(zhì)數(shù)據(jù)的收集和圖紙資料的編制；這是新時代信息技術(shù)和現(xiàn)代化礦山結(jié)合的必然產(chǎn)物，同時也為礦山生產(chǎn)使用計算機(jī)進(jìn)行各類技術(shù)工作創(chuàng)造了必要條件。

圖2 某非煤礦山部分地質(zhì)取樣數(shù)據(jù)

圖3 根據(jù)地質(zhì)取樣數(shù)據(jù)繪制的地質(zhì)素描圖

計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，可以將礦山井下地質(zhì)情況較為直觀的展示出來，給設(shè)計和施工提供了感性的概念，比理性的分析更容易為管理者和生產(chǎn)者接受。

6 結(jié)束語

礦山地質(zhì)工作是地下非煤礦山安全生產(chǎn)過程中一項最重要的基礎(chǔ)工作；準(zhǔn)確、及時的礦山地質(zhì)工作，可以給確保采礦工作的順利進(jìn)行。信息技術(shù)的應(yīng)用為礦山地質(zhì)工作的開展提供了一個新的方式，可以更直觀、真實的展示井下的地質(zhì)情況。結(jié)合社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，不斷提升礦山地質(zhì)工作的精確度，才能真正意義上指導(dǎo)地下非煤礦山方方面面的工作。