導語：如何才能寫好一篇礦山開采工程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關鍵字]露天 礦山開采設備 設備選型

[中圖分類號] TD613 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-5-48-2

要在金屬資源緊缺的今天加大開采力度，提高開采效率，降低開采成本就需要在開采設備中做出合理選擇。硬巖露天礦山開采工程中設備的選擇成為提高開采效率的關鍵。但是礦山開采設備種類繁多，我們要在學習各露天開采設備的先進技術基礎上，深入研究各露天開采設備的特點，為不同露天礦山開采環(huán)境提供適宜的開采設備。

1露天礦山開采工程特點

露天開采工程是在開放的環(huán)境中，在采礦、掘進和運輸設備的幫助下，從地表向下采取地殼中有用礦物的一項工程。露天開采工程中開采設備主要用于穿孔、爆破、采裝、運輸這四項工作。開采設備的損耗及油耗決定了露天開采的成本，為獲取最大利益，露天開采工程一般以最大限度降低作業(yè)成本，因此露天開采設備的選擇將對露天開采工程的工藝過程、開采成本起著支配性作用。

2設備選型

2.1意義

采礦工程的環(huán)境決定開采工藝。而開采工藝與開采設備的選擇息息相關，相輔相成。具體說來即是開采工藝又決定開采設備的選擇，與此同時，開采設備又反過來影響開采工藝的開采成本、技術參數(shù)等。為有效的降低開采成本且讓采礦工程有條不紊的順利進行，就需要我們在開采工程施工之前根據(jù)相應的開采環(huán)境，因地制宜，量身定制合理的開采設備。

2.2總順序

露天開采設備選型的過程一般是首先選擇合理的主體設備，然后根據(jù)主體設備的選擇而選定合適的輔助設備。其中包括鏟裝設備、運輸設備及穿孔設備。在主體設備的選擇過程中，運輸設備是根據(jù)鏟裝設備而配置的。

2.3裝載設備的選型

（1）挖掘機的選擇

選擇合理的挖掘機是一個較為復雜的過程，在此過程中，礦巖物理機械性質、礦山采剝總量、開采工藝和設備性能是確定挖掘機的選型的主要條件。合理型號的挖掘機保證每個工藝環(huán)節(jié)的生產設備間配套，保證生產設備的工作效率?？晒┻x擇的挖掘機有電鏟挖掘機和液壓挖掘機。這兩種挖掘機的選型都要根據(jù)相應的環(huán)境來確定。從挖掘機斗容來看，需要斗容大于10m3時適合選擇電鏟；需要斗容小于10 m3時適合選擇液壓鏟。從電力條件、礦石種類來看，電力條件好，礦石種類少時選擇電鏟挖掘機。在其他情況下，若設備價格與生產效率產生沖突時，我們應當綜合考慮，從整體衡量選擇犧牲一定生產效率的低價位的生產設備，這種情況一般出現(xiàn)在進口設備與本土設備選擇之間。但是，當我們設計的大型礦山在選擇使用液壓鏟的情況下，就不會面臨這樣的問題，因為國內大于等于10 m3 大斗容的液壓鏟技術可靠性有待進一步的驗證，其技術可靠性需要加強。

整體來說，提升機常見故障主要有硬故障以及軟故障兩種，其中，硬故障指的是由于特定參數(shù)超限表現(xiàn)所導致的故障，保護裝置負責解決此種故障；軟故障涉及到一系列的變量，診斷軟件故障需要測量一系列的工況參數(shù)，并進行數(shù)據(jù)推理，準確率相對較低。但需要對軟故障予以足夠關注，因為很多硬故障前期都具有軟故障表現(xiàn)。為最大限度的保障提升機運行的安全性，相關部門投入了極大精力致力于提升機檢測診斷研究，并取得了一定的研究成果。其中比較具有影響力的有中國礦業(yè)大學研發(fā)的KJ46 型礦井提升機狀態(tài)監(jiān)護系統(tǒng)以及ASCC 型全數(shù)字提升機控制系統(tǒng)等，這兩大系統(tǒng)中均含有檢測提升機運行參數(shù)以及進行故障診斷等相關功能，此外還可以實現(xiàn)制動失靈保護、過卷保護以及超速保護等，效果十分顯著。在煤礦生產實踐中經常會遇到礦井雙筒提升機松繩現(xiàn)象，并且松繩現(xiàn)象極容易導致較為嚴重的后果。

（2）前裝機的選擇

在選擇前裝機時，首先要考慮的主要技術性能包括額定載重及牽引力，并認真檢測其對開采環(huán)境的適應性，其次要考慮作業(yè)項目的零散性對裝載機效率的影響。當我們有配礦要求的時候，裝載機要完成將配好的礦石運送至破碎站的運輸，此時前裝機的型號由運輸距離和配礦量的數(shù)量決定。

3運輸設備的選擇

運輸成本占總成本的比例約40%～60%，因此運輸設備的選擇在礦石開采項目中占有重要位置。

開拓運輸方式決定露天礦采場運輸設備的選擇。礦山自然條件復雜多樣，開采技術的靈活多變以及經濟條件的影響了開拓運輸方式的選擇。運輸方式主要有單一汽車運輸方案及聯(lián)合開拓運輸兩種方式。運輸方式由運輸距離確定，運輸距離較短時，首先考慮采用單一汽車運輸方案；礦巖運輸距離較長，是采用單一汽車運輸還是聯(lián)合開拓運輸，必須通過技術經濟比較綜合確定。

為降低生產成本，運輸設備的選擇應與挖掘相匹配，如采用汽車運輸時，由運距決定挖掘機裝載的斗數(shù)：1km的運距裝載2斗～4斗，2km的運距裝載3斗～5斗，3km～5km的運距裝載4斗～6斗。

4鉆機的選擇

鉆機成本在總生產成本中占有較小的比例，因此這種設備最容易被忽視，但是鉆機的功能卻是不容忽視的，由于它的存在實現(xiàn)了自動化的露天開采。

鉆機主要有兩種可供選擇的類型，一種是牙輪鉆機，另一種是潛孔鉆機。鉆機的選擇也需要根據(jù)相應的開采環(huán)境來選擇。在各種硬度的大中型礦巖的作業(yè)中，首先要考慮選用牙輪鉆機。在礦巖中硬的中小型礦山以及有特殊要求，如打邊坡欲裂孔、錨索孔，放水孔等選用潛孔鉆機更為合適。另外，在面對進口牙輪鉆機的選擇時，要綜合考慮鉆機使用壽命、工作可靠性、價格及零部件的供貨周期等條件，充分與國產鉆機做出對比后做出決定。

國產牙輪鉆YZ-35，孔徑250mm，設備可靠、價格實惠，在國內礦山使用成功，因此國內大型礦山設計選用牙輪鉆時，我們可優(yōu)先選擇該型號設備，國內大型礦山的邊坡鉆一般選用國產165mm孔徑潛孔鉆機。

5輔助設備的選擇

輔助設備的規(guī)格選擇由主要生產設備決定，輔助設備的規(guī)格要與主要設備的規(guī)模相匹配。下面我們簡單說說平地機的選擇情況。

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1礦山開采影響范圍

1．1放炮影響范圍根據(jù)開發(fā)方案，采場每次布置3排鉆孔，每排10個孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30個孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以確保爆破后臺階高度達15m。

1．2采礦可能引發(fā)的地質災害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺階式分層開采，高度為15m；開采時工作臺階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發(fā)的地質災害影響范圍為礦區(qū)開采最終邊界外延15m。綜上所述：礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。

2地質災害危險性預測根據(jù)開發(fā)技術方案，礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡，邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF，邊坡位置詳見福祿鎮(zhèn)周家槽周家槽水泥用石灰?guī)r礦山礦區(qū)范圍及開采平面圖

3水文地質預測礦區(qū)范圍內開采三疊系下統(tǒng)嘉陵江組三段（T1j3）石灰?guī)r礦層，開采標高均高于當侵蝕基準面；開采范圍內無河流、水庫等地表水體；地下水與地表水沒有必然的水力聯(lián)系。礦山開采對巖溶裂隙水的補給條件破壞小，礦山開采后不會對含水層結構破壞，不會造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質環(huán)境影響程度較輕。

4地形地貌預測按照開發(fā)利用方案，礦山開采后將形成高度0～105m的邊坡，礦山采礦活動對地形地貌景觀影響嚴重。

5土地資源影響預測璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦不單獨設置料場及廢渣場，在礦區(qū)東側采區(qū)50m外設置破碎站及運輸?shù)缆?，占用耕地資源4．41ha；工業(yè)廣場修建占用耕地資源1．59ha；礦區(qū)為露天采場，占用耕地資源43ha；石灰?guī)r礦山開采共占用耕地49ha。因此，璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦開采后對土地資源影響嚴重。

6建（構）筑物影響預測礦山為露天開采，將會對礦區(qū)范圍內的所有建（構）筑物全部破壞。根據(jù)計算的爆破地震波安全距離為158．45m，計算的爆破產生飛石最遠飛散距離為200m；對礦區(qū)周邊200m范圍內的建（構）筑物造成較嚴重破壞。因此，璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦開采后對建（構）筑物影響嚴重。

二、礦山地質環(huán)境防治

針對礦山開采影響范圍及采后地質環(huán)境因素的影響預測結果，將礦山地質環(huán)境保護與治理恢復劃分為重點區(qū)、次重點區(qū)、一般區(qū)，設計以下防治工程：1）礦山開采時應及時清除邊坡上的掉塊，特別是在BC邊坡東段邊坡可能會發(fā)生局部掉塊。2）對礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護坡；對采坑坑底進行綠化或土地復墾。3）對礦區(qū)道路、破碎站和工業(yè)廣場區(qū)域進行環(huán)境恢復。4）修建截排水工程。

1邊坡防治工程

1．1邊坡放坡根據(jù)開發(fā)方案礦山開采的最終邊坡角為55°，自上而下臺階式分層開采，采高15m，臺階寬度約10．5m；AB邊坡長約600m，高2～50m；BC邊坡長約440m，高50～106m；CD邊坡長約360m，高40～96m3；DE邊坡長約526m，高17～42m3；EF邊坡長約210m，高2～17m；放坡處理各段邊坡。

1．2清理危石及時清理采場邊坡上的危石，避免發(fā)生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則，對各邊坡上的危石清理完成后，才能進行下一臺階的開采。

1．3截水溝礦區(qū)位于瀝鼻峽背斜軸部，地形呈渾圓狀的小型獨立山包，自然排水條件良好，匯水面積小，在礦區(qū)DE、EF邊坡頂部修建截水溝長約300m，以防治地表水進入礦區(qū)。在其余每個臺階坡面每隔50m，高差10～20m，設置橫向和豎向的截排水溝，將邊坡頂部的地表水匯入采坑內的排水溝，避免對坡面草籽植物造成沖刷，豎向的排水溝按急流槽設計。迎坡面溝壁需設置泄水孔。

2水文防治工程礦山開采后的采場地面標高高于當?shù)厍治g基準面，對地下水的影響小。對礦山地質環(huán)境影響程度較輕。故本次不對其進行處理。但未解決礦山生產、生活用水，需在工業(yè)廣場內修建一個蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m，墻體寬度為0．3m，預計砌筑工程量約為36m3。生產廢水主要為清洗礦車及挖掘機所排除的污水，設計每個污水處理池采用尺寸為2．5m×2．5m×1．6m，容積10m3污水處理池3個，墻體寬度為0．3m。預計開挖工程量30m3；砌筑工程量約為14．4m3，污水經生化處理后由砼管排放。露天采石場的作業(yè)點應實行濕式作業(yè)和噴霧灑水，對采場及裝載點設2臺灑水器進行了灑水降塵，防止粉塵飛揚。

三、地形地貌景觀防治工程礦山環(huán)境恢復治理設計方案圖。

1露天采場采坑地貌景觀恢復根據(jù)劃定礦界和開發(fā)方案，露天開采結束后采坑的平面面積為302013m2，礦山開采前礦區(qū)土地主要為耕地，以種植果樹為主；礦山開采難以恢復原來的地面植物，故礦山環(huán)境恢復治理主要以綠化為主?？刹扇≈卫矸桨溉缦拢海?）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，預計回填方量為241610m3；（2）平整場地，場地平整應采坑中間高，四周低，便于地表水排入排水溝中；（3）植樹，行距×株距為5m×5m，預計12080株，建議種植樟樹或果樹等經濟類樹木（4）排水，沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝，保證采坑內地表水排泄通暢，將礦區(qū)的地表水有序的排放到礦區(qū)東側地形較低地段，用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面，底寬400mm，頂寬700mm，高800mm，壁厚300mm，預計長度約2350m。排水溝每隔10～15m設置一道伸縮縫，用瀝青麻絲進行有效止水。

2采坑邊坡地貌景觀恢復采坑邊坡采用坡面綠化＋截排水的礦山環(huán)境恢復設計方案。對于采坑邊坡主要采取分階放坡＋綠化處理。每級邊坡分階高度取15m，每階平臺寬度取10．5m，種植蔓藤類植物綠化坡面，在坡頂設置截排水溝。臺階邊緣修砌墻體，墻體嵌入基巖0．1m，墻體截面0．3m×0．5m（寬×高）。墻背回填0．3m厚的土壤，蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實施。

3礦區(qū)公路及破碎站礦區(qū)公路兩側及破碎站區(qū)域的空地進行植樹綠化，預計植樹60株。待礦山閉坑后，建筑垃圾清除干凈，將表層1．0m范圍土地掘松，種植樟樹等經濟類樹木。礦區(qū)公路和破碎站的平面面積約為4410m2，可采用挖掘機松土，植樹綠化，行距×株距為5m×5m，預計176株。

4土地資源的采后處理礦區(qū)主要的土地資源占用和破壞為礦區(qū)范圍內的采場、礦區(qū)東側的破碎站及工業(yè)廣場，礦山閉坑后，采場及破碎站將對其進行地貌景觀恢復，工業(yè)廣場建（構）筑物提供給當?shù)厥褂茫贿M行處理。

5地表建（構）筑物的處理礦山為露天開采，將會對礦區(qū)范圍內的所有建（構）筑物全部破壞，對礦區(qū)周邊200m范圍內的建（構）筑物造成較嚴重破壞。為保護村民的人身財產安全，對在影響范圍內的村民實施搬遷。

四、結論

1）分析了礦山地質條件，認為礦山開發(fā)技術條件的級別為中等；

2）根據(jù)礦山開采方式，采用赤平投影的方法，對礦山采后地質環(huán)境進行評估，得出礦山開采影響范圍為露天采場外延215m；水泥用石灰?guī)r礦采礦活動誘發(fā)地質災害的可能性大，造成的損失小，危險性中等，影響嚴重；對含水層影響較輕；對地形地貌景觀影響嚴重；對土地資源影響嚴重。因此，預測礦山采礦活動對礦山地質環(huán)境影響嚴重。

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關鍵詞：水工環(huán)地質勘察；金屬礦山；礦山建設重要性

礦產資源作為人類生存發(fā)展重要的物質基礎之一，對其進行開采之前一定要做好地質勘察工作，以確保資源的合理開發(fā)。水工環(huán)地質勘察包括水文勘測、工程勘察和環(huán)境勘察三個方面，對這三方面進行勘察能夠提高礦山資源開采的效率，減少工作人員的風險，降低事故發(fā)生率，同時保證合理利用資源，避免過度開發(fā)[1]。

1水工環(huán)地質勘查提高金屬礦山開采的效率

礦山資源開發(fā)地區(qū)多為生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)，甚至可能出現(xiàn)過崩塌、滑坡、泥石流等現(xiàn)象，因此對其進行開發(fā)時一定會引發(fā)相應的礦山環(huán)境地質問題。金屬礦山開采是一項復雜繁瑣的工作，涉及大量環(huán)節(jié)和內容，大規(guī)模的礦山資源開發(fā)活動能夠影響礦山地質環(huán)境，制約礦山正常生產，甚至會誘發(fā)自然災害[2]。因此在對礦產資源進行開發(fā)時，一定要做好水工環(huán)地質勘察工作，提高開采效率。水工環(huán)地質勘察可以通過研究被剝離的上覆巖石強度，判斷開采工藝選擇的設備類型，以及在開采時需要涉及到的爆破工程。設備和開采工藝往往取決于被剝離巖石的強度，強度不同帶來的經濟效益也不同，因此在進行地質勘察時一定要選取特殊的巖石，對其強度進行探究。礦山地質因素主要包括巖石因素、巖性因素、構造因素。了解這三種因素后，開采人員對當?shù)氐V區(qū)就會有一個細致具體的了解，開采時針對性更強，且工作效率更高。金屬礦區(qū)在成礦時，由于所處時期和所處地理位置不同，巖石石化程度也有很大的差別。抗壓程度通常在幾百Mpa/cm2到幾千Mpa/cm2不等，不同石化程度的巖石對開采的要求也不同。對不同巖石類型的勘察方式不同，如下表1所示。表1巖石勘察方式表巖石類型抗壓強度勘查方式軟巖類5Mpa/cm2以下輪斗勘察半膠結巖類5~15Mpa/cm2斷層、裂隙勘察半堅硬巖類15~30Mpa/cm2層狀軟弱夾層勘察堅硬巖類大于30Mpa/cm2發(fā)育程度勘察除了勘察巖石因素外，還要對巖性因素進行勘察。沉積巖層通過判斷粒度大小來劃分巖石巖性，而巖石的強度與粒度有極大的關聯(lián)。在松軟巖石中，泥質含量相對較低，膠結相對疏松，所以其中的巖石強度要低于細粒巖石。這種巖石性質決定它的抗壓能力極差，且基地承載能力也很差，不能加以施工開采。而一些巖石中粘土含量高達5000~8000g/cm3，極易引發(fā)層間斷和沉積間斷，從而形成破碎帶，如果工程地質勘察中沒有及時查明，那么必然會大大折損工作效率[3]。在礦區(qū)的巖石因素和巖性因素勘察結束之后，要對礦區(qū)的構造因素進行勘察。礦區(qū)中有大量的斷層和褶曲，不連續(xù)的存在于巖體之中，會對巖體的完整性造成破壞。斷層在沒有發(fā)生較為嚴重的膠結時，其本身的強度要遠遠低于巖石的強度，巖體會形成軟弱帶。斷層破裂會對邊坡穩(wěn)定造成嚴重的威肋，因此地質勘察必須要考慮這一問題，從而確保開采效率。水工環(huán)地質勘察可以選擇出合適的排土場，排土場主要負責堆積廢棄物料，分為外排土場和內排土場，排土場的選擇直接影響到金屬礦山的開采效率，確保工作的高效性。地質勘察可以幫助工作人員綜合評價各區(qū)域的穩(wěn)定性，從而選擇出合適的排土場址。

2水工環(huán)地質勘察降低金屬礦山工作人員風險

金屬礦山開采是一項危險系數(shù)極高的工作。近年來由于開采前的勘查工作不足而引發(fā)的礦山事故頻頻發(fā)生，為人們的生命和財產帶來巨大的損失，也引起了國家的重視，相關部門指出金屬礦山在進行開采時一定要做好充足的水工環(huán)地質勘察工作，降低工作人員的風險，為工作人員人身安全提供保障。在開采礦產資源時，巖石天然平衡狀態(tài)必然會受到破壞，如果礦山邊坡不能維持穩(wěn)定，必然不能安全有效的開采礦山資源。據(jù)資料顯示，中國幾乎所有的金屬礦山都曾出現(xiàn)過多次邊坡滑落，所帶來的損失基本上都是災難性的。例如新疆哈密的金屬礦山，從1977年開采以來，就多次出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，為以后的開發(fā)帶來巨大的困難，也給開采者造成巨大經濟損失。再比如阜新海州的金屬礦山曾出現(xiàn)過10次滑坡現(xiàn)象，造成大量人員傷亡。而誘發(fā)滑坡的原因就在于缺少地質勘察工作，對礦山地質了解不足，沒有及時采取相應的防治措施。安全生產的前提就是提高邊坡的穩(wěn)定性，減緩坡腳，這樣在開采時才能確保合理使用各個區(qū)段的礦產資源，而且不會出現(xiàn)滑坡，保障工作人員生命安全[4]。

3水工環(huán)地質勘察確保資源的合理利用

任何一項礦山開采工程都會對自然環(huán)境造成不同程度的破壞，打破原有的自然平衡狀態(tài)，同時誘發(fā)新的環(huán)境工程地質問題。例如大面積開采礦山資源會使地下水水位下降，從而引起地面沉降和塌陷，地下水資源一旦枯竭，河流必然改道，整個礦山區(qū)域環(huán)境都會受到影響。進行地質勘察雖然不能完全避免對資源的破壞，但是能夠最大程度的減少破壞。水工環(huán)地質勘察的任務就是通過了解當?shù)亟饘俚V山環(huán)境選擇出最經濟合理的開發(fā)手段，綜合考慮各方面因素，對礦區(qū)進行開發(fā)生產，確保礦產資源的合理利用，且最大程度降低對自然環(huán)境的破壞。

4結語

通過本文的探討分析可以了解到金屬礦山在進行開發(fā)時，首先要做的工作就是地質勘察（水文勘測、工程勘察和環(huán)境勘察），為礦山開采打下良好的基礎。水工環(huán)地質勘察通過勘察礦山區(qū)域巖石因素、巖性因素和構造因素來選擇最合適的開采手段，從而提高開采的工作效率，降低工作人員的風險，為工作人員的人身安全提供保障，也確保自然資源能夠合理利用，避免過度開采。

作者:趙龍剛 單位:甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院

參考文獻:

[1]麻茂,史臣.淺析水工環(huán)地質勘探在礦產勘查中的重要性[J].科技致富向導,2015，12(11):100-100.

[2]曹維,張果.礦山水工環(huán)地質災害危險性評估的策略分析[J].世界有色金屬,2017，15(10):221-222.

篇4

璧山縣周家槽水泥用石灰?guī)r礦位于重慶市璧山縣275°方位，直距9km，礦山CaO最低含量45．33％，最高含量52．55％，平均49．72％。礦區(qū)無常年性河流，年平均降雨量1072．7mm，季節(jié)性沖溝不發(fā)育，雨季降水后以分水嶺為界，沿坡面或溶蝕槽谷向西流入小安溪，向東流入周家槽，礦山范圍內無溪、河、水池、魚塘等地表水體。礦區(qū)范圍內植被分布不均，且無明顯界限；礦區(qū)內基巖與土壤分布無明顯界限，土層在溶溝、溶槽或低洼地段較厚，厚度一般為2～3m，其余地段土層較薄，厚度一般為0～1．0m；巖性為紅粘土，土壤類型為黃壤、黃棕壤；土地利用主要為耕地、林地、住宅用地、工礦倉儲用地、交通用地、水域及難以利用的裸地，各種作用的土地之間無明顯界限。如圖1所示。礦區(qū)位于瀝鼻峽背斜軸部，為一大致呈南北向嘉陵江組石灰?guī)r巖溶槽谷地帶，其間時有渾圓狀小型獨立山包。地形坡角一般10～25°，屬巖溶丘陵－低山地形地貌。評估區(qū)內由于原開采形成高度3～38m的邊坡，坡角45～80°，坡長約46～100m，邊坡均未采取支護。邊坡巖性均為嘉陵江組三段的石灰?guī)r，巖石堅硬，抗風化能力強。巖礦體結構面主要有巖層面、裂隙面、松散層界面等，斜坡穩(wěn)定性良好少許順層坡礦山開采中可能產生局部崩滑等不良現(xiàn)象。綜上所述：本礦山工程地質條件中等。

2礦山采后地質環(huán)境預測

2．1礦山開采影響范圍

2．1．1放炮影響范圍根據(jù)開發(fā)方案，采場每次布置3排鉆孔，每排10個孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30個孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以確保爆破后臺階高度達15m。

2．1．2采礦可能引發(fā)的地質災害影響范圍礦山開采過程中采用自上而下臺階式分層開采，高度為15m；開采時工作臺階切向坡和反向坡最終開采的邊坡角不大于55°。由此可確定采礦可能引發(fā)的地質災害影響范圍為礦區(qū)開采最終邊界外延15m。綜上所述：礦山開采影響范圍為露天采場外延215m。

2．2地質災害危險性預測根據(jù)開發(fā)技術方案，礦山開采后四周將形成5段高度為110m的邊坡，邊坡編號分別為AB、BC、CD、DE、EF，邊坡位置詳見福祿鎮(zhèn)周家槽周家槽水泥用石灰?guī)r礦山礦區(qū)范圍及開采平面圖。分析邊坡穩(wěn)定性：AB邊坡位于礦區(qū)南東側，邊坡坡向301°，坡角55°，坡高約2～50m，長約600m。巖層傾向108°，傾角7°。據(jù)地面調查，巖體中發(fā)育兩組高角度構造裂隙，第Ⅰ組裂隙產狀為25°∠84°；第Ⅱ組裂隙產狀為102°∠73°。作赤平極射投影分析AB邊坡的穩(wěn)定性，如圖3所示；按照相同的方法，分析BC、CD、DE、EF邊坡的穩(wěn)定性。

2．3水文地質預測礦區(qū)范圍內開采三疊系下統(tǒng)嘉陵江組三段（T1j3）石灰?guī)r礦層，開采標高均高于當侵蝕基準面；開采范圍內無河流、水庫等地表水體；地下水與地表水沒有必然的水力聯(lián)系。礦山開采對巖溶裂隙水的補給條件破壞小，礦山開采后不會對含水層結構破壞，不會造成地下水水位下降、疏干等。對礦山地質環(huán)境影響程度較輕。

2．4地形地貌預測按照開發(fā)利用方案，礦山開采后將形成高度0～105m的邊坡，礦山采礦活動對地形地貌景觀影響嚴重。

2．5土地資源影響預測璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦不單獨設置料場及廢渣場，在礦區(qū)東側采區(qū)50m外設置破碎站及運輸?shù)缆罚加酶刭Y源4．41ha；工業(yè)廣場修建占用耕地資源1．59ha；礦區(qū)為露天采場，占用耕地資源43ha；石灰?guī)r礦山開采共占用耕地49ha。因此，璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦開采后對土地資源影響嚴重。

2．6建（構）筑物影響預測礦山為露天開采，將會對礦區(qū)范圍內的所有建（構）筑物全部破壞。根據(jù)計算的爆破地震波安全距離為158．45m，計算的爆破產生飛石最遠飛散距離為200m；對礦區(qū)周邊200m范圍內的建（構）筑物造成較嚴重破壞。因此，璧山縣福祿鎮(zhèn)周家槽水泥用石灰?guī)r礦開采后對建（構）筑物影響嚴重。

3礦山地質環(huán)境防治針對礦山開采影響

范圍及采后地質環(huán)境因素的影響預測結果，將礦山地質環(huán)境保護與治理恢復劃分為重點區(qū)、次重點區(qū)、一般區(qū)，設計以下防治工程：1）礦山開采時應及時清除邊坡上的掉塊，特別是在BC邊坡東段邊坡可能會發(fā)生局部掉塊。2）對礦山采坑四周形成的邊坡采用生物工程護坡；對采坑坑底進行綠化或土地復墾。3）對礦區(qū)道路、破碎站和工業(yè)廣場區(qū)域進行環(huán)境恢復。4）修建截排水工程。

3．1邊坡防治工程

3．1．1邊坡放坡根據(jù)開發(fā)方案礦山開采的最終邊坡角為55°，自上而下臺階式分層開采，采高15m，臺階寬度約10．5m；AB邊坡長約600m，高2～50m；BC邊坡長約440m，高50～106m；CD邊坡長約360m，高40～96m3；DE邊坡長約526m，高17～42m3；EF邊坡長約210m，高2～17m；放坡處理各段邊坡。

3．1．2清理危石及時清理采場邊坡上的危石，避免發(fā)生危石滾落傷人事故。按照“邊采邊治”的原則，對各邊坡上的危石清理完成后，才能進行下一臺階的開采。

3．1．3截水溝礦區(qū)位于瀝鼻峽背斜軸部，地形呈渾圓狀的小型獨立山包，自然排水條件良好，匯水面積小，在礦區(qū)DE、EF邊坡頂部修建截水溝長約300m，以防治地表水進入礦區(qū)。在其余每個臺階坡面每隔50m，高差10～20m，設置橫向和豎向的截排水溝，將邊坡頂部的地表水匯入采坑內的排水溝，避免對坡面草籽植物造成沖刷，豎向的排水溝按急流槽設計。迎坡面溝壁需設置泄水孔。

3．2水文防治工程礦山開采后的采場地面標高高于當?shù)厍治g基準面，對地下水的影響小。對礦山地質環(huán)境影響程度較輕。故本次不對其進行處理。但未解決礦山生產、生活用水，需在工業(yè)廣場內修建一個蓄水池。蓄水池尺寸為15m×15m×2m，墻體寬度為0．3m，預計砌筑工程量約為36m3。生產廢水主要為清洗礦車及挖掘機所排除的污水，設計每個污水處理池采用尺寸為2．5m×2．5m×1．6m，容積10m3污水處理池3個，墻體寬度為0．3m。預計開挖工程量30m3；砌筑工程量約為14．4m3，污水經生化處理后由砼管排放。露天采石場的作業(yè)點應實行濕式作業(yè)和噴霧灑水，對采場及裝載點設2臺灑水器進行了灑水降塵，防止粉塵飛揚。

3．3地形地貌景觀防治工程礦山環(huán)境恢復治理設計方案圖。

3．3．1露天采場采坑地貌景觀恢復根據(jù)劃定礦界和開發(fā)方案，露天開采結束后采坑的平面面積為302013m2，礦山開采前礦區(qū)土地主要為耕地，以種植果樹為主；礦山開采難以恢復原來的地面植物，故礦山環(huán)境恢復治理主要以綠化為主?？刹扇≈卫矸桨溉缦拢海?）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，預計回填方量為241610m3；（2）平整場地，場地平整應采坑中間高，四周低，便于地表水排入排水溝中；（3）植樹，行距×株距為5m×5m，預計12080株，建議種植樟樹或果樹等經濟類樹木；（4）排水，沿采坑邊坡坡腳圍繞采坑修建截排水溝，保證采坑內地表水排泄通暢，將礦區(qū)的地表水有序的排放到礦區(qū)東側地形較低地段，用以灌溉耕地。排水溝采用梯形斷面，底寬400mm，頂寬700mm，高800mm，壁厚300mm，預計長度約2350m。排水溝每隔10～15m設置一道伸縮縫，用瀝青麻絲進行有效止水。

3．3．2采坑邊坡地貌景觀恢復采坑邊坡采用坡面綠化＋截排水的礦山環(huán)境恢復設計方案。對于采坑邊坡主要采取分階放坡＋綠化處理。每級邊坡分階高度取15m，每階平臺寬度取10．5m，種植蔓藤類植物綠化坡面，在坡頂設置截排水溝。臺階邊緣修砌墻體，墻體嵌入基巖0．1m，墻體截面0．3m×0．5m（寬×高）。墻背回填0．3m厚的土壤，蔓藤種植行距×株距為5m×3m。截排水工程在邊坡防治工程中實施。

3．3．3礦區(qū)公路及破碎站礦區(qū)公路兩側及破碎站區(qū)域的空地進行植樹綠化，預計植樹60株。待礦山閉坑后，建筑垃圾清除干凈，將表層1．0m范圍土地掘松，種植樟樹等經濟類樹木。礦區(qū)公路和破碎站的平面面積約為4410m2，可采用挖掘機松土，植樹綠化，行距×株距為5m×5m，預計176株。

3．4土地資源的采后處理礦區(qū)主要的土地資源占用和破壞為礦區(qū)范圍內的采場、礦區(qū)東側的破碎站及工業(yè)廣場，礦山閉坑后，采場及破碎站將對其進行地貌景觀恢復，工業(yè)廣場建（構）筑物提供給當?shù)厥褂?，不進行處理。

3．5地表建（構）筑物的處理礦山為露天開采，將會對礦區(qū)范圍內的所有建（構）筑物全部破壞，對礦區(qū)周邊200m范圍內的建（構）筑物造成較嚴重破壞。為保護村民的人身財產安全，對在影響范圍內的村民實施搬遷。

4結論

篇5

【關鍵詞】地下礦山；開采技術；問題；策略

目前，國內外地下礦山采礦技術的發(fā)展往往體現(xiàn)在該企業(yè)采用各種采礦方法的比重和回采工藝，從而使得采場生產能力和勞動生產率有了較大的提高，為企業(yè)帶來了可觀的經濟效益。然而，隨著地下礦山開采新技術、新方法的不斷涌現(xiàn)，新的問題也日益突出，因為，開采技術往往都會存在某些不足或將要面臨某些問題。因此，相關礦山企業(yè)必須深入探討地下礦山開采技術，詳細分析其所面臨的問題，并找出相應的解決策略，為最終提高我國地下礦山開采技術水平提供可靠保障。

1.地下礦山開采技術分析

1.1地下礦山無廢開采技術

地下礦山無廢開采技術是近些年才發(fā)展起來的，但是很快就得到推廣與應用，因為改技術符合國家產業(yè)政策和發(fā)展方向。此外。地下礦山無廢開采技術不僅可以充分利用礦產資源，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經濟效益，而且可以避免廢棄物對自然環(huán)境造成污染和危害，是今后礦山開采技術發(fā)展的首選。該技術主要包括：高濃度尾礦料的制備與輸送技術、全尾礦充填技術等。目前，地下礦山無廢開采技術在俄羅斯、美國、德國、印度、加拿大等國家得以廣泛應用。

1.2崩落采礦技術

1.2.1自然崩落法

自然崩落法在地下礦山開采中應用較廣泛，其優(yōu)點在于采礦成本低、生產能力大、開采速度快等，尤其是對于那些礦化均勻、礦體厚大，并且容易于自然崩落的低品位礦床開采，特別適用。自然崩落法的應用原理是，在通過在地下礦山中破壞礦塊內的應力平衡，使得礦塊大面積拉底后，進而引起應力不均勻分布或應力集中，形成新的自然平衡拱，拱內礦石因受重力作用而周期性冒落，最終達到礦山開采的目的。

1.2.2無底柱分段崩落法

無底柱分段崩落法是近些年才在我國應用的，至于如何加大和優(yōu)化結構參數(shù)的問題仍然是阻礙該方法在我國進一步推廣的主要因素。其中，結構參數(shù)優(yōu)化的目的就是為了增大進路間距，從而極大地減少采掘工程量。由于增大進路間距可操作性強，易于實現(xiàn)，目前在我國的桃沖、程潮、板石溝以及北銘河等礦山都應用了該技術，并呈現(xiàn)出誘人的應用前景。特別是那些低貧化放礦或無貧化放礦工序，為了保持礦石界面的完整性，正常情況下在放礦過程中當?shù)V巖界面正常到達出礦口時便停止放出，從而最大程度地減少礦巖的混雜性，提高礦巖的純度。隨著無底柱分段崩落技術的應用，能夠極大地減少巖石混入，降低貧化，并將為相關企業(yè)帶來巨大的經濟效益。

1.3承壓開采技術

承壓開采是在有效保護地下水環(huán)境前提下的開采技術，并且開采效率也比較高。隨著礦井開采速度、開采深度、開采規(guī)模進一步加大，一些礦區(qū)來自底部的灰?guī)r裂隙巖溶高承壓水的威脅E1趨嚴重，對接下來礦區(qū)的開采造成一定的難度，底板巖層在采動的影響下的破壞程度也日趨加劇承壓開采技術能夠很好地克服以上問題。承壓開采技術指的是在不疏降地下水位的情況下，回采工作面底板含水層有較高的承壓水作用時，通過底板封堵、加固等手段來從而防止水害事故的發(fā)生，確保開采工作的順利、有效進行。一般情況下，承壓開采的三種途徑：合理選擇開采區(qū)域、當留設防水（砂）礦（巖）柱、取合理的采礦方法和工程措施。

2.地下礦山開采技術所面臨的問題

2.1開采成本增加，開采難度增大

隨著礦山開采項目的不斷增多，我國礦產資源日益枯竭，后期剩余儲量一般位于礦床的底部及邊緣地帶，開采難度不斷加大，從而無形中使得相關礦山企業(yè)增加了開采成本。因為，深部礦床受地壓影響大，同時，礦體埋藏較深，現(xiàn)有技術條件難以開采，礦石及圍巖軟弱破碎，提升運輸環(huán)節(jié)較多，礦體分散，礦體傾角厚度變化大，礦床邊緣的礦體夾層多，從而使得采礦工程位置不斷下移。最終將會出現(xiàn)新采區(qū)不斷開拓，而原有的老采區(qū)不能及時密閉的現(xiàn)象，使得整個地下采礦活動范圍越來越大，通風越來越困難，采礦生產受到制約，礦井涌水量不斷增加，采礦難度越來越大，開采成本不斷增加。

2.2可開采資源儲備不足

依照現(xiàn)有的開采速度，我國的地下礦產資源將會越來越少，并在未來數(shù)十年枯竭，使得礦山開采面臨著一些列生產危機。隨著我國經濟社會的快速發(fā)展，對能源的需求也在El益增多，現(xiàn)有的資源儲備難以滿足其基本需求，進而轉向國外進口，將會增加我國能源風險。

2.3開采量下降，開采人員富余

隨著礦山開采行業(yè)的不斷發(fā)展，以往的開采模式將會發(fā)生改變，礦體將會向著深部及邊緣地帶集中，使得礦山開采的范圍不斷縮小，礦體變小變薄，采礦作業(yè)點越來越集中，礦產資源年產量也會逐年降低。最終，礦山生產所需的相關技術人員量不斷下降，使得以往的人員出現(xiàn)大量失業(yè)，人員閑置和人員過剩的現(xiàn)實，這樣，將會帶來一系列社會問題，不利于我國社會主義和諧社會的建設。

3.地下礦山采礦技術的發(fā)展趨勢

3.1礦設備大型化、高效化、自動化

隨著科學技術的不斷發(fā)展，地下礦山采礦技術也在不斷轉型，其開采設備將會出現(xiàn)大型化、高效化和自動化發(fā)展。各國將會加大科研投入經費，研制高效率大孔穿爆設備、井巷鉆進機械、振動出礦和連續(xù)采礦及與之配套的輔助機械、中深孔全液壓鑿巖機具以及鏟運機為主體的裝運設備等，逐步實現(xiàn)高效化、無軌化、半自動化和自動化，以便于更好地滿足當今社會發(fā)展的需求。同時，還需要研制出可自動清除車廂內粘結物的高效連續(xù)式裝載的采礦激光測位裝置，實現(xiàn)微機控制的鑿巖臺車等。

3.2地下殘留礦新工藝的發(fā)展

在地下礦山開采中，采礦工藝是提高開采效率和確保采礦質量的必要條件，對于礦山開采具有重要的作用。在今后的發(fā)展中，人們將圍繞提高采礦生產能力這個主目標，重點研究地下殘留礦新工藝技術。因為，隨著民采企業(yè)和非常采礦現(xiàn)象不斷增多，無序開采的情況相當嚴重，不僅搶占大量的國家礦產資源，還造成浪費嚴重，遺留了大量的殘留礦體。然而，該類礦床在開采過程中存在采礦方法、地壓災害、巷道維護、巖層控制、采空區(qū)處理等技術問題，需要通過系統(tǒng)的研究加以解決，通過加大對地下殘留礦新工藝的研究，充分回收有限的礦產資源，對我國地下礦山行業(yè)的良性發(fā)展具有重要意義。

【參考文獻】

[1]李紅零，吳仲雄.我國金屬礦開采技術發(fā)展趨勢[J].有色金屬（礦山部分），2009（01）.

[2]劉春波，孫光華，李富平.我國地下礦山采礦技術發(fā)展及趨勢[J].河北理工大學學報（自然科學版），2009（02）.

[3]田顯高，田渡.雞冠嘴礦區(qū)通風系統(tǒng)技術改造[J].金屬礦山，2006（12）.

篇6

關鍵詞：礦山地質；工程測量；技術

中圖分類號：TD1文獻標識碼： A

引言

隨著礦山資源的不斷開采，科學技術逐漸深人，礦山地質工程測量向工程型轉變是必然的趨勢，也就是礦山測量除了注重儀器在生產中的運用外，還要從服務型向決策型轉變。因此，礦山測量人員的素質也將逐步提高，綜合能力也不斷增強，礦山測量人員也將在礦業(yè)的更多領域發(fā)揮決策作用。

一、概述

由于行業(yè)的特殊性，礦山測量一度被作為一個單獨的專業(yè)。礦山地質工程測量技術的提高主要受三方面的制約：1.測量水平和相關儀器的先進程度；2.開采水平和工程量的制約；3.與礦山測量相關專業(yè)的發(fā)展。礦山測量人員承擔著繪制地貌、地形圖；開采監(jiān)督；測量開采沉陷程度和對因開采導致的損害進行修護等任務。近年來，人口壓力、資源使用過度、環(huán)境惡化以及災害頻出等狀況，已逐漸成為人類發(fā)展和社會發(fā)展的主要制約因素。有關文獻顯示：礦山地質工程測量人員對礦山地區(qū)的整體測評、保護環(huán)境、管理環(huán)境信息、以及整治因開采資源而導致的地面凹陷具有積極意義。

當前的礦山測量和礦山開采已逐步應用以3S為主導的信息技術，該技術在促使礦業(yè)開采走向現(xiàn)代化方面發(fā)揮了重要作用，并將繼續(xù)為資源開采和礦山地質工程測量提供良好的服務。目前礦山測量的主要工作是：勘探資源、設計開采的方式；礦山地區(qū)的地面和地下測量；對當?shù)氐沫h(huán)境信息進行收集、分析、利用以及處理。礦山地質工程測量在尋找資源、開采資源、利用資源和保護資源等方面，為人類提供著持續(xù)的服務。

二、礦山地質工程測量存在的問題

1.礦山地質工程測量人員的地位、待遇不高，擁有的權利小。礦山地質工程測量是資源開采可以維持的前提，同時也是資源開采后各項服務的提供者。礦山地質工程測量的數(shù)據(jù)不僅要為開采資源提供服務，也為相關領導對開采資源、保障安全等方面決策提供了參考，是資源開采和安全生產重要的組成部分。然而，從上世紀90年代以來，受到市場經濟的強烈影響，大多礦山企業(yè)都改變了經營理念，把達到經濟利潤最大化作為企業(yè)的運行指南，大量開采低成本的礦石。受這種環(huán)境的影響，礦山測量技術的發(fā)展較緩慢，并且針對礦山測量的投資也很少，并且礦山測量人員的地位低，權利小，礦山測量發(fā)揮不了應有的作用。

2.人才缺乏。由于煤礦行業(yè)的工作條件差、危險性高，尤其是地質工程測量部門工作人員的待遇不高。因此，很少有測量專業(yè)的優(yōu)秀人才到煤礦行業(yè)工作，并且原有的優(yōu)秀人才也流失到了交通、建筑等行業(yè)，煤礦行業(yè)的測量技術力量大大削弱。

二、地質工程測量技術設計的方法

1.技術設計的依據(jù)

1.1上級下達任務的文件或合同書。

1.2有關的礦山地質工程測量的法規(guī)和技術標準。

1.3有關礦上地質工程測量產品的生產定額、成本定額和裝備標準等。

2.技術設計的基本原則

2.1礦山地質工程測量技術設計方案應先考慮整體而后局部，且顧及發(fā)展；要滿足用戶的要求，重視經濟效益和社會效益。

2.2要從礦山地質工程測量作業(yè)區(qū)實際情況出發(fā)，考慮礦山地質工程測量作業(yè)單位的實力，挖掘潛力，選擇最佳方案。

2.3廣泛收集，認真分析和充分利用已有的礦山地質工程測量的相關資料和產品。

2.4積極采用適用的礦山地質工程測量新方法、新技術和新工藝。

3.編寫技術設計書的要求

3.1礦山地質工程測量技術技術書內容要明確，文字簡練，標準已有明確規(guī)定的，一般不再重復，對礦山地質工程測量作業(yè)中容易混淆和忽視的問題應重點敘述。

3.2在礦山地質工程測量中采用新方法、新技術和新工藝時，要說明礦山地質工程測量計劃書可行性研究或試生產的結果以及達到的精度，必要時可附鑒定證書或試驗報告。

3.3名詞、術語、公式、符號、代號和計量單位等應與礦山地質工程測量的有關法規(guī)和標準一致。

3.4以礦山地質工程測量的實際需要與工程特點為基礎，以測量規(guī)范為準繩，以分級布網控制測量誤差，確保校核條件控制測量質量，最大限度地保證礦山地質工程測量成果的可靠性，實現(xiàn)礦山地質工程測量工作的多快好省。

4.對設計人員的要求

4.1礦山地質工程測量設計人員首先要明確任務的性質、工作量、要求和礦山地質工程測量設計的原則。

4.2礦山地質工程測量設計人員應認真做好作業(yè)區(qū)情況的踏勘和調查分析工作。

4.3礦山地質工程測量設計人員應對其設計書負責， 要深入第一線檢查了解礦山地質工程測量設計方案的正確性，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。

5.地質工程測量項目技術設計的主要內容

5.1任務概述

任務的名稱、來源、項目內容、行政隸屬、地理位置、作業(yè)區(qū)范圍、產品種類及形式、任務量，要求達到的主要精度指標、質量要求、完成期限和產品接收單位。

5.2作業(yè)區(qū)自然地理概況

礦山地質工程測量地理特征、居民地、交通、氣候情況和礦山地質工程測量作業(yè)區(qū)困難類別。

5.3已有資料的利用情況

說明資料中礦山地質工程測量工作完成情況，主要礦山地質工程測量資料情況及評價，利用的可能性和利用方案等設計方案。

5.4主要作業(yè)方法和技術規(guī)定

特殊的礦山地質工程測量技術要求，采用新方法、新技術、新工藝的依據(jù)和技術要求，并進行礦山地質工程測量技術估算或說明。保證礦山地質工程測量質量的主要措施和要求。

三、礦山地質工程測量要運用GPS和RTK技術

在礦山坐標中利用GPS測量獨立坐標的轉換數(shù)據(jù)，并計算高速公路高程的差值。

1.測量地形

測量地形圖的傳統(tǒng)方法是建立控制點，并在控制點上安放經緯儀或者全站儀測量地形圖。隨后測量地形圖的方法發(fā)展為：外部作業(yè)使用手簿和全站儀進行編碼，用比例較大的軟件測量地形圖，該方法對四周地形地貌的測量要求較高，并且通過測量可以觀察到測量站，這些工作至少需要2~3人操作完成，若在拼圖時如發(fā)現(xiàn)錯誤，也需要到野外重新測量。在普通的地形地貌中，測量站運用RTK，一次就可以完成半徑為10公里的測量工作，極大的減少了傳統(tǒng)測量方法需要搬遷測量儀器的次數(shù)，并且只需要在地形地貌的碎部點上停留1~2s，便可得到該碎部點的三維坐標。此外，在測量的過程中鍵人地物編碼，可以了解測量數(shù)據(jù)的精確程度，從而提高地質工程的測量效率。RTK的精確度可以達到厘米級，同時誤差不會累計，測量的數(shù)據(jù)也準確可靠，測量工作完成后，便可在成圖軟件中繪制出所測區(qū)域的地形圖。

2.放樣方法

傳統(tǒng)的放樣方法是，把已設定的點在實際地面上標出，并用常規(guī)的放樣工具放樣，通常要放一個已設定的點，還要反復的移動這個點。在放樣工作不能繼續(xù)時，通常需要使用別的方法來完成放樣工作，但會導致測量誤差的累計，從而影響放樣點的精確度。而運用RTK放樣時，只需要把已設定點的坐標值鍵人到手簿內，手簿便可呈現(xiàn)并提示放樣的位置，這樣不僅使放樣工作變得容易，同時在很大程度上也提高了放樣效率。

結束語

隨著礦山資源的不斷開采，科學技術逐漸深人，礦山地質工程測量向工程型轉變是必然的趨勢，也就是礦山測量除了注重儀器在生產中的運用外，還要從服務型向決策型轉變。因此，礦山測量人員的素質也將逐步提高，綜合能力也不斷增強，礦山測量人員也將在礦業(yè)的更多領域發(fā)揮決策作用。

參考文獻：

[1]劉小明.地質工程測量中數(shù)字化測量技術的運用[J].科技風，2011，18：113.

[2]葉積龍，張維寬.關于GPSRTK技術在地質工程測量中的應用分析[J].價值工程，2012，10：183.

[3]南親江，丁莉東.GPS-RTK在地質勘探工程測量中的應用[J].能源技術與管理，2008，06：7-9.

[4]陳廣堯，孔士營，王利.基于礦山地質問題視角探討測量技術應用方法[J].內蒙古煤炭經濟，2013，11：137+143.

篇7

關鍵詞：煤礦；地質環(huán)境；環(huán)境保護；王行莊

中圖分類號：P66 文獻標識碼： A 文章編號：

王行莊井下開采煤礦位于鄭州市南40km處，礦井自2004年開始建設，2007年正式投產。礦區(qū)登記面積71.89km2，該礦主采二1煤層，兼采二3煤層，礦山剩余服務年限 80 余年。礦井采用立井開拓，罐籠提升，中央并列式通風，采用走向長壁后退式采煤法開采。礦井設計生產能力為 120 萬噸 / 年。

采礦活動對礦山地質環(huán)境的影響

地質災害危險性分析

根據(jù)實地調查，目前礦田有地面沉（塌）陷8處，形成地面沉（塌）陷區(qū)0.77km2，造成地質災害危險性較大；地裂縫11條，影響面積0.25hm2，多見于塌陷區(qū)邊緣，規(guī)模為小型，地質災害危險性?。稽S土崩（滑）塌地質災害2處，崩塌體小于200立方，規(guī)模為小型，地質災害危險性小[1]。

礦山開采引發(fā)、加劇和遭受的地質災害主要為地面沉（塌）陷和地裂縫地質災害[2]。該礦全部開采后，全區(qū)地面沉（塌）陷面積將達到39.46km2，全區(qū)將出現(xiàn)長期或季節(jié)性積水面積38.36hm2；另外，地表將新增地裂縫災害。因此預測全井田礦山開采引發(fā)地面沉（塌）陷和地裂縫危險性為大。全區(qū)開采后，預測直接經濟損失將達2.5億元。

縣級重點保護文物歐陽修墓和省級重點保護文物戰(zhàn)國墓群下設有保護煤柱，預測其遭受礦山開采引發(fā)的地面沉（塌）陷和地裂縫危險性為小。

對含水層影響分析

該礦開采對第四系孔隙潛水含水層、上、下石盒子組孔隙、裂隙承壓水含水層組影響較輕，對孔隙承壓水含水層、巖溶裂隙承壓水含水層影響為嚴重[3]。

地面沉（塌）陷區(qū)內二1煤、二3煤組頂板砂巖含水層結構被破壞，水位大幅下降；日疏干開采量為2160～2880m3，二1煤層以下巖溶含水層水位下降91.81～95.01m，礦坑排水對二1煤層以下巖溶含水層影響嚴重。

煤礦開采對第四系上更新統(tǒng)孔隙潛水含水層影響較輕，對其它地層孔隙、裂隙承壓水含水層組、巖溶裂隙承壓水含水層影響為嚴重[4]。

礦坑水排出地表經處理合格后做為生產生活用水，不予外排，礦山開采對礦區(qū)及其周邊地下水質影響程度較輕。該礦在矸石浸出液中有毒有害元素含量均很低，各項指標均低于規(guī)定的含量標準，因此矸石堆放對地下水的影響較輕。

預測礦區(qū)煤層開采后礦井排水影響范圍約為礦界外1800m～127500m（滲透系數(shù)取最大值27.1443m/d。礦山開采對地下含水層的影響大于礦區(qū)范圍。礦區(qū)居民生產生活用水主要取自淺層地下水，因此對區(qū)內居民的生產生活用水造成影響較小。

對地形地貌景觀影響分析

該礦工業(yè)場地、交通線路占地0.28km2。其中工業(yè)廣場占地改變了原有地貌形態(tài)，造成生態(tài)景觀系統(tǒng)在空間上的不協(xié)調性，對地貌景觀及周邊環(huán)境影響為嚴重，交通線路占地較少，對景觀影響較輕。井田開采形成地面沉（塌）陷呈碟狀，改變了以前平坦地貌形態(tài)。地裂縫累計影響面積1.479hm2。地面沉（塌）陷及地裂縫對原生地形地貌景觀影響明顯，破壞程度為嚴重。

根據(jù)前述預測全區(qū)開采結束后，該礦將形成地面沉（塌）陷面積39.46km2。開采后地表最大水平變形值將達到28.33mm/m。因此全區(qū)開采形成的地面沉（塌）陷對原生地形地貌景觀破壞程度為嚴重。同時，該礦每年產生大量的矸石長期堆放對地貌景觀影響為較嚴重。

對土地資源影響分析

該礦土地資源占用與破壞因素為地面沉（塌）陷、地裂縫地質災害及工業(yè)場地占用土地。井田范圍內已形成較大面積采空區(qū)和地面沉（塌）陷，工業(yè)場地及礦業(yè)活動已造成土地破壞與水土流失，占用土地大部分為耕地[5]，該礦工業(yè)場地生產及地下采礦活動對評估區(qū)土地資源影響為嚴重。

礦山生產期工業(yè)廣場、出入場公路等設施對將持續(xù)占用土地資源，井田煤炭開采將形成大面積采空區(qū)和地面沉（塌）陷區(qū)，礦業(yè)活動將加劇土地破壞與水土流失[6]。該礦開采終了后工業(yè)場地及地下采礦活動對評估區(qū)土地資源影響為嚴重。大面積的采空地面沉（塌）陷將改變礦區(qū)地貌，在地表出現(xiàn)下沉的同時，還將出現(xiàn)地面積水、伴生地裂縫等現(xiàn)象，同樣對土地資源產生嚴重影響。

2 礦山地質環(huán)境防治工程 2.1 地質災害防治工程

2.1.1 地面沉（塌）陷及地裂縫地質災害

進行地面變形監(jiān)測，采取專業(yè)監(jiān)測與簡易監(jiān)測相結合方式開展[7]。首先設置固定的監(jiān)測點進行水準測量，監(jiān)測網點布設達到基本控制塌陷區(qū)形態(tài)，準確測量塌陷面積和下沉深度為宜。其次要對地裂縫、建筑物開裂采用人工現(xiàn)場調查、量測，提前采取預警、避讓，并及時維修。地面變形監(jiān)測需長期、連續(xù)地監(jiān)測，以便掌握地面不沉（塌）陷、地裂縫的形成發(fā)展規(guī)律，提早預防、治理。

在采礦過程中，調查采空區(qū)及空巷位置，預防采空區(qū)及空巷提前冒落，還應預留安全煤柱，利用礦渣回填采空區(qū)等措施，減少地面塌陷和地裂縫的發(fā)生。對于裂縫建筑物采取維修甚至搬遷措施，確保人員安全。

沉（塌）陷區(qū)使耕地發(fā)生較大幅度的變形，從而影響礦區(qū)的農業(yè)生產，穩(wěn)定后應進行土地恢復治理工程。在塌陷的邊緣地帶出現(xiàn)的地裂縫及時進行回填處理，治理地裂縫一般采用填埋、灌漿、防滲處理。

2.1.2 崩（滑）塌地質災害 采取全面巡查和重點監(jiān)測相結合的辦法，主要采用巡視法監(jiān)測，據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析變化速度和發(fā)展趨勢，判斷發(fā)生采坑邊坡崩（滑）塌的可能性，及時制定防治方案。對受地質災害威脅較大區(qū)域的高陡邊坡設立監(jiān)測點，重點監(jiān)測邊坡重點在崩滑面（帶）等兩側點與點之間的相對位移量。

在可能發(fā)生崩（滑）塌區(qū)周圍用鐵絲網封閉，設置安全警示牌，防止人畜誤入。必要時應采取加固措施、削坡降低坡高、坡角，或修筑攔墻、疏浚礦區(qū)排水系統(tǒng)，消除誘發(fā)災害條件。

2.2 含水層破壞恢復治理工程

礦山開采對含水層影響嚴重。在地面塌陷坑、工業(yè)廣場修筑排水溝、引流渠、防滲漏處理等措施，防止有毒有害廢水、固廢淋濾液污染地下水；揭穿含水層的井巷工程，應采取止水措施，防止地下水串層污染[8]；采取帷幕注漿隔水、灌漿堵漏、防滲墻等工程措施，最大限度阻止地下水進入礦坑，減少礦坑排水量，保護地下水資源。

礦井水經沉淀處理后，主要作為井下生產用水，對環(huán)境影響不大。含水層破壞恢復治理主要依靠自然恢復。采礦過程中，對疏干排出的地下水進行處理，加以利用，用于礦山生產生活用水。礦山閉坑后停止對地下水抽排，在一定時期內可自然恢復。定期對含水層的監(jiān)測，主要監(jiān)測礦區(qū)地下水位、排水量及水質變化，防止污染含水層。

2.3 地形地貌景觀和土地資源破壞恢復治理工程

該礦區(qū)地形地貌景觀和土地資源破壞預防工程，主要體現(xiàn)在地面沉（塌）陷和地裂縫地質災害的預防及煤矸石綜合利用，以減輕對土地資源的破壞，同時減輕對地形地貌景觀的破壞。

地形地貌景觀和土地資源的恢復治理將結合地面塌陷、地裂縫綜合治理，地質災害治理工程的實施可以修補和恢復礦區(qū)地形地貌景觀及土地資源。礦山開采期間，挖方工程（魚塘）、道路工程、排水溝工程，在工程外側實施綠化，可以進一步美化地貌景觀。閉礦后，拆除工業(yè)場地廢棄的建筑物，清理平整地表，復耕或植樹種草以恢復土地功能。

3 建議 3.1 礦山建設，應貫徹國務院頒布的《地質災害防治條例》。礦山建設應做好地質災害的“防”與“治”，貫徹預防為主，防治結合的方針，突出“以人為本”，做好可能發(fā)生地質災害的防災預案。 3.2 該礦山建設開采過程中存在引發(fā)、加劇，遭受地質災害的可能。礦山及全體職工一定要對地質災害的危險性和危害性有足夠清醒的認識，災害意識要時時在心，查之入微。 3.3 加大科技投入，改進開采方法，優(yōu)化生產工藝，盡可能的降低礦業(yè)開采對礦區(qū)環(huán)境的破壞，根本上減輕地面塌陷危害，減少地面裂縫數(shù)量與規(guī)模；加強對煤矸石和礦坑水的綜合利用研究，提高礦產資源綜合利用率。

3.4 礦山建設中應加強礦山生態(tài)環(huán)境保護。礦山開采過程一定要把環(huán)境保護工作同步開展起來，努力創(chuàng)造綠色礦山，使生態(tài)系統(tǒng)和地質環(huán)境得到恢復和改善，做到人類、資源、環(huán)境協(xié)調發(fā)展[9]。

3.5 對礦山生產期結束后礦山地質環(huán)境恢復與保持開展綜合研究，完善閉坑后礦山生態(tài)環(huán)境恢復工作。

參考文獻

[1]DZ/0238—2004地質災害分類分級（試行）[S]．北京：中國標準出版社，2004．

[2]任軍旗，鄭群有，方茜娟．礦山地質環(huán)境治理[J]．中國地質災防治學報，2008，19 (3)：160－162

[3]DZ/0133—94地下水動態(tài)監(jiān)測規(guī)程 [S]．北京：中國標準出版社，1994．

[4]武強，陳奇，礦山環(huán)境問題誘發(fā)的環(huán)境效應研究[J]．水文地質工程地質，2008，35 (5)：81－85

[5]GB/T21010—2007土地利用現(xiàn)狀分類[S]. 北京：中國標準出版社，2007．

[6]TD/T1011—2000土地開發(fā)整理規(guī)劃編制規(guī)程[S]．北京：中國標準出版社，2000．

[7]李長洪，任濤，蔡美峰，等．礦山地質生態(tài)環(huán)境問題及其防治對策與方法[J]．中國礦業(yè)，2005，14 (1)：29-33

[8] GB12719—91 礦區(qū)水文地質工程地質勘探規(guī)范[S]．北京：中國標準出版社，1991．

篇8

關鍵詞： 礦產開發(fā)；地質環(huán)境；防災減災；地質災害；防治對策

1 礦山地質環(huán)境恢復治理的基本原則

1. 1 以人為本、防災減災

當前所有的礦山地質環(huán)境問題，都將會直接或者間接的對礦山開采職工以及礦區(qū)周邊居民的生命財產安全造成很大威脅，所以對礦山環(huán)境進行恢復治理，首先就需要有效地保證礦區(qū)免遭礦山開采作業(yè)誘發(fā)產生各種不同地質災害的危害，從而實現(xiàn)防災減災的目的。

1. 2 因害設防、綜合治理

針對我國多數(shù)礦山的地質環(huán)境破壞的顯著特點、危害方式、分布條件以及危害程度，需要抓住環(huán)境治理的重點以及關鍵環(huán)節(jié)，爭取做到因地制宜、因害設防，能夠采取科學的攔、排、護、整、填、植等相關重要方面的環(huán)境綜合治理措施對該礦山周邊環(huán)境進行綜合性的治理。

1. 3 注重效益、分期實施

在實踐中對于礦山地質環(huán)境的綜合治理工程，還需要嚴格遵循自然生態(tài)社會效益優(yōu)先的基本原則，與此同時還需要爭取最大化的經濟收益。在此基礎上，需要能夠區(qū)別出不同的礦山地質環(huán)境危害和治理問題，針對不同的情況采取不同的治理和綜合防治措施。在此基礎上需要依據(jù)當?shù)氐馁Y金條件、礦山地質環(huán)境問題的危害大小、污染輕重緩急，同時能夠分期、分階段地進行環(huán)境綜合治理工作。

1. 4 礦山開采工程措施與生物措施相結合

對于礦山環(huán)境的綜合治理工作，只有首先將工程治理措施和環(huán)境生物保護措施緊密地結合在一起，最終才能達到礦山環(huán)境綜合治理的根本目標。在礦山地質環(huán)境綜合治理的各種工程中，只要配置科學、合理，就能夠徹底根治地質環(huán)境災害。但是其中的缺點是投資范圍過大，然而當前的生物措施恰好能夠彌補環(huán)境工程治理措施的顯著缺點，并且其投資范圍相對比較小，能夠有效地改善礦山周邊的小氣候特點，最終使其可以廣泛地應用在礦山地質環(huán)境的綜合治理工作中。

2 礦山地質環(huán)境問題防治的有效措施

2. 1 采空區(qū)和礦山的地面沉陷問題治理

對礦山內部采空區(qū)的環(huán)境綜合治理，主要就是為了預防和控制其地表殘余沉陷問題的進一步發(fā)生。在此基礎上可以采取的方法有4 種：

1）礦山內部全部需要充填采空區(qū)內部的支撐覆巖，以最終能夠徹底消除礦山的地基沉陷隱患。

2） 礦山局部支撐覆巖或者是地面構筑物，需要減小其采空區(qū)空間的實際跨度，進一步防止出現(xiàn)頂板垮落的問題?，F(xiàn)階段常用的方法主要有注漿柱、井下砌墩柱以及大直徑鉆孔樁柱或者是直接運用樁基法等。

3） 礦山注漿加固以及強化礦山內部采空區(qū)圍巖的結構，能夠充填采動覆巖的斷裂帶以及彎曲帶巖的土體離層以及裂縫，使之最終可以形成一個剛度比較大、整體性能比較好的巖板支撐結構，使其可以更加有效地抵抗礦山老采空區(qū)塌陷進一步向上發(fā)展的問題，使礦山開采區(qū)地表只會產生比較均衡的沉陷問題，以確保礦山開采區(qū)地表構筑物的安全性。

4） 采取必要預防措施。礦山自身釋放老采空區(qū)的內部沉降潛力法，在礦山采空區(qū)地表并未利用之前，可以采取強制措施加速其礦山老采空區(qū)的活化以及覆巖沉陷速度，有效消除對礦山地表安全有比較大威脅的地下空洞結構。

2. 2 礦山大量開采后泥石流的治理

礦山開采大量的礦產資源，將會為泥石流的出現(xiàn)提供大量松散固體雜質，可能會造成礦山結構的崩塌、滑坡以及泥石流等嚴重地質災害現(xiàn)象的發(fā)生。開采礦山自身礦產資源以及修筑開采運輸?shù)缆?，這些均會對礦山的植被造成非常大的破壞，因此切坡不合理、廢礦井陷落而引起的礦山地表崩塌等要素還可使溝內的土量急劇增加，使礦山地面的徑流系數(shù)顯著增加，因此洪峰流量也會隨之增加，進入到雨季在地表山洪沖刷作用下，礦山表面大量的松散物質由雨水的浸潤飽和液化之后而造成的過度充水而發(fā)生下滑，便形成了泥石流災害。此種泥石流災害也就被稱為礦山泥石流災害。

圖1 礦山大量開采后泥石流的治理

在這方面的綜合治理措施方面（見圖1），應當在整體泥石流發(fā)生流域內，運用蓄水、攔土、攔水、排導以及造林等多種治理和防治措施。其上游宜采用蓄水以及引水隧洞等治理和預防措施。將其上游的清水水流科學引走，使該水流和松散堆積體能夠脫離接觸，以更好地避免泥石流災害的真正形成； 并且還可以修建攔擋壩，以攔截住形成泥石流體雜質的來源。在泥石流的中游，能夠采用擋土墻結構或是土釘墻等防治措施，從而才能夠防止泥石流體對于礦山表面道路農田以及房屋建筑的破壞力度。

2. 3 尾礦的化學污染的治理

礦山中的廢石、廢土以及矸石固體廢棄物被大量堆放，侵占了大量的礦山土地資源，最終將會造成礦山污染水土體被化工、黑色金屬礦物質污染，其中尾礦總量要占到礦石總量的50% ～ 80%。對于礦山中尾礦的綜合運用和開采，第一就是礦山尾礦的能源利用與開發(fā)。事實上，尾礦作為一種高質量原料、材料已經得到一些頗為實際的利用。尾礦材料能夠用作建筑工程材料，但把尾礦材料作為建筑施工材料時，還需要非常慎重的研究和考慮，因此要對尾礦中的化學成分進行全面、綜合地研究與分析，查看分析其中是否存在著對人體健康不利的物質。

運用尾礦作為礦山開采井下充填的作業(yè)材料，現(xiàn)階段已經取得非常成功的作業(yè)經驗，當前很多礦山開采都在應用。這導致礦山中尾礦資源的利用范圍以及開采率大大地提高，這樣就能夠減少尾礦資源的堆存數(shù)量，同時又能夠將尾礦這一寶貴的資源保存于地下，以便于今后重新進行開采和利用。

2. 4 放射性礦山的環(huán)境治理

礦山中坑（井）口治理宜采用封堵坑口的措施，切斷其污染源，使其可以更好地恢復礦山坑口原貌，抑制其中放射性物質向礦山周圍的大氣擴散； 并且還需要杜絕污水外流的現(xiàn)象，這樣就能夠防止礦山附近人、畜誤入以及地表水流入。對于其中的廢石（渣） 堆場還可以砌筑擋墻結構、排水溝結構進行穩(wěn)定化、安全化處理，從而能夠更好地防止廢石發(fā)生下滑、流失，避免造成二次污染。

3 結束語

現(xiàn)階段社會人口、能源與環(huán)境是社會發(fā)展面臨的三大主要主題，是當前人類社會能否得以長久生存與發(fā)展的根問題。人類社會的有序生存與發(fā)展根本離不開社會經濟的正常發(fā)展，社會經濟的正常、有序發(fā)展能夠促使人口的大幅度增長，同時人口與經濟的過快增長又將會引起礦產資源方面的快速開發(fā)與利用，由此一來，資源的開發(fā)利用又將會引起一系列的地質環(huán)境災害問題的出現(xiàn)，最終將引發(fā)全球資源的全面枯竭、地質環(huán)境惡化以及社會經濟發(fā)展受到嚴重制約的惡性循環(huán)過程，人類的正常生存與發(fā)展都將會受到非常嚴重的威脅。因此，在本文中筆者將重點分析我國礦山地質環(huán)境的治理現(xiàn)狀以及在綜合防治中存在的常見問題，希望能夠對礦山地質環(huán)境的恢復和治理起到一定推動效力。

參考文獻：

[1] 劉起霞，李清波，鄒劍峰. 環(huán)境工程地質[M]. 鄭州：黃河水利出版社，2001.

篇9

王運敏，中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司院長，我國知名的采礦工程專家。30多年來，他始終致力于冶金礦山開采關鍵技術研究工作，師從前輩專家，依托團隊力量，特別在露天礦陡幫開采技術、高效運輸工藝和設備、露天礦轉地下開采、露天礦巖土工程災變控制、地下開采及境界外資源開采、降低礦石損貧等技術領域，作出了開創(chuàng)性貢獻。

30多年來，他主持并承擔了30余項國家與省部級重點課題的研究與應用工作，憑借多項創(chuàng)新技術與成果，在礦山高效開采、綠色開采、高效運輸、災害控制等方面取得了突出成績，實現(xiàn)了經濟效益與社會效益雙豐收，真正做到了既要金山銀山，又要綠水青山。

新時代礦山開發(fā)：

高效+安全+綠色

礦業(yè)，是國民經濟的重要基礎產業(yè)，是國家戰(zhàn)略安全保障的重要組成部分。

1982年，畢業(yè)于江西冶金學院的王運敏被分配到馬鞍山礦山研究院，從事礦山開采理論、科研設計。在入行之初，他就明白，采用現(xiàn)代科學技術，改造傳統(tǒng)礦業(yè)，是推動我國冶金礦產資源高效、綠色開發(fā)的必經之路。

30多年來，他將自己沉進采礦事業(yè)中，深入大山深處現(xiàn)場勘探，踏遍馬鋼南山鐵礦、武鋼大冶鐵礦、太鋼峨口和尖山鐵礦、海南鐵礦等全國40多個大中型礦山，獲取了豐富的第一手資料。

以解決現(xiàn)實問題為出發(fā)點，他潛心摸索，悉心研究，大膽創(chuàng)新，終在露天開采、露天轉地下開采、地下開采、露天礦巖土工程災變控制技術及礦產資源優(yōu)化綠色利用多個領域取得了諸多開創(chuàng)性成果，并推動其在礦山應用，轉化成了實實在在的生產力，大大推動了整個行業(yè)的技術進步和產業(yè)發(fā)展。

露天礦山開采技術

長期以來，我國的露天礦一直采用單臺階開采技術，存在前期剝巖量大、采礦強度低、下降速度慢、生產成本高、邊坡滑坡多等問題，嚴重制約礦山產能。

針對這一狀況，王運敏創(chuàng)造性地提出了組合臺階式的陡幫開采工藝技術――將工作幫的臺階劃分成組，每組由一個工作臺階和若干個非工作臺階組成，組內臺階自上而下逐個開采。通過對陡幫開采技術參數(shù)與礦床條件、裝備水平、生產能力、開采程序和工藝技術之間關系的研究，揭示了陡幫開采的技術特點和各工藝間的協(xié)調關系，研究出了陡幫工作幫坡角與結構參數(shù)的關聯(lián)規(guī)律，確定了陡幫開采工藝參數(shù)設計原則，首次提出了不同開采深度的工作幫坡角及其參數(shù)的確定方法。

他還針對陡幫開采特點，提出了以爆破、采裝和運輸為中心進行采礦工藝優(yōu)化的技術思路和方法。通過科學的定量分析計算，確定最佳的開采順序和開采參數(shù)，提出不同條件下的初始工作面準備方法、坑線移設形式、設備供電方法等；研發(fā)出同臺階上采用多臺設備分區(qū)、分條采掘和連續(xù)跟進采掘工藝。在工業(yè)實踐中，運用爆破優(yōu)化理論，實施了減少前排孔藥量、優(yōu)化起爆方向、留碴爆破等重要技術措施，有效地控制爆堆向外延伸，縮小了臨時非工作平臺寬度，這對提高工作幫坡角，實現(xiàn)陡幫開采具有決定性意義。

該成果使露天礦前期剝采比降低20%以上，采礦強度提高30%以上，為我國推行陡幫開采提供了理論依據(jù)和實踐經驗，使露天礦設計從經驗轉向理論指導，被載入《采礦技術手冊》和高校教科書。

相關成果已在我國礦山設計建設、生產中普遍應用，產生了巨大的經濟效益，曾于1991年獲得國家科技進步二等獎。

此外，在優(yōu)化陡幫開采技術的基礎上，王運敏還對露天礦陡坡鐵路運輸系統(tǒng)進行了大膽革新。

通過科學實驗與論證，研發(fā)了“柔性可調節(jié)式防爬樁裝置”及相關的防爬技術措施，優(yōu)化了陡坡鐵路的上部結構及其參數(shù)，創(chuàng)新了裝備及設施，實現(xiàn)了露天礦鐵路坡度從傳統(tǒng)的25‰到45‰～50‰的重大突破。該成果使運輸效率提高20%以上，成本下降25%，為我國深凹露天礦提供了一整套先進的、具有自主知識產權的陡坡鐵路運輸技術，解決了深凹露天礦發(fā)展的“瓶頸”問題。

針對深凹露天礦邊坡增高加陡、滑坡事故頻發(fā)、膠帶運輸系統(tǒng)故障多等關鍵技術難題，他提出了“優(yōu)化系統(tǒng)配置、集散控制、優(yōu)化采礦工藝和邊坡設計”的新思路，研發(fā)了“自校正”和“微變預警”等成套技術，建立了膠帶運輸故障自動監(jiān)控系統(tǒng)，解決了系統(tǒng)環(huán)節(jié)間的有機銜接、膠帶跑偏和撕裂等問題，建成了一流的汽車―膠帶運輸系統(tǒng)，使運輸成本降低50%。

這些革新均在不改變運輸方式的條件下完成，成果的推廣應用帶來了巨大的經濟效益，僅攀鋼和本鋼就創(chuàng)直接經濟效益7.23億元?！按笮吐短斓V陡坡鐵路運輸系統(tǒng)研究”于2008年獲國家科技進步二等獎。

以上之外，王運敏還帶領團隊積極開展了露天礦境界外遺留資源開發(fā)技術研究，盤活了幾十億的礦產資源，為實現(xiàn)資源的充分開發(fā)利用提供了技術支撐。

露天轉地下開采技術

露天轉地下開采是一項龐大而復雜的系統(tǒng)工程，開發(fā)這部分資源難度很大。上部露天采場已形成數(shù)百米的高陡邊坡和數(shù)平方公里的匯水面積，邊坡及周圍巖體都已破裂，開采下部傾斜和急傾斜礦體，露天采場全部落在地下采礦塌陷范圍內，露天與地下同時開采存在重大安全隱患。如何實現(xiàn)露天開采平穩(wěn)轉入地下開采，有許多技術難題沒有解決。

為此，王運持研究了“露天轉地下開采平穩(wěn)過渡關鍵技術”項目，開展了露天和地下兩種工藝要素為一體的綜合性技術研究，包括露天轉地下開采的安全、經濟、高效、節(jié)能、環(huán)保等多個層面。

他首次將大型傾斜金屬礦床的開采生命周期集約規(guī)劃，創(chuàng)造性地提出了露天地下三階段開采的設計理論。

他發(fā)明了露天轉地下開采平穩(wěn)過渡合理時機的確定方法，創(chuàng)建了露天轉地下開采界線兩步算法理論，并開發(fā)了礦山露天轉地下開采理論最佳經濟深度相關可視化計算軟件。

他成功研發(fā)了大型露天礦邊坡體礦產資源地下開采技術，提出了低擾動爆破和控制邊坡災變的思路，采用虛擬現(xiàn)實辯識技術對邊坡內空區(qū)災變部位進行評判，采用預留（或不留）頂柱的分段空場法（或充填法）和毫秒微差單孔起爆降震技術，解決了遺留礦體開采安全技術難題，為建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型礦山做出了重要貢獻，被認為是近年鐵礦開采技術方面的重大突破。

如今，相關成果已經在石人溝鐵礦、南芬鐵礦、馬鋼姑山鐵礦、海南石碌鐵礦等地示范、推廣應用，創(chuàng)造的經濟效益超過10億元。

更為重要的是，這一成果中的部分關鍵技術，如防災變監(jiān)測預報系統(tǒng)、采空區(qū)處理技術等，完全可以應用于峒室、隧道、城市地鐵、水利等工程中，其推廣應用價值更不可估量。

安全礦山及綠色礦山設計

在礦山，安全是永恒的追求，無論何時，安全都不能被忽略。王運敏十分清楚這一點。

“露天礦巖土工程災變控制技術”研究中，王運敏帶領團隊創(chuàng)造性地提出了露天礦邊坡設計優(yōu)化方法，實現(xiàn)了露天礦邊坡風險、資源利用、經濟收益、土地利用和災變控制投入等多目標優(yōu)化決策，促進了露天礦的邊坡安全和經濟效益的最優(yōu)化。

研究中，他們首次建立了邊坡可靠性評價指標體系，為邊坡風險分析和邊坡設計多目標優(yōu)化決策提供了理論基礎；首次提出了“臨界滑動場”分析方法，將傳統(tǒng)的滑動面擴展到滑動場，從而獲得臨界狀態(tài)下邊坡各點的最危險滑動趨勢，更清晰地反映了邊坡的穩(wěn)定性狀態(tài)；在國內率先系統(tǒng)開展了排土場穩(wěn)定性機理、泥石流形成機理及排土場災害防治技術研究，從散體巖石塊度分布規(guī)律、應力―應變特征、非線性滲流、滑坡模式及變形機理等方面，開發(fā)出了一套排土場穩(wěn)定性分析方法與泥石流防治技術。

此外，在地下開采技術研究領域中，王運敏還帶領團隊突破了多項安全技術。

他們揭示了崩落采礦法覆蓋層結構特性和移動規(guī)律，發(fā)明了覆蓋巖層安全厚度定量化計算方法；發(fā)明了井下二步驟回采的采場底部結構及其生產工藝，實現(xiàn)了復雜開采環(huán)境下礦產資源的安全、經濟和高效回采；創(chuàng)造性地提出了在地下大水礦山設置應急水倉的防突水思路，發(fā)明了地下大水礦山應急水倉的建設方法。

安全、高效、綠色，沒有了綠色，談不上綠水青山，談不上可持續(xù)發(fā)展。多年來，他們積極推進礦山綠色開發(fā)，并將集成創(chuàng)新的多項采礦工藝技術應用到礦山設計中，建成了國內第一座基本無廢料的大型綠色鐵礦山，資源回收率達90%以上，為我國綠色礦山建設提供了先進實用的成套技術。

他們開發(fā)了多礦體露天地下時空同步高效綠色開采技術，將露天開采、地下開采、尾廢處置、環(huán)境保護、綜合治理基于一體，實現(xiàn)了礦山固體廢料的協(xié)調高效利用和源頭減量。

他們開發(fā)了深部礦床上行式分層廢石尾砂充填采礦技術，減少了支護量，降低了成本，提高了采礦效率，實現(xiàn)深部礦床大規(guī)模無廢開采。

不難看出，多年的研究過程中，王運敏一直十分重視科研成果的轉化與推廣應用?！捌呶濉币詠?，所取得各項研究成果在工程實踐中已經得到了廣泛的應用，取得直接、間接經濟效益70多億元，社會效益顯著，對行業(yè)的引領和推動作用同樣不可小視。

新時期科技尖兵：

新技術+軟實力+硬設備

從技術員到科研處長，再到院長助理、副院長、院長，從一線技術員工，到高層管理人員，王運敏可以說是最了解中鋼集團馬鞍山礦山研究院的人之一。他了解這樣一個龐大的集團要運轉、要發(fā)展、要立于不敗之地，該如何自立、自強。

如果將領軍者的職責比作駕駛一艘大船，那么，核心技術突破、創(chuàng)新團隊構建與優(yōu)質平臺建設都是保障大船平穩(wěn)、快速駛向彼岸不可或缺的部分。因此，一直以來，技術創(chuàng)新、團隊建設、平臺構建，無一不是王運敏放在心尖上的事。

軟實力―鍛造尖兵團隊

2001年，王運敏正式就任馬鞍山礦院院長，恰逢礦院從科研事業(yè)單位轉制為科技型企業(yè)。

轉制意味著改革，不破不立。據(jù)了解，在新班子召開的第一次全院干部大會上，王運敏就明確提出了改革設想，要建立適應科技型企業(yè)發(fā)展的運行機制和現(xiàn)代企業(yè)管理制度，最大限度地調動一切積極因素，激活科技人員創(chuàng)新活力。

創(chuàng)新，是實現(xiàn)發(fā)展的核心，而人，則是創(chuàng)新的源泉。

王運敏提出，要將技術創(chuàng)新領軍人物培養(yǎng)和團隊建設相結合，在技術高地上構筑學術高峰、在團隊集群中產生領軍英才；同時，他積極倡導以工程問題為背景開展技術研究和探究工程現(xiàn)象背后的技術原理相結合，努力培養(yǎng)具有科學家素質的工程師和具有工程師修養(yǎng)的研究員。

多年的研究過程中，他成功打造了一支敢于創(chuàng)新、勇于拼搏的團隊―“金屬礦產資源高效循環(huán)利用”創(chuàng)新團隊。5年間，團隊共培養(yǎng)博士、碩士研究生16名，參與項目研發(fā)人員有8人晉升為教授級高工，15人晉升為高級工程師，2人被評為國務院特殊津貼專家。

作為安徽省首批設立的“115”產業(yè)創(chuàng)新團隊，幾年來，他們承擔并完成“十一五”國家科技支撐計劃課題10項，承擔“十二五”國家科技支撐計劃課題5項、863計劃課題1項、科技部院所基金項目3項，完成企業(yè)委托的“金屬礦產資源高效循環(huán)利用”領域的課題150余項。

其中，包括在露天轉地下開采平穩(wěn)過渡關鍵技術研究，富水采礦防治水技術研究與應用，特大采空區(qū)全尾砂充填治理工程的研究和實踐，極貧、表外鐵礦石綜合利用研究，復雜難選褐鐵礦選礦技術研究等在內的多個創(chuàng)新項目成果，已在多個礦山成功應用，獲得顯著經濟效益和社會效益。

多年來，馬鞍山礦院以高占比的研發(fā)經費、人才培養(yǎng)投入自立于行業(yè)，不斷加強企業(yè)發(fā)展的關鍵技術研究和自主知識產權，增強自主創(chuàng)新能力，也保障了自身在行業(yè)中的技術領先地位。

礦院也先后被批準為安徽省創(chuàng)新型企業(yè)、國家創(chuàng)新型試點企業(yè)、國家重點實驗室、企業(yè)院士工作站和博士后工作站，已經成為安徽省創(chuàng)新型企業(yè)杰出代表。

硬設備―打造優(yōu)質平臺

2015年3月13日，金屬礦山安全與健康國家重點實驗室順利通過科技部組織的專家驗收。

這是我國首個金屬礦山領域國家重點實驗室，建成的“金屬礦山深部開采礦井熱交換模擬測試平臺”，是國內最先進的測試平臺之一，旨在為行業(yè)的安全開采提供有力的平臺支撐。

如此高規(guī)格平臺的建成，在馬鞍山礦院并非首例。事實上，馬鞍山礦院的歷任領導一直都十分重視研究平臺建設，特別是王運敏。在他就任院長以來，一直把創(chuàng)新基地和研究平臺建設放在十分重要的位置。

通過多年的努力，除上述國家級重點實驗室之外，依托中鋼集團馬鞍山礦院組建的優(yōu)質平臺還有―2個國家級工程研究中心（國家金屬礦山固體廢物處理與處置工程技術研究中心、金屬礦產資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心）、2個部級工程研究中心（國家環(huán)境保護礦山固體廢物處理與處置工程技術中心、國家非煤固體礦山安全工程技術研究中心）、1個產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（冶金礦產資源高效開發(fā)利用產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟）、1個省級工程技術研究中心（安徽省采礦工程技術研究中心），成為安徽省國家級平臺最多的科研院所。

立足這些平臺，王運敏帶領團隊得以凝聚了更豐富、優(yōu)質的人力、智力、物力資源，得以形成了更具創(chuàng)新力、更具產業(yè)發(fā)展眼光、更具核心技術優(yōu)勢的大團隊，從而為我國礦產資源高效綠色開發(fā)、綜合利用以及礦山安全生產、環(huán)境保護與治理、礦山技術改造、技術進步作出了不可磨滅的貢獻。

其別值得注意的是2005年10月由國家發(fā)改委正式批建的金屬礦產資源高效循環(huán)利用國家工程研究中心。

王運敏介紹，該中心已于2012年10月通過項目驗收。自籌建之初，就瞄準了提高我國金屬礦產資源開發(fā)利用的工藝技術和裝備水平、高效開發(fā)利用有限資源、保障我國冶金行業(yè)安全運行的目標，采取強強聯(lián)合、產學研結合的方式進行項目建設。

依托這一創(chuàng)新平臺，王運持開展了冶金礦山高效開發(fā)利用、固廢利用、安全開采等關鍵技術研究，獲得了十多項原創(chuàng)性科研成果，解決了行業(yè)內的多項關鍵和共性技術難題，大幅提高了企業(yè)的礦產資源利用率，促進了產業(yè)的升級，取得了顯著的社會效益和經濟效益。

如今，該中心已經成為我國冶金礦山行業(yè)技術創(chuàng)新的成果源、輻射源，以及人才培養(yǎng)、技術研發(fā)、技術培訓、成果轉化的重要基地。

而由王運敏作為主要發(fā)起人，并聯(lián)合鞍山礦業(yè)公司、首鋼礦業(yè)公司、武鋼礦業(yè)公司、馬鋼礦業(yè)公司等15家國內冶金礦業(yè)龍頭企業(yè)，及東北大學、北京科技大學、中南大學3家高等院校組建的“冶金礦產資源高效開發(fā)利用產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，也已于2010年6月獲得科技部批準正式運行。幾年運作，聯(lián)盟已經成為我國冶金礦山協(xié)調創(chuàng)新、制定行業(yè)標準、培養(yǎng)優(yōu)秀科技團隊、技術研發(fā)和成果推廣的重要平臺，在行業(yè)內擁有舉足輕重的地位。

篇10

黃草坪礦山以露天開采為主，采礦活動對礦區(qū)的土石環(huán)境影響較大，礦區(qū)內現(xiàn)有地面土地結構為;稻田約0．02km2，旱地2．0km2，荒坡0．17km2，經濟作物以林地、茶園為主，面積:茶園0．006km2，林地0．33km2。人類工程活動以農業(yè)耕作為主。礦區(qū)開采后原有的耕地、茶園、部分林地將不復存在，但只要在礦坑閉坑后按照礦山地質環(huán)境恢復治理后，其原有的土地資源可以基本恢復，生態(tài)植被也可恢復。其恢復治理難度總體較小。采礦后礦區(qū)中部將形成一個較大平坦的低洼、易于土地恢復治理，治理方法簡單，其治理投入也相對較小，治理后對土石環(huán)境影響較小。采礦后，礦區(qū)的四周境界將形成高15m，坡度在60°，階寬4m～8m的臺階狀斜坡，受地層巖性及空間組合的影響，境界邊坡的穩(wěn)定性差異性較大，其中礦區(qū)西側境界人工邊坡為順向坡，邊坡開挖其穩(wěn)定性極差，臺階狀人工邊坡可能沿層面產生順向下滑失穩(wěn)，對于其北側、西側、南側臺階斜坡多為橫向、或反向坡結構，其穩(wěn)定相對較好。受其臺階狀斜坡及與地層結構的組合關系的影響，土地資源的恢復治理難度較簡單，其中北側、西側和南側受臺階狀地形的影響，其地下水資源的影響，其恢復難度相對較大，治理后對土石環(huán)境的影響中等;而對于西側由于臺階狀斜坡的穩(wěn)定性極差，要恢復的土地資源首先保證它的穩(wěn)定性問題，其臺階斜坡高差大，治理難度大，費用相對較高，礦山開采對土石環(huán)境的影響較大。

2.首期采場臺階穩(wěn)定性分析

根據(jù)地塊的地形地貌條件、地層巖性組合與人類工程本身的特點，可能因采礦活動誘發(fā)巖溶塌陷;產生人工邊坡穩(wěn)定性問題，如順向坡滑坡，橫向、斜向和反向坡的崩塌;引起礦區(qū)東側滑坡體的復活等。礦區(qū)的巖溶較發(fā)育，主要有溶溝、溶槽、漏斗、落水洞、溶洞、巖溶管道等，據(jù)不完全統(tǒng)計，礦區(qū)發(fā)育落水洞11處、溶洞1處，同時，礦區(qū)的深部巖溶較發(fā)育。因此礦山開采過程中，可能因工程爆破、工程開挖、工程加載等誘發(fā)溶洞頂板產生冒落引發(fā)地表塌陷，從而影響礦山的正常工作。本礦為露天開采，采用微差爆破采礦，在溶洞發(fā)育地段，溶洞頂板本身的節(jié)理、裂隙較發(fā)育，頂板的完整性相對較差，可能因爆破過程產生的震動荷載作用下，溶洞頂板產生冒落而誘發(fā)地面塌陷災害;在溶洞較發(fā)育地段，隨著礦山開采進行，工程的開挖，溶洞頂板的厚度變薄，洞室頂板可能在自重、爆破和工程運輸時的動荷載作用下，產生地面塌陷;在溶洞頂板較薄地段，在礦山開采時，可能因礦石的堆放加載，或工程機械加載等引發(fā)地表塌陷。黃草坪礦山采礦方法為自上而下、水平分臺階的露天采礦方法。遵循“采剝并舉、剝離先行”的原則對礦石資源進行有序開發(fā)利用。礦山生產工藝流程為:采礦工作面潛孔鉆機鉆孔中深孔爆破液壓挖掘機鏟裝礦用自卸汽車運輸工廠石灰石破碎站。礦山的首采工作面設計為2個，一個布置在礦區(qū)東側935m平臺，另一個設在礦區(qū)北部815m平臺。采礦、剝離均采用自上而下水平分層開采，工作面基本沿走向布置，垂直于巖層走向推進，臺階高15m，開采平臺最小寬度40m，開采平臺最小長度120m，臺階坡度為75°。

礦區(qū)地處梯子崖背斜西翼，為總體上向西傾斜的單斜地層組成，局部地層傾向稍有偏轉，小型撓曲發(fā)育，顯示為軸向南北的向斜特征。受高家?guī)r斷層(F2)影響，地層傾角東邊陡西邊緩，東部地層傾角35°～53°，西部地層傾角5°～12°。因此開采將形成的15m高的臺階，臺階坡面與結構面的組合關系見圖2，采礦為順坡向開采，斜坡為順向坡結構，開采平臺將形成順向坡臺階和橫向坡臺階。對東側采場平臺為順向臺階，其層面易形成潛在的滑移面，以東側采場為例進行坡面與結構面的組合分析，第①、③組節(jié)理面構成邊界條件;對由北向南推進的橫向臺階，當橫向臺階坡大于第①、②組節(jié)理時，臺階前緣部分可能沿第①、②組節(jié)理面滑動;對南向北推進的橫向臺階，當臺階坡度小于第③組傾角時，臺階的穩(wěn)定性相好;對由東向西推進的反向臺階，第④、②組節(jié)理面可能構成潛滑動面;在由北向南推進的橫向臺階，第①、②組節(jié)理面可能構成潛滑動面。在上述地層巖性、斷層及節(jié)理裂隙的組合下，在采礦的爆破地震以及暴雨等因素和誘發(fā)下，易產生滑坡、崩塌災害，尤其在順向臺階可能沿層面產生滑坡。綜上所述，采區(qū)最終邊坡高度約148．0～220．0m。南北兩側的邊坡的穩(wěn)定性總體較好，在上述節(jié)理及巖溶的影響下，在開采過程中，可能因為坡腳開挖、采礦時的人工爆破地震作用等因素的影響產生崩塌落石及掉塊現(xiàn)象;可能因為坡腳開挖、采礦時的人工爆破地震作用等因素的影響，沿層面產生滑塌失穩(wěn)。

3.結論及建議

人工邊坡穩(wěn)定性問題是本采礦區(qū)存在的主要問題，采場東側邊坡穩(wěn)定差，北側南側的穩(wěn)定性相對較好。采場中東側為順向坡結構，地層傾角相對較陡，礦山開采后形成順向潛在不穩(wěn)定斜坡，人工邊坡容易沿巖體層面產生滑動，直接對礦區(qū)的采礦活動構成較大威脅。采場臨時邊坡或東側的境界邊坡穩(wěn)定性較差，地質災害的危險性相對較大。北側人工邊坡為橫向坡結構，緩傾角結構面與坡面大角度斜交，因此，其穩(wěn)定性較好。南側邊坡主要受第①、②組節(jié)理影響，由于節(jié)理面傾角接近采場邊坡傾角，邊坡的穩(wěn)定性總體較好，局部略小于傾角地段可能沿第①、②組節(jié)理面產生小規(guī)?；瑒?。