矿山采矿技术范文

导语：如何才能写好一篇矿山采矿技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词： 金属矿山 采矿技术问题 初探

中图分类号：F416.41

随着金属矿床开采深度的不断增加， 开采技术难度加大， 破碎岩体增多， 地应力增大， 涌水量加大， 地温升高， 带来了深部地压、提升能力、作业环境恶化、通风降温和生产成本急剧增加等一系列问题， 抑制了生产能力提高和矿产资源的充分回收。传统的开采方式越来越不适应目前矿业高效、安全、环保开发的需求，所以金属矿山企业经营者防需要解放思想、拓展思路、积极采用一些新技术、新设备，创新开采技术，才能保持和发挥金属矿床开采技术优势，促进金属矿山采矿技术的发展和提高企业的核心竞争力。

一、目前金属矿山采矿存在的问题：

虽然我国金属矿山开采技术工艺己取得显著成就，但总体水平仍然较低，与国际先进水平相比存在一定的差距。突出表现在多数矿山装备落后、开采规模小、劳动生产率低、矿山效益差和矿产资源利用率低。

1、随着浅部资源的逐渐减少和消失， 金属矿山多使用地下开采，其比例将越来越大，开采深度的不断增大，地质条件恶化， 破碎岩体增多， 地应力增大， 涌水量加大， 地温升高， 带来了深部地压、作业环境恶化、地压、岩爆与岩层控制、通风降温、排水疏干、提升能力、采矿方法及采空区处理等技术难题及生产成本急剧增加等问题， 抑制了生产能力提高和矿产资源的充分回收。

2、深部矿岩体开挖后，原岩应力平衡遭到破坏，应力重新分布，巷道或采场周围的岩石发生变形、破坏，甚至出现岩爆等多种动力灾害。由于开采范围和采掘空间状态随生产推进而不断变化，矿岩重复受到工程扰动，岩层发生变形、移动和破坏，其发生机理难于认识，灾害的发生难以预测，因此，安全条件严重恶化，事故频发。

3、伴随深部开采而来的是原岩温度不断升高，致使开采与掘进工作面的温度逐步升高，热害日益严重。高温环境下作业的工人，体能迅速下降，工作效率低，易出现中暑、热晕，还可能诱发神经中枢系统失调等疾病。加之金属地下开采的过程中， 局部通风不合理有很多长距离的掘进并没有设置局部通风机进行供风，仅仅只是依靠打眼用的空压风来解决供氧以及排除污风的问题，这便造成了掘进效率的低下致使事故频发。

5、金属矿床开采引起地表破坏、岩石、水土流失、河流淤塞，严重破坏矿区生态环境。金属矿地下开采常常破坏地下水系；采矿、选矿过程中，大量废水排入河流，造成河流、湖泊严重污染；在开采、装卸、运输的过程中，产生大量矿尘，危害人体健康；矿山排出的大量废石和尾矿，不仅占地面积大，而且往往使矿区成为不毛之地。

二、我国金属矿山较为成熟的采矿方法

随着露天采场不断延深，开采深度的增加，采场空间作业尺寸逐渐缩小，开拓运输和提升能力困难增加，采矿强度降低，运输距离增长，重车上坡长距离运行，设备效率降低，生产能力下降。同时露天采场边坡越来越高，缓倾斜薄矿脉属难采矿体也相继增多，存在劳动强度大、生产能力低、损失贫化大等缺点。特别是进入深井开采的高地压环境，传统的被动支护方式严重影响了回采作业的正常进行。金属矿山深部开采给安全生产带来一系列技术难题：深井开采的地压加剧，岩爆发生的可能性加大；地温增高，井下工作环境热害严重；给深部作业区新鲜风源供应与污浊风流处理带来困难。这些技术问题如不能很好地解决，不仅使矿山企业存在伤亡事故和职业危害的危险性，而且使正常的生产无法顺利进行，对许多即将进入深部开采矿山企业的安全生产带来诸多隐患。因此只有加大科技投入，着眼于自主创新和自身实力的增强，充分利用后发优势，解决深井开采关键性的开采技术才能保证金属矿山稳步发展，实现金属矿山企业跨越式发展。因此在未来的一定时期内我国金属矿山开采技术工艺主要发展方向是：机械化大规模采矿、深井采矿、溶浸采矿和充填采矿等新工艺和新技术的应用。

1、空场采矿法。它是把矿块划分为矿房和矿柱两部分来开采，是目前大多数矿山企业采用的方法。技术较为成熟。其特点是回采过程中，采空区主要暂留或永久残留的矿柱进行支撑，采空区始终是空着的，一般在矿石与围岩很稳固时采用。根据矿块或矿壁的结构不同与回采作房柱业的特点，空场采矿法可分为全面采矿法、采矿法、阶段矿房采矿法等。

2、崩落采矿法。是以崩落围岩来实现地压管理的采矿方法，即随着崩落矿石，强制（或自然）崩落围岩充填采空区，以控制和管理地压，其特点是随着矿石采出，有计划地用崩落矿体的覆盖岩层和上下盘岩石来充填采空区，及时控制采空区地压和处理采空区，这种采矿方法简化了采场结构，实现了一巷道多种用途，减少了采掘工作量，降低了采矿成本，一般在矿体地表允许陷落的条件下采用。主要围岩不稳固、分层崩落法、分段崩落法、阶包括单层崩落法、段崩落法。

3、留矿采矿法。将采下的大部分矿石暂留矿房内，工人站在矿石堆上作业，主要用于开采围岩和矿石都稳固的急倾斜薄及中厚矿体，其特点是在回采过程中，采空区内暂时存留部分采下来的矿石，借以配合矿柱支承采空区，一粘结和自燃，矿般在矿石较稳固，且不易氧化、体围岩中等稳固的条件下采用。本法结构简单，采准工作量小，易于掌握。

4、充填采矿法。是随着回采工作面的推进，用充填料对采空区进行充填的采矿方法。其特点是在回采时，采空区依靠充填其内的充填料、支柱或充填料与支柱相配合形成的人工支承体支承采空区。主要用于开采矿石价值高、要充填料材方便、地表不允许陷落和求回收率高、特殊复杂地质条件下的矿体。充填法的优点是适应性强，矿石回采率高，贫化率低，作业较安全，能利用工业废料，保护地表等；缺点是工艺复杂，成本高，劳动生产率和矿块生产能力都较低。我国部分矿山企业先后采用干式、分级尾砂胶结、全尾砂胶结、碎石水泥浆胶结等新工艺与新技术。成功应用了高阶段大直径深孔崩矿嗣后充填法工艺，取得良好的技术经济指标，填补了国内采矿领域多项空白，扭转了我国地下金属矿山普遍存在的多中段采场作业的被动局面，为地下矿山大规模安全、高效、低成本开采提供了途径，同时也标志着我国高阶段大直径深孔采矿技术进入了世界先进行列。

三、应对深部开采，实施科技创新，改造传统采矿工艺和发展新型采矿技术的展望。

随着科技不断的进步，一些先进的采矿关键技术方法也得到了实践和应用。矿岩爆堆的块度及其分布、有用矿物品位及其分布等参数的即时分析技术及方法以及基于井下环境的空间距离识别、定位及导航技术，诸如埋线导航、无源光导、有源光导、墙壁跟踪、惯性导航技术及装备，主体设备工况的智能监测技术、故障预防技术、失效安全等技术、采矿设备遥控及智能化技术和高速数字通信网络技术不断得到探索和实践，也在不断的推广应用

总之，随着科学技术的进步和采矿技术条件的进一步推进，在今后一定时期内采矿技术的主要发展方向为无废开采、机械化大规模开采、连续采矿以及深井采矿、溶浸采矿和充填采矿等工艺和技术。还将逐步发展露天地下联合采矿技术、无爆破采矿技术、自动化采矿技术和连续采矿技术。对大型采矿设备进行GPS和网络通讯技术自动化、智能化管理，从而提高劳动生产率、降低成本，延长矿山有服务年限。

参考文献是：参考文献：

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【关键词】矿山；采矿；不安全因素

安全是国家从事任何生产项目所需关注的焦点，其中矿山采矿是一项特殊的生产项目，属高危行业，受到国家的高度重视。矿山采矿事业的发展直接关系着国计民生以及国家的稳定发展，为国家的发展提供所需的能源。但在实际矿山采矿工作中，存在较多的问题，主要表现为技术安全问题。矿山采矿工作中存在的问题，不仅直接影响着采矿人员的生命健康，同时也影响着企业经济效益的获得，威胁着国家安全以及财产安全。本文重点分析矿山采矿工作中存在的不安全因素，并针对这些因素提出相应的整改建议，目的是保证矿山采矿工作的安全，提高企业的经济效益，保证国家经济以及社会安全的问题。

1 分析矿山采矿技术中存在的不安全因素

矿山采矿工作为一项高风险的工作，其主要存在的不安全因素主要分为两类：一类是施工方面的不安全因素，另一类是技术管理方面存在的不安全因素。具体分析如下：

1.1 施工方面的不安全因素

（1）矿山采矿的爆破作业安全。在非煤矿采矿工作中，爆破作业是必须的，在实施爆破过程中，不安全因素较多，其中包括爆破材料储存、运输、装药、准备工作、起爆以及爆破后检查等，同时爆破所产生的爆炸力、炮烟等都会影响作业人员或者可能威胁周边人员的人身安全。且在实施爆破工作中，盲炮若处理不当，极易导致重大安全事故发生。

（2）采矿工作中，采掘机械运行不规范或操作人员操作不当、使用国家命令禁止或淘汰的机械设备而导致的不安全因素；提升及皮带运输、绞车运输、辅助车辆运输过程、环节导致的不安全因素；电气设备失爆、不完好以及用电安全；围岩不稳定及矿压、冲击地压导致的顶板不安全因素；火烧岩、溶洞等井下水带来的排水不畅安全因素等。

（3）一些矿山采矿企业，为了节省前期投资，缩短工程量，没有严格执行“三同时”规定，通常会采取边建设边生产，安全投入不到位，安全设施不健全，人员培训、教育和制度建设、安全管理机构滞后等，一定程度上增加了人身危险性。

（4）巷道施工中所存在的安全问题。一些煤矿在掘进工作中，需在施工开拓巷道和回采巷道，为了节省开支，在掘进施工工程操作期间，，没有按照设计规范及规程规定，车场规定的安全距离较窄，一定程度上增加了工作人员挤伤发生率。在开拓巷道施工时，采用半圆拱断面掘进，所需墙高度最低应为1.2m，但具体操作工作中，墙高低于1.0m，直接导致施工中巷道架线高度未达到安全高度，增加了触电事故发生率。在回采巷道施工时，架棚或锚杆支护巷道，棚子间距、锚杆（或锚索）支护密度、材料等没有按设计施工，易导致顶板事故的发生。

（5）回采工作中的安全问题。一些煤矿为了最大限度的节约成本，维持正常生产接续，采取房柱式等落后、淘汰的采煤工艺，机械化水平低，采区规模并未完善，采煤工作面两巷超前支护不到位，采空塌陷区治理不及时，容易引起顶板事故、火灾事故发生。

（6）环境中的安全问题。人员生产作业现场的光线、温度、气体浓度、粉尘浓度、噪音、地压、文明卫生等，都容易影响到作业人员的注意力，也是导致事故发生的另一方面因素。

1.2 技术管理方面存在的不安全因素

煤矿采矿技术管理中，所存在的不安全因素主要可划分为：

（1）未建立完善的安全生产责任制。我国多数矿山采矿工作中，安全责任制管理制度并未完善建立，导致事故发生时，不能明确具体的责任人，增强了采矿事故发生率。矿井安全生产责任制不完善，安全监管机构不健全，考核不严，导致煤矿安全监管中，监管人员未将工作责任落到实处，不够重视监管工作。

（2）采矿技术中所采用的设备以及技术水平比较落后，相较于一些发达国家，我国的矿山采矿技术确实比较落后，主要是因资金缺乏，不能及时对设备进行更新换代，淘汰落后的工艺。一些企业在采矿工作中，因利益驱使，过度重视盈利，而忽视了应用设备、工艺以及安全技术，这些均可能诱发安全事故发生。

（3）未严格按照安全制度规范要求从事工作。国家为了保证矿山采矿工作的安全进行，出台了相关规章制度，且规定具体的行业标准。但在具体采矿工作中，生产各环节未严格按照规章制度从事，增加事故发生可能性，在危及矿工人员生命健康同时，给国家以及企业造成了较大的损伤。

（4）采矿人员普遍缺乏安全防范意识。从事矿山采矿工作人员，多数素质水平以及文化程度不高，缺乏安全防范意识，导致他们在采矿工作中，忽视安全防范，因操作不当而频发安全事故。加上采矿操作人员流动性较大，培训针对性不强，生产一线的技术骨干大量流失，增加了安全事故发生几率。

2 保证矿山采矿安全的建议

为了保证矿山采矿作业的安全，应在不断完善采矿安全技术措施，提高员工技术素质的同时，加大采矿工作的安全管理力度，在技术以及管理的双重作用下才能保证矿山采矿工作的生产安全。

2.1 安全技术措施

（1）保证采矿技术安全措施。首先应明确采矿机械设备选型，掌握其技术性能，并在专人的引导以及监护下操作和使用，机械设备必须保证完好，性能满足安全生产需要，各类安全保护设施齐全、可靠、发挥作用。移动电缆时，必须先将电源切断。

（2）保证爆破作业安全。必须在国家以及行业规范要求下，选择规范、合格的爆破器材，禁止使用不符合作业规程规定的炸药、雷管等爆破器材实施爆破，并由经过专门培训持证上岗的爆破器材管理者负责在爆破前检查爆破器材是否符合规定。爆破作业人员及管理者必须熟悉掌握爆破相关知识，并进行专门的安全培训，选择业务水平符合规范要求的人员。尤其应该注意，在进行爆破工作时，必须设置爆破区域危险警戒及明显的警示标志。

（3）在采矿前，首先应探明采矿范围的水文地质、煤层赋存及周边小煤窑开采情况，明确采掘作业的地质构造，避免操作实施中不安全事故发生。选用适合的采矿工艺以及方法，并做好必要的支护措施。为了减少掘进过程中发生顶板冒落，掘进作业工作面与永久支护间的距离应小于3m，若顶板比较松软，可适当缩小距离，采用临时支护或超前支护措施。

（4）查明矿区地面采空塌陷区情况，防止漏风及地面水灌入井下发生，对于有渗漏发生，但无塌陷区域，可先采用黏土铺盖在地面上，之后整理地面厚度，并将其控制在0.5～1.0m左右，对出现裂缝或明显塌陷坑者，可先采用黄土及时进行充填，防止漏风，避免煤层自燃。因塌陷严重，裂缝较大，要及时回填，防止因出现渗水而引发的安全事故。

2.2 安全管理方面建议

首先应实施定期或不定期的预防性安全检查，做到防患于未然。充分的安全管理工作，可将安全事故及时扼杀。矿山采矿企业应建立完善的安全管理制度，并保证管理制度的贯彻落实，发挥安全检查应有的作用，防范安全事故发生。第二，建立完善的安全责任制，将具体的工作落实到每个管理者，提高管理者的安全防范意识，保证监管工作实际有效，真正发挥其监管效果，保证矿山采矿安全生产；第三，给予企业员工以及管理者必要的安全意识教育以及技术培训，在提升员工自身安全意识同时，提高其安全技术管理水平，减少因工作失误、操作不当、违章指挥、违章作业而导致的安全事故发生。

3总结

采矿作业中，安全管理不当以及技术操作不当等均可能导致安全事故发生。因此，为了保证生产正常，矿井及人身安全，有针对性的提出相应整改措施，保证采矿工作的科学、合理，可有效减少不安全事故发生，提高企业经济效益以及社会效益。

参考文献：

[1]杜海卫.矿山采矿安全技术探析[J].山东工业技术，2013，11（15）.

[2]袁江涛.矿山采矿技术中的安全管理问题[J].内蒙古煤炭经济，2013 （10）.

[3]王湛文.简论矿山采矿技术安全管理[J].黑龙江科技信息，2013（24）.

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[关键词]充填采矿 技术问题 优化方案

[中图分类号] TD85 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-43-1

水砂充填工艺技术影响制约因素较多，且充填效率低的缺点，通过在某矿的使用，将尾砂充填改为向下进路式的水平分层胶结充填法。本文以某矿为例，分析其存在的问题及工艺的可行性。

1充填工艺技术的发展

我国采矿充填技术先后经历了废石的干式充填、水砂充填、碎石块水力充填、磨砂胶结填充、废石胶结填充、全尾砂胶结充填及膏体充填的一系列过程。但是中国的矿山如此之多，充填的工艺与方式也各不相同，特别是近十几年，新的工艺技术被广泛地应用于矿山采矿业。总结起来，其发展有如下几个阶段。

第一时期是上世纪五六十年代，大部分矿山都是采取以废石进行的干式充填。在1955年废石干式充填技术应用在有色金属的地下开采中所占比例超过了38%，而在黑色金属矿山的开采中使用中竟然超过了54%。最终由于其生产能力小，劳动强度大，效率低等缺点被淘汰了。六十年代水力充填工艺技术的开始应用。到了上世纪七八十年代，尾砂胶结充填技术又应运而生，由于非胶结充填体回采率低，贫化率高等缺点，所以在水砂充填被大力推广后，开始了胶结式的充填工艺技术。七十年代，在广东、山东等地又出现了细砂胶结充填技术。到了九十年代，采矿工业的高度发展，使得原来的那些工艺都满足不了降低成本和保护环境等方面的要求，因此高浓度充填、废石胶结充填及膏体充填随着时代的发展得到了大力的应用。

某矿自1990年初就采取了水砂充填，可是其生产率低，运输距离长，质量难以保证等缺点，逐渐被路式水平分层胶结的充填工艺技术而取代，所谓的这种水平分层胶结充填方式的工艺就是：将选厂送来的分级的尾砂进行去除杂质，输送至搅拌站进入搅拌器与一定比例的水泥及水进行搅拌。在采空区的挡墙完成后，按照70%的重量比浓度进行充填，采空区下部的灰砂按4：1（水泥为1）的比例进行充填，而上部分则需要按照8：1（水泥为1）的比例进行充填。在下部分充填到一半时，要先停止充填，让灰砂中的浆料先沉淀下，用水泵抽去上层的清液，之后再继续充填。

2存在的问题

整个填充过程可能存在以下问题：

（1）振动筛网对含有水分粘结的砂石进行筛分时的效果达不到百分百过滤，常常会出现粘结的砂石将筛网表面粘结封堵网孔的现象，这样在筛分时就容易出现充填效率低，速度慢等现象。不利于大规模的实施充填。

（2）需要充填的采空区的平面面积超过80mm2时，单点投料容易使填充料分离，出现离析的现象，从而降低了填充体的强度。

（3）在利用引流水及清洗水进行稀释填充料的同时，改变了水灰比，使得填充体的强度随改变而降低。

（4）在抽取填充的清液时使用水泵，其降低了生产效率。

3适当的优化措施

（1）筛选砂石的工具上进行优化，提高筛选率。原始的筛网是使用直径为8毫米的圆钢编制成25mm*25mm的筛网，在其对含水粘结的砂石进行筛选时效果并不好，会经常出现砂石凝固在筛网表面的现象，使得下料不顺畅。而改进的参考参数为使用3mm*30mm的扁钢来编制25mm*25mm的筛网，这样就提高了筛网对砂石的分辨率，确保了充填给料的均匀性，保证了充填料的浓度。

（2）采取多管点下料，减少充填无料离析率。如果采空区平面面积超过80平米，或者是进入长度超过15米的时候，单点下料就很容易因为坡积而产生充填料分离离析的现象，从而在很大程度上影响了充填料的强度。优化后建议将原来的单点即一根管对应一点下料的方式改成一根充填管对应多个点下料的方式，排口间距改为2至6米，大小改为2至4平米。这样就有利于减小物料的离析率，进而增强充填物料的抗压强度。

（3）合理改进排水措施，提高生产率。为了在根本上降低引流水，清洗水对充填料的稀释剂清洗，减小物料离析率，确保物料的浓度。应在靠捡水源处安装三通阀，这样可以将引流水及清洗水直接的排放到污水井。为了减少前后两次的充填时间间隔，提高效率，应将原来的水泵排水改成预留排水管，使用废旧充填管为排水管，布置在排水墙的一半位置，间距在10至20厘米之间。填充前，使用胶布包好排水管，避免漏水。充填后，等到浆料沉淀到第一个排水口下方时，打开胶布进行清液的排放，以下做法同上。这样做可以大大的减少排水时间，也减少了水泥的流失，保障了充填物的强度。

（4）提高安全性。实验一通过某公司提供的竖向遍布钢筋的基础上，在其充填料底部加增一个钢丝网，钢丝直径在5毫米，范围在100mm*100mm以内，竖筋直径取在20毫米，网度范围在1.6m*1.6m，1.8米长，再在两侧加装5毫米厚，150毫米见方的铁块。试验发现，当故障发生致使充填不能持续进行时，在填充体的下方易形成一个薄层，在下层可以看出，当这个薄层的厚度低于250毫米的事后，这个薄层就容易脱落。即使有了加装的钢丝网，但由于这个钢丝网的强度很低，起不到保障作用，经常会同充填体一起掉落。造成对下一分层的危害。为了提高充填料质量，解决下部薄层掉落的问题，减低其成本，笔者提出了以下改进措施：首先，加强检验管路的力度，确保充填的持续进行。禁止出现下部薄层掉落的现象发生，同时将顶眼与充填体之间的间距控制在150毫米以内。其次，要改善充填体的整体强度，取消使用钢丝网，改用强度较大的钢筋网。这样钢筋顶部向上弯曲，制作成短竖筋，使得底部的薄层与充填体有力的连接到一起。这样大大的减少了底部薄层的掉落，使其保持了完整性。

4结束语

本文系统的阐述了充填采矿所遇到的实际问题，并根据对实际问题的分析，从充填中的选砂筛，充填区的投料方式，排水方式、配筋方法及二次充填的工序上做出了有效的优化分析，提出了应如何提高筛网分辨率，提高充填物强度，减少对水泥的损耗等的有效方法。从而为解决矿山存在的低效率生产，工艺缺乏先进性等问题提供了改进方向。有利于矿山的可持续发展。

参考文献

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前言:矿山测量是研究和处理矿山地质勘探建设和采矿过程中由矿体到围岩，从井下到地面在表态和动态下各种空间几何问题的一门科学它是由测绘采矿地质等学科交叉而成的边缘性学科学科的综合性内容的实践性和生产的应用性是其最主要的特点矿山工程测量是矿山工程建设中一项必不可少的技术工作，测量成果不但要为矿山采掘 地质等专业提供基础型数据，服务于生产建设，也要为矿山安全如地质灾害边坡监测掘进工程提供准确稳定

的信息，为决策者提供矿山工程项目规模技术论证基本建设安全风险等的基础资料矿山测量在矿山工程中的应用已成为矿山建设和生产时期的重要一环，它为矿山开发建设和生产管理提供与地理位置有关的各种综合性的基础信息随着测绘技术的迅速发展，矿山工程测量也在不断创新和发展矿山测量对矿山发展过程中的环境监测矿山交通水利重大灾害监测预报等矿山工程项目中的安全保证起着重要的作用

一．矿山测绘新发展

矿山测量学科的发展是与社会的需求和科学技术的发展密切相关的并且显示出不同的时代

特点和内涵。随着计算机的发展与广泛应用,测量学科有了革命性的发展.地理信息系统( GIS ) 遥感 (S R)、全球卫星定位系统 GP(S) 的发展,带动了矿山测量学科的发展全球卫星定位系统(GSP ) 技术被厂’泛应用于矿区控制及地面测量还被集中应用在矿山变形监测、卜车调度等方面。我国一些大型金属矿山和露天煤矿运用无线通信和GSP 技术调度系统,较好地解决了车铲设备的最佳配合和设备中途出故障后的动态重组等问题,提高了设备的台时效率,实现了爆破孔的自动定位。在矿料场的体积测量与重量计算工作中,有关单位针对f 程测区范围大、矿料种类多、分布广等特点,采用GSP 实时动态差分测量技术,多快好省地完成了这项工作。

遥感( RS) 近年来已发展成为矿区生态环境受采矿影响的监测、调查与分析的重要手段。中国与荷兰合作项目“中国北方煤田自嫩环境监测”应用遥感技术首次全面系统地掌握了中国北方煤田自嫩灾害分布、区划、等级及危害程度,提出了煤田火区遥感技术探侧方法和工作程序,建立了中国北方煤田火区计算信息系统,并将图像处理技术和地理信息系统技术有机地结合起来,为各级政府对煤火的防治决策、灭火工程设计施工、监测提供了现代方法和手段。“矿产资源开发遥感动态监侧”项目利用不同分辨率卫星数据对试验区矿产资源开发及其引发的生态环境问题进行了深入细致的研究,取得了成功,使我国延续多年的矿产资源开发利用状况逐级统计上报制度逐步被遥感动态监测所替代

地理信息系统( GI )S 在矿业界出现了应用推广与理论研究并重的局面。应用研究涉及矿山地测信息系统、矿山安全、工况监侧及生产调度指挥系统等专业信息系统的开发研制。墓于Gis 的矿区资源评价、开采沉陷环境影响评价、土地复垦规划、煤岩煤质资料分析、矿井地质构造及煤矿底板突水预测、煤矿通风网络表达、矿体实体模型建立等方面,已有一些专业性的矿山地理信息系统投入应用,带动了矿山地测信息数字化管理、矿图自动维护与网络共享、矿山开采损害可视化评估等技术的发展.

21世纪将是科学技术的世纪,是信息社会的世纪。测绘科学技术涉及的领域不断增加,测绘仪器的应用领域迅速扩大,正朝着综合化的方向发展。不仅它本身的几个学科相互渗透和交叉,同时也在向外延伸,同他相互融合;在解决生产中遇到问题时,势必出现大t 能减轻人的劳动强度,提高工作效率的专用测绘仪器或仪器系统、致力于数字测绘化的现代侧绘技术,都已为或为侧绘数字化打下坚实的基础.数字侧绘提供的是整体解决方案,数字成图,数字管线,数字控制。他们分别为测图、管线测量、导线、水准等常规化工程任务提供完整解决方案,大力促进侧t 技术和手段的更新换代.积极推动新技术的推广应用,是测绘技术向电子化、自动化、数字化方向迈进.

矿山测量技术的创新及应用

现代高新空间技术信息技术和计算机技术等先进技术的发展也影响着测绘技术的发展，并不断赋予矿山测量专业新的内涵；各种新型测量仪器 测量手段的出现及服务对象的变化，也对传统测绘技术形成了巨大冲击这些都对测绘工程专业技术人员提出了更高的要求因此，矿山测绘工作中，要不断学习更新信息技术，了解技术发展的最新动态，矿山测量是一门发展的科学，其应用领域随社会发展矿山生产的发展而处在动态的变化之中，矿山测量既要巩固传统的应用领域，又要不断开拓新的 有潜力的应用领域，这就要求在其应用领域 应用体系应用模式上进行创新只有通过不断创新，矿山测量才能处在不断的发展与进步之中

譬如，在矿山测量中，利用GPSRTK测量技术加强对地下资源开采的监督和积极开展矿区环境监测和土地复垦研究；在测量方法 仪器等开发与应用研究方面推广摄影测量技术尤其是大比例尺图的绘制缩短成图周期加快矿图更新实现矿图绘制自动化；已开展于井下的矿用轻便经纬仪和自动跟踪数字显示的防爆陀螺经纬仪等研究

在矿山现状与地形测量 现在采用RTK ，在一般的地形地势下，设站一次即可测完10km 为半径的测区，大大减少传统测量所需的控制点数量和测量仪器的搬站次数，仅需一个操作，在地形地貌碎部点上待 1－2小时，可以得到该点的三维坐标值 同时输入地物编码，在测量过程中实时知道点位精度，这样使作业速度加快，节省了外业费用，也提高了劳动效率 RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级，并且误差没有累加，数据安全可靠，当一个测区测完后回到室内，由成图软件通过接口，就可以绘制输出所需求的地形图

针对钻孔征地边界境界线等工程放样，把设计好的点位在实地标定出来，采用 RTK技术放样时，放样效率会大大提高，一个人仅需把设计好的点位坐标输入到电子手薄中，手薄动态直观显示会自动提醒你走到要放样的位置，既迅速又方便，它可以设置给出两点不通视的放样线上的点不足之处是不能像全站仪在现场就能给定角度和方向

针对土方工程量验收测量 ，利用GPS 配合成图软件形成管理一体化数据链，减少数据转抄 输入等中间环节并实现 CAD化 月底采集碎部点位超过5000测点 采用传统的方法，现有人员采用测量仪器是无法实现大型露天矿月工程量的验收

结束语

随着数字化测绘技术的提高测绘新技术的不断成熟测绘技术也在各行各业中得到广泛应用现代矿山工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展开展数字化矿山建设已成为矿山企业提升自身竞争实力和创造经济效益的重要手段

在这种时代背景下，矿山测绘工作者除了具备矿山测量专业知识外，还需要具备地质 采矿及环保等学科的知识

1）全方面掌握测量方面的基本知识的 如地形图测绘矿区控制测量及 卫星定位技术测量

误差及平差矿山测量及矿图绘制大地测量仪器学摄影测量等

（2）掌握地质基本理论及矿井地质 矿体几何等知识，以便研究矿体的形状性质及斌存规律和计算储量损失贫化及确定合理的回采率等

3）了解采矿知识 主要是通过学习采矿方法来了解采矿的全过程，以便更好地参加采矿计划的编制并进行监督检查和研究岩层与地表移动等问题

（4）了解遥感与地理信息系统和矿区土地复耕知识，以便对采矿引起的环境问题进行监测，对开采沉陷造成的生态环境问题进行综合治理在人才培养上，注重加强基础理论拓宽专业知

识面，培养开拓型人才

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（1）构建良好的通风布局。

在开采地下矿山时会受到地理位置的极大影响，在我国大部分矿体的矿产资源都埋藏较浅，而且各个矿区并不集中，这种问题会影响矿山通风，这就需要重视通风的布局，要构建风区式的通风系统，这样才能有效缓解经济上的巨大压力，不断提高技术水平。

（2）构建良好的通风网络。

现在大部分矿山企业在地下矿产开采过程中通常运用的是网络模式的通风系统，这种方式可以有效提高工作效率。通过优化通风网络，就可以有效降低通风网络的消耗。一般在实际工作中应用到的通风网络有三种，即自然风网络、控制型通风网络以及一般型通风网络。这几种通风网络可以通过了解各分支的已知风量和各风机在工作时的风压，采取非线性规划的方式来处理。这种方式就可以了解风机和设施的位置，平衡回路风压。

（3）合理设计风道。

工作人员在设计风道时必须要全面考察，要合理规划风道的半径、断面以及风阻之间的关系，合理规划风道。在设计主干道过程中首先要考虑好风道断面，要将其设计为圆形。之所以要选择圆形的断面是由于圆形相对半径比较大，比较适合矿山发展。在设计风道时要采取相应的措施在表面进行衬砌，这样才可以有效减少风道表面存在的摩擦力。但是在修建专用风道时要采取其他的方式，要考虑其他因素，主要包括以下几个：一是拉格朗日乘数法。这种方式是通过寻找一种或者多个变量和限制条件来控制多元函数的极值。这种方法在计算时可以不考虑通风电费；二是平松良雄法。在应用这种方式时并没有将巷道维护的费用考虑进去，所以这类方式更适合在修建单一井巷的断面过程中；三是动态分析法。在这种方法下考察的是动态信息，要将不同时期风道的因素指数值进行全面的比较，并且计算出比率，并且通过对比得到相关的变化因素，此外在应用这种方式时还应该考虑风道的服务年限以及资金的时间价值；四是通路法。这类方式在应用过程中考虑了通风网络中各种风路存在的阻力，通过这种方式可以有效提高工作效率，还可以合理控制经济投入的费用，可以将工作成本控制到最低。

二、有效优选风机的方式

在矿山建设过程中矿井主扇占有重要地位，是矿山的“肺脏”。但是在整个矿山的通风系统中主扇的能耗量最大，占有90%以上。在我国，从50年代以来就一直使用仿苏70B2型风机来进行地下开采矿山。这种机器的风机轮毂相对比较大，而且气动性比较差，和现实使用的通风网络不符合。所以，这种机器的工作效率比较低，消耗的能量大。为了进一步满足矿山建设需要，各工矿企业不断改善这种风机，改善风机性能，有效的提高了良好的节能效果，达到节能目标。尤其在国家明令该风机为淘汰产品以后，加大了研制开发新型替代产品的力度，在不长的时间里，研制出了K系列、FZ系列和FS系列等适合于地下开采矿山的通风设备。这种新型的风机可以有效改善叶型参数，这种风机的气动性比较好，风量也比较大，风压相对比较低，效率比较高，另外，这种风机的噪音比较小，能够消除传统风机的驼峰现象。所以，这种风机的结构与其他相比更加简单，在安装上也比较简单。这种风机的优点很多，所以很快就取代了老式的风机。这些风机不仅与地下开采矿山网络特性相匹配，而且节能效果十分明显，创造了很好的经济效益和环境效益。因此，改进、更新陈旧过时的通风设备是改善矿井通风的重要途径。风机优选是从各种型号的风机中选出与通风网络相匹配的风机，使其满足工作面供风要求，且能耗最小。使用计算机优选风机可使该项工作更为快捷有效。多级机站通风方法是一种在通风系统内由多台风机并联组成的各级机站再串联的通风方法。

三、采用适合的通用构筑物

在构建通风系统时可以通过合理选择构筑物的方式，这种构筑物可以有效调节和控制风流，合理减少通风能源的消耗。特别是在使用压入式通风方法时，很容易出现主风道风门损坏的现象，这就破坏了风流的稳定性，破坏了通风系统的平衡，所以，在实际操作过程中尽可能要制定完善的设计方案，要注重设计工作，选择适当的风门。所以在工作过程中要重视通风部门的维护和维修工作，这样才能够保证通风系统的稳定性。另外在实际应用过程中也会选择抽出式通风系统，在应用过程中必须要采取相应的方式来避免出风井口被损坏，这样才能够杜绝可能出现的安全问题。

四、结语

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关键词：地下开采；金属矿山；三级矿量

中图分类号：TD8文献标识码： A

一、三级矿量的管理原则

进入 21 世纪以来，随着采矿方法的成熟和采矿设备的更新，三级矿量的计算与管理过程中存在的问题被逐渐克服。采矿工作者根据不同矿山的具体情况以及其相对应的采矿方法，从宏观管理的角度对各个矿山三级矿量保有量和保有期限进行优化。并提出了矿山三级矿量管理过程中两个不可缺少的原则：

(1)生产探矿对三级矿量管理的要求。根据不同矿床的赋存条件和不同的采矿方法确定合适的生产探矿工程，确保其符合工业指标规定的矿体边界固定值。

(2)三级矿量必须满足开采顺序和回采时间的要求。就一个阶段而言，其开采顺序一般是自上而下、由远而近。某些局部矿块或矿柱也应在整体和时间上满足回采要求，对于不符合开采顺序的可采矿量不能列为三级矿量。在计算三级矿量保有量时，应注意下面几个问题:

1)对于阶段开拓工程量较大的施工阶段，开拓矿量的计算可以采用均摊方法。即开拓矿量的保有量可以用开拓阶段以上的工业储量，乘以计算期限内完成开拓工程需要的时间与设计下阶段开拓工程需要的时间的比值。

2)与已有开拓工程临近的小矿体，并且能使用现有的开拓巷道进行采准施工，其矿量也应计入开拓矿量；对开拓阶段内因开采顺序不合理不能及时开采的矿量，或者是要增加新的开拓工程才能回采的矿量，以及因为地质条件不能满足矿山生产要求的矿量，都不能计入开拓矿量。

3)预留的永久矿柱以及不能开采的底柱内所包含的矿石量，都不能计入三级矿量的保有量。临时矿柱在开拓矿量保有期限内不能进行回采的，暂时不能计入三级矿量；而在开拓矿量的保有期限内可以及时回采的临时矿柱，应按其具备的条件分别计入三级矿量相应级别的矿石保有量。

4)地下矿山中，与矿房同时回采的间柱、顶柱和上阶段的底柱，有回采设计的应计入采准矿量，完成回采工程的应计入备采矿量。单独回采的矿柱，按照回采顺序具备回采条件的计入备采矿量，不具备回采条件的应按照矿房的准备程度，相应降级计算。

5)地质构造和水文地质条件复杂，或按照目前的开采技术经济条件无法开采的矿量不能计入三级矿量。

6)矿块因为井巷坍塌、地质构造和水文地质等因素的影响，暂时不能进行采准、切割或回采，且处理所需的时间超过相应的三级矿量各级矿量的保有期时，该矿块的矿量不能计入三级矿量各级矿量的保有量。

二、三级矿量的影响因素

三级矿量的保有期或保有量是一个受到多种因素影响的问题，这些因素对三级矿量的影响过程和影响结果都有所不同，归纳起来可作如下分析:

(一)矿山生产能力、开采强度的影响

矿山生产能力、开采强度是影响矿量管理的直接因素。进行矿量管理的目的就是为了满足矿山实现持续生产能力的需要。一般说来，生产能力和开采强度愈大的矿山，要求各级矿量的保有量也愈大。

(二)矿床勘探程度的影响

显然，矿床勘探程度低，会使三级矿量的可靠性降低，因此应加大三级矿量的保有期限，以避免矿量可能失效。但是，在这种情况下，加强生产勘探，提高矿量的可靠性，以缩短三级矿量保有期限，可能会更经济。

(三)矿体形态的影响

当开采薄矿体、形态很复杂的矿体时，单位采区的矿量较小，获得矿量的成本较高，三级矿量的保有期限应尽可能短一些。在开采厚大矿体或形态规整的矿体时，一个采区的矿量较大，可靠性也较高，但掘进工作量不多，满足矿量保有定额所需采区数少。在这种情况下可能会出现的问题是:如果某一采区出现问题就会严重影响生产，这就需要加大矿量保有期限，以保证生产的顺利进行。但是，对于开采厚大规整矿体的矿山，出现这种问题的可能性是很小的。

(四)矿体赋存条件、开采技术条件的影响

矿体围岩不稳固、矿石强度低、构造性破坏多、采场地压大，在采准工程完工不久的采场内就会出现巷道下沉、支架破坏，以致采场报废的问题。这时应采取强化采场巷道的支护，或加强采场巷道的维护，或两种措施兼用等措施。在这种情况下，人们希望三级矿量的保有期限更短一些。

三、三级矿量管理新举措

合理确定三级矿量保有量，这一问题在国内外已经进行了广泛的研究，许多方案已经取得了良好的效果。但随着采矿方法的改革、采矿设备的更新和采场参数的调整，国内许多矿山原有的三级矿量保有量不再符合现有采矿技术和采矿设备条件下矿山正常生产的要求，使得许多矿山在改善采矿方法和更新采矿设备的同时，不得不对原有的三级矿量保有量进行优化管理。例如，为了与采用的新式采矿设备相适应，某铁矿于 2001 年初对其采场结构参数进行了调整，造成其三级矿量保有期限不合理。有关专家对铁矿调整后的采场结构参数和更新的采矿设备进行研究分析，运用超前时间系数的方法确定铁矿的三级矿量保有期限。

对于某些地下矿山面临的三级矿量局部失衡的情况，可针对矿山的实际生产情况，从实际情况出发，结合矿山采矿方法特点及采场结构参数，通过增减采准或切割工程，对矿山三级矿量的不均衡之处进行调整，以达到平衡三级矿量保有量，保证矿山正常、持续、稳定生产的目的。例如因为备采矿量不足而导致三级矿量不均衡，影响矿山正常生产的大冶铁矿即是在原有施工设计的基础上，结合无底柱分段崩落采矿法的特点及大冶铁矿采场的结构参数，合理布置切割工程、调整井下各生产工序的施工工作安排，达到增加三级矿量的保有量、平衡三级矿量的目的。通过在进路中部增加切割槽、切割天井以及切割平巷等切割工程的布置，不但使三级矿量恢复平衡，同时还可以优化采场的通风条件，改善采场的工作环境，提升井下施工的工作效率。

金属矿山地下开采是一个多工序、多步骤、多次开挖的过程，是一个复杂的系统工程，因此必须用系统论和整体性的原则指导地下矿山的采矿工程。根据系统的整体性原则，从系统的最终目标及其整体功能的角度出发，对地下采矿过程中的各个工序之间的相互关系进行细致的分析。

对于矿山的地下开采这个整体系统来说:矿床的勘探、开采设计、人力和设备的投入即是系统的输入；按开采设计对采场进行采准、切割、凿岩以及崩矿等工程即是系统的处理；运用出矿设备把崩落的矿石装运出即是系统的输出。但原有的三级矿量的划分形势并没有考虑矿体回采和矿石装运出的生产环节，对于一个系统来说既没有输出，也没有反馈。显然不符合一个完备系统的构成条件，所以原有的三级矿量的划分，存在一定的不足之处，不能很好的反映矿山地下开采的全过程。

针对上述情况，有关专家按照系统论和整体性的原则，针对地下矿山开采中开拓、生产探矿、采准切割和回采出矿这四个主要的生产过程，提出四级矿量的概念，使其形成一个完整的系统。四级矿量对应矿山地下开采的四个主要生产过程，分别是:开拓矿量、准备矿量、备采矿量和回采出矿量。

一般情况下，在全部四级矿量中有3组采矿场同时运行，并且相互影响。以组为单位进行生产的衔接和交替。将开拓矿量中已经编号的各组，按先后顺序逐一完成四级矿量的运行。该方案基于系统论的原则对三级矿量进行改革，具有很好的启发意义。但同时四级矿量的运行又过于呆板不能很好的适应井下复杂多变的地质、生产条件。

结语

近年来随着矿山年生产能力的不断提高以及开采深度的逐渐延深，国内大多数地下矿山都或多或少的面临三级矿量不均衡的问题，严重影响了矿山生产的持续和稳定。为了保证开采的安全，提高矿山开采的效益和效率，必须对矿山三级矿量的合理保有量进行科学的管理以及定量计算和分析，以跟上矿山企业飞速发展的步伐。

参考文献

[1]徐海. 地下金属矿山产能优化及开采规划[D].中南大学，2012.

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[关键词]金属矿山；地下开采；节能减排

中图分类号：TD803 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0332-01

随着我国经济快速发展，我国的经济发展模式由粗放型向集约型转变，国家日益注重资源的合理开发利用和环境的保护，传统的地下开采金属矿山采选模式存在众多的地质、环境问题和危害，尤其矿山的高能耗、高固体废物排放，已经不能满足当下的节能减排要求。一些矿山企业进行地下开采节能减排技术的研究和实验，相应地创新出了许多适合新型矿山建设的节能减排技术，取得了较好的经济效益和社会效益。

1 传统地下开采金属矿山存在的主要问题及危害

（1）能源消耗高， 原材料消耗大，导致矿山的经济效益低下。

（2）地下开采金属矿山矿石回采率平均约60%，造成大量矿石永久性损失，采选回收率低造成资源、能源的浪费。

（3）环境污染严重。环境污染包括： ①废水污染。

主要是矿坑水、废石场的雨淋污水和选矿厂排出的洗矿、尾矿废水。这些水含有各种各样的固体金属和金属离子， 如不经处理而外排， 将对环境造成严重的影响；②大气污染。主要是凿岩粉尘以及爆破产生的CO、NO、CO2气体和粉尘， 对环境和人身健康造成极大的威胁；③废渣污染。我国金属矿山每年排放的废石和尾矿约5×108t，废渣量大且成分复杂，难处理，难回收， 难复垦，污染地下水源。

（4）资源逐渐枯竭，开采条件日趋恶化。由于资源的不可再生性， 高品位矿、浅部矿产资源越来越少， 金属矿山开采向深部地下开采和低品位矿开采发展，开采条件将日益复杂。

（5）破坏土地和生态环境。矿山开发不仅占用大量的土地， 还对土地资源造成很大程度的破坏。露天采掘、倾卸固体废石、尾矿坝和沉陷区等可使土地变成很难重新利用的不毛之地。矿山开采还会造成地表塌陷和地表景观的破坏。

（6）引发多种工程灾害和地质灾害。开采时破坏岩石稳定条件引起的滑坡、冒顶片帮；由于崩落法采矿引起的地陷；废石堆、尾矿库垮塌引起的泥石流；地下爆破引起的地面振动、空气冲击波等。

2 金属矿山地下开采节能减排的技术与工艺

2.1 充填采矿法

充填采矿法主要是将尾矿（废石） 处理充入井下采空区， 改善矿山的环境， 节省污染治理费用， 减少修筑废料石场和占用农田。根据矿山的开采技术条件和采矿方法， 采用工艺成熟的中深孔落矿一步回采方案， 嗣后用井下掘进和采矿的废石充填采空区。由于井下掘进和采矿的废石量有限，确定井下废石主要充填东部和西部的采空区，中部无矿带附近的采空区采取封堵方法隔离空区， 即采取“充两头封中间”的方法， 实现井下废石不出坑，全部用于井下采空区充填。该方法采场衔接顺利， 生产作业安全， 能较好地回收矿石， 提高劳动生产率，同时使采场地压得到有效控制和转移， 既可保护地表环境， 降低成本，又确保井下安全。

废石不出坑，直接充填采空区，工艺简单，效果明显，适应性广，易于推广。这种方法只需要采矿方案设计规范、合理，便可实施，对设备、人员素质要求不高，适合中小型矿山采用。

2.3 全尾砂充填技术

选矿厂尾矿部分或全部用作充填料， 不仅可以解决充填料的来源问题， 而且可省去建设尾矿坝， 降低矿山尾矿处理带来的成本， 改善矿山环境， 消除尾矿库垮塌带来的泥石流等安全隐患， 对矿山采选节能减排具有重要的意义。20世纪80年代，凡口铅锌矿试验充填料的动电固结工艺获得成功，使全尾砂充填采矿成为现实。该法能有效地加速全尾矿充填料的脱水和固结硬化过程，可提高充填体的初始强度， 为设备作业提供坚硬的底板。随后， 金川镍矿高浓度胶结充填料管道输送的研究获得成功， 为我国利用全尾砂充填采矿积累了成功的经验为全尾砂充填的推广起到了带头作用， 为实现矿山采选节能减排开采提供了技术支持。铜陵有色公司在冬瓜山新开采的矿床高浓度全尾矿充填法也获得成功， 采用的采矿方法为阶段空场嗣后充填采矿方法。回采结束， 一步骤矿房采场采用全尾砂胶结充填， 二步骤矿柱采场采用全尾砂充填， 以保证采空区的稳定和生产的衔接，控制深井回采地压的安全。

在全尾矿充填法中存在2个方面的难题制约着其推广应用。首先由于尾矿的化学特性，难以短时间形成一种致密的渣，需要添加化学药剂和增加处理设备来加速尾矿固结，实施工艺比较复杂。其次，尾矿充填需要配套的加压、输送设备和严格的操作管理，增加企业投入，尤其是加大了企业生产管理难度。因此，全尾矿充填法难以在中小型矿山中推广。

2.4 块石胶结充填技术

胶结块石充填料是由块石骨料、胶结料和水3种基本成分组成。胶结块石充填料制备方法有2种：采用混凝土搅拌法，将所有的成分一起加入滚筒式、盘式或螺旋叶片式搅拌机内；用浆叶式搅拌机将水泥胶结料混合成水泥浆，而后将水泥浆喷射到充填骨料上。块石胶结充填采矿法的实质是采用级配良好的块石与水泥浆（或水砂浆）混合进行充填，形成的人工壁柱的强度和稳定性都比细砂胶结的好。同时还能保证第二步回采的安全，相应减少坑下废石的提升量。

我国很早就使用废石充填采场，华锡集团铜坑矿采用井下机车、溜井分配系统、皮带输送机将废石运送至采场口，然后与管道输送来的水泥浆同时充入采场，在下落过程中自然混合充填，形成高强度的块石胶结充填体。该法是一种高效率的充填法，日处理废石量较大，较适用于大矿山、大矿体。另外，金山金矿、湘西金矿和锡矿山将废石和水泥浆直接充填采场，用电耙混合，也取得了很好的效果。

块石胶结充填法所需的块石、水泥浆都可以在井下作业现场制备，实施工艺和所需设备条件比全尾矿充填法要简单，胶结强度比单纯的废石直接充填高很多，也适合中小型矿山采用。

3 总结和展望

我国矿山目前的节能减排，还未形成完整、实用的理论。矿山节能减排是一项复杂的系统工程，它涉及了经济、地质水文、开采技术和环保要求等诸多方面的因素，应进一步展开研究。今后，在建设绿色矿山，推进矿山企业节能减排工作时，应着重于政府监管部门的综合监督管理，以行政手段强制要求企业进行工艺改革；同时开发出实用的节能减排开采设计规范，在矿床资源勘探、评估和矿山设计时就将资源综合利用、节能减排和矿山可持续发展纳入规划，从而在设计和生产过程中科学地处理废料，在开采源头上扼制住废料的产出；加强对企业的主要负责人和技术人员的宣传培训，提高节能减排对企业发展和增加经济效益的认识，认识和了解节能减排开采工艺的运用。

参考文献

[1] 李新冬，黄万抚.矿产资源开发中的环境影响与防治措施[J].中国钨业，2003，18（3）：30-331.

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【关键词】井下采煤；技术；问题

目前，我国采煤技术已经成熟，开采技术的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法的研究有很大空间，主要方向是改善作业条件，提高开采水平。

1、减少井下瓦斯和粉尘

煤矿生产过程中预先抽放煤层中的瓦斯，可以有效地减少生产中瓦斯的涌出量，不仅是确保安全生产的重要技术措施，也是减轻矿井排放瓦斯污染环境的重要途径。根据不同条件，有多种与之相适应的抽放方法，如开采煤层抽放、邻近煤层抽放、采空区抽放、钻孔抽放、巷道抽放、综合抽放及卸压抽放等。此外，矿井火灾是煤矿的主要灾患之一，火灾产生的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等多种有害气体也是瓦斯的重要成分，对煤矿井下工作环境以及地面大气环境都是有害的，必须加强防灭火，具体措施：①建立预测煤层自燃危险程度的科学方法。②采用先进的综合配套防火技术，大力发展综采和综放开采的高产高效采煤工艺。③建立实时火灾预报监测装置，可以克服束管式监测系统检测时间滞后的弱点，能适应外因火灾紧急与自动扑灭的需要，有利于环境监测系统联网，从而能够明显扩大检测的覆盖面，提高矿井抗灾能力。④使用防灭火黄泥灌浆代用材料新技术，避免与农民发生争地取黄泥的问题。

采煤工作面的粉尘都是先后采用了高压喷雾或高压水辅助切割降尘技术，有效地控制了采煤机切割时产生的粉尘，同时减少了截齿产生火花引燃瓦斯、煤尘爆炸的危险性；掘进工作面主要采用内外喷雾相结合的方法，降低掘进机切割部的产尘量和蔓延到巷道的悬浮粉尘，同时通过粉尘净化、通风除尘、泡抹除尘、声波雾化除尘等综合措施，可以取得显著的降尘效果。

2、减少排矸量

采煤过程中排放的矸石，主要来源于煤矿井下岩石巷道掘进量，半煤岩石巷道掘进量，煤仓和溜煤眼的掘进以及工作面上的矸石，它与矿井开拓系统和采区巷道布置紧密相关。对于煤矿井下开采而言，要从改革矿井、开拓矿井和采区巷道布置方式入手，本着“多做煤巷，少做岩巷”的原则，从总体上消除和减少矿井矸石排放量。使用全煤巷开拓方式，除个别井底车场硐室开挖在稳定的岩层中外，所有的开拓巷道全部布置在煤层中。这种开拓方式，已成为国内外矿井建设的优选设计方案，它不仅有利于煤矿的生产，而且建设投资少，矿井投资快，建井期间就可以生产出商品煤。很多国家各种煤矿几乎都采用了多煤巷并行的开拓方式，许多煤矿直接从煤层地表露头沿煤层边开拓边回采，很快收回矿井建设投资。近年也逐渐向全煤岩巷开拓发展。全煤巷基本取消了地面矸石山，许多矿井已取消排矸系统。我国一些新设计的大型矿井基本上按全煤巷开拓设计，随着现代煤矿科学技术的发展和煤巷支护技术的提高，使全煤巷开拓方式的实现成为可能。矿井和采区划分要充分利用自然边界，开拓巷道沿自然边界掘进，采区内尽量避免出现这些地质构造，以利用掘进和回采时少破岩，减少煤炭中矸石混入量；薄厚煤层要搭配开采，不同牌号的煤种要搭配开采，控制高灰高硫煤层的开采。

3、合理处理污水

矿井排水中的岩溶水，多为未被污染的地下水，若与其它矿井水分开排放，则不会造成对环境的污染，并可再利用，基本上符合生活用水标准；有的岩溶水中还含有多种有益微量元素，可开发加工制作矿泉水。水采煤泥和煤泥水是水采矿井环境污染的主要因素，水采矿井的主要任务是防止水采煤泥和煤泥水污染环境。近年来，由于水采工艺系统不断完善和提高，先后研究和推广了经济型水采和区域化水采工艺系统，研究和采用了一批高效煤泥脱水回收设备，采取了防止煤泥和煤泥水污染环境的措施，较好地解决了煤泥水排放污染问题，使水采矿井基本上达到了国家环保要求。

乳化油使用时和水配成2%～3%的乳化液，主要用在综采液压支架和外注式单体液压支柱中，外注式单体液压支柱卸载时乳化液排到采空区，综合液压支架乳化液也因泄漏或换液排放井下；在有淋水或排水的工作面，乳化液溶入水中，可能会进入水仓，水仓的水被抽放地面，这样会造成井下或井上污染。由于乳化油中含有50%左右的机油和一些难于被生物降解的添加剂，因此，一旦造成污染会有累积效应，可造成累积污染。处理办法：①通过开发新液压传动介质代替乳化液，降低乳化液的使用量，同时降低或去除原乳化油中的矿物油，并选择易于被生物降解的添加剂，减少乳化油对环境的污染。②研究开发水介质单体液压支柱，完全不用油。③完善各类用油设备的密封性能，防止石油产品泄漏。同时，发展油品再生技术，延长油品使用期，降低油品使用总量。

4、减轻地表沉陷

减轻由于煤层开采而产生的地表沉陷，从开采技术上通过减少采出煤炭对采空区加以充填，都是可以做到的，关键在于经济上的合理性。根据理论和实践的论证，建议采用以下方法开采：

（1）房柱式采煤方法。房柱式开采是保护地面建筑的一种有效的开采技术，它所引起的地表移动与变形值大体上相当于长壁工作面采煤的1/6～1/4，地表移动持续的时间也缩短了一半左右。很多矿区采用这种方法在大型钢铁厂及其他重要建筑物下进行了卓有成效的开采，也在工业及民用建筑、铁路隧道下采用了局部的房柱式开采，均收到了预期的效果。

（2）条带开采。条带开采是将被开采的煤层划分成若干个条带，采一条、留一条，与房式、房柱式开采相似，都是部分地采出地下煤炭资源，而保留的一部分煤炭资源以煤柱的形式支撑上覆岩层，可以控制地表沉陷。条带开采可以减轻和控制地表沉陷，但造成较大的煤炭资源损失，并给工作面生产带来一些困难，目前主要用于保护地面建筑时的局部地下煤炭开采。

（3）充填法管理顶板。向采空区内充填废石或河沙，抵制煤层顶板和上覆岩层的冒落和下沉，是大幅度减轻地表沉陷的最有效方法。采用充填法在建筑物下采煤的国家很多，其中，波兰的充填法采煤技术在世界上处于领先地位。我国有些矿区曾普遍采用水砂充填煤方法，主要用于开采特厚煤层。

（4）分层间歇开采。厚煤层倾斜分层或水平分层开采时，分层之间开采的间隔时间长，能使上覆岩层的破坏高度比较小，破坏状态均衡，可以防止或减少不均衡破坏对地表建筑物、水体的影响。对于厚松散层下浅部煤层或基岩厚度较小的开采条件，分层间歇开采的效益更为明显。

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关键词：矿山；地质；灾害；治理

中图分类号：TL75文献标识码： A

1． 金矿开采引发的主要地质灾害类型

1.1崩塌滑坡。金矿开采所引发的崩塌滑坡，这是矿山常见的突发性地质灾害之一。因为采矿而导致的高陡边坡，形成悬空危岩体及山体开裂等，尤其是在运用崩落法采矿、暴雨不当时，易出现山体的崩塌等清况，主要分成岩质崩塌与土质崩塌等两类。

1.2地面塌陷与地裂缝。金矿山开采所引发地面塌陷也被称之为采空塌陷。采矿塌陷的原因很复杂，受到矿体的形态，采空区的埋深与采厚比，金矿围岩的地质结构、矿区的地质构造以及地下水状况等诸多因素之影响。

1.3 泥石流。泥石流是沟谷中，由暴雨、冰雪融水等含有大量泥沙石块的特殊洪流，在矿山的资源开采中，由于山上的植被和岩石遭到破坏，特别是在暴雨天气经过水的搬运作用，会形成降雨性的泥石流，这种泥石流的发生也有其自身的特点，一般由石块、沙砾和粘土组成，目前中国矿山泥石流的发生和隐患主要与矿山开采中的废石堆较多、拦护措施差、结构松散等有关。

1.4 采空区的塌陷。采空区塌陷的现象主要发生在以空场法、崩落法进行开采的地下矿山区域，在形成一定规模后自然发生垮落，一旦无法及时有效地进行预防处理，将会诱发严重的事故隐患，甚至在近地表的岩移中，威胁到地表建筑和道路的使用质量安全，严重的还可进一步引发大规模山体滑移。一旦达到一定的采空规模，而不进行及时有效的填充，就很容易导致崩塌灾害，这一情况在对金属矿的开采中更为常见。此外，采空区塌陷灾害还会引发其它的地质灾害，比如地裂缝、滑坡、崩塌等，都会给地表的各种建筑和农田等造成不同程度的危害。究其根源，影响采空区塌陷的因素是多方面的，从灾害塌陷区的范围、塌陷幅度和塌陷时间进程等方面研究考察可以发现，其成因过程是十分复杂的，除了受到矿区地质地形 （岩层的结构、构造、岩性、成分） 等客观自然条件因素的影响外，还与开采技术（现场观察、测量、自我意志） 等人为条件有着密切的关系。因而，至今尚未形成公认的通用采矿塌陷机理，当前业内盛行的几种假说也只是从多角度对各类矿山塌陷的形成机制进行了某些侧面的诠释。

2．解决金矿开采所引发环境地质问题的对策

2.1实施金矿地质环境恢复的系统化治理

要充分运用系统治理的理念，以综合治理方案来取代以往逐一进行矿山治理的方案，应用拦渣墙、废渣清运以及排水工程等手段，让金矿的地质环境能够得到很好地改善，从而有效预防泥石流等各类地质灾害之发生，这样一来就能防止出现水土流失，让当地的生态环境能够得到切实地改善。在治理工程实施过程中，应当依照先治理危险性比较大易造成严重后果的废渣坡，后治理其他废渣坡；先治理水域上游，再治理水域下游的次序来加以实施。对于需要进行治理的沟谷则应运用比较高的标准进行综合整治。

2.2加强对金矿环境管理与土地复垦的监控工作

对于金矿环境治理和土地复垦等问题，我国已经出台的《矿产资源法》《环境保护法》及《土地管理法》、《黄金矿山砂金生产土地复垦规定》等法律法规中明确了“谁破坏、谁复垦”以及“谁复垦、谁受益”等原则，并且要求开发企业开展植树、种草、恢复表土层与地表植被等活动。然而，各矿区尚未真正将矿山环境的治理和矿区复垦视为持续发展的重要基础来加以对待，甚至一些地方的矿山环境治理与复垦只是企业无利可图的一个副业而已，所以在具体执行中国家有关政策无法兑现。

有鉴于此，各有关部门有必要对矿山的执行情况加以督查。对于新建金矿项目一定要评估其对于生态环境所产生的影响，主要包括了水土保持和土地复垦、矿山地质灾害防治等相关方案，并在报请政府主管部门同意后依法对金矿环境保护以及采金区复垦等实施督查。

2.3努力实现土地复垦模式的产业化

笔者认为，金矿土地复垦模式一定要实现产业化，也就是应当在政府部门的积极支持之下，以矿山企业为主要依托，把采金用地复垦视为矿山可持续发展的重要基础产业来抓，具体来说就是应当把金矿企业的发展用地、采金破坏区土地复垦、土地复垦后的开发与生产、矿山产品加工等结合起来，实现一体化和产业化经营，这样就能更加切实有效地解决金矿企业采金征地难、矿区环境治理难等问题，不仅能够贯彻落实国家关于金矿环境治理、土地复垦等政策的落实，而且还能强化当地政府部门对于矿山复垦的支持，对于我国金矿企业的可持续发展具有非常重要的意义。

2.4健全完善金矿生态环境治理信息系统

鉴于目前严峻的现实，应当尽快启动国金矿的环境调查与评价工作，从而更好地掌握我国金矿的地质环境现状以及地质环境问题的分布规律，形成金矿生态环境档案与生态环境预警体系，对于闭坑之后的金矿过采区实施矿山生态环境治理；对于新建金矿应当要求其建立无废矿业之理念，在生产过程中施行更为严格的环保政策，促进我国金矿开采所导致的采金区和周边环境恶化趋势能够得到切实有效的管理和控制。

3． 地质灾害的预防和治理措施

3.1 预测报告。我们在现实的井下地质灾害预测预报中可利用技术手段采用一些探测仪器来进行地质情况的勘测，为地质灾害的防治提供参考。其中在当前的隧道开挖地质灾害预警预报中运用比较广泛的有：a TSP 方法。具有适用范围广、预报距离长、对隧道施工干扰小、预报精度高的特点。有效预测掌子面前方100 m~150 m 距离的采空区位置和规模、塌方、突泥、突水等施工地质灾害；b 直流电法。即利用空间电法勘探，来判断围岩的含水、导水地质构造状况，从而有效避免断层、裂隙、塌陷等地质灾害的发生；c 地质素描法、地质雷达法、红外探测法、超前水平钻孔等其它探测法。

3.2 岩土治理。该种技术更注重对一些具体地质灾害的防治。环境岩土工程的治理技术主要包括如下几种情况：a 岩爆应力集中，限元方法能有效释放应力；b 尾矿的塌陷，可采用边采边充填、集中充填、压力注浆等填充法，来增加尾矿库的整体总量；c 井下突水，除了物理探测法外，还采取注浆封堵、帷幕注浆截流等措施，预测方法主要有统计学方法、突变论方法和现场试验等；d 采空区的塌陷，通常采用减少沉降高度的方法来预防，从而提升安全保障；e崩塌、滑坡灾害，要控制超采滥挖现象，做好排水工作；f 对排石场内的空洞和裂缝现象，可通过高密度电阻率法和工程地震法来进行探测验证。这里需要提醒的是，对地形较为复杂的矿山场地，一定要分段勘查，在进行必要的现场试验后再确定加固设计。

3.3 其他措施。即非技术措施，主要有加强立法，建立健全各项规章管理制度；建立矿山生态风险评价体制，建立灾害监测网络和预警信息系统，因地制宜地综合治理，加强环境保护和污染治理。在矿山开采规划和报批的同时，明确矿山企业保护矿山环境的责任，采用先进的采矿工艺，制定矿山环境恢复治理规划，对矿山环境保护工作进行定期监督检查。通过各级政府和国家财政为矿山的地质环境恢复提供资金保障和技术支持，积极推行地质环境保证金制度，设立防治基金来完善投入机制，减少矿山地质灾害的发生。

结束语

总的来说，对金矿开采所造成的环境地质问题的研究，应当贯穿于矿山开采的全过程之中。要全面细致地分析与调查金矿范围内矿渣堆积的状况和潜在的威胁，充分考虑到灾害链效应，从而对所存在的问题开展危险性评价，并且采取积极措施，有效地改善与治理我国金矿的地质环境以及生态环境。

参考文献

[1]闫车杰. 矿山地质灾害研究及防治探讨[J]. 中国地质，2004，13（03）：66-68.

篇10

【关键词】矿山测量；数据采集；数据处理系统

随着测量绘图技术的进步与发展，全站仪在大部分测量工作中代替了经纬仪，由于具有效率高、精度高的优点，受到了矿山工程技术人员的大力运用。为进一步提供矿山井下测量的工作效率，帮助测量人员摆脱繁忙的工作，需对全站仪的潜能进行充分挖掘。本文以使用全站仪为基础，深入探究了井下测量设计以及数据处理系统的设计。

一、矿山测量工作概述

按高级控制低级的原则布设井下导线。我国在矿场资源测量规程中就明确规定井下平面控制分为基本与采区两类控制，且均应敷设成复测支导线或闭合导线[1]。按测角精度进行划分，基本控制导线分为±7″与±15″两级，采区控制导线则分为±15″与±30″。根据测绘仪器特点及实际工作，着重介绍±7″与±30″两级测量方法，具体如表1所示。

二、采用全站仪进行井下测量设计

（一） 7″导线测量设计

本研究采用SOKKIA全站仪，水平角进行观测，运用方向测量法观测两个测回。距离测量则往返各测一个测回，此处测量斜距，全站仪自动将数据记录进行保存。

在进行第一站测量时，首先安置好仪器，精确测量前视棱镜高与仪器高两次，在记录本上记录测站点号、棱镜高、仪器高等。其次按下记录键，将测站点与后视点的方位角输入，完成定向。在水平角上测量两个来回，上半测回时先在盘左位置上精确地照着后视垂线进行测量记录，然后再照前视垂线测量记录；下半测回时倒转望眼镜，先在盘右位置上精确地照着前视垂线进行测量记录，然后再照后视垂线测量记录。最后再将前视天顶距测量两个测回，测量两次距离，第一测回时，先在盘左的位置精确地照着前视棱镜中心测量并记录天顶距，再将望眼镜倒转，在盘右的位置照前视棱镜中心测量并记录下天顶距；在测量第二测回时，同时测量出距离与天顶距。

在第二站及以后各站时，按照第一站的测量方法及步骤进行测量。

（二） 30″导线测量设计

由表1可知，30″导线的测量操作中，水平角、天顶距、距离等测量均采用一个测回，因而可以参照上述7″导线的测量设计。

三、井下数据处理系统设计

在设计数据处理系统前，需将测量的数据下载下来并保存为文本形式。根据下载的数据格式，选择合适的系统设计平台[2]。分析实际的工作情况，选择Visual Basic 6.0为设计平台。运行矿井导线计算程序，便会弹出一个对话框。首先输入起算点坐标与后视到测站方向的方位角，检查无误后单击确定。本文就7s导线就行探究。

单击7s导线后，同样会弹出一个对话框，如图1所示。

图1

单击“数据接口”，读入井下7s导线的测量数据，运用方向观测值将水平角计算出来，运用天顶距将垂直角计算出来，同时检核外业测量的精度，计算将两次测回值及指标差计算出来。

单击“输入数据”，输入各测站的测站、棱镜高、仪器高，并输入仪器的乘常数、加常数，以及气压、温度等元素。此时同样会弹出一个对话框。首先单击“开始输入”，然后输入；将一站数据输入后，单击“确定”按钮，再单击“继续输入”按钮，输入全部数据后还要单击“结束”。最后，还可以通过单击“查看数据”按钮查阅输入的数据是否正确，如发生错误，可改正。第一站时，需输入测点号，但不需输入后视点棱镜高；第二站及以后各站时则要将所有测量数据全部输入，最后一站不用输入棱镜高与点号前视。棱镜高、仪器高的单位为米，气压单位为帕，温度单位为摄氏度，加常数单位为毫米，乘常数单位为mm/km。

单击“数据检查”，可调出输入的数据文件，并进行检核，如有错误可修改。

单击“导线计算”，计算出方位角、水平边长以及各点的坐标，如果为闭合导线，则同时还需进行简易平差，将计算结果分别写入两个文件中，一个是只有坐标、点号、高程的坐标成果文件，可以输入数据库中；另一个则为包括坐标成果表、边长计算、数据检核的计算成果文件，为实际应用提供服务。

单击“坐标成果调阅”，可查看坐标成果文件。

单击“计算成果调阅”，可查看文件计算成果文件。

单击“打开已有数据文件”，在已有导线计算输入数据文件的情况下，可以将该文件直接调用，并计算导线。

单击“返回”，返回至上一级的对话框。

综上所述，在设计井下导线的测量流程过程中，严格按照我国制定的矿场资源测量规程中的测量要求，并充分结合全站仪采集、存储数据的特点，设计了井下测量数据处理系统，不但充分保证了矿山的测量精度，促进了工作效率的提高，而且实现了数据测量、采集、处理的基本自动化，已在部分矿场开采中得到了有效应用，并取得了良好的效果。

参考文献：