矿山开采方式范文

导语：如何才能写好一篇矿山开采方式，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：矿山开采；环境地质；类型；防治对策；

中图分类号：F407文献标识码： A

由于忽视了矿山地质环境保护，不规范或不依法的采矿活动，不同程度的造成了水源、土壤的污染，破坏了自然景观和植被，诱发了一系列矿山环境地质灾害问题。

1、矿山开采中环境地质问题发生原因分析

在矿产资源开采利用中，矿山开采的过程，实际上是一个对于地壳机体进行分解的过程。这一过程使得原本处于自然平衡状态的地壳，出现了新的不平衡或者是不协调的情况，从而造成地壳物质的不稳固性发生，同时这也是导致矿山开采中环境地质问题发生的本质原因。其次，结合矿山开采的具体情况，矿山开采过程中，尤其是地下矿产资源的开采，需要对于矿井基坑中的积水进行排除干净，还要处理矿山开采过程中的地层漏水情况，而这一过程又会导致地下水的不平衡发生，进而造成矿山开采中地层的不稳定性以及不平衡性特征发生。再次，在矿山开采过程中，如果盲目的开采或者是滥采乱探，必然也会导致矿山开采中矿坑突水情况发生，进而引起矿山地层的不平衡或者是不稳定性发生，对于矿产开采造成极不利影响。最后，在矿山开采的选矿与冶炼加工环节，矿山开采生产过程中的采矿以及选矿、冶炼中必然会产生废气、废水、废渣等，这些废气、废水以及废渣的积累形成或者是长期堆积，必然会对于周围的农田以及森林植被、生态环境等产生破坏作用，造成矿山开采与周围生态环境的不平衡发展，影响人类的生存和健康。

2、矿山开采引发环境地质问题的类型分析

结合矿山开采过程中诱发的环境地质问题情况，多数矿山开采环境地质问题的发生，是由于人为地质作用造成的，而比较常见的矿山开采环境地质问题主要有矿井塌方以及冒顶、片帮、鼓底、岩爆、高温、突水、滑坡、泥石流、水土流失、沙漠化、煤层自燃、三废污染等。下文将结合矿山开采引发的环境地质问题情况，对其主要类型进行分析。

首先，在矿山开采中突水问题是比较常见的矿山开采环境地质问题，煤矿的突水问题发生频率要比金属多，但是一旦到南方的一些大型金属矿开采中发生突水事故，造成的危害作用与影响比煤矿还严重。通常情况下，煤矿开采中，由于疏干排水或者是深降强排等开采方式，导致煤矿矿井水头差产生，容易在断层破碎带或者是隔水薄层地段发生突水事故，造成严重的不利作用和影响。其次，矿山开采中，采空区塌陷也是比较常见的矿山开采环境地质问题，它主要是由于矿山开采过程中，对于采空区不及时采取回填措施所引起的塌陷问题，在各类型矿山开采中都比较常见。再次，在矿山开采过程中，由于开采所产生的大量矿渣以及矸石、尾矿等，在山坡或者是谷底进行堆积，不仅会占用大量的土地资源，并且容易对环境造成极大的污染，诱发崩塌以及滑坡、泥石流等矿山环境地质问题发生，影响矿山的安全开采与发展。此外，水土流失以及土地沙化、盐碱化也是矿山开采中比较常见的环境地质问题，而造成这一环境地质问题发生的重要原因是露天开采。最后，矿山开采中还容易产生三废污染和煤层自燃等环境地质问题，对于矿山的开采发展都十分不利。

3、矿山开采中环境地质问题的防治措施

结合上述矿山开采中环境地质问题的发生原因以及具体类型，根据矿山开采的具体内容和过程，进行矿山开采环境地质问题的预防是一项系统并且复杂的工作，直接关系到矿山开采的采、选、冶炼等过程环节。因此，进行矿山开采中环境地质问题的避免和预防，首先要确保矿山开采前地质勘探工作的质量，它也是导致矿山开采环境地质问题发生的一个重要前提条件。矿山开采中，地质勘探工作不仅包括矿石储量的勘查明确以及矿床地质构造背景调查、新构造运动条件分析等，还要注意对于矿床周围的地壳环境以及生态环境、水文地质条件等进行分析了解，以保证地质勘探的合理准确。其次，进行矿山的开采生产设计要立足长远，矿山开采与生产过程中应将环境保护放在第一位，以促进矿山开采的可持续发展。通常情况下，导致矿山开采事故与问题发生的主要原因，多是由于开采不合理或者是不符合要求规定、使用旧工艺设备等造成的，实际矿山开采中应注意进行避免；此外，对于矿山开采中产生的三废要提早做好污染治理，是避免环境地质问题发生的一个关键点。再次，在矿山开采中，应注意对于矿山开采的采空区与岩溶塌陷区进行及时的回填处理，避免采空区塌陷以及泥石流等问题发生。最后，注意应用一些高新科学工艺技术进行矿山的开采与生产，以保证矿山开采工艺先进性，同时满足矿山开采要求，避免环境地质问题发生。

4、结束语

进行矿山开采所引发的环境地质问题以及防治措施分析，不仅有利于有效避免矿山开采中环境地质问题的发生，而且对于推动矿产资源的综合开采利用以及可持续发展有着积极的作用和意义。本文就结合矿山开采中环境地质问题的发生原因以及具体类型，对其防治措施进行总结分析，以推动矿山开采的综合与高效、可持续发展。总之，矿山开采所引发的的环境地质问题不仅类型多样，并且对于矿山开采发展的负面作用和影响比较突出，应注意结合具体情况，采取合理措施进行避免和控制，促进矿山开采可持续健康发展。

参考文献

[1]方林，褚家计，李洪燕.平顶山天安煤业股份有限公司四矿矿山环境地质问题及防治措施[J].岩土工程界.2008（11）.

[2]杨来顺.日照市国土资源局岚山分局强化矿山地质环境监管保护[J].山东国土资源.2011（8）.

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[关键词]采矿工程；环境保护；绿色开采

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0005-01

引言

随着社会经济的不断发展，矿业也随之得到了较好的发展，在21世纪科学技术的推动下，矿山开采技术也获得了改进和完善，但土地、植被资源的破坏、水资源的污染、大气环境的污染等问题的出现，在环境保护越来越重视的今天，绿色采矿这一名词的提出就有着深远和重大的意义，分析矿山开采对环境的破坏原因，加强对绿色采矿技术的研究、推广使用，有效解决矿山开采中的环境问题，是国家、矿山企业及一个采矿工作者要慎重面对的问题，也是当今甚至未来一直要面临的工作任务。

1 传统采矿工程对环境的影响

1.1 采矿工程对水资源的破坏

矿床开采过程对地下水层的径流造成了破坏，大量地下水被排出地表，造成了矿区地下水水位下降，低下水文地质被破坏，形成地下水沉降下移。同时在地表开采的过程产生的地表变形使低下水体受到影响，严重情况下使河流断流、池塘、泉水干涸，居民的日常生活和农业种植因为缺水导致无法正常生活和开展农业作业。由于采矿工程对地下水以及地表水的破坏，以及对地表植被、土层的破坏，土地沙漠化现象日趋严重。

1.2 采矿工程对土地资源的破坏

矿床开采导致的地表破坏、水土流失、森林植被破坏、固体废弃物污染导致的土地资源破坏现象十分严重。由于我国矿床开采技术对土地疏于保护，导致地面沉陷和地表塌陷现象十分严重。

2 采矿工程中的绿色开采技术初探

2.1 采矿工程中的露天开采技术

2.1.1 分台阶开采技术。露天开采时，通常是把矿体划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段，这种开采方式叫做台阶式开采。台阶是露天采矿场的基本构成要素之一，是进行独立剥离和采矿作业的单元体。

2.1.2 分层开采技术分层式开采是将开采设计的每个台阶都作为独立分层和独立的体系，每个分层中都包括很多平面尺寸相同但高度可以不同的网块，不同分层中网块高度可根据工程、工艺生产需求变化，但网块平面尺寸相同。

2.1.3 高台阶采矿随着露天开采设备不断更新并且在步入大型化的发展趋势，国外很多矿山开始研究、采用高台阶开采工艺。而我国相较他国对高台阶开采技术的研究起步较晚，采用高台阶开采的露天矿也很少，而且台阶高度较国外也相差甚远。不过近些年，我国大型露天采矿装备水平有显著的提高，斗容超过10m以上的大型挖掘设备逐渐增多并且得到了更多有效的运用，为高台阶开采的新工艺的发展与实施提供了有利的技术保证。

2.2 采矿工程中的连续开采技术

连续开采工艺就其本质而言是指将整个矿床作为大型的采场，通过对开采时间及空间的安排，实现整个矿床的连续开采。早在上世纪六十年代，人们已经开始了针对连续采矿技术的研发，先后在硬岩连续切割、振动放矿、带式运输等方面取得一定成绩，并应用到工程实际生产中。现阶段，非煤矿山连续开采技术研究的要点在于硬岩的连续切割采煤设备，此类设备过去因为所选用的刀盘制作成本高昂且使用周期短暂等缺陷，导致生产成本高昂，无法获得普及使用。加之设备体型偏大，限制了其在复杂矿床或薄矿床开采中的使用。除此之外，连续开采技术的应用普及还有待加强对相关配套如提升、运输等辅助系统的研发。

2.3 采矿工程中的无废开采技术

在我国非煤矿山的开采中，产生的尾矿数量极为庞大，根据不完全统计其总量可达六十亿吨以上。在这些尾矿中，除去一定比例的铜铁等金属外，多为各类非金属元素，而这些非金属元素则是其他行业所急需的生产原料。因此，加强对尾矿的综合利用成为了非煤矿山绿色开发的重点之一，在具体实施中除了要不断改良选矿回收工艺，还应增强针对尾矿的开采工艺研发，研发专用于尾矿开采的专业设备及相应的配套系统，从而提升尾矿开采利用效率。总而言之，非煤矿山开采导致的环境问题日益严重，积极拓展非煤矿山无废开采工艺，实现非煤矿山绿色开采已成为今后我国非煤矿山发展的要点之一。

2.4 采矿工程中的复杂难矿开采技术

随着多年的高强度开采，我国非煤矿山资源易采且品位高的矿床多已日益枯竭，未来矿产资源的开采必将面临越发复杂多变的赋藏环境，因此如何对复杂难采矿床进行有效地开采也就成为了未来非煤矿山开采技术发展的关键所在，这也是满足未来我国社会发展资源需求的必要措施。

2.4.1 富含水层矿体或大水层覆盖的矿体综合开采工艺。此类矿体在开采前应先对含水层状况及水系同矿体间的联系，特别是两者在采动影响下的动态关联调查清除。此外，还应增强对矿体能力聚集及消散规律的研究；增强对水压作用下岩层变形破坏规律的探究；设计适用的采场涌水监测及预警设备；分析对比不同开采工艺、开采顺序、采区布设方式等对采区稳定性的影响；设计合理的采场围岩控制技术；增强对尾矿充填脱水技术的研究；探寻价格低、效率高的尾矿浆料制作、运输、充填方式。

2.4.2 松散破碎矿体综合开采工艺。此类矿床在成型过程中遭遇了强烈的地质构造，致使矿床及周边岩体或其他矿体结构呈现严重的松散破碎状态。因此，针对此类矿体开展详实的地质勘测与研究工作，探究矿体破碎状态及其在采动影响下的进一步破坏形态及可能造成的影响；分析此类矿床开采巷道布设优化方案；探寻巷道及采场最佳支护加固形式；设计合理、配套的生产工艺与设备；研究矿床开采经济效益，寻找最优开采方案等均是未来非煤矿山技术发展的重要方向。

2.4.3 残留矿体综合开采工艺。此类资源的_采使用应进一步完善针对残留矿体开采工艺及采场布设方式的优化升级；增强针对残留矿体的勘测方法的研究；强化残留矿体开采损失贫化控制工艺；强化残留矿体开采围岩控制措施；分析境界外矿体开采对采场稳定性的影响；增强对露天矿残留矿体开采时岩层破坏变形的监测；分析露天开采残留矿体的安全性等。

3 结语

采矿是矿产资源开发过程中必需的、不可逾越的手段，如何在采矿过程中减少负效应，减少对环境的破坏，对已开发矿山所产生的负效应进行综合治理是必要的，其意义深远。所以，应进一步加强矿床开采过程中所诱发的地质环境负效应及其综合治理研究工作，推广使用采矿工程中的绿色开采技术，保护我们人类赖以生存的地球环境。

参考文献

[1] 曹阳.绿色开采在采矿工程中的重要应用[J].民营科技，2014（3）：111.

[2] 徐莹莹.煤炭绿色开采技术对环境保护的重大意义[J].黑龙江国土资源，2015（6）：40.

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关键词：矿山；地质灾害；环境保护；边坡；爆破

1矿山开采主要地质环境问题

矿山的开采过程也是对原有生态环境[1]的改造过程，不可避免的会对原生环境造成一定程度的破坏，实际中最常见的是采石平台和陡崖，它们的出现会造成较为严重的水土流失和崩塌灾害，还会污染地下水，另外，开采过程中会产生大量的废石，这些废石的无序堆放也在一定程度上破坏了原有的植被环境，对周边环境也造成影响。

2矿山地质灾害类型

2.1岩土体变形

(1)矿山开采是在山体内部开挖洞穴，从内部改变山体结构，影响地面与山体稳定性，且一段时间后可能出现地面或采空区塌陷，引发岩土体变形。比如矿山采空区，如放置矿柱数量较少，或因矿柱出现破损，都会降低其支撑力，引发塌陷，尤其是矿体在地表埋藏较浅，开采平缓区域，是地面塌陷多发区域。而对矿体开采位置的深入，开采后若没有及时回填，或是崩落采空区，其达一定规模后，会因支撑力不足塌陷。同时如在岩溶分布较多区域开采，也可能因矿山排水，造成溶洞以上地面塌陷。地面塌陷不仅直接影响耕地资源，其也会破坏道路、建筑物等，进而停止开采。(2)边坡失稳、滑坡与岩崩。矿山一旦遭遇过度开采，那么极有可能发生边坡失稳、滑坡与岩崩的灾害。另外开采方式的不合理，也会导致边坡因坡度过陡而结构失稳，从而引发一系列的开采事故。(3)坑内岩爆。它的另一个名称是矿产冲击。出现这一灾害原因是，矿坑周围及顶部与底部岩石，在地壳挤压下有一定压缩，如某个区域被挖空形成自由面，这个区域挤压力会受影响，地应力从自由面释放，使周围岩体破裂成数个小块，向空间内喷射，给矿山稳定与开采人员生命安全带来威胁。(4)采矿引发地震。如果矿山开采采用的开采方式不合理，或者施工人员操作不当，便会埋下地震的隐患。这种情况下引发的地震震源一般较浅，地震力会从四面八方对地表和井下进行严重的破坏。

2.2地下水位变化

2.2.1矿坑内水位上升在矿山开采时，常常会早遇到矿坑内水位上升的灾害。这种灾害的发生突发性强，影响范围大，并且会造成很严重的后果。矿坑内水位之所以会上升，与对坑内用水量的错误预估分不开，另外在开采中也常常会打穿水断层，导致地下暗河的水大量涌入矿坑内，严重的会危及作业人员的生命安全。2.2.2矿坑内泥沙涌出一般来说，矿坑内水位上升的同时也会伴随着大量泥沙的涌入，地裂缝中的泥沙也会乘机涌入矿坑，矿坑被积聚的泥沙过多就会堵塞矿道，导致人员和设备被埋。2.2.3环境污染矿山的开采不可避免会对环境产生一定程度的污染，开采中的废土、废渣和废水如果不经处理直接排放，那么便会引发严重的环境污染问题。

2.3矿体内因引发的灾害

瓦斯爆炸和地热是主要的矿体内因。发生瓦斯爆炸主要是因为巷道内通风条件不佳，瓦斯气体大量凝聚不能散开，一旦遇到某类化学物质，便会发生严重的爆炸。另外随着开采的深入，矿山内的硫会释放出越来越高的温度，地热危害一旦发生，便会给井下开采带来这多的困难，甚至会危及开采人员的生命安全。

3矿山地质灾害防治与地质环境保护

3.1坚持矿山地质环境保护[2]原则

3.1.1坚持“在保护中开发，在开发中保护”的原则矿山开采必须要有发展的眼光，要从长远准备，就是要将矿山的开采和环境保护进行结合，要坚持保护为先的原则，要有保护的进行矿山开采，这是保证矿山开采可持续发展的根本路径。3.1.2要坚持“预防为主，防治结合”原则预防为主是矿山开采时必须要坚持的原则，这也是为矿业发展的长远利益考虑。另外在进行开采时，也要坚持防治结合的原则，确保矿山开采与环境保护同步发展。3.1.3要坚持“矿山生态环境监测、治理和科学研究、科学管理相结合”原则为强化矿山开采中的环境保护工作的顺利开展，要做好全面的监督检查工作，确保科学管理。

3.2重点区域的防治

首先，在进行矿山开采之前，要进行详细的地质勘查，对矿山的边坡参数进行合理设置，并且要在开采的过程中加强对边坡的监测，一旦出现失稳隐患，则要立即采取措施予以加固；其次，针对已经存在的灾害点，最主要的工作便是做好开采之前的加固，将地质灾害的发生概率降到最低；再次，针对渣场和废渣，要做好合理处理，可以采取优化边坡坡度选择及挡墙设计的方式，预先设置拦渣坝，尽最大可能做到科学的利用；第四，在对坑道进行开采时，关键是要保证坑道内有足够的支撑能力，并且随时做好监测工作，防止支撑力不够而产生塌方。

3.3次重点区域的防治

矿山开采之前需要修筑数条入场公路，并且要建设生活区域，这个过程必然会涉及到边坡的开挖，其结果是会形成很多边坡和废土废渣，一旦处理不当，就会为滑坡和塌方等地质灾害的出现埋下隐患，另外，一些废渣随意堆放在路上，也会有下雨后出现坡面泥石流的危险，并且大量的滚石依然是威胁边坡安全的重要因素。基于此，在对矿山开采之前，要做好详细的参数设计工作，并积极采取加固措施对边坡进行加固，常见的是设置排水沟，将水与边坡隔离开，能够起到很好的防止泥石流发生的作用。除此之外，也要加强施工管理，合理处理废渣，可将废渣用于后期的山体植被恢复中。

3.4实施爆破措施

开采矿山不可避免的会采用火药爆破措施来实施岩土体的破碎，然而火药爆破技术的技术性很强，实际实施中一定要掌握好技术要点。火药爆破技术一般应用在开采现场或者是井巷挖掘区内，合理的使用爆破技术[3]不仅能够为开采工作提供便利条件，而且还能够有效防止地质灾害的发生。需要注意的是，如果使用光面爆破技术进行爆破，那么需要在在降低药包量直径和使用装药量上进行研究，目的是有效降低爆炸的程度，对周边环境的破坏也能降到最低。合理的使用光面爆破技术，能够达到很好的减少矿体裂缝、降低塌陷的效果，对周围环境的影响也能降到最低。

4结语

综上，伴随我国社会经济迅猛发展，作为关键物质前提的矿产资源，在进行发展过程中须给予高度重视，必需坚持环境保护为前提，从而在有效完成矿产资源利用时最大限度降低对生态环境破坏[4]，保证矿业长远和可持续发展。

参考文献

[1]周建海.矿山地质环境恢复治理模式分析[J].中国高新技术企业,2016,(18):159-160.

[2]郑晓棣.浅谈我国矿山地质环境存在的问题[J].科技风,2015,(14):145.

[3]张红杰,李振安,邱守强.矿山地质环境影响治理分析[J].山东煤炭科技,2012,(04):133-135.

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关键词:中深孔爆破;露天矿山;安全小平台;爆破参数

中图分类号:TD235文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)21-0084-02

中深孔爆破在露天矿山,特别是采石场的分台阶开采和分层开采中已经得到了广泛的应用,也是国家安监总局重点推广的中小型露天采石场开采技术。但采用正规的分台阶开采必须要求矿山坡度不能太陡,一般不要超过30°角,才能在开采过程中创造出最小工作平台并把公路开拓到每一个开采平台。且其基建工作量较大,需要较大的投资。受地形及经济条件的影响,很多乡镇采石场一时难以实现分台阶开采和分层开采。近几年来,中深孔爆破被引进到安全小平台开采方法中,解决了自然坡度较陡的中小型采石场开采设计难题,取得了较好的经济效益,大大提高了采石场生产的安全性。

1中深孔爆破技术简介

1.1中深孔爆破的特点

中深孔爆破是指炮孔直径大于50mm,炮孔深度超过5m的炮孔爆破。它的应用建立在露天矿山,采矿必须遵循自上而下的开采顺序,自上而下的开采顺序从根本上杜绝了从底部开采造成松石悬顶和边坡过于高陡。中深孔爆破方法是在露天采场的平台面上,根据最小抵抗线的大小和爆破经验,按一定方式布置较多的炮孔,进行较大体积的爆破。中深孔的药柱均匀装药,各炮孔炸药微差分段起爆,具有爆破的作用力均匀,振动小,爆破量大,爆破效果好,爆破次数减少,飞石不远,爆堆相对集中,爆破后的边坡基本没有浮石等特点。钻孔采用大中型机械设备成孔,比如潜孔钻机、小型牙轮钻机等,近年来轻型潜孔钻机的出现弥补了中小型采石场中深孔爆破成孔机械的空白。中深孔爆破便于采用先进的爆破技术,如毫秒微差爆破、宽孔距小抵抗线爆破、预裂爆破等技术的应用,不仅可以显著改善岩石爆破质量,降低大块率,同时还可以明显降低爆破噪音、冲击波等有害效应,缓解与附近居民的矛盾,促进和谐社会建设。中深孔爆破可以提高钻孔的延米爆破量,降低采石采矿的综合成本,提高行业的经济效益。

1.2中深孔爆破的优点

中深孔爆破能够整体改变矿山安全生产状况。露天矿山中深孔爆破技术必须分台阶自上而下开采,使用潜孔钻穿凿炮孔,并实行多排多孔控制爆破。因此,露天矿山实行中深孔爆破,解决了露天矿山不分台阶开采和浅孔爆破两大问题,能够整体改变矿山安全生产状况,有效预防和控制事故的发生。目前,已经推行中深孔爆破开采技术的地方,露天矿山安全事故都有不同程度的下降。

中深孔爆破能够保障矿山从业人员的安全。中深孔爆破,必须使用潜孔钻向下穿凿炮孔,而潜孔钻的使用必须有工作台面。因此,露天矿山实施中深孔爆破,就必须实行自上而下的分台阶开采,从根本上改变了高陡边坡、一面墙、掏底崩落等不安全的违规开采方式,消除了矿山作业人员在不安全状态下冒险作业的行为,可以有效预防和控制矿山开采中高处坠落、坍塌、浮石打击等事故的发生,从而使从业人员的安全有了根本的保障。

中深孔爆破能够保障矿山爆破安全。中深孔爆破技术采用的是科学先进的爆破方式,从技术上保障了矿山的爆破安全。能够提高矿山生产综合效率,促进露天矿山的发展。实施中深孔爆破,不仅在改变矿山传统开采和爆破方式,改善矿山安全生产条件,而且对于整合矿产资源,扩大生产规模;减轻劳动强度,提高生产力;降低生产成本,提高经济效益;控制矿山开采次生灾害,保护生态和周边环境等各方面都能够起到很好的效果。

2露天矿山安全小平台开采方法

2.1适用条件

安全小平台开采方法主要适用于岩面高度在50m以内,矿体产状较平稳,地表覆土较薄,地质条件简单,断层、裂隙不发育或较少发育的矿山。开拓系统简单,只需把公路开拓至采场底部,上山时设有人行便道即可,所以特别适用于地势较陡难于公路开拓的小型矿山开采。

2.2采剥方法

矿山生产过程中必须遵循“采剥并举,剥离先行”的原则进行。采剥方法采用纵向采剥方法,在采剥工作面推进方向上划分为一定厚度的采掘带,开采时先把表土剥离,剥离应超前采矿工作面5m。采用安全小平台采矿方法进行开采,具体施工方法如下:

(1)采用高阶段小分层从上到下按分层高度打倾斜炮眼,通过合理布置炮眼位置,确定适宜的装药量,并选定反向微差爆破工艺,使布置在同一采掘工作面上的所有炮眼一次性起爆,直接把岩面矿石一次性掀落到采场帮底部(料场)。大块矿石经二次爆破后,用汽车将矿石运至加工场加工成矿产品。

(2)采用有规则安全小平台自上而下分层开采,每一采掘带上一分层开采爆破后,可形成宽度为4～6m的安全小平台,当进行下一分层凿岩工作时,作业人员直接在该安全小平台上进行作业。

(3)按采掘带顺序,前一采掘带开采至帮底后,再进行后一采掘带上分层的开采,直到采矿工作面推进至最终边坡止。每个采掘带的开采重复以上第(1)、(2)点工作。

(4)当采矿工作面推进至最终边坡时,应用浅孔(孔深

2.3凿岩爆破

采用高阶段小分层从上到下按分层高度打倾斜炮眼,通过合理布置炮眼位置,确定适宜的装药量,并选定合理的爆破工艺,使布置在同一采掘工作面上的所有炮眼一次性起爆,直接把岩面矿石一次性掀落到采场帮底部,以减少高差运输。

3中深孔爆破技术在安全小平台开采方法中的应用

3.1安全小平台开采参数

(1)阶段高度:阶段高度一般为50m。如果矿山开采深度大于50m,可以分几个阶段进行。

(2)分层开采高度:利用中深孔爆破分层开采高度一般为10m。

(3)采掘带厚度:根据钻孔直径确定爆破最小抵抗线长度,采掘带度度一般为两倍最小抵抗线长度,即每轮起爆可以布置两排炮孔。

(4)安全小平台宽度:由采掘带厚度及工作台阶坡面角而定,一般稍大于采掘带厚度。

(5)每次采掘崩矿工作面长度:按年产量而定,一般为20～100m。

3.2凿岩设备

中深孔爆破安全小平台开采方法采用倾斜中深孔崩矿,二次爆破用浅眼爆破或用冲击设备解体大块矿石。

在矿山,中深孔爆破一般采用潜孔钻机、小型牙轮钻机等,但这些传统的中深孔成孔设备体积较庞大,需要较大的安装空间才能使用,而且价格昂贵,一般的中小型石灰岩矿山难以购买。近年来市场上出现了轻型潜孔钻机的,如KSZ100型气、电动潜孔钻机系列,其体积小,只要一个三角架就能支撑机体。钻孔直径范围为80～130mm,孔深为25～30m。钻进速度为50m/台班。其技术参数基本符合安全小平台开采的爆破参数要求,这为中深孔爆破技术在安全小平台开采方法中的应用创造了物质条件。

3.3爆破参数

爆破器材选用2#岩石硝炸药、导爆索或导爆管反向爆破方式起爆。爆破技术参数如下:

(1)最小抵抗线:W=(20~30)D(D为钻孔直径);

(2)底盘抵抗线:WP=W/sinα(α为工作坡面的坡面角);

(3)炮孔间距:孔距a=R・W(R―为炮孔邻近系数,取1～1.5);

(4)炮孔排间距:排距b=(0.9~0.95)WP;

(5)炮孔直径:D大于50mm(中深孔);

(6)分层高度:H=10m;

(7)钻孔超深:L′=(0.05~0.30)W;

(8)钻孔长度:L=H/sinα+L@;

(9)堵塞长度:L2=(0.9~1.0)WP;

(10)装药长度:L1≤L-L2;

(11)单孔药量:Q1=K・a・H・WP(K为单位炸药消耗量系数),后排孔装药量应比第一排药量增加10%;

(12)单孔装药量的验证:根椐炮孔直径、装药长度及炸药体重来对单孔装药量的合理性进行验证,验证的装药量大于或等于单孔装药量时说明装药量计算合理。

3.4起爆网路及起爆顺序

为了减少爆破飞石对周边环境造成的危害,减少爆破对边坡的震动作用,限制或减弱爆破对边坡的破坏,采用微差爆破技术进行爆破。采用电力与导爆索混合网路进行起爆,即以导爆索组成的起爆网路由电雷管来起爆。每次布置两排炮孔,每排炮孔个数视生产能力而定。连接方式为排内串联,排间并联。同排炮孔为齐发爆破,各排孔采用微差起爆,第二排孔导爆索上连接一段单向继爆管,单向继爆管延时规格为30±10ms。

3.5中深孔爆破技术在安全小平台开采方法中应用的意义

中深孔爆破技术在安全小平台开采方法中的应用改变了以前浅孔爆破产能低的缺点,使在自然坡度较大的露天矿山也能使用较大型的机械设备开采,而且前期投资少,经济效益好,安全可靠,很适合乡镇中小型采石场开采利用。但在使用过程中必须注意几个问题:一是安全平台不宜设计过大,不然爆破难以把所有的矿岩都抛掷到采场底部,增加安全平台的清扫工作量;二是后排药量一定要比前排药量增大一定的比例,不然抛掷效果也很差,增大的比例按具体地质条件而定,最好是在生产过程中不断调整其参数,使爆破效果及抛掷效果都达到最佳状态。

参考文献

[1] 王德胜,龚敏.露天矿山台阶中深孔爆破开采技术[M].冶金工业出版社,2007.

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关键词 小秦岭金矿 环境治理 环境污染 固体废弃物

灵宝市的小秦岭是我国主要的黄金产地之一，同时黄金开采事业也是小秦岭甚至是灵宝市的主要支柱产业，通过开采黄金，人们的生活变得富足，物质文化水平得到极大的改善。但是，开采黄金不仅使山（岩）体受到破坏，威胁到整个小秦岭黄金矿区的整体安全，而且开矿产生的大量废弃物也由于处理手段落后而胡乱堆放，严重影响整个矿区的生态环境。这样粗放式的开采方式不仅严重地威胁了当地的生态环境，而且山体受到破坏在一定程度上还会危及人民生命财产安全。所以加强矿山环境治理的任务刻不容缓，本文通过分析导致矿山环境破坏的因素，提出具体对矿山环境治理的方案。

1 小秦岭金矿山环境出现的问题

1.1 生态环境遭到破坏

小秦岭地区位于秦岭东段的河南省灵宝市西部，面积316km2。在小秦岭金矿开采之前，整个矿区的森林覆盖率比较高，而且生态环境保护得较好，整个地区内还随处可见珍贵的树木和古建筑群。60年代初，河南省地质局派遣工作人员对小秦岭地区进行矿藏勘探，发现了小秦岭金矿。从此，金矿就成了小秦岭地区的主要矿产，每年在小秦岭金矿开采出的黄金数量众多。但是，20世纪80年代以来的小秦岭地区的大规模采矿活动，之前受到保护的珍贵文物和稀有植物遭到砍伐和破坏，森林覆盖率下降，而且开采过程中留下了大量的废弃矿渣和开采过后废弃的尾矿。这些废弃物严重破坏了矿山的生态环境。

1.2 地质灾害频发

经过长时间的开采，小秦岭金矿已经形成大面积的废弃采空区。这样的采空区的存在破坏了山体内在的平衡，而且在整个小秦岭采矿区中，有不同程度的山体崩塌、滑坡和地面塌陷的情况出现，久而久之容易形成地质灾害，严重威胁人民的生命财产安全。而且这些地质灾害不断发生，有关部门进行灾后修复和重建工作也需要大量的人力、物力和财力。

1.3 矿区内地形地貌遭到破坏

小秦岭原本还是郁郁葱葱的森林繁茂的地方，自然环境良好，但是长期的金矿开采导致森林覆盖率下降。另一方面，由于采矿后的废碴直接堆积到地表，废石中含有SiO2等有毒有害的物质。在晴天时，废碴的粉末使得空气中的粉尘增加，对当地大气造成污染；在雨天的时候，由于废石堆放不合理，泥砂顺着雨水流进入江河，对当地的水体也造成污染。而且，废碴本身就含有毒物质，对附近的农田植物等也造成一定的破坏，对整个的生态环境产生不良影响。

2 矿山环境破坏因素分析

2.1 矿山自然条件因素

小秦岭地区地质组成结构比较复杂，岩石多是断裂、裂隙。另外，该区属暖温带半干旱大陆性季风气候，四季分明，降水多集中在夏季，而且夏季的降水量占全年降水量一半还多，并且多为暴雨，最大降雨量26.2mm/10min（1960年7月22日），地表径流大，极易发生山洪。这些自然条件，极易使矿区随意堆放在沟底或沟谷两侧的废矿废渣流失，破坏和污染下游地区环境，给当地人民生活和工作带来很大灾难。

2.2 矿山开采利用因素

小秦岭金矿矿石平均品位在6～7g/t，也就是说每生产6～7gA金，就要开采1t矿石，还要包括4～6t脉石，如果露天开采还需要剥离废石6～8t，这将直接导致排放大量的固体废弃物。另外，小秦岭的矿山开采技术还比较落后，开采过程中对于矿区岩石的性质认识不到位，而且有关部门对此的重视不够，在开采时还采用比较落后的开采技术，比如“放大炮”、“崩塌法”等方式，这样势必会造成更多的固体废弃物，将严重占用、破坏了土地资源，造成地面塌陷、崩塌、滑坡等地质灾害的发生。

当前矿山地质灾害防治和矿区土地复垦技术研究还很薄弱，对于矿区开采之前的保护不到位，同时对于开采过程中出现的问题也没有进行有效及时的处理和深入的分析，在开采完成之后对于废弃的矿石和渣滓没有进行处理。这样一来，导致对于废弃物的利用效率低下。而且有关部门并没有未雨绸缪，组织相关的技术人员对矿区开采过程中可能出现的问题进行有效预防，在问题出现之后也没有成立专门的技术小组来进行研究，导致矿区的地质环境复原和改善工作无法有效进行。

2.3 矿山企业经济因素

小秦岭金矿开采企业除了几个大型矿山企业外，其余都为中小企业，还存在大量的民采，且这些矿山企业分布相对比较零散。空间上分散的矿山企业布局造成了范围宽泛的矿山地质环境问题，不利于集中保护和治理。矿山企业整体技术装备落后，工艺水平落后，矿产资源利用方式粗放，这就造成了矿山固体废弃物的大量排放，加剧了本地的矿山地质环境问题。

另外，小秦岭金矿矿山企业负担普遍沉重。企业为了在矿区进行开采，每年要向有关部门缴纳一定的税费。而且这些费用种类繁多，且数额不小。比如排污费、矿产资源税、耕地占用税、水土保持补偿费等等多达三十多种。而且有的金矿已经被过度开采，能够开采出来的资源已经不多，有的甚至是已经枯竭。但是企业开采所承担的费用并没有因此而减少，有的企业已经无法承担如此的费用。在这样的情况下，各级政府并没有加大自己的投入，而且也没有建立矿区开采过后相应的的地质地貌环境的恢复，这样使得整个小秦岭矿区的开采和环境治理及恢复工作进展缓慢，整个工作也困难重重。

2.4 矿山生态环境管理制度因素

目前，在整个的矿区生态环境的治理过程中，有关部门没有建立健全和完善的管理制度和有效的解决机制。由于缺乏相应的激励和惩罚的制度，一些企业在进行矿区开采过程中，只注重自己的经济效益和企业的发展质量及规模。对于矿区的生态环境和开采后的恢复工作丝毫不重视，而且大部分的企业重开发轻保护，这样的开采模式必然会导致整个矿区的保护和恢复工作跟不上。而且，即使是这样，相关部门并没有行之有效的解决措施来规范企业的行为，导致一些企业更加变本加厉地进行粗放式的开采。对于那些不注重矿区保护的企业没有严厉的措施可以制止他们的行为，对于变现良好的企业也没有相应的奖励措施，这样一来就使得矿区的环境治理的速度远跟不上被破坏的速度。

3 矿山地质环境治理具体措施

针对上述分析，提出了以下治理矿山环境的措施：

3.1 地下采空区的治理

采空区是矿区开采过程中经常出现的一种空洞，对于矿区中出现的采空区的治理措施主要是：对采空区中的支撑覆岩要进行填充，只有这样全部的填充，才能够彻底消除地基沉陷甚至塌陷的安全隐患。其中，对于采空区覆岩进行充填的方法可以分为以下几种：注浆充填法、干石充填法、尾砂充填法、胶结充填法等等。其中，应用比较广泛的就是注浆法，而且填充效果也最好。对于矿区出现的采空区支撑覆岩到底应该采取何种方法来进行填充。要根据采空区不同的情况开确定。比如，对采空区的支撑覆岩进行分析后决定采用注浆填充法。首先，我们应该明白什么是注浆填充法。所谓注浆填充法，是指将一些胶状的材料按照规定的比例进行配制，将配成的浆液注入到松散的采矿区内，浆液凝结硬化后，可以对采空区进行有效的支撑、堵塞作用，确保地质能够恢复原貌，不至于发生地基塌陷的情况。所以，不同的填充方法适合于不同的采空区，对于这些方法的使用要根据具体情况来确定。

3.2 崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害现象的治理

矿山的山体或者岩体在开采过后，如果不进行及时的治理，很容易出现崩塌、滑坡和泥石流的现象。而且这些地质灾害要想从根本上进行整治非常困难。以泥石流为例来进行分析。泥石流具有产生地比较集中，而且松散的固体物质相对来说比较充足，在雨水的作用下会产生大量的松散物质，而且不容易清理的特点。如果矿区开采后不进行有效的保护和治理，暴发泥石流的时候，冲下来的泥石流就会危害农田以及道路，而且在严重时还会对人们的生命财产造成威胁。山体崩塌和滑坡同样也比较难以处理，而且发生灾害时破坏力也较强。

经过上述的分析，我们明白了矿区开采完后不及时治理的后果。所以，为了防止出现山体滑坡、崩塌和泥石流的地质灾害，首先在进行金矿开采的时候，根据金矿的实际情况选择恰当的采矿方式，同时要合理科学的选择排土的场地，不能够像以往那样对这些废弃物随便乱堆乱放。其次，在对废弃物进行治理方面，应该着眼于整个的泥石流流域，不能够只看到眼前小范围的泥石流区域。在措施上。可以采用造林、排导、改土、蓄水、拦挡等各种措施来进行综合整治。

3.3 对固体废弃物的治理

由于对小秦岭金矿的开采没有进行有效的控制，长期以来，导致在金矿进行开采的过程中产生大量的矿山尾矿。这些矿山尾矿中含有大量的固体废弃物。要想对固体废弃物进行治理，首先应该了解什么是矿山尾矿。所谓矿山尾矿，是指原来的矿山在经过开采等作业后，主要的成分已经被开采收集走，矿石的其他的次要成分和一些别的材质的金属经过加工处理后也得到回收，但是尽管如此，还有一部分成分含有量很低的产物无法进行回收和利用，导致矿山开采过程中出现大量的这些无法回收利用的固体废弃物，这些就叫做尾矿。对矿山尾矿的治理和利用，首先就是要对尾矿的资源进行再次利用和再次开发。

其实尾矿在我们的日常生活中也有巨大的用途。它可以作为一些建筑物的材料、修路地一些石料等，以这样的方式对尾矿的固体材质进行利用。这在我国的很多地区也得到了印证。除此之外，尾矿中产生的固体材料还可以作为矿区井下充填的一些材料。这样一来，会大大提高尾矿资源的利用程度和开采率，同时又将尾矿资源填充在地下，以利今后重新开采、利用。

3.4 土地复垦与土地整理的治理

小秦岭金矿的开采过程中，出现了开采占用土地这样的问题。但是，这样的问题不仅是小秦岭矿区出现的问题，在我国其他地区的矿山开采过程中也出现了这样的问题。随着我国社会经济的不断发展，越来越多的建筑物拔地而起，我国的土地资源也越来越紧缺，所以，在这样的情况下土地占用的问题会破坏小秦岭地区的自然景观，造成其矿区内环境质量出现明显的下降。我们都知道，采矿工业等这些采掘工业往往都采用露天开采的方式，这样的开采方式在一定程度上破坏了矿区土壤和植被的稳定性，加剧被开采地区的水土流失，并且在开采过程中，由于露天作业，导致施工现场和操作过程中会出现大量的烟尘和粉尘，对空气产生巨大的影响。而且另一方面，在对矿区进行开采时，由于采用的手段比较落后，基本上还是爆破的方法。但是爆破时会产生剧烈的冲击波和噪声，严重影响工作人员的身体健康。所以，通过对矿区土地的复垦和整治，可以提高被破坏土地的利用率。

所以，在土地复垦和矿区地表整治过程中，一方面要控制再次破坏土地情况的发生；另一方面，对已经被破坏的土地应该采取有效的措施，使得土地复垦、造田，尽快使生态平衡得以恢复，保护自然环境，使已经废弃的矿区土地再发挥其社会经济效益。

3.5 其它治理

除了上面论述以外，我们还要在以下几方面做好环境治理：提高矿业开发的准入条件；加大矿山地质环境保护执法力度，加强矿业生态环境保护；调整矿山企业布局结构，实现矿业开发向规模型、集约型发展；认真实施矿产资源规划，建立健全规划实施的保障体系；切实转变和改进矿山管理方式；综合利用废弃资源，大力发展循环经济，引导相关的企业走绿色矿山的发展之路；探索多渠道的矿山环境恢复治理筹资机制，等等。

4 结论

（1）小秦岭金矿存在的严重的矿山环境问题，具体表现为存在泥石流隐患、地表塌陷、地裂缝、山体滑坡等地质灾害；（2）导致小秦岭金矿环境恶化，得不到有效控制的内在因素主要包括：恶劣的自然条件、落后矿山开采利用技术、沉重的矿山企业经济负担以及欠缺有效矿山管理制度；（3）提出了从地下采空区、崩塌、泥石流、固体废弃物、土地复垦和土地整理等方面对小秦岭金矿矿山环境进行治理的方案。

参考文献

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关键词：充填采矿法；开采；应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.087

近年来，在铁矿资源的开采中，为了确保井下开采的安全性，提高矿山开采技术指标，缓解矿山地压活动，降低尾矿库建设费用，充填采矿法在矿山开采中得到普及。

1 充填采矿法的优势

1.1 安全防护方面

充填采矿法相对来说具有两大安全优势。一是充填采矿法能够提高围岩的抗压能力。在铁矿山开采中，对空区进行回填，能够改善采场的应力状态，使得采场的应力发生改变，从而提高了围岩的强度；二是充填体能够起到支护作用。由于充填体的塑性指数比原岩体大，在一定程度上能够控制围岩的变形和位移，将围岩周围的压力进行释放，防止岩体变形过大，结构出现变化，发挥围岩自身的承载能力，发挥支撑保护作用。此外，老空区及崩落法回采的空区由于无法探明空区内的实际情况，对上盘围岩的塌落情况不明，如果出现塌落，将会产生强烈的冲击能量，对现场施工人员造成伤害，并影响其它区域的安全，采用充填法或嗣后充填及时回填老空区，避免因地下开采活动引起地表错动和塌陷，造成大的安全事故和环境破坏事故。

1.2 两率控制方面

充填采矿法与传统的空场法、崩落法相比，在两率控制方面有明显的优势。一是采用充填采矿法能够回采部分或者全部残矿及矿柱，提高了开采的回采率。并且，由于充填采矿法在回采方式上具有很强的针对性和灵活性，基本适用所有的矿山生产，尤其对于矿体赋存条件差，产状复杂且不连续的小规模分散矿体，采用进路充填法可灵活布置采场，大幅降低回采的损失率和贫化率。

1.3 经济效益与环保效益方面

充填采矿法直接成本高，以往的许多铁矿山都是因为其高成本费用而选择放弃使用充填采矿法。然而，从整体效益来分析，运用充填采矿法能够大幅度提高铁矿山的回采率，大量的使用尾砂，又能够省去或者降低尾矿库建设费用，节省土地资源和尾矿库建设的维护资金，同时，也在很大程度上降低了尾矿对环境的污染，避免了空区塌陷带来的经济损失，保护了矿山区域的生态环境。

2 不同充填采矿法的具体应用

2.1 阶段充填法

阶段充填法主要是利用矿山本身的稳固性，在充填体进行有机组合。阶段充填法可以对采场的地压进行有效控制，并且回采工艺简单，成本较低，在充填时的可操作性比较强，生产能力较分层进路充填大，充填的效率也比较高。目前，国内采用阶段充填法有宝山铁矿等，山东黄金集团昌邑矿业有限公司也进行了阶段回采嗣后充填法实验，在回采率与经济效益方面都取得了良好效果。

2.2 窄分段分采嗣后充填法

窄分段分采嗣后充填法主要是根据矿脉走向，开凿天井，并在比较薄的矿脉中凿岩，然后进行薄矿脉分采，出矿结束进行充填。这种充填采矿法与传统的留矿法相比，在矿石的贫化率方面控制效果明显，能有效地减少采矿和选矿的费用，同时提高金属的回收率，在很大程度上加大采矿的生产能力。窄分段分采空场法通过确定矿脉的最低采点位，能够准确的界定开采的厚度和深度，实现低品位铁矿资源的有效利用。例如新桥硫铁矿的充填开采中，为了防止地表塌陷和自燃发火，其采用了窄分段分采嗣后充填法，在两率控制方面非常明显，损失率控制达到5%， 贫化率控制达到8%。

2.3 进路充填采矿法

在铁矿的开采过程中，有些矿山或者采场需要运用巷道式的回采方法，在进路内凿岩出矿，采用“隔一采一”、“单向顺序”或“相对顺序”的回采方式灵活运用，也就是所谓的进路充填采矿法，确保每个工作面回采的安全性，由于采场数量较多，盘区的生产能力大，单位面积的回采强度也比较大，进路充填采矿法适合所有的铁矿山，配制一定灰砂比和高浓度的尾砂胶结料进行充填，同时运用前进式、后退式或组合式的回采方式。此外，在开采过程中，遇到矿体复杂且不连续时，可以采用分层进路回采的方式，从而有效解决分层矿体产状不同的问题。山东黄金集团昌邑矿业有限公司矿体复杂多变，分支复合现象严重，走向与倾向皆不连续，主要采用进路充填法，灵活进行采场进路的布置，损失率与贫化率控制在15%以下。

3 充填采矿法的整体应用展望

矿山充填在整个铁矿山的开采中占据着重要地位，采用先进的充填方法，运用新型的充填材料，发展膏体充填，不断推进充填采矿发的创新发展非常重要。在今后的充填采矿法应用上，还需要加大研发和推广的力度，结合现代开采工艺，提供充填的机械化、智能化和自动化水平。目前，从我国多数铁矿山充填技术来看，人为控制因素较多，在提高充填输送浓度，大充填倍线输送方面还有待加强和应用。近年来，我国地表铁矿资源已经出现了枯竭现象，铁矿的开采深度逐渐增加，这对于充填技术提出了更高的要求。例如在管道设计、工艺设计等方面都需要加大研究力度，从而满足深井开采的需求。因此，在未来铁矿山充填技术发展中，将充填技术与采矿技术进行有效的结合，提高资源的回采率，降低损失率与贫化率，充分发挥出充填采矿的优势，实现铁矿山开采的最大化效益。

4 结语

目前为止，充填采矿法是安全性与回采率较为理想的采矿方法，并且充填采矿符合国家环境保护与节约资源的政策要求，能够对区域地表的生态环境进行有效的保护。充填采矿法适用性广，能够满足不同层次的采矿需求。随着我国矿产资源开采的深度不断加大，在充填技术上还有待进一步提升，自动化、智能化发展方面的科研力度也需要加强，只有这样才能真正保证井下作业的安全和高效。总得来说，充填采矿法具有非常广阔的发展前景，既能提高经济效益， 也能创造良好的社会效益，符合资源开采的可持续发展理念要求。

参考文献：

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关键词：地质；矿产；采矿；坡角

矿山一般是经过几亿年的时间形成的地下巨矿产资源，在发现矿山之后，具体进行开采之前，需要对开采的流程、顺序、方式方法进行合理设计。并且这些设计不但要考虑到当地的实际地址特征和自然生态环境，还要充分考虑到该设计能否在几年甚至几十年的开采作业中都适用。因为矿山的开采并非短期之间就能完成的，而是一个循序渐进、慢慢开采的过程。那么要如何才能使采矿设计实现最大的经济效益、生态效益和社会效益呢？以下笔者就结合自己的工作体会，来提出几点在地质及采矿设计过程中应当注意的事项。

1、要科学细致的对地质勘察资料进行分析

最初发现矿山一般都是由地质人员勘察探测得知，并且一般都会出具相应的地质报告，这是地质及采矿设计的最原始资料，其能够以文字和图纸的方式将矿山矿床的形态禀赋都一一表现出来，能够使设计人员掌握矿床的大致情况和矿产存量，从而更好的设计最适合的采矿设计图。那么在对地质勘察报告和相关资料进行分析研究时，应当注意什么呢？

首先，要对矿山或矿床所在的地理位置、地质特征、地质结构、地质构造等基础地质条件进行仔细的研究。因为这些资料是最能体现矿床赋存形态、矿产分布、矿产质量的信息资料，对于设计开采境界线有着很大的帮助。

其次，要对矿山或矿床的具体特征进行分析和研究，包括矿体的总量、分布情况、矿石类型、矿石本身及周边岩石的物理力学性质、矿床所在地的水文地质条件、顶底板与围岩等等，要对矿床上矿石的分布规律进行了解，以便在采矿设计图上明确标示出来。

除了上述内容需要重点分析研究以外，还要依照地质资料对矿床的其他信息进行全面了解。比如矿产高级储量的具体所在位置、矿层所对应的矿石等级等等。一般在开采某一座矿山或某一个矿床时，首先开采的往往是高级储量的部位，并以此为起点，逐渐开采整个矿山或矿区。另外，还要对覆盖土、岩溶、矿山夹层及其成分组成、矿产等级的纯度等问题进行仔细分析。

总之，在确定某处存在矿藏之后，首先就要将与之相关的所有地质报告及地质材料都进行全面研究，不可放过任何一点有用信息。只有这样，才能在后来的采矿设计方案中正确把握矿山情况，合理设计开采方案。

2、合理确定矿山开采境界线

地质设计的第一步，就是要确定具体的开采境界线，一般来说应遵循以下原则。

1）开采境界内的工业储量不得少于规定的矿山生产服务年限；

2）矿山开采境界线内的平均剥采比，一般不宜大于0.5：1；

3）地质报告中已探明的工业储量，必须得到充分的利用。在圈定开采境界时，如果未划入境界线内的部分，只要现有的开拓系统没有大的改动，基建投资和工程量没有大幅增加，就应尽量圈入，以保证国家资源的充分合理的利用；

4）开采范围与国家铁路、公路、工厂、居民区及其它重要的建构筑物之间应保持一个合理的安全防护距离，符合《爆破安全规程》（GB6722-2003）的相关要求；

5）采场的四周最终边坡必须保持稳定，否则应对边坡坡度进行调整，应根据矿岩的稳定性来确定采矿场的边坡角，同时还要避开严重影响边坡稳定性的不稳定岩层和构造带。

我们现在的设计方法一般是先从地质勘探线剖面图入手，地质地形平面图与地质剖面图相结合的办法，在初步确定开采境界之后，再进行边坡角的核算，边坡公路工程的布置，总体剥采比的核算，反复几次，最终才能将最终开采范围确定，这项工作需要有一定的设计经验的积累才能做好。

3、确定采场最终边坡角时应注意的问题

采矿场避免出现山体滑坡绝对是我们采矿工程师在设计过程中应该注意的首要问题。包括生产中临时开采边坡与永久性的最终边坡的稳定。影响边坡稳定性的主要因素一般有以下几个方面：

1）岩石物理力学性质，主要是指岩石的硬度、致密程度、耐风化能力、凝聚力和内摩擦角等；

2）地质构造，主要是断层、破碎带、节理裂隙和层理面等受力薄弱面等等；如单条断层与边坡走向之夹角

3）水文地质条件，应考虑地下水活动对岩体稳定性的影响，现在面临这个问题的矿山也越来越多。

4）开采技术条件、开采深度以及边坡存在的时间长短等等。

4、对地质及采矿设计工作发展方向的展望

目前我们的这部分设计工作，所采用的仍是传统的以手工为主、计算机为辅的设计方法，这一做法的主要缺点是只能进行定性的设计，对于储量与品位尤其是品位的搭配无法进行精确的计算，对采矿生产只能起到引导性的作用，不能起到精确指导的作用。另外如果想建立一套现代化的矿山数字信息管理系统，就必须要解决矿山地质数字化设计问题。现在国际上借助先进的采矿软件，冶金等行业的矿山已全面开始推进数字化矿山设计，国外很多石灰石矿山的设计也已开始大规模推行采矿软件的使用。目前比较广泛的采矿软件有SURPAC、DATAMINE、MICROMINE等，这些软件在地质及采矿设计方面各有特色，各有侧重点，比起我们传统的设计方法，这些软件所输出的图纸信息量大，数据精确，除了能完成我们传统的手工图纸中的水平地质分层平面图之外，还能输出水平分层岩性图、水平分层品位图、任意块段的储量及平均品位、矿岩量报告及矿岩搭配后的数据等等，这些数据对采矿生产具有直接的指导作用。

以SURPAC软件为例，其是诸多数字化矿山软件中应用比较广泛的一种，其突出性能是，提供了强大的三维图形工作区、地质统计学分析和集成的建模环境，使得设计者能够利用有限的信息确定出矿床的地质特征，进而进行全三维图形方式下的采矿设计，数据统计及分析功能强大，内涵丰富。运用该软件的数据库运算及成图功能，可以进行地质数据各方面的统计及分析，出图方面完全可以做到三维设计，二维及三维图形输出。另外该软件还提供了比较强大的二次开发功能，开放了其内部数据结构和函数，客户可以定制自己的工具，进行本地化的设计。

5、结语

本文主要从矿山地质材料研究、矿山开采境界线、边坡角、设计方法等四个方面对地质及采矿设计过程中的几点工作体会进行了简单的论述。通过本文可以看出，在矿山的地质及采矿设计中，需要对多个因素进行考虑，并应该积极引进先进的采矿设计方法，充分利用计算机软件技术，提高地质及采矿设计的工作效率和设计水平。

参考文献

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【关键词】矿山作业；安全事故；发生原因

一、违规开采现象是矿山事故发生的根源

从过去发生的矿山安全事故分析来看，最近几年来的矿山安全事故都集中发生在不规范开采的一些小型矿山中。这些违规开采的小型矿山违反了国家关于矿山安全作业的规章制度，背离了安全开采作业流程，一味的追求企业眼前的利益，甚至部分小型开采企业不具备开采资格或者有证乱采，造成矿山作业现场存在很多安全隐患，违规现象常常发生。虽然国家很早就出台了相关法律法规要求露天采矿必须使用分层开采的方法进行，但是目前还是有部分采矿企业置国家规定不顾，选择高台段陡边坡或者掏底式的方法进行开采。台阶的高度与山的高度处在同一位置，严重威胁作业人员的生命安全。这些违规现象造成的安全事故数不胜数，违规开采也成为了矿山安全事故频发的根源，这种现象带来的必然结果是企业管理者没有得到预期的经济收益，采矿作业人员的生命财产也受到了极大的损伤。而一些严格按照国家规定规范进行开采作业的矿山很少或从未出现过安全事故，虽然它们在安全方面有相当大的投入，但是稳定生产得到的经济效益却更大。

二、人员素质不高是矿山事故发生的重要因素

西方发达国家的矿山开采技术已经得到了飞速发展，例如一个年产量达千万吨矿石的矿山，开采作业的人数仅仅只有数十人，但是在我国偏远地区的矿山开采过程中，尤其是一些中小型的矿山，往往还停留在过去传统的开采方式上，采取人海战术或者野蛮开采的方式。从那时候开始，矿工这份职业就逐渐开始成为了人们眼中无须技术含量的最简单的工作岗位。我国很多中小型矿山没有经过仔细的勘查设计，开采人员也并没有经过专业的岗前培训，作业人员对于矿山地质基础知识、采矿技能以及安全防范知识普遍不了解，矿山开采中的技术人员更是相当匮乏，这样就导致了很多开采人员存在侥幸麻痹心理，认为安全事故不会发生在自己身上而放松了警惕。如果开采人员能够具备一定的专业知识，了解违规作业可能带来的危害，能够认识到侥幸麻痹心理可能产生的风险，就能够在很大程度上避免很多安全事故的发生。

三、生产要素选择不当是容易引发矿山事故

所谓“失之毫厘谬以千里”，这句话对于矿山开采工作也同样适用。矿山生产是一门复杂专业的学科，它虽然看上去很粗放，但是其中蕴含有很多科学原理，不能够存在半点马虎心态。对于各种矿山开采生产要素的选择就非常重要，其中也包含着很多原理与依据，生产要素的选择是否恰当与安全问题息息相关，没有科学依据、随意性选择生产要素，任意调整开采参数都极有可能引发安全事故。目前我国部分小型矿山在开采过程中，根本不重视进行技术工作，对开采参数的科学选择一窍不通，有些机械的照搬其他矿山，甚至有些技术人员凭自己主观意识来进行判定。他们认为自己天天与矿山打交道，矿山开采也是看得见的工作，是不容易发生安全事故的，但是随着每天开采作业的开展，矿山的实际情况处于随时变化之中，包括地质情况、作业环境、作业位置等参数都随时会产生变化，在同一个作业地点，可能今天没有出现安全事故，但是不代表以后不会出现隐患。

四、煤矿单位工作系统不合理也容易引发安全事故

我国相应出台的《安全生产法》、《煤炭安全规程》等各种法律法规都为矿山开采树立了安全标准。但是有很多采矿企业在实际的开采过程中却不能严格遵守这些规章制度，不能很好的落实在实际工作中去，让这些法律法规流于形式。探究其根源就在于这些规章制度缺少保障措施，没有建立起一套全面的、有组织有体系的工作系统，这样就无法把上级的决策贯彻到实际的生产过程中去，规章制度缺乏执行力。按照管理的封闭和反馈原理来看，一个系统中的不同的管理机构之间、各个规章制度与措施之间，一定要有一种相互制约的关系，这样才能够进行有效的管理。采矿企业的管理方法一定要能够组建成为一个连续的封闭回路，这样才能够让管理更加有效，才能够让安全法规得到严格的贯彻执行，确保矿山作业的安全。

总之，矿业是我国经济发展过程中的支柱产业之一，它为我国的建设提供了大量的原材料及中间产品，在经济全球化的今天，加强矿山安全事故的防范更加重要。我们只有深入分析了解导致矿山安全事故产生的原因，才能够制定出更加科学合理的防范措施，更好的控制人为因素引起的安全事故，这样才能够不断提升矿山经济效益，促进我国经济建设和发展。

参 考 文 献

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关键词：WorldView-2卫星遥感数据 ；矿山遥感监测； 锡钨矿； 野外实地调查

Abstract: Based on WorldView-2 remote sensing data in 2010 as the main data source, using remote sensing and GIS for technical support, has carried on the investigation to the mine in Yunnan Province South Wen River tin tungsten mine area, combined with the mining right data, geological data, the system established tin tungsten mine remote sensing interpretation symbol, the method of field investigation by region, effectively shortening the field verification time, makes the remote sensing monitoring of adit intensive metal mining area can on time, quality and quantity to complete.

Keywords: WorldView-2 satellite remote sensing data mining; remote sensing; tin tungsten; field survey

中图分类号：S151.9+1 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

0 引言

为了更好地开展矿政管理工作，国土资源部中国地质调查局自2006年起，在全国163个重点矿区组织开展了大规模的矿产资源多目标遥感调查与监测工作。云南省经过多年努力，根据已经形成的技术体系，先后在安宁、富源、南温河等矿产开发集中区开展了遥感监测工作，为云南省矿政管理工作起到了重要支撑作用。但云南山高谷深，多数监测区（特别是金属矿区）交通不便，且受亚热带雨林气候的影响，给短时间内客观全面获取矿山开发相关信息带来了一定困难。

本文以云南省南温河锡钨矿区为例，试述基于高分辨率遥感影像，对硐口密集型金属矿山进行遥感监测的方法，提高对金属矿山监测的效率。

1 调查区概况及地下开采锡钨矿的特点

1.1调查区概况

调查区面积约595km2，位于云南省东南部，东临广西，南接越南，行政归属文山州马关县、麻栗坡县，部分区域与越南接壤，是全国著名的锡钨矿矿产地。然而随着近年来金属价格的不断攀升，当地老百姓在利益驱使下无证开采、乱挖乱采，导致区内锡钨矿开发秩序一度混乱，局部范围硐口成灾。随着矿山遥感监测成果的支撑及当地国土部门对违法开采行为的打击治理，区内矿业开发秩序明显好转，区内总矿山数达到79个，以中小型私营企业为主，矿业活动形迹密集，总硐口数达到200多处，加上私挖盗采硐口，区内总硐口数量超过2000处，且区内多雨天气居多，如何准确的判断遗留盗采硐口的开采状况，按时间要求保质保量完成遥感监测工作是面临的最大问题。本论文采用WorldView-2卫星遥感数据作为数据源。

1.2锡钨矿的特点及开采方式

监测区内锡钨矿产均与燕山期复式花岗岩体有关。中、新生代以燕山期花岗岩浆侵位于寒武纪地层中，形成都龙复式岩基，是区内超大型锡钨矿床形成的物质基础。中寒武统田蓬组灰岩、砂泥岩是区内锡、钨矿床的重要赋矿层位。锡钨矿开采方式为地下硐采，由于锡钨矿石的密度比共生矿物大，因此，锡钨矿传统的选矿工艺为重力选矿。

2 锡钨矿遥感监测的技术路线

2.1 WorldView-2遥感数据的特点

WorldView-2卫星于2009年10月6日发射升空，运行高度770km，全色波段分辨率为0.5米，多光谱分辨率为1.8米。后期通过计算机对图像信息进行校正处理，并按照一定精度要求制作成遥感影像，影像分辨率在1米以内。

2.2 WorldView-2遥感影像校正

因该地区无1：1万DEM，正射校正以1973年测绘成图1∶5万地形图和DEM为基准，收集以往高精度高分辨率遥感影像进行采点控制,使用PCI软件进行正射处理，ERDAS作为辅助处理软件。

2.3 技术路线

遥感技术与GIS技术相结合，在建立矿山地物解译标志的基础上，采用人机交互解译的方式进行解译，确定疑似问题图斑，之后开展野外实地验证，根据验证情况对解译信息进行修正，最后统计分析，形成矿山开发现状与变迁、矿山环境现状与变迁，技术路线如图 1 所示。

图1 WorldView-2遥感监测技术路线图

3 地下开采锡钨矿解译标志的建立

（1）固体废弃物：锡钨矿固体废弃物主要因矿山开采过程中将废石沿山体倾倒所致，呈灰色，以倾倒点为中心向周边呈扩散状，边界不规则，部分区域表面粗糙且凹凸不平如2所示。

图2固体废弃物图3开采硐口与停采硐口

（2）开采硐口与停采硐口：锡钨矿硐口的解译只能通过堆积在硐口的固体废弃物辅助判别，一般位于固体废弃物边缘位置，可以通过运输痕迹辅助判断，以所堆积固体废弃物的色调判断判断该硐口的开发状况，固体废弃物颜色较为明亮为正在开采状态，颜色较为暗淡则为废弃状态。

（3）尾矿库：尾矿库是用以堆存金属矿或非金属矿山进行矿石选别后排出的尾矿或其他工业废渣的场所，是具有高势能的人造泥石流危险源。尾矿库在遥感影像上较易识别，主要表现为尾矿坝及其拦截的粘稠状尾矿，颜色较深如图4所示。

（4）排土场：排土场呈不规则、范围较大，类似土堆的堆状物，其内部有明显车辆运输的痕迹，颜色较浅，堆形态不完整如图5所示。

图4尾矿库图5排土场

4 野外实地调查内容

（1）开发状况：锡钨矿的硐口位置、数量、开采方式、开采状态（正在开采、暂停开采或停采）、矿业秩序（判定合法开采、无证开采、越界开采等）。

（2）矿山环境：锡钨矿开发的占地情况，主要包括固体废弃物、排土场、尾矿库，采矿引发的生态环境效应，如地质灾害及隐患、矿山环境恢复治理等。

5 野外实地调查方法

因为区内硐口居多（每一个固体废弃物旁边几乎都存在硐口），加之监测区内车辆能到达道路均为矿区道路，车辆行驶较为缓慢，部分区域只能通过步行的方式才能验证到，所以在野外验证时如何合理、有效地利用时间尤为重要。下面以矿区局部区域约6km2硐口集中区说明野外观测方法：

（1）如图6所示，室内将硐口集中区分为A、B、C、D、E等局部区域，其中B区域位于中心位置，也是调查的重点，反映该区域整体开发状况，其他区域用于补充该区域边缘位置的矿山开发信息，主要作用为查缺补漏，同时也是对整体状况的进一步验证。

图6野外观测路线图

（2）按影像上道路情况及宽度初步设计出乘车观测路线及步行观测路线，估算每条支路观测时间及野外观测路线（图6）。

（3）实地按箭头方向依字母顺序进行观测，除A、C区域步行路线较长之外，其他区域最远点均可在下车后10分钟内验证完毕。按监测要求填写野外记录表，收集野外观察资料。

6 遥感调查结果

通过遥感解译及实地验证，发现区内79个矿山企业中，正在开采矿山30处，暂停及废弃矿山40处，其中正在开采矿山界内开采29处，越界开采1处，另外还发现村民私挖盗采点3处。

利用Arcgis平台对各类矿山地物面积进行统计分析，固体废弃物、排土场、尾矿库、矿山建筑等总占地654.4ha，其中具有地质灾害隐患面积为16.24ha，进行矿山恢复治理试验面积0.21ha。

7调查成果分析

（1）正在开采、暂停开采、废弃

区内正在开采矿山数量为30个，这与南温河锡钨矿区矿产资源整合工作尚未结束，绝大多数不符合开采要求的矿山均处于关闭状态相符，且同一区域矿山开采状况基本相同。

（2）无证开采、越界开采

区内历史遗留硐口居多，非法锡钨矿开采点地理位置一般较为隐蔽，常规矿政监测手段难以发现，而遥感监测可以直观的获取开采点地理信息，通过野外验证可以确定开采点是否违法及其违法性质类型。

8调查成果的应用

2010年年底国土资源部将该成果提供给云南省矿政管理部门，以此为依据，国土部门对违法开采点进行了现场确认及查处，使得区内矿业秩序进一步好转，同时对其它非法盗采锡钨矿活动起到了威胁作用。

9 结语

采用WorldView-2高分辨率遥感数据与GIS相结合，区域野外调查方法基本摸清了南温河锡钨矿区内矿山整体开发状况，并有效地缩短了野外验证时间，能够使遥感监测工作按时间节点、保质保量完成，但要详细了解道每一点的具体开发状况仍然存在一定困难，相信随着矿山遥感监测技术的不断发展，这些问题都会得到解决。

参考文献

[1] 王晓红，聂洪峰，杨清华，等．高分辨率卫星数据在矿山开发状况及环境监测中的应用效果比较[J]．国土资源遥感，2004（1）：l5-l8.

[2] 杜培军．高分辨率卫星遥感的发展及其在矿山的应用[J]．煤，2001，10（1）：5-7．

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【关键词】 露天煤矿 半连续开采工艺 生产环节

1 矿田概况

中煤能源集团平朔东露天煤矿位于宁武煤田北端，隶属山西省朔州市管辖，地理位置坐标为：东经112°23′58"～112°27′52"，北纬39°29′58"～39°35′33"。其总勘探面积48.73km2，地质储量1848.92Mt。根据圈定的开采境界，矿田东西长1.99～5.95km，南北宽4.90～10.63km，深部面积37.93km2；开采境界内地质煤量1645.62Mt，可采毛煤量1906.74Mt，可采原煤量1651.35Mt，平均原煤剥采比5.24m3/t，按年产原煤20.0Mt/a，可服务75a。[1-2]

2 矿岩松碎工作

露天采场内的矿岩，除个别松软的可直接用采掘设备挖掘外，大部分需要在采装之前进行破碎，为采装工作做好准备，这步工作称为矿岩破碎。

在平朔东露天开采范围内，地表黄土层剥离采用机械松碎法，直接松碎黄土层，常用的设备是松土犁，正常生产年份表土层剥离量为22.0～26.0Mm3。4号煤层以上岩石的岩性为泥岩、砂岩、砂质泥岩、粉砂岩以及炭质泥岩，普氏硬度系数4～6，属中硬岩类，需要进行预先松动爆破，即采用爆破松碎法。爆破松碎法的穿孔设备采用重型牙轮钻机，钻孔直径为250～380mm，孔深达50m，倾角60°～90°。生产爆破采用多排孔微差爆破法、多排孔微差挤压爆破法，靠近边坡时采取预裂爆破、光面爆破等控制爆破方式。

3 采装工作

采装工作是指在露天采场中用一定的设备和方法将矿岩从爆堆或台阶中挖出，并装入运输或转载设备，或直接卸在指定地点的工作过程。

露天矿山使用的采装设备类型很多，主要有挖掘机、前装机、铲运机以及推土机。其中，平朔东露天煤矿采用的挖掘机为25～27m3单斗挖掘机[3]，其作业方式是周期的，即装斗、卸斗、移动等作业时依次间断进行的，具有铲取挖掘力大、作业稳定、安全可靠和生产效率高等突出的优点，主要用于表土剥离、铲岩采装和排卸等工作。露天矿山正常采装作业的驱动动力主要使用电力驱动、机械传动的履带式挖掘机；并使用正铲铲斗挖掘，与悬臂式属刚性连接，具有较大的推压力，可挖掘坚实的硬土和装载经爆破的矿石。

4 运输工作

运输的任务是将采场采出的矿石运送到选矿厂、破碎站或贮矿场，把剥离的岩土运送到排土场，将生产过程中所需的人员、机械设备和材料运送到作业地点，完成以上任务的运输网络便构成了露天矿山的运输系统[4]。

露天矿运输的主要方式为汽车运输、铁路运输和胶带运输。平朔东采用的带式输送机是一种连续式运输设备，是实现露天矿山连续生产的重要环节，主要有运输能力大、爬坡能力强、易于实现自动控制、经济效益好等优点。带式输送机在采掘松软矿石时可作为单一运输方式，并配合轮斗挖掘机进行采装作业，将矿岩直接运到排卸点；在采掘坚硬矿石时可与汽车、移动破碎站等组成联合运输方式，实现露天矿山的半连续开采。

5 排卸工作

一般的露天矿山均要排弃2～5倍矿石量的岩土，将岩土运送到废石场以一定方式堆放的作业称为排卸工作。

当露天矿采用胶带运输机运输时，为充分发挥运输机的效率，通常采用带式排土机排岩，以实现连续化作业。带式排土机排岩工艺过程为：由运输机提供岩土，经转载机进入排土机里的接受运输机，再输送到卸载输送机进行排岩，推土机平整工作面并完成其他辅助作业，带式输送机移位并开始下一排岩循环。采用带式排土机排岩的优点是一次排弃宽度大，辅助作业时间少，作业效率高；近水平矿床可实现横向内排，减少运输距离；排土机的生产能力大，自动化程度高，管理简便。

6 结语

平朔东露天煤矿采用单斗铲、液压铲—自移式破碎机、半固定破碎机一带式输送机半连续工艺[5]，由于半连续开采工艺适应性强、自动化程度高、技术先进，兼有连续工艺和间断工艺的优势，能有效解决中、硬岩石的开采，实现矿岩的连续运输，有利于实现目前露天矿山生产规模的扩大、生产成本的降低以及生产效率的提高。

参考文献：

[1]王纪山.平朔东露天煤矿开采工艺选择分析[J].露天采矿技术，2007，（12）：28.

[2]白锋堂，刘维玉.平朔东露天矿开采工艺系统研究[J].露天采矿技术，2011，（3）：18.

[3]姬长生.我国露天煤矿开采工艺发展状况综述[J].采矿与安全工程学报，2008，25（3）：299.