矿山开采工程范文

导语：如何才能写好一篇矿山开采工程，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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[关键字]露天 矿山开采设备 设备选型

[中图分类号] TD613 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-5-48-2

要在金属资源紧缺的今天加大开采力度，提高开采效率，降低开采成本就需要在开采设备中做出合理选择。硬岩露天矿山开采工程中设备的选择成为提高开采效率的关键。但是矿山开采设备种类繁多，我们要在学习各露天开采设备的先进技术基础上，深入研究各露天开采设备的特点，为不同露天矿山开采环境提供适宜的开采设备。

1露天矿山开采工程特点

露天开采工程是在开放的环境中，在采矿、掘进和运输设备的帮助下，从地表向下采取地壳中有用矿物的一项工程。露天开采工程中开采设备主要用于穿孔、爆破、采装、运输这四项工作。开采设备的损耗及油耗决定了露天开采的成本，为获取最大利益，露天开采工程一般以最大限度降低作业成本，因此露天开采设备的选择将对露天开采工程的工艺过程、开采成本起着支配性作用。

2设备选型

2.1意义

采矿工程的环境决定开采工艺。而开采工艺与开采设备的选择息息相关，相辅相成。具体说来即是开采工艺又决定开采设备的选择，与此同时，开采设备又反过来影响开采工艺的开采成本、技术参数等。为有效的降低开采成本且让采矿工程有条不紊的顺利进行，就需要我们在开采工程施工之前根据相应的开采环境，因地制宜，量身定制合理的开采设备。

2.2总顺序

露天开采设备选型的过程一般是首先选择合理的主体设备，然后根据主体设备的选择而选定合适的辅助设备。其中包括铲装设备、运输设备及穿孔设备。在主体设备的选择过程中，运输设备是根据铲装设备而配置的。

2.3装载设备的选型

（1）挖掘机的选择

选择合理的挖掘机是一个较为复杂的过程，在此过程中，矿岩物理机械性质、矿山采剥总量、开采工艺和设备性能是确定挖掘机的选型的主要条件。合理型号的挖掘机保证每个工艺环节的生产设备间配套，保证生产设备的工作效率。可供选择的挖掘机有电铲挖掘机和液压挖掘机。这两种挖掘机的选型都要根据相应的环境来确定。从挖掘机斗容来看，需要斗容大于10m3时适合选择电铲；需要斗容小于10 m3时适合选择液压铲。从电力条件、矿石种类来看，电力条件好，矿石种类少时选择电铲挖掘机。在其他情况下，若设备价格与生产效率产生冲突时，我们应当综合考虑，从整体衡量选择牺牲一定生产效率的低价位的生产设备，这种情况一般出现在进口设备与本土设备选择之间。但是，当我们设计的大型矿山在选择使用液压铲的情况下，就不会面临这样的问题，因为国内大于等于10 m3 大斗容的液压铲技术可靠性有待进一步的验证，其技术可靠性需要加强。

整体来说，提升机常见故障主要有硬故障以及软故障两种，其中，硬故障指的是由于特定参数超限表现所导致的故障，保护装置负责解决此种故障；软故障涉及到一系列的变量，诊断软件故障需要测量一系列的工况参数，并进行数据推理，准确率相对较低。但需要对软故障予以足够关注，因为很多硬故障前期都具有软故障表现。为最大限度的保障提升机运行的安全性，相关部门投入了极大精力致力于提升机检测诊断研究，并取得了一定的研究成果。其中比较具有影响力的有中国矿业大学研发的KJ46 型矿井提升机状态监护系统以及ASCC 型全数字提升机控制系统等，这两大系统中均含有检测提升机运行参数以及进行故障诊断等相关功能，此外还可以实现制动失灵保护、过卷保护以及超速保护等，效果十分显著。在煤矿生产实践中经常会遇到矿井双筒提升机松绳现象，并且松绳现象极容易导致较为严重的后果。

（2）前装机的选择

在选择前装机时，首先要考虑的主要技术性能包括额定载重及牵引力，并认真检测其对开采环境的适应性，其次要考虑作业项目的零散性对装载机效率的影响。当我们有配矿要求的时候，装载机要完成将配好的矿石运送至破碎站的运输，此时前装机的型号由运输距离和配矿量的数量决定。

3运输设备的选择

运输成本占总成本的比例约40%～60%，因此运输设备的选择在矿石开采项目中占有重要位置。

开拓运输方式决定露天矿采场运输设备的选择。矿山自然条件复杂多样，开采技术的灵活多变以及经济条件的影响了开拓运输方式的选择。运输方式主要有单一汽车运输方案及联合开拓运输两种方式。运输方式由运输距离确定，运输距离较短时，首先考虑采用单一汽车运输方案；矿岩运输距离较长，是采用单一汽车运输还是联合开拓运输，必须通过技术经济比较综合确定。

为降低生产成本，运输设备的选择应与挖掘相匹配，如采用汽车运输时，由运距决定挖掘机装载的斗数：1km的运距装载2斗～4斗，2km的运距装载3斗～5斗，3km～5km的运距装载4斗～6斗。

4钻机的选择

钻机成本在总生产成本中占有较小的比例，因此这种设备最容易被忽视，但是钻机的功能却是不容忽视的，由于它的存在实现了自动化的露天开采。

钻机主要有两种可供选择的类型，一种是牙轮钻机，另一种是潜孔钻机。钻机的选择也需要根据相应的开采环境来选择。在各种硬度的大中型矿岩的作业中，首先要考虑选用牙轮钻机。在矿岩中硬的中小型矿山以及有特殊要求，如打边坡欲裂孔、锚索孔，放水孔等选用潜孔钻机更为合适。另外，在面对进口牙轮钻机的选择时，要综合考虑钻机使用寿命、工作可靠性、价格及零部件的供货周期等条件，充分与国产钻机做出对比后做出决定。

国产牙轮钻YZ-35，孔径250mm，设备可靠、价格实惠，在国内矿山使用成功，因此国内大型矿山设计选用牙轮钻时，我们可优先选择该型号设备，国内大型矿山的边坡钻一般选用国产165mm孔径潜孔钻机。

5辅助设备的选择

辅助设备的规格选择由主要生产设备决定，辅助设备的规格要与主要设备的规模相匹配。下面我们简单说说平地机的选择情况。

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1矿山开采影响范围

1．1放炮影响范围根据开发方案，采场每次布置3排钻孔，每排10个孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30个孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以确保爆破后台阶高度达15m。

1．2采矿可能引发的地质灾害影响范围矿山开采过程中采用自上而下台阶式分层开采，高度为15m；开采时工作台阶切向坡和反向坡最终开采的边坡角不大于55°。由此可确定采矿可能引发的地质灾害影响范围为矿区开采最终边界外延15m。综上所述：矿山开采影响范围为露天采场外延215m。

2地质灾害危险性预测根据开发技术方案，矿山开采后四周将形成5段高度为110m的边坡，边坡编号分别为AB、BC、CD、DE、EF，边坡位置详见福禄镇周家槽周家槽水泥用石灰岩矿山矿区范围及开采平面图

3水文地质预测矿区范围内开采三叠系下统嘉陵江组三段（T1j3）石灰岩矿层，开采标高均高于当侵蚀基准面；开采范围内无河流、水库等地表水体；地下水与地表水没有必然的水力联系。矿山开采对岩溶裂隙水的补给条件破坏小，矿山开采后不会对含水层结构破坏，不会造成地下水水位下降、疏干等。对矿山地质环境影响程度较轻。

4地形地貌预测按照开发利用方案，矿山开采后将形成高度0～105m的边坡，矿山采矿活动对地形地貌景观影响严重。

5土地资源影响预测璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿不单独设置料场及废渣场，在矿区东侧采区50m外设置破碎站及运输道路，占用耕地资源4．41ha；工业广场修建占用耕地资源1．59ha；矿区为露天采场，占用耕地资源43ha；石灰岩矿山开采共占用耕地49ha。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对土地资源影响严重。

6建（构）筑物影响预测矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏。根据计算的爆破地震波安全距离为158．45m，计算的爆破产生飞石最远飞散距离为200m；对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对建（构）筑物影响严重。

二、矿山地质环境防治

针对矿山开采影响范围及采后地质环境因素的影响预测结果，将矿山地质环境保护与治理恢复划分为重点区、次重点区、一般区，设计以下防治工程：1）矿山开采时应及时清除边坡上的掉块，特别是在BC边坡东段边坡可能会发生局部掉块。2）对矿山采坑四周形成的边坡采用生物工程护坡；对采坑坑底进行绿化或土地复垦。3）对矿区道路、破碎站和工业广场区域进行环境恢复。4）修建截排水工程。

1边坡防治工程

1．1边坡放坡根据开发方案矿山开采的最终边坡角为55°，自上而下台阶式分层开采，采高15m，台阶宽度约10．5m；AB边坡长约600m，高2～50m；BC边坡长约440m，高50～106m；CD边坡长约360m，高40～96m3；DE边坡长约526m，高17～42m3；EF边坡长约210m，高2～17m；放坡处理各段边坡。

1．2清理危石及时清理采场边坡上的危石，避免发生危石滚落伤人事故。按照“边采边治”的原则，对各边坡上的危石清理完成后，才能进行下一台阶的开采。

1．3截水沟矿区位于沥鼻峡背斜轴部，地形呈浑圆状的小型独立山包，自然排水条件良好，汇水面积小，在矿区DE、EF边坡顶部修建截水沟长约300m，以防治地表水进入矿区。在其余每个台阶坡面每隔50m，高差10～20m，设置横向和竖向的截排水沟，将边坡顶部的地表水汇入采坑内的排水沟，避免对坡面草籽植物造成冲刷，竖向的排水沟按急流槽设计。迎坡面沟壁需设置泄水孔。

2水文防治工程矿山开采后的采场地面标高高于当地侵蚀基准面，对地下水的影响小。对矿山地质环境影响程度较轻。故本次不对其进行处理。但未解决矿山生产、生活用水，需在工业广场内修建一个蓄水池。蓄水池尺寸为15m×15m×2m，墙体宽度为0．3m，预计砌筑工程量约为36m3。生产废水主要为清洗矿车及挖掘机所排除的污水，设计每个污水处理池采用尺寸为2．5m×2．5m×1．6m，容积10m3污水处理池3个，墙体宽度为0．3m。预计开挖工程量30m3；砌筑工程量约为14．4m3，污水经生化处理后由砼管排放。露天采石场的作业点应实行湿式作业和喷雾洒水，对采场及装载点设2台洒水器进行了洒水降尘，防止粉尘飞扬。

三、地形地貌景观防治工程矿山环境恢复治理设计方案图。

1露天采场采坑地貌景观恢复根据划定矿界和开发方案，露天开采结束后采坑的平面面积为302013m2，矿山开采前矿区土地主要为耕地，以种植果树为主；矿山开采难以恢复原来的地面植物，故矿山环境恢复治理主要以绿化为主。可采取治理方案如下：（1）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，预计回填方量为241610m3；（2）平整场地，场地平整应采坑中间高，四周低，便于地表水排入排水沟中；（3）植树，行距×株距为5m×5m，预计12080株，建议种植樟树或果树等经济类树木（4）排水，沿采坑边坡坡脚围绕采坑修建截排水沟，保证采坑内地表水排泄通畅，将矿区的地表水有序的排放到矿区东侧地形较低地段，用以灌溉耕地。排水沟采用梯形断面，底宽400mm，顶宽700mm，高800mm，壁厚300mm，预计长度约2350m。排水沟每隔10～15m设置一道伸缩缝，用沥青麻丝进行有效止水。

2采坑边坡地貌景观恢复采坑边坡采用坡面绿化＋截排水的矿山环境恢复设计方案。对于采坑边坡主要采取分阶放坡＋绿化处理。每级边坡分阶高度取15m，每阶平台宽度取10．5m，种植蔓藤类植物绿化坡面，在坡顶设置截排水沟。台阶边缘修砌墙体，墙体嵌入基岩0．1m，墙体截面0．3m×0．5m（宽×高）。墙背回填0．3m厚的土壤，蔓藤种植行距×株距为5m×3m。截排水工程在边坡防治工程中实施。

3矿区公路及破碎站矿区公路两侧及破碎站区域的空地进行植树绿化，预计植树60株。待矿山闭坑后，建筑垃圾清除干净，将表层1．0m范围土地掘松，种植樟树等经济类树木。矿区公路和破碎站的平面面积约为4410m2，可采用挖掘机松土，植树绿化，行距×株距为5m×5m，预计176株。

4土地资源的采后处理矿区主要的土地资源占用和破坏为矿区范围内的采场、矿区东侧的破碎站及工业广场，矿山闭坑后，采场及破碎站将对其进行地貌景观恢复，工业广场建（构）筑物提供给当地使用，不进行处理。

5地表建（构）筑物的处理矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏，对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。为保护村民的人身财产安全，对在影响范围内的村民实施搬迁。

四、结论

1）分析了矿山地质条件，认为矿山开发技术条件的级别为中等；

2）根据矿山开采方式，采用赤平投影的方法，对矿山采后地质环境进行评估，得出矿山开采影响范围为露天采场外延215m；水泥用石灰岩矿采矿活动诱发地质灾害的可能性大，造成的损失小，危险性中等，影响严重；对含水层影响较轻；对地形地貌景观影响严重；对土地资源影响严重。因此，预测矿山采矿活动对矿山地质环境影响严重。

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关键词：水工环地质勘察；金属矿山；矿山建设重要性

矿产资源作为人类生存发展重要的物质基础之一，对其进行开采之前一定要做好地质勘察工作，以确保资源的合理开发。水工环地质勘察包括水文勘测、工程勘察和环境勘察三个方面，对这三方面进行勘察能够提高矿山资源开采的效率，减少工作人员的风险，降低事故发生率，同时保证合理利用资源，避免过度开发[1]。

1水工环地质勘查提高金属矿山开采的效率

矿山资源开发地区多为生态环境脆弱区，甚至可能出现过崩塌、滑坡、泥石流等现象，因此对其进行开发时一定会引发相应的矿山环境地质问题。金属矿山开采是一项复杂繁琐的工作，涉及大量环节和内容，大规模的矿山资源开发活动能够影响矿山地质环境，制约矿山正常生产，甚至会诱发自然灾害[2]。因此在对矿产资源进行开发时，一定要做好水工环地质勘察工作，提高开采效率。水工环地质勘察可以通过研究被剥离的上覆岩石强度，判断开采工艺选择的设备类型，以及在开采时需要涉及到的爆破工程。设备和开采工艺往往取决于被剥离岩石的强度，强度不同带来的经济效益也不同，因此在进行地质勘察时一定要选取特殊的岩石，对其强度进行探究。矿山地质因素主要包括岩石因素、岩性因素、构造因素。了解这三种因素后，开采人员对当地矿区就会有一个细致具体的了解，开采时针对性更强，且工作效率更高。金属矿区在成矿时，由于所处时期和所处地理位置不同，岩石石化程度也有很大的差别。抗压程度通常在几百Mpa/cm2到几千Mpa/cm2不等，不同石化程度的岩石对开采的要求也不同。对不同岩石类型的勘察方式不同，如下表1所示。表1岩石勘察方式表岩石类型抗压强度勘查方式软岩类5Mpa/cm2以下轮斗勘察半胶结岩类5~15Mpa/cm2断层、裂隙勘察半坚硬岩类15~30Mpa/cm2层状软弱夹层勘察坚硬岩类大于30Mpa/cm2发育程度勘察除了勘察岩石因素外，还要对岩性因素进行勘察。沉积岩层通过判断粒度大小来划分岩石岩性，而岩石的强度与粒度有极大的关联。在松软岩石中，泥质含量相对较低，胶结相对疏松，所以其中的岩石强度要低于细粒岩石。这种岩石性质决定它的抗压能力极差，且基地承载能力也很差，不能加以施工开采。而一些岩石中粘土含量高达5000~8000g/cm3，极易引发层间断和沉积间断，从而形成破碎带，如果工程地质勘察中没有及时查明，那么必然会大大折损工作效率[3]。在矿区的岩石因素和岩性因素勘察结束之后，要对矿区的构造因素进行勘察。矿区中有大量的断层和褶曲，不连续的存在于岩体之中，会对岩体的完整性造成破坏。断层在没有发生较为严重的胶结时，其本身的强度要远远低于岩石的强度，岩体会形成软弱带。断层破裂会对边坡稳定造成严重的威肋，因此地质勘察必须要考虑这一问题，从而确保开采效率。水工环地质勘察可以选择出合适的排土场，排土场主要负责堆积废弃物料，分为外排土场和内排土场，排土场的选择直接影响到金属矿山的开采效率，确保工作的高效性。地质勘察可以帮助工作人员综合评价各区域的稳定性，从而选择出合适的排土场址。

2水工环地质勘察降低金属矿山工作人员风险

金属矿山开采是一项危险系数极高的工作。近年来由于开采前的勘查工作不足而引发的矿山事故频频发生，为人们的生命和财产带来巨大的损失，也引起了国家的重视，相关部门指出金属矿山在进行开采时一定要做好充足的水工环地质勘察工作，降低工作人员的风险，为工作人员人身安全提供保障。在开采矿产资源时，岩石天然平衡状态必然会受到破坏，如果矿山边坡不能维持稳定，必然不能安全有效的开采矿山资源。据资料显示，中国几乎所有的金属矿山都曾出现过多次边坡滑落，所带来的损失基本上都是灾难性的。例如新疆哈密的金属矿山，从1977年开采以来，就多次出现滑坡现象，为以后的开发带来巨大的困难，也给开采者造成巨大经济损失。再比如阜新海州的金属矿山曾出现过10次滑坡现象，造成大量人员伤亡。而诱发滑坡的原因就在于缺少地质勘察工作，对矿山地质了解不足，没有及时采取相应的防治措施。安全生产的前提就是提高边坡的稳定性，减缓坡脚，这样在开采时才能确保合理使用各个区段的矿产资源，而且不会出现滑坡，保障工作人员生命安全[4]。

3水工环地质勘察确保资源的合理利用

任何一项矿山开采工程都会对自然环境造成不同程度的破坏，打破原有的自然平衡状态，同时诱发新的环境工程地质问题。例如大面积开采矿山资源会使地下水水位下降，从而引起地面沉降和塌陷，地下水资源一旦枯竭，河流必然改道，整个矿山区域环境都会受到影响。进行地质勘察虽然不能完全避免对资源的破坏，但是能够最大程度的减少破坏。水工环地质勘察的任务就是通过了解当地金属矿山环境选择出最经济合理的开发手段，综合考虑各方面因素，对矿区进行开发生产，确保矿产资源的合理利用，且最大程度降低对自然环境的破坏。

4结语

通过本文的探讨分析可以了解到金属矿山在进行开发时，首先要做的工作就是地质勘察（水文勘测、工程勘察和环境勘察），为矿山开采打下良好的基础。水工环地质勘察通过勘察矿山区域岩石因素、岩性因素和构造因素来选择最合适的开采手段，从而提高开采的工作效率，降低工作人员的风险，为工作人员的人身安全提供保障，也确保自然资源能够合理利用，避免过度开采。

作者:赵龙刚 单位:甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院

参考文献:

[1]麻茂,史臣.浅析水工环地质勘探在矿产勘查中的重要性[J].科技致富向导,2015，12(11):100-100.

[2]曹维,张果.矿山水工环地质灾害危险性评估的策略分析[J].世界有色金属,2017，15(10):221-222.

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璧山县周家槽水泥用石灰岩矿位于重庆市璧山县275°方位，直距9km，矿山CaO最低含量45．33％，最高含量52．55％，平均49．72％。矿区无常年性河流，年平均降雨量1072．7mm，季节性冲沟不发育，雨季降水后以分水岭为界，沿坡面或溶蚀槽谷向西流入小安溪，向东流入周家槽，矿山范围内无溪、河、水池、鱼塘等地表水体。矿区范围内植被分布不均，且无明显界限；矿区内基岩与土壤分布无明显界限，土层在溶沟、溶槽或低洼地段较厚，厚度一般为2～3m，其余地段土层较薄，厚度一般为0～1．0m；岩性为红粘土，土壤类型为黄壤、黄棕壤；土地利用主要为耕地、林地、住宅用地、工矿仓储用地、交通用地、水域及难以利用的裸地，各种作用的土地之间无明显界限。如图1所示。矿区位于沥鼻峡背斜轴部，为一大致呈南北向嘉陵江组石灰岩岩溶槽谷地带，其间时有浑圆状小型独立山包。地形坡角一般10～25°，属岩溶丘陵－低山地形地貌。评估区内由于原开采形成高度3～38m的边坡，坡角45～80°，坡长约46～100m，边坡均未采取支护。边坡岩性均为嘉陵江组三段的石灰岩，岩石坚硬，抗风化能力强。岩矿体结构面主要有岩层面、裂隙面、松散层界面等，斜坡稳定性良好少许顺层坡矿山开采中可能产生局部崩滑等不良现象。综上所述：本矿山工程地质条件中等。

2矿山采后地质环境预测

2．1矿山开采影响范围

2．1．1放炮影响范围根据开发方案，采场每次布置3排钻孔，每排10个孔，排距4．6m，孔距5．6m，共布置30个孔，每孔深16．5m，超深1．5m，以确保爆破后台阶高度达15m。

2．1．2采矿可能引发的地质灾害影响范围矿山开采过程中采用自上而下台阶式分层开采，高度为15m；开采时工作台阶切向坡和反向坡最终开采的边坡角不大于55°。由此可确定采矿可能引发的地质灾害影响范围为矿区开采最终边界外延15m。综上所述：矿山开采影响范围为露天采场外延215m。

2．2地质灾害危险性预测根据开发技术方案，矿山开采后四周将形成5段高度为110m的边坡，边坡编号分别为AB、BC、CD、DE、EF，边坡位置详见福禄镇周家槽周家槽水泥用石灰岩矿山矿区范围及开采平面图。分析边坡稳定性：AB边坡位于矿区南东侧，边坡坡向301°，坡角55°，坡高约2～50m，长约600m。岩层倾向108°，倾角7°。据地面调查，岩体中发育两组高角度构造裂隙，第Ⅰ组裂隙产状为25°∠84°；第Ⅱ组裂隙产状为102°∠73°。作赤平极射投影分析AB边坡的稳定性，如图3所示；按照相同的方法，分析BC、CD、DE、EF边坡的稳定性。

2．3水文地质预测矿区范围内开采三叠系下统嘉陵江组三段（T1j3）石灰岩矿层，开采标高均高于当侵蚀基准面；开采范围内无河流、水库等地表水体；地下水与地表水没有必然的水力联系。矿山开采对岩溶裂隙水的补给条件破坏小，矿山开采后不会对含水层结构破坏，不会造成地下水水位下降、疏干等。对矿山地质环境影响程度较轻。

2．4地形地貌预测按照开发利用方案，矿山开采后将形成高度0～105m的边坡，矿山采矿活动对地形地貌景观影响严重。

2．5土地资源影响预测璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿不单独设置料场及废渣场，在矿区东侧采区50m外设置破碎站及运输道路，占用耕地资源4．41ha；工业广场修建占用耕地资源1．59ha；矿区为露天采场，占用耕地资源43ha；石灰岩矿山开采共占用耕地49ha。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对土地资源影响严重。

2．6建（构）筑物影响预测矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏。根据计算的爆破地震波安全距离为158．45m，计算的爆破产生飞石最远飞散距离为200m；对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。因此，璧山县福禄镇周家槽水泥用石灰岩矿开采后对建（构）筑物影响严重。

3矿山地质环境防治针对矿山开采影响

范围及采后地质环境因素的影响预测结果，将矿山地质环境保护与治理恢复划分为重点区、次重点区、一般区，设计以下防治工程：1）矿山开采时应及时清除边坡上的掉块，特别是在BC边坡东段边坡可能会发生局部掉块。2）对矿山采坑四周形成的边坡采用生物工程护坡；对采坑坑底进行绿化或土地复垦。3）对矿区道路、破碎站和工业广场区域进行环境恢复。4）修建截排水工程。

3．1边坡防治工程

3．1．1边坡放坡根据开发方案矿山开采的最终边坡角为55°，自上而下台阶式分层开采，采高15m，台阶宽度约10．5m；AB边坡长约600m，高2～50m；BC边坡长约440m，高50～106m；CD边坡长约360m，高40～96m3；DE边坡长约526m，高17～42m3；EF边坡长约210m，高2～17m；放坡处理各段边坡。

3．1．2清理危石及时清理采场边坡上的危石，避免发生危石滚落伤人事故。按照“边采边治”的原则，对各边坡上的危石清理完成后，才能进行下一台阶的开采。

3．1．3截水沟矿区位于沥鼻峡背斜轴部，地形呈浑圆状的小型独立山包，自然排水条件良好，汇水面积小，在矿区DE、EF边坡顶部修建截水沟长约300m，以防治地表水进入矿区。在其余每个台阶坡面每隔50m，高差10～20m，设置横向和竖向的截排水沟，将边坡顶部的地表水汇入采坑内的排水沟，避免对坡面草籽植物造成冲刷，竖向的排水沟按急流槽设计。迎坡面沟壁需设置泄水孔。

3．2水文防治工程矿山开采后的采场地面标高高于当地侵蚀基准面，对地下水的影响小。对矿山地质环境影响程度较轻。故本次不对其进行处理。但未解决矿山生产、生活用水，需在工业广场内修建一个蓄水池。蓄水池尺寸为15m×15m×2m，墙体宽度为0．3m，预计砌筑工程量约为36m3。生产废水主要为清洗矿车及挖掘机所排除的污水，设计每个污水处理池采用尺寸为2．5m×2．5m×1．6m，容积10m3污水处理池3个，墙体宽度为0．3m。预计开挖工程量30m3；砌筑工程量约为14．4m3，污水经生化处理后由砼管排放。露天采石场的作业点应实行湿式作业和喷雾洒水，对采场及装载点设2台洒水器进行了洒水降尘，防止粉尘飞扬。

3．3地形地貌景观防治工程矿山环境恢复治理设计方案图。

3．3．1露天采场采坑地貌景观恢复根据划定矿界和开发方案，露天开采结束后采坑的平面面积为302013m2，矿山开采前矿区土地主要为耕地，以种植果树为主；矿山开采难以恢复原来的地面植物，故矿山环境恢复治理主要以绿化为主。可采取治理方案如下：（1）回填土壤，平均厚度不得小于0．8m，预计回填方量为241610m3；（2）平整场地，场地平整应采坑中间高，四周低，便于地表水排入排水沟中；（3）植树，行距×株距为5m×5m，预计12080株，建议种植樟树或果树等经济类树木；（4）排水，沿采坑边坡坡脚围绕采坑修建截排水沟，保证采坑内地表水排泄通畅，将矿区的地表水有序的排放到矿区东侧地形较低地段，用以灌溉耕地。排水沟采用梯形断面，底宽400mm，顶宽700mm，高800mm，壁厚300mm，预计长度约2350m。排水沟每隔10～15m设置一道伸缩缝，用沥青麻丝进行有效止水。

3．3．2采坑边坡地貌景观恢复采坑边坡采用坡面绿化＋截排水的矿山环境恢复设计方案。对于采坑边坡主要采取分阶放坡＋绿化处理。每级边坡分阶高度取15m，每阶平台宽度取10．5m，种植蔓藤类植物绿化坡面，在坡顶设置截排水沟。台阶边缘修砌墙体，墙体嵌入基岩0．1m，墙体截面0．3m×0．5m（宽×高）。墙背回填0．3m厚的土壤，蔓藤种植行距×株距为5m×3m。截排水工程在边坡防治工程中实施。

3．3．3矿区公路及破碎站矿区公路两侧及破碎站区域的空地进行植树绿化，预计植树60株。待矿山闭坑后，建筑垃圾清除干净，将表层1．0m范围土地掘松，种植樟树等经济类树木。矿区公路和破碎站的平面面积约为4410m2，可采用挖掘机松土，植树绿化，行距×株距为5m×5m，预计176株。

3．4土地资源的采后处理矿区主要的土地资源占用和破坏为矿区范围内的采场、矿区东侧的破碎站及工业广场，矿山闭坑后，采场及破碎站将对其进行地貌景观恢复，工业广场建（构）筑物提供给当地使用，不进行处理。

3．5地表建（构）筑物的处理矿山为露天开采，将会对矿区范围内的所有建（构）筑物全部破坏，对矿区周边200m范围内的建（构）筑物造成较严重破坏。为保护村民的人身财产安全，对在影响范围内的村民实施搬迁。

4结论

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【关键词】地下矿山；开采技术；问题；策略

目前，国内外地下矿山采矿技术的发展往往体现在该企业采用各种采矿方法的比重和回采工艺，从而使得采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高，为企业带来了可观的经济效益。然而，随着地下矿山开采新技术、新方法的不断涌现，新的问题也日益突出，因为，开采技术往往都会存在某些不足或将要面临某些问题。因此，相关矿山企业必须深入探讨地下矿山开采技术，详细分析其所面临的问题，并找出相应的解决策略，为最终提高我国地下矿山开采技术水平提供可靠保障。

1.地下矿山开采技术分析

1.1地下矿山无废开采技术

地下矿山无废开采技术是近些年才发展起来的，但是很快就得到推广与应用，因为改技术符合国家产业政策和发展方向。此外。地下矿山无废开采技术不仅可以充分利用矿产资源，为企业创造更多的经济效益，而且可以避免废弃物对自然环境造成污染和危害，是今后矿山开采技术发展的首选。该技术主要包括：高浓度尾矿料的制备与输送技术、全尾矿充填技术等。目前，地下矿山无废开采技术在俄罗斯、美国、德国、印度、加拿大等国家得以广泛应用。

1.2崩落采矿技术

1.2.1自然崩落法

自然崩落法在地下矿山开采中应用较广泛，其优点在于采矿成本低、生产能力大、开采速度快等，尤其是对于那些矿化均匀、矿体厚大，并且容易于自然崩落的低品位矿床开采，特别适用。自然崩落法的应用原理是，在通过在地下矿山中破坏矿块内的应力平衡，使得矿块大面积拉底后，进而引起应力不均匀分布或应力集中，形成新的自然平衡拱，拱内矿石因受重力作用而周期性冒落，最终达到矿山开采的目的。

1.2.2无底柱分段崩落法

无底柱分段崩落法是近些年才在我国应用的，至于如何加大和优化结构参数的问题仍然是阻碍该方法在我国进一步推广的主要因素。其中，结构参数优化的目的就是为了增大进路间距，从而极大地减少采掘工程量。由于增大进路间距可操作性强，易于实现，目前在我国的桃冲、程潮、板石沟以及北铭河等矿山都应用了该技术，并呈现出诱人的应用前景。特别是那些低贫化放矿或无贫化放矿工序，为了保持矿石界面的完整性，正常情况下在放矿过程中当矿岩界面正常到达出矿口时便停止放出，从而最大程度地减少矿岩的混杂性，提高矿岩的纯度。随着无底柱分段崩落技术的应用，能够极大地减少岩石混入，降低贫化，并将为相关企业带来巨大的经济效益。

1.3承压开采技术

承压开采是在有效保护地下水环境前提下的开采技术，并且开采效率也比较高。随着矿井开采速度、开采深度、开采规模进一步加大，一些矿区来自底部的灰岩裂隙岩溶高承压水的威胁E1趋严重，对接下来矿区的开采造成一定的难度，底板岩层在采动的影响下的破坏程度也日趋加剧承压开采技术能够很好地克服以上问题。承压开采技术指的是在不疏降地下水位的情况下，回采工作面底板含水层有较高的承压水作用时，通过底板封堵、加固等手段来从而防止水害事故的发生，确保开采工作的顺利、有效进行。一般情况下，承压开采的三种途径：合理选择开采区域、当留设防水（砂）矿（岩）柱、取合理的采矿方法和工程措施。

2.地下矿山开采技术所面临的问题

2.1开采成本增加，开采难度增大

随着矿山开采项目的不断增多，我国矿产资源日益枯竭，后期剩余储量一般位于矿床的底部及边缘地带，开采难度不断加大，从而无形中使得相关矿山企业增加了开采成本。因为，深部矿床受地压影响大，同时，矿体埋藏较深，现有技术条件难以开采，矿石及围岩软弱破碎，提升运输环节较多，矿体分散，矿体倾角厚度变化大，矿床边缘的矿体夹层多，从而使得采矿工程位置不断下移。最终将会出现新采区不断开拓，而原有的老采区不能及时密闭的现象，使得整个地下采矿活动范围越来越大，通风越来越困难，采矿生产受到制约，矿井涌水量不断增加，采矿难度越来越大，开采成本不断增加。

2.2可开采资源储备不足

依照现有的开采速度，我国的地下矿产资源将会越来越少，并在未来数十年枯竭，使得矿山开采面临着一些列生产危机。随着我国经济社会的快速发展，对能源的需求也在El益增多，现有的资源储备难以满足其基本需求，进而转向国外进口，将会增加我国能源风险。

2.3开采量下降，开采人员富余

随着矿山开采行业的不断发展，以往的开采模式将会发生改变，矿体将会向着深部及边缘地带集中，使得矿山开采的范围不断缩小，矿体变小变薄，采矿作业点越来越集中，矿产资源年产量也会逐年降低。最终，矿山生产所需的相关技术人员量不断下降，使得以往的人员出现大量失业，人员闲置和人员过剩的现实，这样，将会带来一系列社会问题，不利于我国社会主义和谐社会的建设。

3.地下矿山采矿技术的发展趋势

3.1矿设备大型化、高效化、自动化

随着科学技术的不断发展，地下矿山采矿技术也在不断转型，其开采设备将会出现大型化、高效化和自动化发展。各国将会加大科研投入经费，研制高效率大孔穿爆设备、井巷钻进机械、振动出矿和连续采矿及与之配套的辅助机械、中深孔全液压凿岩机具以及铲运机为主体的装运设备等，逐步实现高效化、无轨化、半自动化和自动化，以便于更好地满足当今社会发展的需求。同时，还需要研制出可自动清除车厢内粘结物的高效连续式装载的采矿激光测位装置，实现微机控制的凿岩台车等。

3.2地下残留矿新工艺的发展

在地下矿山开采中，采矿工艺是提高开采效率和确保采矿质量的必要条件，对于矿山开采具有重要的作用。在今后的发展中，人们将围绕提高采矿生产能力这个主目标，重点研究地下残留矿新工艺技术。因为，随着民采企业和非常采矿现象不断增多，无序开采的情况相当严重，不仅抢占大量的国家矿产资源，还造成浪费严重，遗留了大量的残留矿体。然而，该类矿床在开采过程中存在采矿方法、地压灾害、巷道维护、岩层控制、采空区处理等技术问题，需要通过系统的研究加以解决，通过加大对地下残留矿新工艺的研究，充分回收有限的矿产资源，对我国地下矿山行业的良性发展具有重要意义。

【参考文献】

[1]李红零，吴仲雄.我国金属矿开采技术发展趋势[J].有色金属（矿山部分），2009（01）.

[2]刘春波，孙光华，李富平.我国地下矿山采矿技术发展及趋势[J].河北理工大学学报（自然科学版），2009（02）.

[3]田显高，田渡.鸡冠嘴矿区通风系统技术改造[J].金属矿山，2006（12）.

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关键词：矿山地质；工程测量；技术

中图分类号：TD1文献标识码： A

引言

随着矿山资源的不断开采，科学技术逐渐深人，矿山地质工程测量向工程型转变是必然的趋势，也就是矿山测量除了注重仪器在生产中的运用外，还要从服务型向决策型转变。因此，矿山测量人员的素质也将逐步提高，综合能力也不断增强，矿山测量人员也将在矿业的更多领域发挥决策作用。

一、概述

由于行业的特殊性，矿山测量一度被作为一个单独的专业。矿山地质工程测量技术的提高主要受三方面的制约：1.测量水平和相关仪器的先进程度；2.开采水平和工程量的制约；3.与矿山测量相关专业的发展。矿山测量人员承担着绘制地貌、地形图；开采监督；测量开采沉陷程度和对因开采导致的损害进行修护等任务。近年来，人口压力、资源使用过度、环境恶化以及灾害频出等状况，已逐渐成为人类发展和社会发展的主要制约因素。有关文献显示：矿山地质工程测量人员对矿山地区的整体测评、保护环境、管理环境信息、以及整治因开采资源而导致的地面凹陷具有积极意义。

当前的矿山测量和矿山开采已逐步应用以3S为主导的信息技术，该技术在促使矿业开采走向现代化方面发挥了重要作用，并将继续为资源开采和矿山地质工程测量提供良好的服务。目前矿山测量的主要工作是：勘探资源、设计开采的方式；矿山地区的地面和地下测量；对当地的环境信息进行收集、分析、利用以及处理。矿山地质工程测量在寻找资源、开采资源、利用资源和保护资源等方面，为人类提供着持续的服务。

二、矿山地质工程测量存在的问题

1.矿山地质工程测量人员的地位、待遇不高，拥有的权利小。矿山地质工程测量是资源开采可以维持的前提，同时也是资源开采后各项服务的提供者。矿山地质工程测量的数据不仅要为开采资源提供服务，也为相关领导对开采资源、保障安全等方面决策提供了参考，是资源开采和安全生产重要的组成部分。然而，从上世纪90年代以来，受到市场经济的强烈影响，大多矿山企业都改变了经营理念，把达到经济利润最大化作为企业的运行指南，大量开采低成本的矿石。受这种环境的影响，矿山测量技术的发展较缓慢，并且针对矿山测量的投资也很少，并且矿山测量人员的地位低，权利小，矿山测量发挥不了应有的作用。

2.人才缺乏。由于煤矿行业的工作条件差、危险性高，尤其是地质工程测量部门工作人员的待遇不高。因此，很少有测量专业的优秀人才到煤矿行业工作，并且原有的优秀人才也流失到了交通、建筑等行业，煤矿行业的测量技术力量大大削弱。

二、地质工程测量技术设计的方法

1.技术设计的依据

1.1上级下达任务的文件或合同书。

1.2有关的矿山地质工程测量的法规和技术标准。

1.3有关矿上地质工程测量产品的生产定额、成本定额和装备标准等。

2.技术设计的基本原则

2.1矿山地质工程测量技术设计方案应先考虑整体而后局部，且顾及发展；要满足用户的要求，重视经济效益和社会效益。

2.2要从矿山地质工程测量作业区实际情况出发，考虑矿山地质工程测量作业单位的实力，挖掘潜力，选择最佳方案。

2.3广泛收集，认真分析和充分利用已有的矿山地质工程测量的相关资料和产品。

2.4积极采用适用的矿山地质工程测量新方法、新技术和新工艺。

3.编写技术设计书的要求

3.1矿山地质工程测量技术技术书内容要明确，文字简练，标准已有明确规定的，一般不再重复，对矿山地质工程测量作业中容易混淆和忽视的问题应重点叙述。

3.2在矿山地质工程测量中采用新方法、新技术和新工艺时，要说明矿山地质工程测量计划书可行性研究或试生产的结果以及达到的精度，必要时可附鉴定证书或试验报告。

3.3名词、术语、公式、符号、代号和计量单位等应与矿山地质工程测量的有关法规和标准一致。

3.4以矿山地质工程测量的实际需要与工程特点为基础，以测量规范为准绳，以分级布网控制测量误差，确保校核条件控制测量质量，最大限度地保证矿山地质工程测量成果的可靠性，实现矿山地质工程测量工作的多快好省。

4.对设计人员的要求

4.1矿山地质工程测量设计人员首先要明确任务的性质、工作量、要求和矿山地质工程测量设计的原则。

4.2矿山地质工程测量设计人员应认真做好作业区情况的踏勘和调查分析工作。

4.3矿山地质工程测量设计人员应对其设计书负责， 要深入第一线检查了解矿山地质工程测量设计方案的正确性，发现问题要及时处理。

5.地质工程测量项目技术设计的主要内容

5.1任务概述

任务的名称、来源、项目内容、行政隶属、地理位置、作业区范围、产品种类及形式、任务量，要求达到的主要精度指标、质量要求、完成期限和产品接收单位。

5.2作业区自然地理概况

矿山地质工程测量地理特征、居民地、交通、气候情况和矿山地质工程测量作业区困难类别。

5.3已有资料的利用情况

说明资料中矿山地质工程测量工作完成情况，主要矿山地质工程测量资料情况及评价，利用的可能性和利用方案等设计方案。

5.4主要作业方法和技术规定

特殊的矿山地质工程测量技术要求，采用新方法、新技术、新工艺的依据和技术要求，并进行矿山地质工程测量技术估算或说明。保证矿山地质工程测量质量的主要措施和要求。

三、矿山地质工程测量要运用GPS和RTK技术

在矿山坐标中利用GPS测量独立坐标的转换数据，并计算高速公路高程的差值。

1.测量地形

测量地形图的传统方法是建立控制点，并在控制点上安放经纬仪或者全站仪测量地形图。随后测量地形图的方法发展为：外部作业使用手簿和全站仪进行编码，用比例较大的软件测量地形图，该方法对四周地形地貌的测量要求较高，并且通过测量可以观察到测量站，这些工作至少需要2~3人操作完成，若在拼图时如发现错误，也需要到野外重新测量。在普通的地形地貌中，测量站运用RTK，一次就可以完成半径为10公里的测量工作，极大的减少了传统测量方法需要搬迁测量仪器的次数，并且只需要在地形地貌的碎部点上停留1~2s，便可得到该碎部点的三维坐标。此外，在测量的过程中键人地物编码，可以了解测量数据的精确程度，从而提高地质工程的测量效率。RTK的精确度可以达到厘米级，同时误差不会累计，测量的数据也准确可靠，测量工作完成后，便可在成图软件中绘制出所测区域的地形图。

2.放样方法

传统的放样方法是，把已设定的点在实际地面上标出，并用常规的放样工具放样，通常要放一个已设定的点，还要反复的移动这个点。在放样工作不能继续时，通常需要使用别的方法来完成放样工作，但会导致测量误差的累计，从而影响放样点的精确度。而运用RTK放样时，只需要把已设定点的坐标值键人到手簿内，手簿便可呈现并提示放样的位置，这样不仅使放样工作变得容易，同时在很大程度上也提高了放样效率。

结束语

随着矿山资源的不断开采，科学技术逐渐深人，矿山地质工程测量向工程型转变是必然的趋势，也就是矿山测量除了注重仪器在生产中的运用外，还要从服务型向决策型转变。因此，矿山测量人员的素质也将逐步提高，综合能力也不断增强，矿山测量人员也将在矿业的更多领域发挥决策作用。

参考文献：

[1]刘小明.地质工程测量中数字化测量技术的运用[J].科技风，2011，18：113.

[2]叶积龙，张维宽.关于GPSRTK技术在地质工程测量中的应用分析[J].价值工程，2012，10：183.

[3]南亲江，丁莉东.GPS-RTK在地质勘探工程测量中的应用[J].能源技术与管理，2008，06：7-9.

[4]陈广尧，孔士营，王利.基于矿山地质问题视角探讨测量技术应用方法[J].内蒙古煤炭经济，2013，11：137+143.

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关键词：煤矿；地质环境；环境保护；王行庄

中图分类号：P66 文献标识码： A 文章编号：

王行庄井下开采煤矿位于郑州市南40km处，矿井自2004年开始建设，2007年正式投产。矿区登记面积71.89km2，该矿主采二1煤层，兼采二3煤层，矿山剩余服务年限 80 余年。矿井采用立井开拓，罐笼提升，中央并列式通风，采用走向长壁后退式采煤法开采。矿井设计生产能力为 120 万吨 / 年。

采矿活动对矿山地质环境的影响

地质灾害危险性分析

根据实地调查，目前矿田有地面沉（塌）陷8处，形成地面沉（塌）陷区0.77km2，造成地质灾害危险性较大；地裂缝11条，影响面积0.25hm2，多见于塌陷区边缘，规模为小型，地质灾害危险性小；黄土崩（滑）塌地质灾害2处，崩塌体小于200立方，规模为小型，地质灾害危险性小[1]。

矿山开采引发、加剧和遭受的地质灾害主要为地面沉（塌）陷和地裂缝地质灾害[2]。该矿全部开采后，全区地面沉（塌）陷面积将达到39.46km2，全区将出现长期或季节性积水面积38.36hm2；另外，地表将新增地裂缝灾害。因此预测全井田矿山开采引发地面沉（塌）陷和地裂缝危险性为大。全区开采后，预测直接经济损失将达2.5亿元。

县级重点保护文物欧阳修墓和省级重点保护文物战国墓群下设有保护煤柱，预测其遭受矿山开采引发的地面沉（塌）陷和地裂缝危险性为小。

对含水层影响分析

该矿开采对第四系孔隙潜水含水层、上、下石盒子组孔隙、裂隙承压水含水层组影响较轻，对孔隙承压水含水层、岩溶裂隙承压水含水层影响为严重[3]。

地面沉（塌）陷区内二1煤、二3煤组顶板砂岩含水层结构被破坏，水位大幅下降；日疏干开采量为2160～2880m3，二1煤层以下岩溶含水层水位下降91.81～95.01m，矿坑排水对二1煤层以下岩溶含水层影响严重。

煤矿开采对第四系上更新统孔隙潜水含水层影响较轻，对其它地层孔隙、裂隙承压水含水层组、岩溶裂隙承压水含水层影响为严重[4]。

矿坑水排出地表经处理合格后做为生产生活用水，不予外排，矿山开采对矿区及其周边地下水质影响程度较轻。该矿在矸石浸出液中有毒有害元素含量均很低，各项指标均低于规定的含量标准，因此矸石堆放对地下水的影响较轻。

预测矿区煤层开采后矿井排水影响范围约为矿界外1800m～127500m（渗透系数取最大值27.1443m/d。矿山开采对地下含水层的影响大于矿区范围。矿区居民生产生活用水主要取自浅层地下水，因此对区内居民的生产生活用水造成影响较小。

对地形地貌景观影响分析

该矿工业场地、交通线路占地0.28km2。其中工业广场占地改变了原有地貌形态，造成生态景观系统在空间上的不协调性，对地貌景观及周边环境影响为严重，交通线路占地较少，对景观影响较轻。井田开采形成地面沉（塌）陷呈碟状，改变了以前平坦地貌形态。地裂缝累计影响面积1.479hm2。地面沉（塌）陷及地裂缝对原生地形地貌景观影响明显，破坏程度为严重。

根据前述预测全区开采结束后，该矿将形成地面沉（塌）陷面积39.46km2。开采后地表最大水平变形值将达到28.33mm/m。因此全区开采形成的地面沉（塌）陷对原生地形地貌景观破坏程度为严重。同时，该矿每年产生大量的矸石长期堆放对地貌景观影响为较严重。

对土地资源影响分析

该矿土地资源占用与破坏因素为地面沉（塌）陷、地裂缝地质灾害及工业场地占用土地。井田范围内已形成较大面积采空区和地面沉（塌）陷，工业场地及矿业活动已造成土地破坏与水土流失，占用土地大部分为耕地[5]，该矿工业场地生产及地下采矿活动对评估区土地资源影响为严重。

矿山生产期工业广场、出入场公路等设施对将持续占用土地资源，井田煤炭开采将形成大面积采空区和地面沉（塌）陷区，矿业活动将加剧土地破坏与水土流失[6]。该矿开采终了后工业场地及地下采矿活动对评估区土地资源影响为严重。大面积的采空地面沉（塌）陷将改变矿区地貌，在地表出现下沉的同时，还将出现地面积水、伴生地裂缝等现象，同样对土地资源产生严重影响。

2 矿山地质环境防治工程 2.1 地质灾害防治工程

2.1.1 地面沉（塌）陷及地裂缝地质灾害

进行地面变形监测，采取专业监测与简易监测相结合方式开展[7]。首先设置固定的监测点进行水准测量，监测网点布设达到基本控制塌陷区形态，准确测量塌陷面积和下沉深度为宜。其次要对地裂缝、建筑物开裂采用人工现场调查、量测，提前采取预警、避让，并及时维修。地面变形监测需长期、连续地监测，以便掌握地面不沉（塌）陷、地裂缝的形成发展规律，提早预防、治理。

在采矿过程中，调查采空区及空巷位置，预防采空区及空巷提前冒落，还应预留安全煤柱，利用矿渣回填采空区等措施，减少地面塌陷和地裂缝的发生。对于裂缝建筑物采取维修甚至搬迁措施，确保人员安全。

沉（塌）陷区使耕地发生较大幅度的变形，从而影响矿区的农业生产，稳定后应进行土地恢复治理工程。在塌陷的边缘地带出现的地裂缝及时进行回填处理，治理地裂缝一般采用填埋、灌浆、防渗处理。

2.1.2 崩（滑）塌地质灾害 采取全面巡查和重点监测相结合的办法，主要采用巡视法监测，据监测数据分析变化速度和发展趋势，判断发生采坑边坡崩（滑）塌的可能性，及时制定防治方案。对受地质灾害威胁较大区域的高陡边坡设立监测点，重点监测边坡重点在崩滑面（带）等两侧点与点之间的相对位移量。

在可能发生崩（滑）塌区周围用铁丝网封闭，设置安全警示牌，防止人畜误入。必要时应采取加固措施、削坡降低坡高、坡角，或修筑拦墙、疏浚矿区排水系统，消除诱发灾害条件。

2.2 含水层破坏恢复治理工程

矿山开采对含水层影响严重。在地面塌陷坑、工业广场修筑排水沟、引流渠、防渗漏处理等措施，防止有毒有害废水、固废淋滤液污染地下水；揭穿含水层的井巷工程，应采取止水措施，防止地下水串层污染[8]；采取帷幕注浆隔水、灌浆堵漏、防渗墙等工程措施，最大限度阻止地下水进入矿坑，减少矿坑排水量，保护地下水资源。

矿井水经沉淀处理后，主要作为井下生产用水，对环境影响不大。含水层破坏恢复治理主要依靠自然恢复。采矿过程中，对疏干排出的地下水进行处理，加以利用，用于矿山生产生活用水。矿山闭坑后停止对地下水抽排，在一定时期内可自然恢复。定期对含水层的监测，主要监测矿区地下水位、排水量及水质变化，防止污染含水层。

2.3 地形地貌景观和土地资源破坏恢复治理工程

该矿区地形地貌景观和土地资源破坏预防工程，主要体现在地面沉（塌）陷和地裂缝地质灾害的预防及煤矸石综合利用，以减轻对土地资源的破坏，同时减轻对地形地貌景观的破坏。

地形地貌景观和土地资源的恢复治理将结合地面塌陷、地裂缝综合治理，地质灾害治理工程的实施可以修补和恢复矿区地形地貌景观及土地资源。矿山开采期间，挖方工程（鱼塘）、道路工程、排水沟工程，在工程外侧实施绿化，可以进一步美化地貌景观。闭矿后，拆除工业场地废弃的建筑物，清理平整地表，复耕或植树种草以恢复土地功能。

3 建议 3.1 矿山建设，应贯彻国务院颁布的《地质灾害防治条例》。矿山建设应做好地质灾害的“防”与“治”，贯彻预防为主，防治结合的方针，突出“以人为本”，做好可能发生地质灾害的防灾预案。 3.2 该矿山建设开采过程中存在引发、加剧，遭受地质灾害的可能。矿山及全体职工一定要对地质灾害的危险性和危害性有足够清醒的认识，灾害意识要时时在心，查之入微。 3.3 加大科技投入，改进开采方法，优化生产工艺，尽可能的降低矿业开采对矿区环境的破坏，根本上减轻地面塌陷危害，减少地面裂缝数量与规模；加强对煤矸石和矿坑水的综合利用研究，提高矿产资源综合利用率。

3.4 矿山建设中应加强矿山生态环境保护。矿山开采过程一定要把环境保护工作同步开展起来，努力创造绿色矿山，使生态系统和地质环境得到恢复和改善，做到人类、资源、环境协调发展[9]。

3.5 对矿山生产期结束后矿山地质环境恢复与保持开展综合研究，完善闭坑后矿山生态环境恢复工作。

参考文献

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[2]任军旗，郑群有，方茜娟．矿山地质环境治理[J]．中国地质灾防治学报，2008，19 (3)：160－162

[3]DZ/0133—94地下水动态监测规程 [S]．北京：中国标准出版社，1994．

[4]武强，陈奇，矿山环境问题诱发的环境效应研究[J]．水文地质工程地质，2008，35 (5)：81－85

[5]GB/T21010—2007土地利用现状分类[S]. 北京：中国标准出版社，2007．

[6]TD/T1011—2000土地开发整理规划编制规程[S]．北京：中国标准出版社，2000．

[7]李长洪，任涛，蔡美峰，等．矿山地质生态环境问题及其防治对策与方法[J]．中国矿业，2005，14 (1)：29-33

[8] GB12719—91 矿区水文地质工程地质勘探规范[S]．北京：中国标准出版社，1991．

篇8

关键词： 矿产开发；地质环境；防灾减灾；地质灾害；防治对策

1 矿山地质环境恢复治理的基本原则

1. 1 以人为本、防灾减灾

当前所有的矿山地质环境问题，都将会直接或者间接的对矿山开采职工以及矿区周边居民的生命财产安全造成很大威胁，所以对矿山环境进行恢复治理，首先就需要有效地保证矿区免遭矿山开采作业诱发产生各种不同地质灾害的危害，从而实现防灾减灾的目的。

1. 2 因害设防、综合治理

针对我国多数矿山的地质环境破坏的显著特点、危害方式、分布条件以及危害程度，需要抓住环境治理的重点以及关键环节，争取做到因地制宜、因害设防，能够采取科学的拦、排、护、整、填、植等相关重要方面的环境综合治理措施对该矿山周边环境进行综合性的治理。

1. 3 注重效益、分期实施

在实践中对于矿山地质环境的综合治理工程，还需要严格遵循自然生态社会效益优先的基本原则，与此同时还需要争取最大化的经济收益。在此基础上，需要能够区别出不同的矿山地质环境危害和治理问题，针对不同的情况采取不同的治理和综合防治措施。在此基础上需要依据当地的资金条件、矿山地质环境问题的危害大小、污染轻重缓急，同时能够分期、分阶段地进行环境综合治理工作。

1. 4 矿山开采工程措施与生物措施相结合

对于矿山环境的综合治理工作，只有首先将工程治理措施和环境生物保护措施紧密地结合在一起，最终才能达到矿山环境综合治理的根本目标。在矿山地质环境综合治理的各种工程中，只要配置科学、合理，就能够彻底根治地质环境灾害。但是其中的缺点是投资范围过大，然而当前的生物措施恰好能够弥补环境工程治理措施的显著缺点，并且其投资范围相对比较小，能够有效地改善矿山周边的小气候特点，最终使其可以广泛地应用在矿山地质环境的综合治理工作中。

2 矿山地质环境问题防治的有效措施

2. 1 采空区和矿山的地面沉陷问题治理

对矿山内部采空区的环境综合治理，主要就是为了预防和控制其地表残余沉陷问题的进一步发生。在此基础上可以采取的方法有4 种：

1）矿山内部全部需要充填采空区内部的支撑覆岩，以最终能够彻底消除矿山的地基沉陷隐患。

2） 矿山局部支撑覆岩或者是地面构筑物，需要减小其采空区空间的实际跨度，进一步防止出现顶板垮落的问题。现阶段常用的方法主要有注浆柱、井下砌墩柱以及大直径钻孔桩柱或者是直接运用桩基法等。

3） 矿山注浆加固以及强化矿山内部采空区围岩的结构，能够充填采动覆岩的断裂带以及弯曲带岩的土体离层以及裂缝，使之最终可以形成一个刚度比较大、整体性能比较好的岩板支撑结构，使其可以更加有效地抵抗矿山老采空区塌陷进一步向上发展的问题，使矿山开采区地表只会产生比较均衡的沉陷问题，以确保矿山开采区地表构筑物的安全性。

4） 采取必要预防措施。矿山自身释放老采空区的内部沉降潜力法，在矿山采空区地表并未利用之前，可以采取强制措施加速其矿山老采空区的活化以及覆岩沉陷速度，有效消除对矿山地表安全有比较大威胁的地下空洞结构。

2. 2 矿山大量开采后泥石流的治理

矿山开采大量的矿产资源，将会为泥石流的出现提供大量松散固体杂质，可能会造成矿山结构的崩塌、滑坡以及泥石流等严重地质灾害现象的发生。开采矿山自身矿产资源以及修筑开采运输道路，这些均会对矿山的植被造成非常大的破坏，因此切坡不合理、废矿井陷落而引起的矿山地表崩塌等要素还可使沟内的土量急剧增加，使矿山地面的径流系数显著增加，因此洪峰流量也会随之增加，进入到雨季在地表山洪冲刷作用下，矿山表面大量的松散物质由雨水的浸润饱和液化之后而造成的过度充水而发生下滑，便形成了泥石流灾害。此种泥石流灾害也就被称为矿山泥石流灾害。

图1 矿山大量开采后泥石流的治理

在这方面的综合治理措施方面（见图1），应当在整体泥石流发生流域内，运用蓄水、拦土、拦水、排导以及造林等多种治理和防治措施。其上游宜采用蓄水以及引水隧洞等治理和预防措施。将其上游的清水水流科学引走，使该水流和松散堆积体能够脱离接触，以更好地避免泥石流灾害的真正形成； 并且还可以修建拦挡坝，以拦截住形成泥石流体杂质的来源。在泥石流的中游，能够采用挡土墙结构或是土钉墙等防治措施，从而才能够防止泥石流体对于矿山表面道路农田以及房屋建筑的破坏力度。

2. 3 尾矿的化学污染的治理

矿山中的废石、废土以及矸石固体废弃物被大量堆放，侵占了大量的矿山土地资源，最终将会造成矿山污染水土体被化工、黑色金属矿物质污染，其中尾矿总量要占到矿石总量的50% ～ 80%。对于矿山中尾矿的综合运用和开采，第一就是矿山尾矿的能源利用与开发。事实上，尾矿作为一种高质量原料、材料已经得到一些颇为实际的利用。尾矿材料能够用作建筑工程材料，但把尾矿材料作为建筑施工材料时，还需要非常慎重的研究和考虑，因此要对尾矿中的化学成分进行全面、综合地研究与分析，查看分析其中是否存在着对人体健康不利的物质。

运用尾矿作为矿山开采井下充填的作业材料，现阶段已经取得非常成功的作业经验，当前很多矿山开采都在应用。这导致矿山中尾矿资源的利用范围以及开采率大大地提高，这样就能够减少尾矿资源的堆存数量，同时又能够将尾矿这一宝贵的资源保存于地下，以便于今后重新进行开采和利用。

2. 4 放射性矿山的环境治理

矿山中坑（井）口治理宜采用封堵坑口的措施，切断其污染源，使其可以更好地恢复矿山坑口原貌，抑制其中放射性物质向矿山周围的大气扩散； 并且还需要杜绝污水外流的现象，这样就能够防止矿山附近人、畜误入以及地表水流入。对于其中的废石（渣） 堆场还可以砌筑挡墙结构、排水沟结构进行稳定化、安全化处理，从而能够更好地防止废石发生下滑、流失，避免造成二次污染。

3 结束语

现阶段社会人口、能源与环境是社会发展面临的三大主要主题，是当前人类社会能否得以长久生存与发展的根问题。人类社会的有序生存与发展根本离不开社会经济的正常发展，社会经济的正常、有序发展能够促使人口的大幅度增长，同时人口与经济的过快增长又将会引起矿产资源方面的快速开发与利用，由此一来，资源的开发利用又将会引起一系列的地质环境灾害问题的出现，最终将引发全球资源的全面枯竭、地质环境恶化以及社会经济发展受到严重制约的恶性循环过程，人类的正常生存与发展都将会受到非常严重的威胁。因此，在本文中笔者将重点分析我国矿山地质环境的治理现状以及在综合防治中存在的常见问题，希望能够对矿山地质环境的恢复和治理起到一定推动效力。

参考文献：

[1] 刘起霞，李清波，邹剑峰. 环境工程地质[M]. 郑州：黄河水利出版社，2001.

篇9

王运敏，中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司院长，我国知名的采矿工程专家。30多年来，他始终致力于冶金矿山开采关键技术研究工作，师从前辈专家，依托团队力量，特别在露天矿陡帮开采技术、高效运输工艺和设备、露天矿转地下开采、露天矿岩土工程灾变控制、地下开采及境界外资源开采、降低矿石损贫等技术领域，作出了开创性贡献。

30多年来，他主持并承担了30余项国家与省部级重点课题的研究与应用工作，凭借多项创新技术与成果，在矿山高效开采、绿色开采、高效运输、灾害控制等方面取得了突出成绩，实现了经济效益与社会效益双丰收，真正做到了既要金山银山，又要绿水青山。

新时代矿山开发：

高效+安全+绿色

矿业，是国民经济的重要基础产业，是国家战略安全保障的重要组成部分。

1982年，毕业于江西冶金学院的王运敏被分配到马鞍山矿山研究院，从事矿山开采理论、科研设计。在入行之初，他就明白，采用现代科学技术，改造传统矿业，是推动我国冶金矿产资源高效、绿色开发的必经之路。

30多年来，他将自己沉进采矿事业中，深入大山深处现场勘探，踏遍马钢南山铁矿、武钢大冶铁矿、太钢峨口和尖山铁矿、海南铁矿等全国40多个大中型矿山，获取了丰富的第一手资料。

以解决现实问题为出发点，他潜心摸索，悉心研究，大胆创新，终在露天开采、露天转地下开采、地下开采、露天矿岩土工程灾变控制技术及矿产资源优化绿色利用多个领域取得了诸多开创性成果，并推动其在矿山应用，转化成了实实在在的生产力，大大推动了整个行业的技术进步和产业发展。

露天矿山开采技术

长期以来，我国的露天矿一直采用单台阶开采技术，存在前期剥岩量大、采矿强度低、下降速度慢、生产成本高、边坡滑坡多等问题，严重制约矿山产能。

针对这一状况，王运敏创造性地提出了组合台阶式的陡帮开采工艺技术――将工作帮的台阶划分成组，每组由一个工作台阶和若干个非工作台阶组成，组内台阶自上而下逐个开采。通过对陡帮开采技术参数与矿床条件、装备水平、生产能力、开采程序和工艺技术之间关系的研究，揭示了陡帮开采的技术特点和各工艺间的协调关系，研究出了陡帮工作帮坡角与结构参数的关联规律，确定了陡帮开采工艺参数设计原则，首次提出了不同开采深度的工作帮坡角及其参数的确定方法。

他还针对陡帮开采特点，提出了以爆破、采装和运输为中心进行采矿工艺优化的技术思路和方法。通过科学的定量分析计算，确定最佳的开采顺序和开采参数，提出不同条件下的初始工作面准备方法、坑线移设形式、设备供电方法等；研发出同台阶上采用多台设备分区、分条采掘和连续跟进采掘工艺。在工业实践中，运用爆破优化理论，实施了减少前排孔药量、优化起爆方向、留碴爆破等重要技术措施，有效地控制爆堆向外延伸，缩小了临时非工作平台宽度，这对提高工作帮坡角，实现陡帮开采具有决定性意义。

该成果使露天矿前期剥采比降低20%以上，采矿强度提高30%以上，为我国推行陡帮开采提供了理论依据和实践经验，使露天矿设计从经验转向理论指导，被载入《采矿技术手册》和高校教科书。

相关成果已在我国矿山设计建设、生产中普遍应用，产生了巨大的经济效益，曾于1991年获得国家科技进步二等奖。

此外，在优化陡帮开采技术的基础上，王运敏还对露天矿陡坡铁路运输系统进行了大胆革新。

通过科学实验与论证，研发了“柔性可调节式防爬桩装置”及相关的防爬技术措施，优化了陡坡铁路的上部结构及其参数，创新了装备及设施，实现了露天矿铁路坡度从传统的25‰到45‰～50‰的重大突破。该成果使运输效率提高20%以上，成本下降25%，为我国深凹露天矿提供了一整套先进的、具有自主知识产权的陡坡铁路运输技术，解决了深凹露天矿发展的“瓶颈”问题。

针对深凹露天矿边坡增高加陡、滑坡事故频发、胶带运输系统故障多等关键技术难题，他提出了“优化系统配置、集散控制、优化采矿工艺和边坡设计”的新思路，研发了“自校正”和“微变预警”等成套技术，建立了胶带运输故障自动监控系统，解决了系统环节间的有机衔接、胶带跑偏和撕裂等问题，建成了一流的汽车―胶带运输系统，使运输成本降低50%。

这些革新均在不改变运输方式的条件下完成，成果的推广应用带来了巨大的经济效益，仅攀钢和本钢就创直接经济效益7.23亿元。“大型露天矿陡坡铁路运输系统研究”于2008年获国家科技进步二等奖。

以上之外，王运敏还带领团队积极开展了露天矿境界外遗留资源开发技术研究，盘活了几十亿的矿产资源，为实现资源的充分开发利用提供了技术支撑。

露天转地下开采技术

露天转地下开采是一项庞大而复杂的系统工程，开发这部分资源难度很大。上部露天采场已形成数百米的高陡边坡和数平方公里的汇水面积，边坡及周围岩体都已破裂，开采下部倾斜和急倾斜矿体，露天采场全部落在地下采矿塌陷范围内，露天与地下同时开采存在重大安全隐患。如何实现露天开采平稳转入地下开采，有许多技术难题没有解决。

为此，王运持研究了“露天转地下开采平稳过渡关键技术”项目，开展了露天和地下两种工艺要素为一体的综合性技术研究，包括露天转地下开采的安全、经济、高效、节能、环保等多个层面。

他首次将大型倾斜金属矿床的开采生命周期集约规划，创造性地提出了露天地下三阶段开采的设计理论。

他发明了露天转地下开采平稳过渡合理时机的确定方法，创建了露天转地下开采界线两步算法理论，并开发了矿山露天转地下开采理论最佳经济深度相关可视化计算软件。

他成功研发了大型露天矿边坡体矿产资源地下开采技术，提出了低扰动爆破和控制边坡灾变的思路，采用虚拟现实辩识技术对边坡内空区灾变部位进行评判，采用预留（或不留）顶柱的分段空场法（或充填法）和毫秒微差单孔起爆降震技术，解决了遗留矿体开采安全技术难题，为建设资源节约型、环境友好型矿山做出了重要贡献，被认为是近年铁矿开采技术方面的重大突破。

如今，相关成果已经在石人沟铁矿、南芬铁矿、马钢姑山铁矿、海南石碌铁矿等地示范、推广应用，创造的经济效益超过10亿元。

更为重要的是，这一成果中的部分关键技术，如防灾变监测预报系统、采空区处理技术等，完全可以应用于峒室、隧道、城市地铁、水利等工程中，其推广应用价值更不可估量。

安全矿山及绿色矿山设计

在矿山，安全是永恒的追求，无论何时，安全都不能被忽略。王运敏十分清楚这一点。

“露天矿岩土工程灾变控制技术”研究中，王运敏带领团队创造性地提出了露天矿边坡设计优化方法，实现了露天矿边坡风险、资源利用、经济收益、土地利用和灾变控制投入等多目标优化决策，促进了露天矿的边坡安全和经济效益的最优化。

研究中，他们首次建立了边坡可靠性评价指标体系，为边坡风险分析和边坡设计多目标优化决策提供了理论基础；首次提出了“临界滑动场”分析方法，将传统的滑动面扩展到滑动场，从而获得临界状态下边坡各点的最危险滑动趋势，更清晰地反映了边坡的稳定性状态；在国内率先系统开展了排土场稳定性机理、泥石流形成机理及排土场灾害防治技术研究，从散体岩石块度分布规律、应力―应变特征、非线性渗流、滑坡模式及变形机理等方面，开发出了一套排土场稳定性分析方法与泥石流防治技术。

此外，在地下开采技术研究领域中，王运敏还带领团队突破了多项安全技术。

他们揭示了崩落采矿法覆盖层结构特性和移动规律，发明了覆盖岩层安全厚度定量化计算方法；发明了井下二步骤回采的采场底部结构及其生产工艺，实现了复杂开采环境下矿产资源的安全、经济和高效回采；创造性地提出了在地下大水矿山设置应急水仓的防突水思路，发明了地下大水矿山应急水仓的建设方法。

安全、高效、绿色，没有了绿色，谈不上绿水青山，谈不上可持续发展。多年来，他们积极推进矿山绿色开发，并将集成创新的多项采矿工艺技术应用到矿山设计中，建成了国内第一座基本无废料的大型绿色铁矿山，资源回收率达90%以上，为我国绿色矿山建设提供了先进实用的成套技术。

他们开发了多矿体露天地下时空同步高效绿色开采技术，将露天开采、地下开采、尾废处置、环境保护、综合治理基于一体，实现了矿山固体废料的协调高效利用和源头减量。

他们开发了深部矿床上行式分层废石尾砂充填采矿技术，减少了支护量，降低了成本，提高了采矿效率，实现深部矿床大规模无废开采。

不难看出，多年的研究过程中，王运敏一直十分重视科研成果的转化与推广应用。“七五”以来，所取得各项研究成果在工程实践中已经得到了广泛的应用，取得直接、间接经济效益70多亿元，社会效益显著，对行业的引领和推动作用同样不可小视。

新时期科技尖兵：

新技术+软实力+硬设备

从技术员到科研处长，再到院长助理、副院长、院长，从一线技术员工，到高层管理人员，王运敏可以说是最了解中钢集团马鞍山矿山研究院的人之一。他了解这样一个庞大的集团要运转、要发展、要立于不败之地，该如何自立、自强。

如果将领军者的职责比作驾驶一艘大船，那么，核心技术突破、创新团队构建与优质平台建设都是保障大船平稳、快速驶向彼岸不可或缺的部分。因此，一直以来，技术创新、团队建设、平台构建，无一不是王运敏放在心尖上的事。

软实力―锻造尖兵团队

2001年，王运敏正式就任马鞍山矿院院长，恰逢矿院从科研事业单位转制为科技型企业。

转制意味着改革，不破不立。据了解，在新班子召开的第一次全院干部大会上，王运敏就明确提出了改革设想，要建立适应科技型企业发展的运行机制和现代企业管理制度，最大限度地调动一切积极因素，激活科技人员创新活力。

创新，是实现发展的核心，而人，则是创新的源泉。

王运敏提出，要将技术创新领军人物培养和团队建设相结合，在技术高地上构筑学术高峰、在团队集群中产生领军英才；同时，他积极倡导以工程问题为背景开展技术研究和探究工程现象背后的技术原理相结合，努力培养具有科学家素质的工程师和具有工程师修养的研究员。

多年的研究过程中，他成功打造了一支敢于创新、勇于拼搏的团队―“金属矿产资源高效循环利用”创新团队。5年间，团队共培养博士、硕士研究生16名，参与项目研发人员有8人晋升为教授级高工，15人晋升为高级工程师，2人被评为国务院特殊津贴专家。

作为安徽省首批设立的“115”产业创新团队，几年来，他们承担并完成“十一五”国家科技支撑计划课题10项，承担“十二五”国家科技支撑计划课题5项、863计划课题1项、科技部院所基金项目3项，完成企业委托的“金属矿产资源高效循环利用”领域的课题150余项。

其中，包括在露天转地下开采平稳过渡关键技术研究，富水采矿防治水技术研究与应用，特大采空区全尾砂充填治理工程的研究和实践，极贫、表外铁矿石综合利用研究，复杂难选褐铁矿选矿技术研究等在内的多个创新项目成果，已在多个矿山成功应用，获得显著经济效益和社会效益。

多年来，马鞍山矿院以高占比的研发经费、人才培养投入自立于行业，不断加强企业发展的关键技术研究和自主知识产权，增强自主创新能力，也保障了自身在行业中的技术领先地位。

矿院也先后被批准为安徽省创新型企业、国家创新型试点企业、国家重点实验室、企业院士工作站和博士后工作站，已经成为安徽省创新型企业杰出代表。

硬设备―打造优质平台

2015年3月13日，金属矿山安全与健康国家重点实验室顺利通过科技部组织的专家验收。

这是我国首个金属矿山领域国家重点实验室，建成的“金属矿山深部开采矿井热交换模拟测试平台”，是国内最先进的测试平台之一，旨在为行业的安全开采提供有力的平台支撑。

如此高规格平台的建成，在马鞍山矿院并非首例。事实上，马鞍山矿院的历任领导一直都十分重视研究平台建设，特别是王运敏。在他就任院长以来，一直把创新基地和研究平台建设放在十分重要的位置。

通过多年的努力，除上述国家级重点实验室之外，依托中钢集团马鞍山矿院组建的优质平台还有―2个国家级工程研究中心（国家金属矿山固体废物处理与处置工程技术研究中心、金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心）、2个部级工程研究中心（国家环境保护矿山固体废物处理与处置工程技术中心、国家非煤固体矿山安全工程技术研究中心）、1个产业技术创新战略联盟（冶金矿产资源高效开发利用产业技术创新战略联盟）、1个省级工程技术研究中心（安徽省采矿工程技术研究中心），成为安徽省国家级平台最多的科研院所。

立足这些平台，王运敏带领团队得以凝聚了更丰富、优质的人力、智力、物力资源，得以形成了更具创新力、更具产业发展眼光、更具核心技术优势的大团队，从而为我国矿产资源高效绿色开发、综合利用以及矿山安全生产、环境保护与治理、矿山技术改造、技术进步作出了不可磨灭的贡献。

其别值得注意的是2005年10月由国家发改委正式批建的金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心。

王运敏介绍，该中心已于2012年10月通过项目验收。自筹建之初，就瞄准了提高我国金属矿产资源开发利用的工艺技术和装备水平、高效开发利用有限资源、保障我国冶金行业安全运行的目标，采取强强联合、产学研结合的方式进行项目建设。

依托这一创新平台，王运持开展了冶金矿山高效开发利用、固废利用、安全开采等关键技术研究，获得了十多项原创性科研成果，解决了行业内的多项关键和共性技术难题，大幅提高了企业的矿产资源利用率，促进了产业的升级，取得了显著的社会效益和经济效益。

如今，该中心已经成为我国冶金矿山行业技术创新的成果源、辐射源，以及人才培养、技术研发、技术培训、成果转化的重要基地。

而由王运敏作为主要发起人，并联合鞍山矿业公司、首钢矿业公司、武钢矿业公司、马钢矿业公司等15家国内冶金矿业龙头企业，及东北大学、北京科技大学、中南大学3家高等院校组建的“冶金矿产资源高效开发利用产业技术创新战略联盟”，也已于2010年6月获得科技部批准正式运行。几年运作，联盟已经成为我国冶金矿山协调创新、制定行业标准、培养优秀科技团队、技术研发和成果推广的重要平台，在行业内拥有举足轻重的地位。

篇10

黄草坪矿山以露天开采为主，采矿活动对矿区的土石环境影响较大，矿区内现有地面土地结构为;稻田约0．02km2，旱地2．0km2，荒坡0．17km2，经济作物以林地、茶园为主，面积:茶园0．006km2，林地0．33km2。人类工程活动以农业耕作为主。矿区开采后原有的耕地、茶园、部分林地将不复存在，但只要在矿坑闭坑后按照矿山地质环境恢复治理后，其原有的土地资源可以基本恢复，生态植被也可恢复。其恢复治理难度总体较小。采矿后矿区中部将形成一个较大平坦的低洼、易于土地恢复治理，治理方法简单，其治理投入也相对较小，治理后对土石环境影响较小。采矿后，矿区的四周境界将形成高15m，坡度在60°，阶宽4m～8m的台阶状斜坡，受地层岩性及空间组合的影响，境界边坡的稳定性差异性较大，其中矿区西侧境界人工边坡为顺向坡，边坡开挖其稳定性极差，台阶状人工边坡可能沿层面产生顺向下滑失稳，对于其北侧、西侧、南侧台阶斜坡多为横向、或反向坡结构，其稳定相对较好。受其台阶状斜坡及与地层结构的组合关系的影响，土地资源的恢复治理难度较简单，其中北侧、西侧和南侧受台阶状地形的影响，其地下水资源的影响，其恢复难度相对较大，治理后对土石环境的影响中等;而对于西侧由于台阶状斜坡的稳定性极差，要恢复的土地资源首先保证它的稳定性问题，其台阶斜坡高差大，治理难度大，费用相对较高，矿山开采对土石环境的影响较大。

2.首期采场台阶稳定性分析

根据地块的地形地貌条件、地层岩性组合与人类工程本身的特点，可能因采矿活动诱发岩溶塌陷;产生人工边坡稳定性问题，如顺向坡滑坡，横向、斜向和反向坡的崩塌;引起矿区东侧滑坡体的复活等。矿区的岩溶较发育，主要有溶沟、溶槽、漏斗、落水洞、溶洞、岩溶管道等，据不完全统计，矿区发育落水洞11处、溶洞1处，同时，矿区的深部岩溶较发育。因此矿山开采过程中，可能因工程爆破、工程开挖、工程加载等诱发溶洞顶板产生冒落引发地表塌陷，从而影响矿山的正常工作。本矿为露天开采，采用微差爆破采矿，在溶洞发育地段，溶洞顶板本身的节理、裂隙较发育，顶板的完整性相对较差，可能因爆破过程产生的震动荷载作用下，溶洞顶板产生冒落而诱发地面塌陷灾害;在溶洞较发育地段，随着矿山开采进行，工程的开挖，溶洞顶板的厚度变薄，洞室顶板可能在自重、爆破和工程运输时的动荷载作用下，产生地面塌陷;在溶洞顶板较薄地段，在矿山开采时，可能因矿石的堆放加载，或工程机械加载等引发地表塌陷。黄草坪矿山采矿方法为自上而下、水平分台阶的露天采矿方法。遵循“采剥并举、剥离先行”的原则对矿石资源进行有序开发利用。矿山生产工艺流程为:采矿工作面潜孔钻机钻孔中深孔爆破液压挖掘机铲装矿用自卸汽车运输工厂石灰石破碎站。矿山的首采工作面设计为2个，一个布置在矿区东侧935m平台，另一个设在矿区北部815m平台。采矿、剥离均采用自上而下水平分层开采，工作面基本沿走向布置，垂直于岩层走向推进，台阶高15m，开采平台最小宽度40m，开采平台最小长度120m，台阶坡度为75°。

矿区地处梯子崖背斜西翼，为总体上向西倾斜的单斜地层组成，局部地层倾向稍有偏转，小型挠曲发育，显示为轴向南北的向斜特征。受高家岩断层(F2)影响，地层倾角东边陡西边缓，东部地层倾角35°～53°，西部地层倾角5°～12°。因此开采将形成的15m高的台阶，台阶坡面与结构面的组合关系见图2，采矿为顺坡向开采，斜坡为顺向坡结构，开采平台将形成顺向坡台阶和横向坡台阶。对东侧采场平台为顺向台阶，其层面易形成潜在的滑移面，以东侧采场为例进行坡面与结构面的组合分析，第①、③组节理面构成边界条件;对由北向南推进的横向台阶，当横向台阶坡大于第①、②组节理时，台阶前缘部分可能沿第①、②组节理面滑动;对南向北推进的横向台阶，当台阶坡度小于第③组倾角时，台阶的稳定性相好;对由东向西推进的反向台阶，第④、②组节理面可能构成潜滑动面;在由北向南推进的横向台阶，第①、②组节理面可能构成潜滑动面。在上述地层岩性、断层及节理裂隙的组合下，在采矿的爆破地震以及暴雨等因素和诱发下，易产生滑坡、崩塌灾害，尤其在顺向台阶可能沿层面产生滑坡。综上所述，采区最终边坡高度约148．0～220．0m。南北两侧的边坡的稳定性总体较好，在上述节理及岩溶的影响下，在开采过程中，可能因为坡脚开挖、采矿时的人工爆破地震作用等因素的影响产生崩塌落石及掉块现象;可能因为坡脚开挖、采矿时的人工爆破地震作用等因素的影响，沿层面产生滑塌失稳。

3.结论及建议

人工边坡稳定性问题是本采矿区存在的主要问题，采场东侧边坡稳定差，北侧南侧的稳定性相对较好。采场中东侧为顺向坡结构，地层倾角相对较陡，矿山开采后形成顺向潜在不稳定斜坡，人工边坡容易沿岩体层面产生滑动，直接对矿区的采矿活动构成较大威胁。采场临时边坡或东侧的境界边坡稳定性较差，地质灾害的危险性相对较大。北侧人工边坡为横向坡结构，缓倾角结构面与坡面大角度斜交，因此，其稳定性较好。南侧边坡主要受第①、②组节理影响，由于节理面倾角接近采场边坡倾角，边坡的稳定性总体较好，局部略小于倾角地段可能沿第①、②组节理面产生小规模滑动。