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[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相應的開采環境,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節的生產設備間配套,保證生產設備的工作效率。可供選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相應的環境來確定。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超限表現所導致的故障,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,并進行數據推理,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。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大學研發的KJ46 型礦井提升機狀態監護系統以及ASCC 型全數字提升機控制系統等,這兩大系統中均含有檢測提升機運行參數以及進行故障診斷等相關功能,此外還可以實現制動失靈保護、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象,并且松繩現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境的適應性,其次要考慮作業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: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相應的開采環境來選擇。在各種硬度的大中型礦巖的作業中,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
輔助設備的規格選擇由主要生產設備決定,輔助設備的規格要與主要設備的規模相匹配。下面我們簡單說說平地機的選擇情況。
【關鍵詞】金屬礦山;回采率;具體措施
1 前言
通過對金屬礦山的實際生產過程了解后發現,金屬礦山在開采過程中,必須要對地質因素和采礦方法引起足夠的重視,要正確分析地質因素和采礦方法與礦石損失貧化的關系,減小礦石損失貧化,提高金屬礦山的回采率。對于金屬礦山的開采來講,回采率是金屬礦山開采的重要生產指標,回采率的高低關系到金屬礦山的整體開采效益和開采效果。因此,我們應正確認識金屬礦山回采率問題,結合金屬礦山的具體生產情況和實際影響因素,全面提高金屬礦山的回采率。
2 金屬礦山地質因素、采礦方法與損失貧化的關系
2.1 地質因素的影響
影響因素較多,如礦體的產狀、品位分布、斷層大小及密度、開采深度、圍巖性質等,對于一個礦山來說,可以分中段(水平),按礦體(可采場)為前提,列出上述地質因素,從已獲得相應的貧化損失率值中剔除因經營、決策造成不合理的貧化損失部分,然后用統計的方法求地質因素與貧化、損失之間的相互關系。這就在一定程度上(由相關系數大小決定)反映了地質因素與貧化損失的函數關系,從而可用來作后續開采中確定貧損指標的依據之一。
2.2 采礦石方法與損失貧化率相關
根據境內地下金屬礦山損失貧化指標統計空場采礦法礦石損失率一般為15%~25%,貧化率約為10%,留礦法的礦山礦石損失率為3.5%~19%,貧化率為6%~28%,崩落法的礦山礦石損失率為15%~30%,貧化率為10%~30%,削壁充填法的礦山礦石損失率5%~10%,貧化率10%~20%,這些數據雖然包括了不合理的貧化損失部分(主要指一些屬經營、決策、管理明顯有誤而帶來的),但還是說明了不同的采礦方法,礦石的損失貧化是不相同的,一般來說,削壁充填法礦石的損失,貧化較低。
基于以上分析,金屬礦山的損失貧化主要和地質因素與采礦方法有關,為了保證金屬礦山的采收率得到持續提高,降低礦石在開采過程中的損失貧化,我們應正確分析地質因素和采礦方法的影響,努力提高金屬礦山的回采率,滿足金屬礦山的實際開采需要。
3 金屬礦山提高回采率的具體措施分析
從目前金屬礦山的實際開采來看,要想消除地質因素和采礦方法的不利影響,提高金屬礦山的回采率,就要采取以下措施:
3.1 加強地質勘探,礦體圈定和儲量計算
為了保證金屬礦山的回采率能夠得到持續提高,應在金屬礦山的開采過程中,增加地質勘探手段,可以采用航空勘探、地球物理勘探等多種手段,提高對金屬礦山的了解,以及增加對金屬礦山中礦藏種類的認識。通過采取多種地質勘探手段,能夠有效圈定金屬礦山的礦體資源。同時,還應該對圈定的礦體資源的儲量進行計算,達到全面掌握金屬礦山礦藏蘊藏量的目的。
3.2 合理選擇采礦方法
在目前的金屬礦山的開采過程中,采礦方法的選擇十分關鍵,選對了采礦方法不但能夠提高采礦效率,還能夠降低礦石貧化,提高金屬礦山的整體采收率。目前來看,采礦方法主要可以采用中段式留礦崩落法,解決了原來中段采礦法中塊度大,廢石從大塊間隙混入的缺點。還可以采用削壁法充填法,整個礦體自上而下回采。將礦體周邊圍巖削壁充填,作為上分層回采的工作底板,礦石回采率在90%以上,
3.3 提高采礦工程的設計和施工質量
在金屬礦山的開采過程中,需要配套的采礦工程輔助才能保證金屬礦山的有效開采。要想提高金屬礦山的回采率,就要從提高采礦工程的設計和施工質量入手,全面提升采礦工程設計和施工的合理性,認真做好采礦工程的設計和施工工作,保證采礦工程的設計和施工滿足實際需要,達到保障金屬礦山有效開采的目的。基于這一認識,在金屬礦山開采過程中,應不斷提高采礦工程的設計和施工質量。
3.4 放礦控制
在金屬礦山的開采過程中,放礦工序是決定礦石貧化的重要因素。金屬礦山在開采中,放礦的范圍和規模是控制的重點,控制好了放礦的范圍和規模,可以有效提高金屬礦體的采收率,避免更多的巖石混入礦體中。同時,做好放礦控制,還有利于減少金屬礦石的貧化,有利于全面提高金屬礦山的回采率。因此,為了有效提高金屬礦山的回采率,應重視放礦控制的作用,認真做好放礦控制工作。
3.5 礦山企業應搞好技術改造
在金屬礦山的開采過程中,開采技術是提高回采率的關鍵。基于這種認識,在金屬礦山的開采過程中,應認真做好技術改造工作,應充分認識到技術改造的必要性,并積極引入先進的采礦技術,保證金屬礦山的開采技術改造能夠取得積極效果,達到提高回采率的目的。目前來看,礦上企業在技術改造過程中,不但要從技術層面進行全面創新,還要考慮成本因素、環境因素等多種因素,保證技術改造的有效性。
3.6 地壓控制監測研究
為了保證金屬礦山的開采既能滿足安全要求,又能達到有效開采的目的,應對金屬礦山的地壓進行準確監測。目前來看,在對金屬礦山的地壓監測中,不但要進行局部重點監測,還要進行礦山整體監測,從根本上保證金屬礦山的地壓滿足實際需求,提高對金屬礦山地壓的掌握。從金屬礦山的實際生產來看,地壓控制監測對提高回采率有著現實的影響,是提高回采率的有力保證。
3.7 積極開展資源綜合利用研究
目前金屬礦山中除了主要的礦產之外,都存在伴生礦,如何實現對伴生礦的勘探和開采,成為了金屬礦山生產中的重要內容。在研究金屬礦山的回采率問題時,提高伴生礦的采收率也成為了保證金屬礦山回采率滿足要求的重要指標。基于這一認識,在金屬礦山的開采過程中,應利用現有開采方法,積極開展資源綜合利用研究,提高金屬礦山伴生礦的開采,促進金屬礦山的發展。
4 結論
通過本文的分析可知,在金屬礦山的開采過程中,回采率是影響金屬礦山開采有效性的重要因素之一,為了保證金屬礦山的回采率滿足要求,應重點做好地質勘探,礦體圈定和儲量計算、合理選擇采礦方法、提高采礦工程的設計和施工質量、放礦控制、地壓控制監測研究、技術改造、地壓控制監測研究和資源綜合利用研究,提高金屬礦山的整體開采效果。
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關鍵詞:礦山;采礦工程;設計;技術
自從改革開放以來,我國堅持大力發展社會主義市場經濟,國民經濟得到快速的發展,尤其是近幾年,受到世界經濟一體化的影響,我國國民經濟水平提升更為迅速。但是與此同時,我國礦產資源消耗量也在與日俱增,資源儲存量日趨緊縮。因此,為了更好的保證礦產資源的持續開發利用,礦山采礦設計單位必須在工作中重視國家法律法規,結合礦山實際情況提高工程設計質量,在保證礦山開采安全的基礎上縮短采礦時間、節省采礦投資。
1 地質資料的詳細分析
礦山企業由于經營項目的特殊性,其在設計、建設中本身存在復雜性、多樣性和周期性的特點,同時隨著地下礦產開采量的不斷上升,礦山開采工程設計重要性不斷凸顯,如何科學、合理開采地下礦產已成為目前人們關心焦點。
1.1 礦山采礦工程設計意義
近年來,地下采礦已成為礦山企業工作重點,這些礦石由于長期埋置在地下,其存儲條件差距大、存儲量不同且開采后無法在生產等條件的限制,使得礦山企業生產條件隨著時間的推移不斷變化。這種變化無論礦山企業規模大小還是礦山生產條件的優越與否,其開采系統都極為復雜,作業立體化突出、開采條件演變復雜等。在這種情況下,礦產企業大多都采用回填開采的方式,這種方法隨著開采量的增加令切割工程逐漸減小、最終消失,同時也引發了新工程的開展。在這種情況下,礦山企業不可能在工作中一次設計出科學、合理的工程施工意圖,這就需要在不同的階段采取不同的方法進行設計,從而保證礦山開采工作的順利進行。因此,充分認識礦山自身特點是做好礦山設計工作的基礎,也是保證礦山開采順利的關鍵。
1.2 礦山開采設計中地質資料勘察
地質報告是礦山開采設計的基礎,其目的在于通過不同方位、角度來闡述礦石質量以及其他的地下空間信息,并且采用文字、圖畫或者視頻等方式來具體說明。一般來說,在礦山開采設計中地質報告分析主要從以下幾個方面入手:
1.2.1 礦山所處區域的整體地質分布情況,其中包含地質構成、地質結構以及地質構造等。這些因素對于礦體的存在影響較大,甚至還影響著礦石質量,因此在采礦設計之前必須要對礦山地質情況進行深入分析。
1.2.2 在礦山采礦設計中,通過對地質資料進行研究我們可以充分認識礦體的分布形態、結構、類型以及巖石的分布狀況。這些內容也具體表明了礦體中巖石分布情況、巖石質量以及巖石變化規律,進而為圈礦設計提供最直接的材料依據。
1.2.3 地質資料中還顯示出其他的礦床信息,比如礦石的存儲量、土層厚度、溶巖發育情況、礦石等級、夾層等。因此在設計中通常都需要將首采區置放在儲量較多的位置,但是需要注意的是在不同的礦山條件下,首采區的設計方法和措施也不盡相同。
2 開采境界線的確定
在過去的礦山開采工作中,境界線大多都采用石灰標志,但是在實際操作中由于經濟、地形、交通等條件的限制,在境界線確定中通常都會采用豎樁的方式來顯示。一般來說,在礦山開采中地質報告中已經明確給出了礦產儲量計算范圍,并且在國家相關部門備案了。而礦山開采設計的目的在于將地質報告中給出的礦產儲量結合當前實際開采情況、開采條件開采出來,因此這類設計成果通常都會在國家有關部門備案,并提前配置相關的開采設備,以供國家政府部門的隨機檢查。在地質勘察設計工作中,需要注意以下幾個方面的內容。
2.1 生產上可靠而又靈活,以便在自然條件(礦床地質條件和開采技術條件)有變化時,仍能保證維持生產或可以對技術方案做某些改變。
2.2 技術上先進而又現實,即設計方案的技術先進程度要和所具備的物質條件相適應。
2.3 工藝簡單而又操作方便。
2.4 有足夠的生產能力而又有較高的礦床開采強度。
3 礦山開拓設計技術管理要求
礦床開拓設計的主要內容是確定開拓巷道和輔助開拓巷道的類型、位置、數目、斷面尺寸以及露天剝離塹溝等。礦床開拓往往決定了整個礦山企業建設和生產的全貌,它與礦山總平面布置、提升運輸、通風排水、砂礦采掘進路、排尾等一系列問題有密切的聯系。礦山的開拓工程一經形成后,礦山的生產面貌便很難改變,因此,應十分重視礦床開拓設計和施工技術管理工作。
礦床開拓設計說明書的內容應包括:設計依據(上級機關的批準書、任務書等)。設計礦區區段的地質概況。設計方案要進行詳細的技術經濟對比,并詳細說明所選擇的方案在技術上的可靠性及在經濟上的合理性;設計工程量;主要點坐標;施工順序和安全防塵措施;工程進度計劃表;所需設備、材料明細表以及工程概(預)算等。
礦床開拓工程的設計要綜合考慮以下因素:
(1)地表地形及礦床埋藏條件。(2)礦山生產能力、及服務年限。(3)礦區的勘探程度、儲量及遠景。(4)井筒(主平硐)位置應避免壓礦,且要位于開采移動帶20米以外,否則應留有足夠的保安礦柱。(5)井筒位置應盡可能避免開掘在含水層或受斷層破壞和不穩固的巖層中,如上述條件不可避免,設計中應有相應的措施。(6)井口(平硐)的標高應在歷年最高洪水位以上,并要保證有關構筑物不受滾石、滑坡和巖石塌陷的危害。(7)井口(平硐)的地表要有足夠的工業場地,便于布置各種構筑物、建筑物和足夠的廢石場地等。(8)井口(平硐)位置的確定,應使地表和坑內工程量少,施工快且到選廠的總運輸功最小。(9)對擴建和改建的開拓工程,應盡可能利用原有井巷,并盡可能與已有開拓系統相聯系。(10)每個礦井要有兩個獨立的安全出口,兩出口之間的距離按《冶金礦山安全規程》的規定執行。(11)施工前,要制定井筒掘進、砌筑、井筒裝備的安裝施工方案和施工組織技術措施與安全措施。制定的井筒施工制度表,編制井筒掘進砌筑安裝的設備、材料、工具、人員明細表。
結束語
總之,每一個礦山的地質特征都是不同的,因此在礦山采礦工程設計中工作人員因當認真、仔細的分析礦山地質情況,選擇出科學、合理的開采方案,在確保礦山建設安全的同時,節約投資成本、提高企業經濟效益。
參考文獻
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[關鍵詞]礦山開采 節能 環保 資源
[中圖分類號] TD8 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-12-154-1
我國95%以上的一次能源,80%以上的工業原料,70%以上的農業生產資料都來自礦產資源。礦產資源的開采給人類提供財富的同時,也給礦區及周邊地區帶來了一系列的生態環境問題。
據相關統計,我國因采礦直接破壞的森林面積累計達106萬hm2。破壞草地面積為26.3萬hm2。因采礦、尾礦、廢石堆積直接破壞和占用土地140~200萬hm2,并以每年2萬hm2的速度增加。
我國的礦山廢棄地復墾率還不到l2%.遠遠低于國外的廢棄地復墾率,因此.礦區貫徹“十分珍惜和合理利用每一寸土地”國策是一項有效措施。它對緩解我國尖銳的人地矛盾和改善礦山土地破壞區的生態環境都將起到現實和長遠的作用,并將產生巨大的經濟、社會和生態效益,對礦山廢棄地進行復墾勢在必行。
1礦山開采對于地質環境的影響
1.1礦山地質災害的特點
礦山開采引發的地質環境問題,主要有以下幾方面的特征。其一,具有致災強與治理難度大的特點。礦山地質災害的發生面積廣泛,災害的種類繁多,危害大,進行治理的難度大。其二,具有不可避免和差異性特點。采礦的目的在于從地表下挖掘相關的礦產資源或者化工、建筑等材料,這必定對原始的地表環境與局部的地球表層環境帶來破壞。在科技日益發達的今天,使用一些技術功能能夠減小破壞范圍,但由于礦產資源具有不可再生的特點,礦區原始的狀態很難復原。每個礦區的地質環境、資源等都不同,礦區的經濟技術水平、人員的素質各不相同,地質災害的規模、強度等也各不相同。
1.2礦山開采造成的地質環境問題
1.2.1礦山開采引發地質災害
1.2.1.1泥石流和礦區沙漠化災害
其一,在采礦與礦山建設過程中產生的棄土、石渣,對礦區原有的地形條件帶來集中性的干擾和改變,形成、演化泥石流溝,從而引發泥石流。泥石流主要發生在溝道和坡地中,具有密度大、規模小、災情重、爆發頻率高、可預測等特點,根據礦產資源集中分布的狀況和工程技術的進展,泥石流的分布區域也相應改變。其二,礦產資源開發對礦區周圍的地表植被帶來危害,導致植被死亡;或由于礦區的表土被剝離導致地表的生態系統遭到破壞,導致礦區土地的生產力逐漸下降,地表呈砂石、碎石、荒蕪的狀態。礦產開發區的附近是沙漠化主要位置,并以此為同心圓逐漸向外減弱,影響范圍和對礦山的開發規模關系密切。
1.2.1.2地面坍塌和邊坡失穩
其一,礦區的地面變形坍塌,是由于地下開采的這類礦山,因采空區的上覆巖土體變形或者冒落,造成地表發生變形破壞而造成財產損失或者人員傷亡,是十分突出的礦山環境問題。地面坍塌的后果是破壞了地貌,影響了生態,導致耕地和道路毀壞,河流改道,建筑物倒裂。其二,邊坡失穩是由于礦區地下采空,巖體原有的地應力平衡被破壞,導致山體崩塌開裂。
1.2.2礦山開采引發環境污染
1.2.2.1大氣污染和水污染
其一,大氣污染的成因多樣,礦山在采礦和選礦過程中都存在著程度不同的有毒有害氣體排放,導致礦區的大氣遭受污染。其中,主要的污染因素有以下幾點。露天和地下采礦過程使用大量的炸藥和柴油機等動力設備,從而產生CO等氣體,造成礦區大氣污染;選礦生產過程產生的大量有毒物質和粉塵,同樣是礦區大氣污染重要的一個因素;礦區的交通運輸產生重金屬物質含量極高的廢氣,電廠、燒結廠外排的濃煙所產生的有毒害物質,都會造成大氣污染。其二,礦山開采所產生的大量的富含酸堿、重金屬離子、各種選礦藥劑、固體懸浮物的洗選廢水和礦井水,以及生活污水,是為水污染。
1.2.2.2固體廢物污染
礦山固體廢物對人體的健康與礦山的安全帶來危害和隱患,對其進行治理是保護礦山環境的一項重要內容。礦山開采產生大量固體廢物,這類廢物的利用率低,對礦區的環境造成嚴重污染。礦山的固體廢物是指各類礦山在開采過程中所產生的廢石,在選礦的過程中所排的尾礦。礦石開采量越大,所產生的廢石與尾礦也越多。這類固體廢物損傷地表、占用土地;浪費地表資源,同時污染土壤和水質,影響正常的農業生產并危害生物;廢石滑動易引發塌方,對人身安全帶來危害;污染自然環境,對生態平衡造成破壞。
2礦山開采與資源保護
礦產資源的保護與所選用的采礦方法密切相關,尤其是礦體頂底板圍巖中含有有用貴金屬礦物的多金屬礦床。如果采用露天開采,將會破壞礦山頂底板圍巖,如果頂底板圍巖的有用金屬含量是漸變的,則使礦產資源貧化,對今后的選礦不利。另外,礦山在采裝、運輸和堆存當中又會造成有用礦產資源的損失。特別是在有用礦物的堆存中,將會給偷盜資源的不法分子創造條件,造成國家資源損失,給礦產資源的監管和市場的統管增加了難度。
采用地下開采,礦山的頂底板圍巖沒有破壞,并且適時的將采空區充填,除鐵以外的有用資源賦存在原始狀態下,沒有破壞。將來再開發時,根據礦體賦存條件和礦石質量有計劃的進行開采,則可以有效的保護國家資源,減少礦石的損失和貧化。
3結論
(1)我國的露天開采礦山,在條件適合時及時轉入地下開采,對礦山的生產能力不會造成影響。地下開采的采礦成本已經不是制約采礦方法選擇的重要因素。
(2)礦山采用地下開采,可以減少排土場占地,大幅降低二氧化碳的排放,對改善我國的生態環境、節省能源,意義重大。
(3)礦山采用地下開采,可以有效的保護國家礦產資源,提高礦產資源的綜合利用率,降低有用礦物的開發利用成本。
(4)建議我國在礦山開采設計技術經濟評價時要考慮開采方法對礦山環境和生態環境的影響,同時還要評價開采方法對資源保護所做的貢獻等有傾向性的指標,保證礦山開采方法的合理性。
參考文獻
[關鍵詞]礦山環境 礦產開采 地質問題 治理對策
[中圖分類號] F407.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-2-11-1
0引言
我國的礦產資源開發總規模位居世界第三,礦種豐富,存儲量大,約占世界存儲總量的15%。但我國礦產資源的分布地域性極強,東西、南北差異較大。由于不同地區技術手段或者礦山開采的思想理念不同,各地區對礦山的開采引發出了各類地質問題,尤其是對礦山周邊自然環境的破壞,極易引發多種地質災害,目前礦山環境所面臨的地質問題越來越突出。
1我國礦山環境存在的主要地質問題
1.1耕地與建設用地面積減少
許多礦山采用露天開采的形式,開采產生的廢渣、廢石堆砌成山,占用了大量的耕地面積與建設用地,地表的植被也由于胡亂堆放尾礦而導致水土流失,甚至造成嚴重的土地荒漠化。由于開采而產生的廢棄石料品種繁多,并且物理性質不穩定,在長期的堆積擠壓過程中,可能會造成揚塵、滲漏、風化、分解等,其中所含的有害物質也會隨著雨水的沖刷而滲入土壤中,對礦山周邊的生態環境造成一定的影響。礦場還需要占用大量土地供采礦活動所用,如進行廠房建設、工業廣場的搭建、對礦場的使用等。據不完全統計,我國礦山開采所產生的廢渣、廢石共壓占全國土地面積近600萬公頃,其中占用森林面積一百多公頃,草地面積約26萬公頃,各類大大小小的礦山采礦活動使我國的耕地與建筑面積變得越來越貧乏。
1.2采礦造成各類地質災害頻發
在開采過程中,由于開采區地下被挖空,地面極易發生塌陷情況,由于各地的地理條件以及開采方法不同,開采區域塌陷的形狀、程度也不盡相同[1]。礦山開采時,開挖的邊坡以及采空破壞了山體的穩定,就會產生山體裂隙,在礦山開采中一般會產生兩類裂隙:一是盆地下沉,其區域產生張力,導致山體裂隙,這類裂隙規模大、延伸線長、影響范圍廣;還有一類就是由于小規模開采而產生的地面裂紋,表現為小陷坑,這類裂隙不會對生產及作業產生大的影響。
對礦山的不科學開采還會引起滑坡、泥石流等地質災害,許多中小型礦山企業將挖出的廢渣常年堆積在山坡或溝谷中,一旦下大雨、暴雨,就極易引發泥石流。有些地區由于礦場地下頂板坍塌,會導致礦場周邊巖層變形,因而誘發地震。
1.3礦區水系統遭到破壞
在采礦活動中,對礦山環境影響最嚴重的就是地下水系統遭到破壞,礦山在開采時會改變當地水流的給排水系統,導致地下水位下降,使得地下水環境被破壞,從而產生一大片降落漏斗,污染礦區地下水系統。開采還會造成現有泉水枯竭、河水斷流等,這將嚴重影響當地人們的正常生活、生產、農業等活動。
2導致礦山環境地質問題的主要原因
2.1相關法律法規不健全
我國對于礦山環境的地質問題目前只出臺了《中華人民共和國礦產資源法》和《中華人民共和國環境保護法》兩部法律法規[2],而在這兩部法律中只提出了一些原則性要求,對于其中許多具體情況并未制定任何規章制度,因此對于許多行為,礦山企業難以做到有法可依。 管理礦山資源開采的部門多達十多個,各個部門間極少溝通,因此資源無法共享。在管理體制上,各個部門職責不明確,一旦出現狀況相互推脫責任,相互扯皮,導致礦山環境地質問題難以得到實質性的改進。
2.2缺少必要的資金和技術投入
我國屬于發展中國家,有限的經濟實力決定了我國對礦山環境的投入能力,這是制約礦山環境治理的一個重要影響因素。總的來說,我國對礦山開采及環境地質問題的恢復治理資金投入太少,導致開采技術落后,重視程度不夠。落后的開采技術更容易造成山體滑坡、崩塌等地質災害。對于礦山環境的地質問題,是一項技術性較強的工作,需要國家給予足夠的資金支持及技術投入,只有必要的資金投入和技術支持到位,才能從根本上治理好一系列地質災害。
2.3中小型礦山盲目開采
在我國,許多中小型礦山在開采過程中沒有長遠的眼光,不注重可持續發展理念,過度追求短期利益最大化,因此無節制地對礦山進行盲目開采,忽視對礦山環境的保護工作,使得礦山遭到嚴重破壞,原本很脆弱的山體環境更加脆弱,地質問題也越來越嚴重。盡管相關單位對此進行過多次整頓,但該現象仍未完全杜絕,在偏遠或管制不嚴的地區,仍有部分礦山企業不重視礦山的環境問題,導致地質災害頻發。
3我國礦山環境地質問題治理對策
3.1積極推進立法工作,加強礦山法律法規建設
隨著國家對礦山環境地質問題的越來越重視,相關部門在思想上對礦山的開采工作以及地質環境的治理工作有了一定的轉變,我國正在積極推進礦山環境的治理的立法工作,各項規章制度也在逐步完善。繼國土資源部推出《礦山地質環境保護規定》后,各省市部門也相繼出臺了許多地方性的行政法規,以恢復為主要手段,實施礦山環境地質保護,促進本地區礦山企業的健康發展。
3.2加大資金投入,積極整治各類地質問題
礦山環境地質問題的治理及整頓,需要大量資金的支持。各地政府應該通過各種渠道,加大資金的投入,設立礦山專項整治資金,用于治理各類地質問題[3]。對于老礦山遺留下來的問題,由政府補助與企業分擔,共同治理;對于新開工生產的礦山,按照“誰破壞、誰治理”、“誰開發、誰保護”的原則,將礦山環境保護落到實處。同時,還可在大中型礦山開展礦山生態環境恢復試點工作,將礦山開采與生態環境的建設相結合,發展綠色開采工作。
3.3做好規劃,提高礦山環境保護意識
礦山資源的開采,應該結合礦山環境特點及優勢,跟據當地經濟狀況、人口分布、技術條件等,做好開采規劃,制定出完整的開采方案。在開采中要責任到人,積極推進環保意識,尤其對于參與開采作業的工人,更要加強其礦山環保觀念,切實將礦山環境的保護作為生產的重中之重,保證礦山的順利開采以及礦業的可持續發展。
4結束語
我國正處在經濟騰飛的時期,對各類礦產資源的需求量很大,但我們在開采中一定要注意方式方法,不能以犧牲環境為代價進行盲目開采。礦山環境本身比較脆弱,我們不能人為破壞、誘發各種地質災害。在對礦山的開采工作中,我們除了要采用先進技術合理開采,還需要盡可能的修復已經被破壞的礦山環境,這樣才能使我國礦產資源的開采長期穩定地進行下去。
參考文獻
[1] 徐友寧. 礦山地質環境調查研究現狀與展望[J]. 地質通報,2011,(27).
關鍵詞:非煤礦山;安全生產;管理要點;分析
中圖分類號: TU714 文獻標識碼: A
引言
對于我國的非煤礦山而言,安全生產是一項重要的基礎工作,同時也是一項重要的管理內容。統計數據表明,每年非煤礦山發生的安全生產事故占所有安全生產事故的比例較高,給國家及人民生命財產都造成了嚴重的影響。基于這一考慮,在非煤礦山的生產過程中,必須將安全生產管理作為主要的內容來抓,除了要明確安全生產管理的重要性之外,還要認真分析非煤礦山安全生產管理存在的問題,明確安全生產管理要點,并制定具體的解決措施,有效解決非煤礦山安全生產中存在的問題,提高安全生產管理效果。
一、非煤礦山安全生產管理存在的主要問題分析
部分礦山不按開采設計和開發利用方案進行開采,甚至沒有開采設計和方案就開采,小打小敲遍地開花,短期行為較為普遍,有的擅自改變開采順序和開采方法,有的不按核定的開采規模超量開采、越界開采,有的以探代采,有的取得采礦權后自己不投入開采,有的將采礦權非法轉讓或承包他人開采,無證開采和亂采濫挖現象時有發生,非煤礦山生產管理秩序較為混亂。
礦山布局不夠合理,缺少科學統一規劃和嚴格控制,大礦小開問題比較突出,資源浪費較嚴重。雖然這些年經過專項整治,關閉了一批不符合安全生產和開采條件的礦山,但非煤礦山開采點總數仍然偏多,且布局不合理,這些小礦山多數開采不規范,資源浪費較嚴重,礦業經濟的規模效益沒有體現出來;雖然目前采取了整合小礦為大礦,但礦業權單位與生產、開采業主不統一,整合難度較大。
部分非煤礦山業主,對礦產資源國家所有的認識不清,他們以服務當地、脫貧致富等為理由,不辦理采礦許可證和安全生產許可證,導致非煤礦山管理阻力重重,環境損壞。
由于申請辦理采礦許可證和安全許可證程序較復雜,資料組織時間較長,導致礦業主邊申報邊開采,礦山生產處于合法與不合法之間。
二、非煤礦山安全生產管理要點及對策分析
從目前非煤礦山的實際生產過程來看,安全生產管理問題比較突出,不但危害了非煤礦山的整體經濟效益,還對非煤礦山的從業人員產生了安全影響。基于這一認識,我們應明確非煤礦山的安全生產管理要點及應對措施。目前來看,非煤礦山的安全生產管理應做好以下幾方面工作。
1、制定科學合理的開采設計方案,加強開采管理
考慮到礦山開發的特殊性,如果沒有科學合理的開采設計方案就貿然開采,不但無法獲得合理的效益,還容易帶來較大的安全隱患,為日后生產帶來嚴重影響。同時,不經設計就隨意開采,不能達到礦山資源的合理利用,容易造成資源浪費。基于這一考慮,在礦山開采過程中,必須在開采前制定科學合理的開采設計方案,并嚴格按方案執行,同時加強開采管理,引導礦山進行科學開采,從根本上提高非煤礦山的開采質量,滿足其安全生產管理需求,提高整體安全性。
2、對礦山進行統一布局,按照規劃方案統一開采
在非煤礦山的開采過程中,由于礦山中除了主要礦產之外,還包括共生礦產,如何保證對礦山礦產的有效開采,實現多層次開采成為了礦山生產的關鍵。但是有些礦山在開采過程中,忽視了對共生礦產的開采和利用,在開采過程中缺乏統一的布局,導致了開采效率低下,安全事故頻發。基于這一考慮,在非煤礦山的生產過程中,應注重對礦山的統一布局,并嚴格執行礦山規劃方案,保證整個開采過程得到合理地控制和管理,從根本上促進非煤礦山安全生產管理取得實效。
3、礦山開采之前,必須辦理合法的安全開采手續
礦山生產和其他生產一樣,只有取得合法的手續和許可文件才能進行。對于目前部分小礦山開采過程中缺乏手續的問題,必須嚴肅處理,一經發現,堅決予以取締。非煤礦山的生產不同其他行業,如果不經過安全驗收取得安全開采手續,無法達到安全生產所必須的條件,也就無法滿足安全生產要求,從而給生產過程留下安全隱患,一旦出現安全生產事故,無法做到有效追責。所以,非煤礦山在開采之前,必須辦理合法的安全開采手續,滿足安全生產需要之后才能開采。
4、嚴肅礦山安全開采手續辦理制度,手續不全不允許非法開采
為了保證礦山安全生產管理取得積極效果,應從源頭抓起,不但應明確礦山安全開采手續辦理制度,還應嚴肅非煤礦山安全生產許可的重要性,應在非煤礦山安全開采制度上入手,提高安全生產許可手續的辦理門檻,推動非煤礦山在安全生產上面的投入,使非煤礦山具有了充分的條件之后才能核發安全生產許可證,從根本上杜絕非法開采的情況,避免非煤礦山因不具備合法的安全生產許可文件而造成的安全事故。因此,對于非煤礦山來講,應嚴肅礦山安全開采手續辦理制度,手續不全不允許非法開采。
5、建立一支高素質的安全監管隊伍
一支作風過硬、業務精良的監管隊伍是落實安全生產各項規定的重要保障。把好入門關,應對從事安全監管業務工作,的人員實行全國性的資格認可制度,確保從事安全監管的業務人員具備基本的技術知識和法律知識,擁有合理知識結構;在崗培訓工作制度化,對安全監管人員應,規定每年輪訓、業務交流的時問和內容。內容務實并及時更新,以保證安全監管人員的業務知識及時得到更新,為監管工作質量提供保障;建立礦山安全監督執法隊伍,實行特殊崗位津貼(像臺灣的危險津貼),鼓勵監管人員深入礦山一線。
6、加強機構建設
擁有一個穩定的機構和一批數量相當的監管人員才能使監管工作穩定、深入、持續、有效地進行。國務院為加強安全生產監管工作的權威性已經將國家局升格為總局。我們應抓住這次機構改革的機遇,積極推動地方安全監督管理機構,尤其是要推動市、縣級機構的建設,力爭機構、人員、經費和裝備到位,使監管力量與監管任務相適應,與社會主義市場經濟發展的要求相適應,切實保障經濟持續、快速、健康發展,保護國家和人民群眾的生命財產安全。目前全國有26 000個煤刁’一、10萬個非煤礦山、58 000個加油站、13萬個鐵道和公路交叉口、民航每天起落的吃機1萬多架次、海上水上漂舶各種大小船只150多萬艘、2 800萬輛汽車。我們面對如此眾多的監管對象,必須以一定的監管力量為基礎保障。
結束語
通過該文的分析可知,在非煤礦山的生產過程中,安全生產管理是一項重要的基礎工作,對保證非煤礦山的安全生產具有重要的現實意義。為此,我們應從制定科學合理的開采設計方案,加強開采管理、對礦山進行統一布局,按照規劃方案統一開采、礦山開采之前,必須辦理合法的安全開采手續、嚴肅礦山安全開采手續辦理制度,手續不全不允許非法開采這四個方面,認真做好非煤礦山的安全生產管理工作。
參考文獻
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[關鍵詞]礦區 地質災害類型 應對措施
[中圖分類號] P694 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-8-39-1
在我國礦山開采是極其重要的事情,它對于我國的經濟發展起到一定的推動作用。不過因為礦山開采活動對地質本身的結構也會造成一定的影響,這就會導致一些地質災害的頻繁出現。出現這種情況不僅會影響我國的自然資源遭到嚴重的破壞,同時也會對生態環境造成不利的影響,另外還會影響社會經濟的快速發展,因此應該對其重視起來,給予高度的關注。
1我國礦區開采活動概述
我國的礦產資源豐富,是一件值得驕傲的事情,而且礦產的開發也有著非常長的歷史,不過隨著社會的發展,當前對于礦區開采活動比較落后。歸根結底一方面是由于受到開礦勘探手段的限制,還有在開采的設備還有采礦的工藝方法上不先進,根據當前的開采設備及技術來說,在開采礦石的過程當中,是會對礦山的原有地質造成一定的影響,也會給生態緩解帶來很大的負面影響。另外當前我國有不少的小型的礦區發展很快,在管理起來受到一定的限制,這會形成礦山開采過度,對生態平衡造成嚴重的破壞。而且,因為受到我國礦山地質災害的監測手段的限制,這會在預防地質災害的時候,起不到更完善的作用。
上面論述的這些觀點是出現礦區地質災害的基本原因,所以我們在分析礦區地質災害的頻繁發生的原因及特點的情況下,還需要對地質災害的類型進行了解,這樣才能夠找到更有效的預防方法。
2礦山地質災害類型
我國礦山地質災害出現的原因是比較復雜,這也會導致地質災害具備了復雜性及多樣性的特征。因為我國礦山地質災害的類型很多,以地質災害的發生和時間的聯系來進行分析的話,是分為突發性和緩發性兩種。突發性的地質災害類型是瞬間發生,預防性很難,像瓦斯爆炸等。像緩發性的地質災害多是受到長時間的開采活動形成的,無法在早期發現,一旦出現異常就會造成很大的損失,比如礦區的水污染及地面下沉等情況。再以災害發生原因及空間分布為特點的地質災害的發生多是有根源的,這樣方便我們逐步了解災害形成的原因:
2.1巖土圈層形變災害
由于長時間的開采礦區,大部分礦石被運出,導致礦山的巖土量及型材發生質變,這就會進一步影響巖土圈層的結構發生變化,就會產生地震、斷層錯位、地面下降出現縫隙、泥石流、滑坡、山崩等,造成巨大的損失和破壞。另外,再受到開采方法不合理,也會導致地下出現工程事故,比如洞井塌陷、冒頂、鼓底、巖爆等。有時還會受到挖掘面不穩定,隨時導致巖石圈應力釋放出來,形成巖石爆裂,給礦山造成毀滅性的破壞。
2.2地下水位異變災害
在開采礦山的活動中,可能會對地下水層造成影響,假如破壞了其平穩性,會導致地下水位發生變化,若在開采中發現一些壓力大的地下水層,會導致水源迸發,對現場工作人員造成生命威脅。造成這種情況的原因是由于不規范開采,私自勘測造成的。另外,在坑內出現的泥石漿、水漏等情況也會影響地下水位,造成無法順利開采,影響周圍居民生活。
2.3礦體內因引起的災害
這種災害的情況一般是因為礦區地質發生突發性的地質災害造成的,比如瓦斯爆炸、煤層自燃、火災或地熱的情況。像最常見的是瓦斯爆炸,多是因為開采時通風不好導致的。
2.4礦山環境化學污染災害
因為在開采活動中會形成一些廢渣、廢水等,如果不及時處理,長時間堆積會出現化學污染,造成自然生態環境的破壞。一般會出現在尾礦庫決壩、水土污染及土地退化等,無論是怎樣的情況,都會造成地質條件受損。假如出現災害,就無法恢復原有良好生態環境,所以環境化學污染是最為嚴重的一個類型。
3礦山地質災害的勘查方法及應對措施
一般礦山地質災害多在深部發生,在勘查的時候需要借助遙感信息和物理勘查方式。當前最常用的有:地球信息技術綜合法、地球物理勘查法、環境化學勘測法等。按照礦山地質災害的類型來分析,不少的災害是可以通過有效的預防來控制,在對于預防災害起形成了一個很好的方法,就是預防解決。根據筆者的豐富經驗,總結了幾個預防方法,具體如下:
3.1完善礦山開采前的風險評估與環境評估
在進行礦山開采之前需要做好評估,對地質周邊環境有一個規范的開采政策及體系,這樣可以在活動中做好預防,而且還可以確保開采后促進環境恢復,這項措施需要相關部門制定環境保護與恢復治理的制度和規劃,并強制性執行。
3.2加大宣傳預防地質災害知識,提高開礦工作人員素質
對參與開礦的工作人員積極宣傳預防地質災害的知識,增強其對災害形成的危機意識及防范意識,加強學習預防減災的手段和方法,使每個礦工都具備一定的預防災害,避險,搶險的能力。
3.3利用先進信息技術提高勘查技術
一定要提高礦山開采的勘查儀器的嚴密性,這樣可以及時監測到一些潛在危害,對礦山開發進行動態監測,建立一個系統性的監測體系,更好的做到地質保護與環境博保護工作,避免重大損失。
3.4完善礦坑、礦井邊坡設計,確保地質結構穩定
開采過程中,不注意礦坑及周邊的穩定,很容易在開采中出現裂縫,為預防這種情況的出現,要做好地質動態勘查,提前做好預防,完善礦壩的設計,使其具備一定的堅固和穩定性,建設滑坡或塌方的出現。
4結語
通過以上分析,造成地質災害的原因多是人們在開采時沒有做好預防措施,這會給礦區的自然環境和地質結構造成很嚴重的影響,所以一定要重視地質災害的危害性,同時也要增強礦山開采的技術,并積極采取有效的預防方法來避免地質破壞。可以根據地質災害類型,提出一些針對性的合理方案,確保礦山開采的順利進行,保障周邊居民的生命安全。
關鍵詞:國內;金屬礦山開采;發展方向
隨著我國經濟的快速發展,礦產資源的需求量也隨之增加。然而在采礦的過程中,不僅產生了很多廢物,還破壞了自然環境。因此,我國提出要建設礦山,積極尋求安全、低成本、高效的采礦技術,實現經濟的可持續發展。
一、國內地下金屬礦山采礦技術的現狀
(一)國內金屬礦產資源嚴重缺乏
不僅富礦少,貧礦多,而且大型和特大型礦比較少。很多礦山為了獲得更多的經濟利益,往往采富棄貧,使礦產資源出現嚴重的浪費現象。
(二)國內的采礦技術發展不平衡
我國幅員遼闊,但是全國各地的經濟發展水平具有很大的差別,礦業的發展水平也具有很大的差異。在某些發達的地區,其采礦技術已經達到了國際化的先進水平,然而在經濟發展比較落后的地區,其采礦技術也非常落后,采礦設備也不齊全,而且采礦的貧化率比較高,從而導致礦山開采的效率變低。
(三)國內的資源回收率和綜合利用率較低
近年來,國際上很多國家都越來越重視對金屬礦山資源的回收利用。發達國家對金屬的綜合利用以及回收利用的技術已經達到很高的水平,而我國對金屬的綜合利用以及回收利用的技術還比較落后,目前,我國的礦產資源綜合利用率還不到20%,礦產資源的回收率僅為30%。
(四)地下開采造成嚴重的環境問題
地下開采導致地面塌陷,破壞地形與地貌的景觀,破壞地下水資源。隨著礦產的開發以及礦山地質環境的日趨惡化,環境容量之間有限的壓力也在增加。目前,國內礦山環境問題比較嚴重,還不能很好的適應我國經濟社會發展的新要求。
二、國內地下金屬礦山采礦技術發展方向
我國金屬礦山采礦技術研究已經取得了一定的成績,但是總體的采礦技術發展水平還比較低。為了提高采礦的技術水平,降低采礦的成本,實現經濟效益,今后采礦技術的發展方向被定為:精細開采技術、大規模采礦技術、無廢開采技術、無人化開采技術等。
(一)精細開采技術
隨著我國科學技術的不斷發展,社會分工也變得越來越精細,金屬礦產開采的專業化程度也越來越高,采掘業開始進入精細生產時代。實現邊坡開挖量、礦巖運輸功、維護工作量、露天采礦環境破壞等方面的最小化,以達到露天礦精細開采的目的。同時不斷的改善精細開采的工藝,配合精細額生產管理,獲得更好的礦山開采經濟效益,社會效益以及環境效益。
(二)大規模采礦技術
大規模采礦技術的核心是大直徑深孔崩礦技術。大規模開采的方法主要有分段空場法、VCR法、嗣后填充法、分段崩落法、階段空場法、階段崩落法等。我國崩落采礦技術的發展主要表現在無軌出礦的高階段自然崩落法、高分段大間距的無底柱分段崩落法。隨著階段高度以及分段高度的不斷加大,采礦的強度得到提高,采礦的成本也一定程度上降低,讓礦山開采企業獲得了較好的經濟效益。為了更好的實現自動化和機械化開采,今后要廣泛的應用大規模采礦技術。
(三)無廢開采技術
無廢開采指的是最大程度的減少廢料的排放和產出,有效提高資源綜合利用率,降低礦產資源開發的負面影響的工藝技術。我國在無廢開采方面已經取得了一些進展,無廢開采技術將在今后的礦產開采中應用得更加廣泛。
(四)難采礦床采礦技術
隨著地表資源不斷的消耗,采礦逐漸向深部發展,不斷的增加低溫低壓,特別是高應力礦區增高采場突發失穩等風險,加大了其潛在危害。對采礦進行深部充填,可以解決采場的不均衡應力。充填法對深部礦床,構筑物下礦床,水下、建筑物下礦床以及自然傾向礦床的開采具有重要的作用。目前,我國主要是采用充填系統自動化技術、高分層落礦以及無軌設備等技術,降低充填采礦法的采礦成本,大幅度的提高采場生產能力和勞動生產率。
(五)低品位礦床采礦技術
我國的礦產資源富礦少,貧礦多。用傳統的方法開采低品位的礦床,不僅經濟效益低,而且采礦成本高。溶浸采礦技術是結合選、采、冶等技術,直接從地下采集金屬的開采工藝。對于傳統常規開采方法不能回收的難選礦石、難采礦體、低品位礦石以及廢石中有用的成分,采用溶浸采礦能夠很好的進行回收,從而使地下礦產資源的可利用范圍變寬,增加礦石儲量,滿足了我國礦石產品日趨增長的需求。
(六)無人化開采技術
目前,我國的大部分金屬礦山開采還處于輔助操作控制和半自動化狀態。我國采礦設備不斷向智能化、遙控技術化、大型化和自動化技術發展,為無人化開采技術研究奠定了良好的技術保障。今后,無人化開采技術將持續發展下去。
三、結束語
綜上所述,我國地下金屬礦山采礦技術還存在一些問題,如國內金屬礦產資源嚴重缺乏,國內的采礦技術發展不平衡,國內的資源回收率和綜合利用率較低,地下開采導致地面塌陷,破壞地形與地貌的景觀,破壞地下水資源等。筆者通過深入研究,總結出了國內地下金屬礦山采礦技術發展方向,如精細開采技術、大規模采礦技術、無廢開采技術、難采礦床采礦技術、低品位礦床采礦技術以及無人化開采技術。
參考文獻
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關鍵詞:礦山地質;3S;災害類型;防治措施
Abstract: after the exploitation of mineral resources, in a great extent change the local geology environment, causing many serious mine geological disasters. This paper, from the mine geology disaster caused the main factors of, combining the characteristics of time and space of geological disasters and disaster methods, the mine geology disaster into several main types and the class. And according to the several types of geological disaster characteristics, this paper explores the establishing of the corresponding prevention and control measures, to China mine geology hazard prevention and control and the mine geological environment management to provide the scientific basis.
Keywords: mine geology; 3 S;Disaster type; Prevention and control measures
中圖分類號:O741+.2文獻標識碼:A 文章編號:
1、概述
由于礦產開采過程勢必改變原有穩定的礦藏條件,改變了當地的地質環境,而由于人為的采礦活動改變了地質環境所引起或誘發的災害被稱為礦山地質災害。礦山地質災害的發生會對生態環境、自然資源和經濟社會造成不可估量的危害和破壞。
我國的礦產開采具有相當長的歷史,在相當長的時間內,我國礦產開采技術和設備都比較落后,這種條件下的礦產開采導致礦山地質環境不斷惡化,礦山地質災害事故頻發。危及生命的礦難和環境災害時有發生,近年來還有逐漸上升的趨勢。因此,根據我國礦山地質災害發生及發展規律、特點,將礦山地質災害進行詳細分類,并根據其各自特點提出防治災害的措施,是一項十分必要的工作。
2、礦山地質災害類型
就目前的科學技術發展狀況而言,采礦活動的范圍仍多數被限定在地球表面和巖石圈層內部。在礦脈開采之前,礦區地質環境是處于穩定平衡狀態。而采礦過程,是從地殼內部的土壤、巖石圈層挖出大量的土石方,對地質環境進行了巨大的破壞,使其處于非穩定狀態。我們可以看出,不論鉆井開采、掘坑開采、注液開采,還是露天開采,都改變了原有的地質環境,這種不平衡性的出現導致了地殼物質的不穩固,進而容易引發災難性地質改變。
礦山地質災害類型很多,若單從災害發生的速率加以區別,可分為突變型礦山地質災害,如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等,另一種就是緩發型礦山地質災害,如采空區的地面沉降,水體污染等。然而,在我們最常用的地質災害分類,常常是以地質災害的時空分布和成因關系來分類。這種分類方法有利于對地質災害的成因進行深入探究,才能根據各種地質災害類型制定相宜的防治措施。人為地質作用過程中不合理或者不科學改變地質環境,進而誘發的地質災害基本涵蓋了除火山噴發之外的所有地質災害類型,本文將就其特點簡要分類闡述。
2.1 巖土圈層形變災害
這部分礦山地質災害是由于采礦活動改變了礦區的地質環境,導致地區地下和地表巖土圈層形變,進而引發的災難性后果。
2.1.1 誘發性地震
由于采礦活動致使巖土圈層結構性失衡,這種失衡狀態反映在巖土圈層內部就是地震與斷層錯位。短時間的斷層劇烈錯位容易產生誘發性地震。由于人為地質改變而誘發的淺源性地震,深度小,危害和破壞力卻十分巨大。小震級的地震,就可能致使井下和地表巖土圈層的劇烈改變,從而對建筑物、地表結構造成危害。
2.1.2 斷層錯位
斷層錯位也是圈層結構性失衡的一種表現,不過由于斷層錯位具有緩發性,能量在緩慢積聚,短時間內不易被測量和察覺。但是,可以預見,隨著開采活動的不斷進行,礦脈被采空后,斷層積聚能量會在短時間釋放,終究會造成巨大的危害,這種災害對礦山及周邊地質環境的破壞力也十分巨大。
2.1.3 地面圈層形變
地下巖土圈層的形變,往往導致地表巖土圈層下陷、沉降、開裂等,進而引發危害性巨大的礦山地質災害。例如,礦山地面和采空區塌陷、礦區地面沉降,地面開裂。一般的礦區地面塌陷主要發生在井巷開采的礦山地區。礦脈埋藏較淺,礦區地面平緩,地面塌陷與沉降的現象較為常見。而礦脈埋藏深、距地表較遠的開采區,如果不能及時回填礦渣,就有可能發生大面積塌陷,地面塌陷、沉降和開裂不僅可破壞水土、建筑物,還可能毀壞道路、水庫等公共資源與建筑,造成更大的危害。
2.1.4 斜坡巖土體運動
這一類災害是由于采礦區地質邊坡或地表斷層邊緣結構不穩造成的災害,如崩塌、滑坡、泥石流等。例如采礦邊坡失穩,常常會造成邊坡巖土滑坡,巖崩等災難,泥土邊坡在雨后形成流動性土體,形成災害性泥石流等。這些地質災害發生的主要原因是不合理造成的采剝失調、邊坡角度過陡等形成不穩定結構。此一類型礦山地質災害多發生在露天開采或掘坑開采礦山。這種災害常常瞬時發生,但造成結果危害性更大,如礦山山崩,往往使礦產毀于一旦,造成人員大量傷亡,危害極大,是此類災害的典型例子。
2.1.5 礦坑工程災害
不合理的礦山開采手段與落手的開采方式,常會造成礦山地下工程災害事故的發生,如洞井塌方、冒頂、偏幫、鼓底、巖爆等。這些災害均是因為礦井、礦坑內的巖土圈層發生地殼應力變化,而導致巖層、土層應力突然釋放,導致大量巖石、碎屑,并向坑井內突進,給礦井開采帶來危害,危急礦工安全并造成財產損失。例如坑內巖爆就是因礦坑周邊和頂底板圍巖,在受到巨大的巖石圈層應力作用狀況下,一旦因采掘面不能維持平衡,即有可能產生巖石圈層應力突然釋放,導致巖石破裂迸裂,并向坑內大量噴射、爆散,從而給礦山帶來毀滅性災難。
2.2 地下水位異變災害
礦山開采過程中,深層開采有時會破壞地下水自由淺水層或層壓含水層的結構穩定性,進而引起地下水位和礦山地質環境的改變,造成災害性后果。
2.2.1 礦坑突水涌水
礦坑、礦井突水、涌水是最常見的礦山災害之一。由于地下水位的短時間迅速改變,致使礦坑突然進水。這種礦山地質災害突發性強、規模大,導致后果也十分嚴重。
采礦過程中常因對礦坑涌水量的排空速度估計不足,采掘過程中穿透隔水斷層,或者驟遇蓄水溶洞、暗河,導致地下水大量涌人,造成坑井被水淹沒,造成人員傷亡或其他嚴重災難性后果。這種災害在盜采嚴重礦山頻發,多數因為開采技術低下,私挖亂采的盜采現象存在,相互均有可能突破蓄水坑洞,引發災難性后果。
2.2.2坑內潰沙涌泥
坑內涌砂是礦坑突水的伴生災害,當礦坑采掘過程中遭遇富含泥沙的蓄水層或溶洞,突破隔水層后,泥沙和巖屑隨水一起涌入礦坑,造成涌漿災害。另外一些透水斷層和潛水層也常會因為斷層錯位,夾雜沉積物下漏涌人坑內,其結果是使礦坑被泥漿阻塞,設備和開采人員被泥沙掩埋,致使礦山遭受災難性后果。
2.2.3地下水漏失
由于礦山開采,破壞了地下水埋藏條件,造成地下水的水源補給跟不上消耗的速度。比如礦山開采造成地下河流的改道,過分開采破壞潛水層,這些地質環境的改變,造成地下水位超常下降,從引發地下水源枯竭災害,進而引發河水漏失、泉水干涸,造成局域性干旱區。
2.3 礦體內因引起的災害
這類礦山地質災害常常是因為礦山地質環境改變后,一些偶發因素造成的突變性的災難性后果。
2.3.1 瓦斯爆炸
瓦斯爆炸災害最常見于大小煤礦,由于礦坑通風條件不良,使瓦斯在封閉空間內積聚到一定程度,偶然因素引發爆炸。這種災害常常造成礦山開采人員群死群傷,礦井被劇烈的爆炸損毀,造成巨大的人員與財產損失。
2.3.2 煤層自燃
由于煤層開采,是一部分開采礦面暴露在空氣中,部分煤礦石因氧化放熱導致溫度逐漸升高,熱量集聚后溫度升高速度驟然加快,溫度升高到煤的著火點時,便會引起燃燒。煤層自燃現象在古今中外時有發生,我國每年因為煤層自燃破壞煤炭資源多達2億噸,經濟損失巨大。
2.3.3 礦山火災
礦坑火災常見于煤礦的煤矸石山和硫化物礦床,因為煤矸石和硫化物也能氧化生熱,進而引發火災。礦山火災對周圍環境的大氣危害也十分嚴重,一些常年燃燒的礦山,使當地空氣污染嚴重,區域小氣候發生改變,礦區周圍苗木大量死亡,田地荒蕪,環境狀況堪憂。
2.3.4 地熱
礦山開采過程中,凡需通過深入巖土圈層開采礦產資源,包括煤炭、金屬和非金屬礦等,當達到一定深度后都會遇到礦井溫度升高的危害。通常礦山開采深度達到800 米以后,礦山因含硫量高,開采深度大,地溫非常高,也會導致礦工勞動環境惡劣,嚴重影響正常生產。
2.4 礦山環境化學污染災害
采礦、選礦產生的廢渣、廢水、廢氣物質造成環境污染,也是礦山地質災害日趨凸顯的一種形式。這些廢棄物未經有效處理,直接堆棄或者無序排放,都會造成環境污染公害事件。這種環境災難還會引發水土流失、土地砂化、鹽漬化、地下水斷流等相關次生災難。這些污染事件的后果,往往長期影響人與動物的身體狀況,導致國民經濟和資源、環境的不可持續發展。
2.4.1 尾庫、場庫災害
許多礦山開采,都伴隨著礦場與尾礦庫的存在。場庫失穩主要是由于尾礦壩體不能承受壓力決堤后形成泥石流造成巨大的危害。尾礦庫潰壩常常因為壩體穩定性在日益增加的壓力,或因廢礦液溢出,壩體管涌而發生決堤。尾礦潰堤給礦區人民生產生活都帶來不可估量的災難性后果,同時也會給當地水土環境造成污染和長期危害。
2.4.2 水土環境污染
礦山開采廢水礦坑地下水、選礦、冶煉污水、尾礦滲漏水等,都會造成礦區水源與地下水的污染,同時廢液中的重金屬污染元素、有毒有害元素的存在,也會長期存留在土壤中,形成持久性的環境災害。礦業廢水量大,多數來不及處理,直接被無序排放進入環境水體,直接或間接造成區域性水土環境污染,致使礦區地表水、地下水源、農田遭受長期污染。這種如此危害性常常是潛在性的,其危害性更大。
2.4.3 土地退化
露天開采和掘坑開采是水土流失和土地沙化的一個影響因素。在露天開采和掘坑開采過程中,地表植被、土坡土體的破壞,尾礦的擴展都會導致水土流失和土地退化。而大量的采礦排水,致使土地鹽堿化。
3、礦山地質災害的勘查方法
由于礦山的地質災害都在深部發生,勘查多采用遙感信息技術與物理勘查方法。
3.1 地球信息技術綜合方法
目前的信息技術主要是利用遙感集合“3S”技術,及時掌握地質災害可能的分布、發生地點與區域。如利用全球衛星定位系統對地質災害發生的高危點位精確定位,并利用遙感衛星進行疊加分析,預測災變發生趨勢。
3.2 地球物理勘查方法
主要指應用物理手段,探測巖土圈層相關信息,確定采空區、斷層位移、磁場變化等可能的災害伴發信息,對地質災害進行提前分析與預測。地球物理勘查礦山地質災害的方法主要包括高密度電阻率法、視電阻率法、瞬變電磁法、淺層地震法等。這些方法是預測潛在礦山地質災害重要技術手段。
3.3 環境化學勘測方法
在礦山地質災害預防過程中,人們也常常使用地球化學勘查方法。例如對礦區環境污染的監測,化學探測方法具有不可替代的優勢。這種方法的應用能夠有效確定污染因素、預測污染趨勢、追溯污染源、劃分污染區,為污染治理方案的制定提供重要的科學依據和技術支持。
4、礦山地質災害的防治措施
綜上所述,礦山地質災害由于時空特點與產生條件各有特點,隨著礦山地質勘查的手段逐步應用,我們應針對上述分類和勘查手段,采取有力的防治措施,才能防止礦山地質災害的發生,有效地減少人員傷亡和財產損失。根據礦山地質災害發生的特點,有些礦山地質災害我們能從主觀上加以預防,有些地質災害由自然誘因引起,我們不可能有效預防,因此我們制定具體的防治手段應包括如措施:
(1) 建立和完善礦山開采前的風險評估與環境評估,并制定環境保護與恢復治理的政策法規和規劃體系。做到開采前嚴格評估,開產中積極防范,開采后積極恢復,把礦山地質環境恢復與土地復懇納入法規,強制推行。
(2) 加強宣傳,普及礦山地質災害防治知識,提高礦山開采人員素質,增強其對地質災害的危機感與警覺性。提高礦山生產過程中全員防災、減災技能與手段,強化礦山地質災害的防、險避險、搶險培訓。
(3) 開發與應用先進的信息化、地球物理勘查手段、地球化學勘查手段,對礦山地質進行嚴密監視,對可能發生的潛在災害施行實時監測、動態監測,建立礦山地質災害監測系統,實現礦山地質與環境生態動態跟蹤與管理體系,避免重大人員財產損失。
(4) 加強礦坑、礦井邊坡設計,進行邊坡監測,堅固擋墻穩固邊坡地質構造,開挖后如果出現開裂變形,及時做地質勘察,并做好預防措施。合理建設尾礦礦壩,形成穩定礦場與尾礦庫,降低滑坡和塌方風險。
(5) 對于坑道開采,在坑道內一定要做好支護,做到邊開采邊支護,防止因礦頂坍塌、冒頂等產生的危害,尤其上方有住戶處要預防引起上部地面開裂,同時做好坑道的排水設計,以防因礦坑涌水造成危害。
(6)加強礦山環境監督與檢查,進行全面、系統的地質環境和地質災害影響評估。對破壞生態環境的小礦、低產能礦場進行堅決關停。對于污染型采礦區,制定科學開采和“三廢”排放方案,減少次生地質災害的發生。進行礦場開采后生態環境恢復治理,對于可回填的廢礦進行積極回填。
(7)對于閉坑礦山地質災害的防治和生態環境恢復,應該及時進行治理和生態恢復工作,全面推進礦山地質災害防治與環境綜合治理,進行復墾,提高土地復墾率,結合生態措施實施礦山生態環境綜合治理示范工程。棄渣場經處理后再敷表土、植草種樹。通過上述地質環境恢復工作,減少水土流失,恢復礦山的生態功能,達到生態恢復和維護人類與環境和諧的目的。
(8)將礦山地質災害防治工作納入政府議事日程和國民經濟發展規劃、計劃,按一定比例安排地質災害防治經費,如建立礦山環境恢復治理、政府資助礦山環保、地質災害調查防治等基金。
(9)在礦山開采區應嚴格禁止私采亂挖和越界開采,減少人為擾動,做好植被保護和水土保持工作,積極推行地質環境恢復方案及措施為防止水土流失、恢復植被和景觀。監督與制止開采棄渣胡亂堆棄和不加處理排放,強制其必須統一堆放到開采境界線以外的礦山棄渣場內。
(10)加大防治工作的資金支持,加強應該礦山等相關企業對礦山地質災害的關注度,預留地質災害調度金,構建地質災害、環境災難補償制和問責制。同時加強生態補償制度,加大懲罰力度,用經濟手段調節災害防治力度。
5、結語
礦山地質災害類型多,引發因素多樣,不同類型的礦山地質災害有著不同的形成機制和表現形式。針對不同礦區的地質環境特點,我們應該選擇適當的礦山開采方案,并進行積極的地質災害勘查方法,做到將災害消滅在萌芽期。綜觀當前對礦山地質災害類型、勘查技術方法和預防措施,查明礦山地質災害特征,預測災害體的發展變化,提出防治措施,為礦山防災減災提出合理建議。
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