地質(zhì)構(gòu)造對礦山開采影響的研究

張炎軍

（山西柳林興無煤礦有限責(zé)任公司，山西 呂梁 033300）

我國也是世界上最大的能源產(chǎn)出國家，但是與發(fā)達國家相比，我國的礦山分布更加分散，地質(zhì)條件復(fù)雜，開采難度更大。特別是我國大部分礦山都是向深部開發(fā)，這種情況下能源開采對地質(zhì)構(gòu)造的依賴性更強，越需要對構(gòu)造特征深入研究，根據(jù)每個礦山的地質(zhì)特征制定合理的開采計劃和持久的開發(fā)方案。

1 地質(zhì)構(gòu)造與礦山開采工作的關(guān)系

礦產(chǎn)資源是重要的能源，礦產(chǎn)資源的儲量和開發(fā)量都處在世界前列。礦山的分布和富集受到地質(zhì)構(gòu)造的影響分布及其不均勻，總體上呈西多東少，北多南少的局面。地質(zhì)構(gòu)造是多種礦山開采事故發(fā)生的重要因素，不了解或者錯誤的地質(zhì)構(gòu)造信息能夠帶來災(zāi)難性的采礦事故，地質(zhì)構(gòu)造更是直接影響礦山開發(fā)工作，對礦企的開發(fā)意義重大。

2 地質(zhì)構(gòu)造對礦山開采事故的影響

根據(jù)2013年～2017年全國礦山事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)，除去人為操作等原因的爆破、運輸、機電事故之外，瓦斯、頂板（坍塌）和水災(zāi)是礦山開發(fā)過程中的發(fā)生率最高的事故類型（圖1）。

圖1 2013年～2017年中國礦山事故統(tǒng)計圖

（1）開采沉陷與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系。采礦過程中塌陷是所有礦區(qū)最為常見和最大的安全隱患。除去要遵守各項安全規(guī)定外，如何認清礦床的地質(zhì)構(gòu)造是進行安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。地質(zhì)構(gòu)造對采礦塌陷具有重要的影響控制作用，礦層傾角、褶皺構(gòu)造、節(jié)理的發(fā)育以及斷層的控制作用最為明顯，在礦山開采方案時要充分認清這些地質(zhì)構(gòu)造的基本參數(shù)，避開危險因素，從源頭上消除采礦塌陷的隱患。

（2）礦井水災(zāi)與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系。采礦工作面回采中會遇到各種各樣的水害，按照出水位置，既有來自頂板的水，如松散層水、砂巖水、老空水和離層水；也有來自底板的水，如奧灰水和寒灰水，來自礦體中的水較為少見[1]。目前我國的能源開采技術(shù)在不斷改進，出現(xiàn)了一些現(xiàn)代化的礦井，而由于部分礦井的綜放工作面礦層厚度較大，開采設(shè)備很難進入深部礦層，綜采綜放工作面井下水的排放無法準(zhǔn)確判斷出水源出處。一部分能源開采企業(yè)為快速取得經(jīng)濟效益，未對井下地質(zhì)情況進行勘探情況下就冒然施工，不僅對礦層結(jié)構(gòu)造成破壞，還會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，影響礦山開采進度。

3 減少地質(zhì)構(gòu)造對礦山開采影響的措施

（1）強化礦井地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測和分析工作。在進行能源開采工作時要考慮到地層的特殊性，因受地質(zhì)構(gòu)造的影響，做好礦井勘探前的預(yù)測工作是確保安全施工的前提，所以要加強對礦井地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測工作。收集礦山開采區(qū)域數(shù)據(jù)資料，對勘測數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析與總結(jié)，制定出合理的礦山開采方案，保證礦山開采的安全性[2]。我們較為常見的礦井地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測方法主要有以下兩種：第一種，使用計算機軟件對礦井地質(zhì)探測數(shù)據(jù)進行分析，以圖像的形式來解釋井下地質(zhì)構(gòu)造情況；第二種，采用放大鏡、錘子、皮尺、羅盤等輔助工具，對礦井深部地質(zhì)狀況進行詳細探測，根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造各個參數(shù)、地質(zhì)規(guī)律等對井下地質(zhì)構(gòu)造進行預(yù)測。在進行地質(zhì)評價后，選取地質(zhì)發(fā)育良好的礦層，使用多種鉆探結(jié)合的方法精準(zhǔn)勘探井下地質(zhì)規(guī)模、礦床性質(zhì)，有助于礦山開采工作順利進行。另外還要對開采區(qū)域周邊的地質(zhì)發(fā)育情況進行勘探，從多個角度分析礦山地質(zhì)構(gòu)造，為礦山工作人員提供理論依據(jù)。綜合運用各種科學(xué)方法對礦山開采區(qū)域進行勘查，獲取具有時效性的地質(zhì)方面數(shù)據(jù)，通過專業(yè)分析及統(tǒng)計，了解礦井區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造情況，并應(yīng)用適合的方案及工具進行開采，使得工作過程更加具有科學(xué)依據(jù)。對開采過程做好監(jiān)督工作，包括各個環(huán)節(jié)的事前分析預(yù)測，還要采用具有熟練操作技能的開采人員。

（2）提高礦山開采的利用率和回收率。因我國社會發(fā)展對能源需求量不斷增加，礦產(chǎn)資源具有不可再生性，礦產(chǎn)資源的開采由淺層向深層發(fā)展，而為了保證能源產(chǎn)出率，需要不斷提高能源開采的利用率和回收率，采用具體措施如下：①全面掌握礦山開采數(shù)據(jù)資料，做好區(qū)域地質(zhì)環(huán)境勘查工作，從數(shù)據(jù)分析結(jié)果來看，可根據(jù)礦山開采區(qū)域?qū)嶋H情況制定出合理開采方案，能夠節(jié)省人力和物力；②對礦井深部進行地質(zhì)勘查，查明礦層中多種礦物分布情況；③研究礦層變化、礦物性質(zhì)；④核算出礦產(chǎn)資源儲量，為今后能源開采提供依據(jù)。

4 地質(zhì)構(gòu)造研究對礦山開采影響的意義

（1）能夠有效減少事故的發(fā)生。安全綠色企業(yè)生產(chǎn)是國家大力推行的一項利國利民性政策，礦山開采是一項高危行業(yè)，安全事故風(fēng)險控制一直是一項重要工作，一旦發(fā)生礦難事故企業(yè)資產(chǎn)不僅受損，影響正常生產(chǎn)，更會帶來十分嚴重的人員傷亡，社會影響巨大。地質(zhì)構(gòu)造是礦山開采的基礎(chǔ)支撐部分，一定要做好地質(zhì)研究工作，才能杜絕一切事故的根源。

（2）有助于提高礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用率。無論是從早期的地質(zhì)勘探，還是礦山的開發(fā)設(shè)計方案都離不開對地質(zhì)構(gòu)造的深入研究。只有踏實的做好地質(zhì)評價，搞清地下礦床的成礦規(guī)律，做好開發(fā)方案才能最大化的合理開發(fā)礦產(chǎn)資源。地質(zhì)構(gòu)造研究對于后期礦山開采方式也具有重要的參考價值，因地制宜，合理開發(fā)才能夠提高礦山開發(fā)效率，為企業(yè)發(fā)展節(jié)約陳本提高利潤。

（3）能保證市場供給。目前社會發(fā)展進程加快，新生能源不斷開發(fā)利用，礦產(chǎn)資源依然是最主要的能源來源，對我國經(jīng)濟社會發(fā)展和能源供應(yīng)安全提供了重要保障，預(yù)計到2060年，其比例仍不會低于55%。因此礦山地質(zhì)勘探一直是一項十分重要的工作，特別是一些構(gòu)造控制的大型礦井開發(fā)能夠保障能源供給的需求。

（4）有助于節(jié)省時間及人力成本。隨著社會勞動力成本的越來越高，礦山開發(fā)成本也隨之提高上來。過去礦企生產(chǎn)主要靠人工開采，效率相對低下，現(xiàn)在礦山開發(fā)機械化程度提高，大大降低了工作強度，但是需要礦山設(shè)計單位充分認識各項地質(zhì)構(gòu)造規(guī)律，根據(jù)構(gòu)造分布數(shù)據(jù)合理開發(fā)。

5 結(jié)語

能源開發(fā)過程是一項多部門共同合作的整體性工作，礦山事故的發(fā)生給采礦事業(yè)帶來了極其嚴重的后果。目前國家制定了各項嚴格的防范措施，這就要求廣大能源開采工作者加強地質(zhì)構(gòu)造工作的深入研究，科學(xué)合理的分析構(gòu)造規(guī)律，做好開發(fā)方案規(guī)劃，為礦山開采安全運行做好保證。