淺析礦山地質(zhì)對(duì)地下非煤礦山的指導(dǎo)作用

劉 晶，張涯胸

（1．中國(guó)鋁業(yè)貴州分公司礦業(yè)公司，貴州 貴陽(yáng) 550000；2．貴州息烽磷礦有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550000）

1 地質(zhì)工作的概念

地質(zhì)工作是指運(yùn)用地質(zhì)科學(xué)理論和各種傳統(tǒng)及現(xiàn)代化的技術(shù)方法、手段對(duì)地質(zhì)體進(jìn)行調(diào)查研究，經(jīng)濟(jì)有效地摸清地質(zhì)情況和探明礦產(chǎn)資源的工作。地質(zhì)工作中的礦產(chǎn)普查勘探工作一般分為區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)普查、礦床勘探、礦山地質(zhì)等幾個(gè)階段，地質(zhì)科研工作貫穿于各階段之中。由此可見(jiàn)，地質(zhì)礦產(chǎn)普查勘探工作既是一個(gè)由面到點(diǎn)，由表及里，由淺入深的連續(xù)的調(diào)查研究過(guò)程，也是一個(gè)由粗到精、不斷深化的發(fā)展過(guò)程[1]。本文所談的是地下非煤礦山礦產(chǎn)普查勘探工作的最后一個(gè)階段——礦山地質(zhì)。

2 礦山地質(zhì)工作的概念及基本任務(wù)

（1）礦山地質(zhì)的概念。地下非煤礦山地質(zhì)工作就是在地下非煤礦山礦體范圍內(nèi)及其周邊區(qū)域,為了確保礦山采礦工作的順利進(jìn)行所采取的不同類(lèi)型的地質(zhì)勘察工作；一個(gè)地下礦床經(jīng)地質(zhì)勘查得出其礦體參數(shù)，并結(jié)合市場(chǎng)需求經(jīng)過(guò)論證，確定其具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值后，從礦山基建、生產(chǎn)直到礦山閉坑等不同階段的地質(zhì)工作，都屬于其工作范圍。礦山的地質(zhì)工作就是要確保摸清礦體的賦存狀態(tài)，為采礦工作提供設(shè)計(jì)和施工的依據(jù)。

（2）礦山地質(zhì)的基本任務(wù)：①通過(guò)采礦巷道及探礦工程，深入研究礦體形態(tài)、礦石質(zhì)量及圍巖賦存情況等，得出清晰的地質(zhì)資料，用以指導(dǎo)礦井設(shè)計(jì)及施工，確保地下非煤礦山安全穩(wěn)定地生產(chǎn)；②指導(dǎo)工程技術(shù)人員對(duì)礦石進(jìn)行合理開(kāi)采，控制礦石的損失、貧化指標(biāo)，并對(duì)礦石產(chǎn)量、質(zhì)量進(jìn)行管控等；③及時(shí)解決因水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等原因而造成的影響礦山正常生產(chǎn)的各種地質(zhì)問(wèn)題；④采礦過(guò)程中邊采邊探，摸清生產(chǎn)部分礦體情況，并在礦山外圍進(jìn)行地質(zhì)勘探，尋找新的資源，以期擴(kuò)大礦山生產(chǎn)能力或延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限；⑤在地下非煤礦山采場(chǎng)、中段乃至礦井開(kāi)采結(jié)束后，及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收與總結(jié)，不斷推進(jìn)礦山的安全生產(chǎn)[2]。

3 礦山地質(zhì)工作的主要內(nèi)容

（1）日常性的礦山地質(zhì)工作。在地下非煤礦山生產(chǎn)中，為了確保采掘工程能夠順利開(kāi)展，必須要有針對(duì)性的開(kāi)展各項(xiàng)地質(zhì)工作。主要包含:生產(chǎn)勘探、地質(zhì)取樣和地質(zhì)編錄；資源存儲(chǔ)量核算及生產(chǎn)管控；礦石品質(zhì)平衡、貧化和損失控制等。

（2）專(zhuān)門(mén)性的礦山地質(zhì)工作。地下礦山生產(chǎn)過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)一些難以預(yù)見(jiàn)的地質(zhì)問(wèn)題，對(duì)癥下藥為了及時(shí)處理好這些問(wèn)題，礦山地質(zhì)工作人員必須有針對(duì)性的開(kāi)展井下地質(zhì)工作。主要內(nèi)容：評(píng)估礦石及圍巖穩(wěn)固性（見(jiàn)圖1）；開(kāi)展水文地質(zhì)調(diào)查工作妥善處理礦井排水問(wèn)題；為了革新地下非煤礦山安全生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)展的與礦體賦存條件、采礦工藝相關(guān)的地質(zhì)工作等。

圖1 技術(shù)人員對(duì)采場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查

（3）礦山地質(zhì)技術(shù)管理工作。地下非煤礦山地質(zhì)措施管制工作主要包含：資源儲(chǔ)量控制，礦石品質(zhì)控制和品質(zhì)平衡；采掘過(guò)程中礦石損耗以及貧化的控制；礦石工業(yè)貧品位、出礦地質(zhì)品位、采礦過(guò)程礦石質(zhì)量的控制；采掘計(jì)劃的編制工作以及采礦施工管理等。

（4）礦區(qū)深部找礦工作。要想在礦區(qū)范圍內(nèi)向深部進(jìn)行探礦以及在礦床周邊進(jìn)行勘察，找尋未知礦體甚至新的礦種，必須綜合分析各類(lèi)地質(zhì)工作的成果，并以此為基礎(chǔ)，通過(guò)先進(jìn)的選冶技術(shù)提高可利用礦石范圍及礦石綜合使用效率，不斷拓展可利用礦石范圍，以期增大礦石資源存儲(chǔ)量，并達(dá)到延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限的目的。

4 礦山地質(zhì)工作在地下非煤礦山中的重要作用

地下非煤礦山的所有重要工作幾乎全部都要在地下進(jìn)行，摸清礦體及圍巖的地質(zhì)構(gòu)造、斷層的狀況及其它地質(zhì)結(jié)構(gòu)，以此確保采礦工作的安全進(jìn)行，就成為地質(zhì)工作人員的首要任務(wù)。但是地質(zhì)勘察所進(jìn)行的內(nèi)容無(wú)法弄清楚全部的地質(zhì)狀況，同時(shí)采場(chǎng)因采礦工作存在更為復(fù)雜的地質(zhì)情況。并且，伴隨著礦場(chǎng)開(kāi)采的時(shí)間慢慢的變長(zhǎng),礦場(chǎng)里的礦量逐漸變少、采空區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)變化巨大、井下巷道水害頻繁、經(jīng)濟(jì)評(píng)估、環(huán)境污染、三廢的預(yù)防等,都是地質(zhì)人員要處理的的問(wèn)題。所以，我認(rèn)為礦山地質(zhì)工作在地下非煤礦山的關(guān)鍵用途如下。

（1）為地下非煤礦山設(shè)計(jì)提供依據(jù)。礦山的各種設(shè)計(jì)，主要的是采場(chǎng)和巷道掘進(jìn)的設(shè)計(jì)，還有機(jī)電工程的設(shè)計(jì)，甚至通風(fēng)、排水設(shè)計(jì)等，都需要勘察清楚設(shè)計(jì)部位的地質(zhì)情況，才能夠確保設(shè)計(jì)符合現(xiàn)場(chǎng)情況，設(shè)計(jì)的結(jié)果才能夠指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。沒(méi)有符合地下采場(chǎng)實(shí)際的真實(shí)可靠的地質(zhì)資料，所有的地下非煤礦山的設(shè)計(jì)，就是無(wú)源之水，不具備實(shí)際操作的可能。調(diào)查清楚地質(zhì)情況，相應(yīng)的設(shè)計(jì)才有可靠的地質(zhì)基礎(chǔ)，再遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，才能得出具備指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)的切實(shí)可行的合格的設(shè)計(jì)。

（2）為地下礦山安全提供指導(dǎo)。地下礦山的特點(diǎn)使得安全問(wèn)題在所有的工作中必須首先得到切實(shí)的解決，這就要求地質(zhì)工作人員必須在原有的資料上結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況得出更為翔實(shí)的地質(zhì)資料，用以指導(dǎo)采場(chǎng)及礦山其它區(qū)域的安全工作；地質(zhì)工作的主要內(nèi)容就是探清楚礦床圍巖與礦體的厚度與產(chǎn)狀,及巖性破碎的程度與其強(qiáng)度,采空區(qū)的地應(yīng)力變化情況等。只有形成系統(tǒng)、可靠的地質(zhì)資料，對(duì)有可能發(fā)生的事故做好預(yù)防工作，降低甚至消除事故的發(fā)生。需要強(qiáng)調(diào)的是，采場(chǎng)是地下非煤礦山最重要的基礎(chǔ)生產(chǎn)單元，也是發(fā)生安全事故概率較大的場(chǎng)所之一，所以要保障礦山安全生產(chǎn)首先必須解決采場(chǎng)的安全問(wèn)題。

（3）為地下礦山生產(chǎn)提供指導(dǎo)。地下非煤礦山涉及采礦、掘進(jìn)、機(jī)電、通風(fēng)及排水等多方面的工作，但是其中最重要、最基礎(chǔ)的任務(wù)之一就是礦山地質(zhì)工作。沒(méi)有詳細(xì)可靠的地質(zhì)工作，就無(wú)法開(kāi)展生產(chǎn)工作。所以必須以認(rèn)真細(xì)致的礦山地質(zhì)工作來(lái)提供真實(shí)的地質(zhì)資料，以此指導(dǎo)礦山的安全生產(chǎn)。礦山地質(zhì)工作內(nèi)容包括生產(chǎn)勘探、礦量平衡、礦石貧化損失管理和監(jiān)督等。礦山的前期勘探工作一般由有資質(zhì)的地質(zhì)勘察隊(duì)伍提供，這只是對(duì)地下礦床的一個(gè)初步了解，可以用于礦井的基建，但是由于其對(duì)礦床的控制精度不夠高，還不能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要；同時(shí)由于礦床賦存條件的復(fù)雜性和礦體自身的多變性,在采礦過(guò)程中隨時(shí)會(huì)遇到圍巖地質(zhì)變化以及礦體負(fù)變或尖滅等不可預(yù)計(jì)情況；這就要求地質(zhì)工作人員在生產(chǎn)過(guò)程中，必須結(jié)合每一個(gè)采場(chǎng)、每一條巷道的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況，以及礦體的賦存情況，圍巖穩(wěn)固情況等具體問(wèn)題，才能夠指導(dǎo)實(shí)際的生產(chǎn)，解決的辦法就是認(rèn)真負(fù)責(zé)的做好井下地質(zhì)工作。做好地質(zhì)工作以確保探明地質(zhì)情況的礦量能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要,并且礦體賦存情況能夠用現(xiàn)有的辦法實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，這樣才利于礦山整體的發(fā)展。

（4）延長(zhǎng)礦山的服務(wù)年限。每一座地下非煤礦山一旦取得采礦許可證，其開(kāi)采范圍內(nèi)的礦石儲(chǔ)量是有限的；在設(shè)計(jì)年限內(nèi)只能保持一定的生產(chǎn)能力，并且隨著礦山服務(wù)年限的增加，可采礦量只會(huì)越來(lái)越少。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，為了增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，很多礦山都在擴(kuò)能，使得這種資源減少的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。同時(shí)，易于開(kāi)采的淺地表礦床大多已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并開(kāi)采，地表找礦難度越來(lái)越大，在已知礦區(qū)尋找深部礦體、新礦床便成為了延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限的一個(gè)重要辦法。

隨著地質(zhì)工作的進(jìn)步和選冶技術(shù)的提高，尤其是市場(chǎng)需求的增大，使得在已知礦區(qū)尋找深部礦體、新礦床逐漸成為可能。對(duì)低品位礦石的利用，以前由于品位較低無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦體也因市場(chǎng)的需要逐漸具備開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，這也為擴(kuò)大礦石的開(kāi)采范圍提供了可能。采礦過(guò)程中已知礦床的揭露,成為了礦山地質(zhì)工作的有利條件，再加上新理論、新技術(shù)的綜合利用,使得發(fā)現(xiàn)深部礦體和鄰近的新礦體，開(kāi)發(fā)利用低品位礦石，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限成為了現(xiàn)實(shí)。世界上有許多礦山運(yùn)用新的成礦理論成果，采用新的找礦技術(shù)，都在已知礦床、已知礦區(qū)尋找到了未知礦體、深部礦體、新礦床.如：澳大利亞的布羅肯希爾、塔斯馬尼亞等多金屬礦床,我國(guó)的杏山鐵礦、息烽磷礦、柿竹園多金屬礦床等。

5 信息技術(shù)在礦山地質(zhì)工作中的應(yīng)用

礦山地質(zhì)工作使用數(shù)據(jù)繁多，人工處理費(fèi)時(shí)費(fèi)力（見(jiàn)圖2）；但是由于計(jì)算機(jī)的廣泛利用，幾乎所有的地質(zhì)工作都可以利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理，得出科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、生動(dòng)直觀的圖像和數(shù)據(jù)資料（見(jiàn)圖3）；通過(guò)計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能，進(jìn)行各類(lèi)地質(zhì)數(shù)據(jù)的收集和圖紙資料的編制；這是新時(shí)代信息技術(shù)和現(xiàn)代化礦山結(jié)合的必然產(chǎn)物，同時(shí)也為礦山生產(chǎn)使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各類(lèi)技術(shù)工作創(chuàng)造了必要條件。

圖2 某非煤礦山部分地質(zhì)取樣數(shù)據(jù)

圖3 根據(jù)地質(zhì)取樣數(shù)據(jù)繪制的地質(zhì)素描圖

計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，可以將礦山井下地質(zhì)情況較為直觀的展示出來(lái)，給設(shè)計(jì)和施工提供了感性的概念，比理性的分析更容易為管理者和生產(chǎn)者接受。

6 結(jié)束語(yǔ)

礦山地質(zhì)工作是地下非煤礦山安全生產(chǎn)過(guò)程中一項(xiàng)最重要的基礎(chǔ)工作；準(zhǔn)確、及時(shí)的礦山地質(zhì)工作，可以給確保采礦工作的順利進(jìn)行。信息技術(shù)的應(yīng)用為礦山地質(zhì)工作的開(kāi)展提供了一個(gè)新的方式，可以更直觀、真實(shí)的展示井下的地質(zhì)情況。結(jié)合社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，不斷提升礦山地質(zhì)工作的精確度，才能真正意義上指導(dǎo)地下非煤礦山方方面面的工作。