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矿山开采工程范文1
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矿山开采工程范文2
关键词:矿山;露天开采;爆破施工;安全管理
矿产资源作为支撑经济发展、社会发展的重要动力能源,在社会经济发展过程中发挥着极其重要的作用。矿产资源作为不可再生能源,在使用过程中必须合理使用,避免资源浪费的情况出现,矿产开采过程中使用的工艺技术对矿产开采质量有着非常直接的关系,合理使用工艺技术,提高矿产资源的开采质量。随着露天矿山开采的大型化和现代化程度的提升,矿山开采通过结合实际情况,不断在发展过程中形成了露天开采的标准化开采工序。就目前而言分为爆破、装载和运输,其中,爆破作业作为露天矿山开采的三大工序之一,同时也是矿山开采的首要工序,对于矿山建设具有极其重要的作用。在矿山露天开采工程中,爆破技术的有效应用不仅能够提高开采的效率,而且对企业经济效益的提升也具有重要意义。
一、常见矿山开采爆破施工技术简介
(一)地下采场爆破。由于地下采场爆破所涉及的炮孔数量比较多,且具有较大的爆破面积,所以,爆破工作的开展需要大量的炸药。这样一来,必然会给整个爆破计划的制定造成困难,所以,为了确保爆破工作能够顺利开展,做好组织准备工作是至关重要的。工程师应该严格按照要求来执行爆破工作,具体要求有:提高爆破工程的安全系数、矿石损失小、碎石块较小以及矿粉量较小等。
(二)逐孔爆破技术。逐孔爆破技术指的是在纵向与横向排列的炮孔中设计不同的爆破时间,使同一行或同一列的爆破时间相同,从而完成预期爆破目标。与其他爆破技g相比,逐孔爆破技术具有震动小、冲击波小、能耗低以及危害小等特点,现代矿山开采过程中广泛使用逐孔爆破技术,有效节约了矿山开采成本,进一步提高了矿山开采质量,也有效提高了矿山开采质量。
二、矿山露天开采爆破施工技术要点
(一)测定爆破范围。爆破范围的合理测定是确保爆破工作安全开展的重要依据,在爆破工程开展之前,工程师需要对矿山的地质、环境以及天气等诸多因素进行全面考虑,测定爆破范围,并在此基础上对安全距离进行进一步确定,对于安全距离的确定,工程师要对周围的山体形式、建筑进行全面考虑,尽可能使爆破所产生的震动控制在建筑物所能承受的震动范围内。
(二)优化设计爆破方案。在进行矿山爆破网络设计时,需要逐个炮孔测出炮孔的孔网参数值、炮孔的孔深值、爆破的底盘抵抗线,再根据每月月末验收的爆破网络平面设计图和每年的年度爆破设计平面图,得出较为精确的孔段段高,逐个炮孔计算矿用炸药总消耗量和单消耗量。同时,爆破时尽量多打眼、少装药、放小炮、严禁放大炮,同时,加强支护质量管理和顶板管理,临时支护打设完好,防止炮后发生冒顶。
(三)精密测算爆破参数。对爆破参数进行精密测算也是爆破工程师的一项重要工作。在开展爆破工作之前,工程师需要结合矿山开采工程的具体情况,确定爆破参数,并以爆破参数为依据,对爆破技术进行科学选择。目前,应用于爆破工作中的先进技术除了最基础的爆破技术之外,同时也包括了遥感技术、卫星拍照及时等。这些先进技术的应用不仅能够帮助工程师对地质结构更好的测算,而且还能够在一定程度上提高爆破的精准度。但需要注意的是,并不是所有的矿井都适合爆破,在爆破之前,必须对矿井的实际情况进行综合考虑。
(四)改善炮眼布局。改善炮眼布局主要的措施就是根据矿区内的地质条件和岩体结构划分爆破区域,以划分的爆破区域为基本爆破单元合理的布置爆破眼,将矿区划分为不同的爆破单元,主要因为露天矿山在建设和开采工程过程中所占用的地域范围广;煤田开采过程中煤层赋存复杂多变,使得矿区范围内的上覆岩层的结构随着煤田结构不断变化;在煤田的形成过程中由于地质构造运动使得岩石的物理性质发生分化,不同区域内岩石体的硬度变化无常、不同区域内岩石体风化程度不一,划分爆破单元对于提高爆破效率,降低矿山建设成本是有意义的。
(五)合理选择炸药。合理的选择矿用炸药,就是炸药爆破特性的选取要与上覆岩层的物理特性相匹配,根据炸药爆炸时能量的传递特性与矿岩的碎裂性质相互匹配的原理。具体而言,就是以爆破炮眼布置的不同位置处的矿山上覆岩层岩体的岩性,合理的选用威力不同的许用炸药,使得炸药爆炸后产生的能量传递具有各向同性的特点,均匀地作用于周围岩体,从而有效的利用爆破后的能量,使得爆破的效率得以提高,达到爆破利用率的最大化。
三、结语
总而言之,矿山露天开采中,爆破施工对于矿山生产具有极其重要的影响,在露天矿山生产工序中对于生产能力的影响占有相当大的比例。但是需要注意的是,由于爆破技术本身存在一定的特殊性,所以必须结合当前矿山开采工程的实际情况,做好相应的安全管理工作。只有这样,才能够将爆破技术的优势在矿山开采中充分发挥出来,更好的促进矿山企业的良性运作。
参考文献:
[1]金铮,王武涛,李创新,常根召.复杂环境下矿山露天开采爆破施工技术[J].现代矿业,2015,12:31-32+36.
矿山开采工程范文3
关键词:地下开采;金属矿山;三级矿量
中图分类号:TD8文献标识码: A
一、三级矿量的管理原则
进入 21 世纪以来,随着采矿方法的成熟和采矿设备的更新,三级矿量的计算与管理过程中存在的问题被逐渐克服。采矿工作者根据不同矿山的具体情况以及其相对应的采矿方法,从宏观管理的角度对各个矿山三级矿量保有量和保有期限进行优化。并提出了矿山三级矿量管理过程中两个不可缺少的原则:
(1)生产探矿对三级矿量管理的要求。根据不同矿床的赋存条件和不同的采矿方法确定合适的生产探矿工程,确保其符合工业指标规定的矿体边界固定值。
(2)三级矿量必须满足开采顺序和回采时间的要求。就一个阶段而言,其开采顺序一般是自上而下、由远而近。某些局部矿块或矿柱也应在整体和时间上满足回采要求,对于不符合开采顺序的可采矿量不能列为三级矿量。在计算三级矿量保有量时,应注意下面几个问题:
1)对于阶段开拓工程量较大的施工阶段,开拓矿量的计算可以采用均摊方法。即开拓矿量的保有量可以用开拓阶段以上的工业储量,乘以计算期限内完成开拓工程需要的时间与设计下阶段开拓工程需要的时间的比值。
2)与已有开拓工程临近的小矿体,并且能使用现有的开拓巷道进行采准施工,其矿量也应计入开拓矿量;对开拓阶段内因开采顺序不合理不能及时开采的矿量,或者是要增加新的开拓工程才能回采的矿量,以及因为地质条件不能满足矿山生产要求的矿量,都不能计入开拓矿量。
3)预留的永久矿柱以及不能开采的底柱内所包含的矿石量,都不能计入三级矿量的保有量。临时矿柱在开拓矿量保有期限内不能进行回采的,暂时不能计入三级矿量;而在开拓矿量的保有期限内可以及时回采的临时矿柱,应按其具备的条件分别计入三级矿量相应级别的矿石保有量。
4)地下矿山中,与矿房同时回采的间柱、顶柱和上阶段的底柱,有回采设计的应计入采准矿量,完成回采工程的应计入备采矿量。单独回采的矿柱,按照回采顺序具备回采条件的计入备采矿量,不具备回采条件的应按照矿房的准备程度,相应降级计算。
5)地质构造和水文地质条件复杂,或按照目前的开采技术经济条件无法开采的矿量不能计入三级矿量。
6)矿块因为井巷坍塌、地质构造和水文地质等因素的影响,暂时不能进行采准、切割或回采,且处理所需的时间超过相应的三级矿量各级矿量的保有期时,该矿块的矿量不能计入三级矿量各级矿量的保有量。
二、三级矿量的影响因素
三级矿量的保有期或保有量是一个受到多种因素影响的问题,这些因素对三级矿量的影响过程和影响结果都有所不同,归纳起来可作如下分析:
(一)矿山生产能力、开采强度的影响
矿山生产能力、开采强度是影响矿量管理的直接因素。进行矿量管理的目的就是为了满足矿山实现持续生产能力的需要。一般说来,生产能力和开采强度愈大的矿山,要求各级矿量的保有量也愈大。
(二)矿床勘探程度的影响
显然,矿床勘探程度低,会使三级矿量的可靠性降低,因此应加大三级矿量的保有期限,以避免矿量可能失效。但是,在这种情况下,加强生产勘探,提高矿量的可靠性,以缩短三级矿量保有期限,可能会更经济。
(三)矿体形态的影响
当开采薄矿体、形态很复杂的矿体时,单位采区的矿量较小,获得矿量的成本较高,三级矿量的保有期限应尽可能短一些。在开采厚大矿体或形态规整的矿体时,一个采区的矿量较大,可靠性也较高,但掘进工作量不多,满足矿量保有定额所需采区数少。在这种情况下可能会出现的问题是:如果某一采区出现问题就会严重影响生产,这就需要加大矿量保有期限,以保证生产的顺利进行。但是,对于开采厚大规整矿体的矿山,出现这种问题的可能性是很小的。
(四)矿体赋存条件、开采技术条件的影响
矿体围岩不稳固、矿石强度低、构造性破坏多、采场地压大,在采准工程完工不久的采场内就会出现巷道下沉、支架破坏,以致采场报废的问题。这时应采取强化采场巷道的支护,或加强采场巷道的维护,或两种措施兼用等措施。在这种情况下,人们希望三级矿量的保有期限更短一些。
三、三级矿量管理新举措
合理确定三级矿量保有量,这一问题在国内外已经进行了广泛的研究,许多方案已经取得了良好的效果。但随着采矿方法的改革、采矿设备的更新和采场参数的调整,国内许多矿山原有的三级矿量保有量不再符合现有采矿技术和采矿设备条件下矿山正常生产的要求,使得许多矿山在改善采矿方法和更新采矿设备的同时,不得不对原有的三级矿量保有量进行优化管理。例如,为了与采用的新式采矿设备相适应,某铁矿于 2001 年初对其采场结构参数进行了调整,造成其三级矿量保有期限不合理。有关专家对铁矿调整后的采场结构参数和更新的采矿设备进行研究分析,运用超前时间系数的方法确定铁矿的三级矿量保有期限。
对于某些地下矿山面临的三级矿量局部失衡的情况,可针对矿山的实际生产情况,从实际情况出发,结合矿山采矿方法特点及采场结构参数,通过增减采准或切割工程,对矿山三级矿量的不均衡之处进行调整,以达到平衡三级矿量保有量,保证矿山正常、持续、稳定生产的目的。例如因为备采矿量不足而导致三级矿量不均衡,影响矿山正常生产的大冶铁矿即是在原有施工设计的基础上,结合无底柱分段崩落采矿法的特点及大冶铁矿采场的结构参数,合理布置切割工程、调整井下各生产工序的施工工作安排,达到增加三级矿量的保有量、平衡三级矿量的目的。通过在进路中部增加切割槽、切割天井以及切割平巷等切割工程的布置,不但使三级矿量恢复平衡,同时还可以优化采场的通风条件,改善采场的工作环境,提升井下施工的工作效率。
金属矿山地下开采是一个多工序、多步骤、多次开挖的过程,是一个复杂的系统工程,因此必须用系统论和整体性的原则指导地下矿山的采矿工程。根据系统的整体性原则,从系统的最终目标及其整体功能的角度出发,对地下采矿过程中的各个工序之间的相互关系进行细致的分析。
对于矿山的地下开采这个整体系统来说:矿床的勘探、开采设计、人力和设备的投入即是系统的输入;按开采设计对采场进行采准、切割、凿岩以及崩矿等工程即是系统的处理;运用出矿设备把崩落的矿石装运出即是系统的输出。但原有的三级矿量的划分形势并没有考虑矿体回采和矿石装运出的生产环节,对于一个系统来说既没有输出,也没有反馈。显然不符合一个完备系统的构成条件,所以原有的三级矿量的划分,存在一定的不足之处,不能很好的反映矿山地下开采的全过程。
针对上述情况,有关专家按照系统论和整体性的原则,针对地下矿山开采中开拓、生产探矿、采准切割和回采出矿这四个主要的生产过程,提出四级矿量的概念,使其形成一个完整的系统。四级矿量对应矿山地下开采的四个主要生产过程,分别是:开拓矿量、准备矿量、备采矿量和回采出矿量。
一般情况下,在全部四级矿量中有3组采矿场同时运行,并且相互影响。以组为单位进行生产的衔接和交替。将开拓矿量中已经编号的各组,按先后顺序逐一完成四级矿量的运行。该方案基于系统论的原则对三级矿量进行改革,具有很好的启发意义。但同时四级矿量的运行又过于呆板不能很好的适应井下复杂多变的地质、生产条件。
结语
近年来随着矿山年生产能力的不断提高以及开采深度的逐渐延深,国内大多数地下矿山都或多或少的面临三级矿量不均衡的问题,严重影响了矿山生产的持续和稳定。为了保证开采的安全,提高矿山开采的效益和效率,必须对矿山三级矿量的合理保有量进行科学的管理以及定量计算和分析,以跟上矿山企业飞速发展的步伐。
参考文献
[1]徐海. 地下金属矿山产能优化及开采规划[D].中南大学,2012.
矿山开采工程范文4
要】随着经济的发展,对矿产资源的开采规模急剧增大,矿产开采企业对矿山地质环境保护与恢复治理的忽视使矿山地质环境受到了极大的破坏,使地方的居民的生产生活受到了极大影响,不利于长期发展。而联合工艺复垦的运用则能有效的解决这一问题,成为当前人们关注的热点。本文将探讨矿山地质环境保护与恢复治理中联合工艺复垦的运用。
【关键词】矿山地质;保护;恢复;联合工艺复垦
一、引言
自古以来,我国就是矿产大国,拥有丰富的矿产资源。近年来,随着社会的发展和科技的进步,对矿产资源的需求不断增加,这为矿产开采企业带来了发展的机会,但目前我国的矿产开采企业不注重矿山附近环境的保护,一味增大矿产资源的开采规模,加快开采速度,使得矿山地质环境严重恶化,导致了泥石流、山体滑坡、水土流失等各种地质灾害的发生,给当地居民带来了极大的不利影响和损失,不利于长期可持续发展。
尽管我国自20世纪80年代初期开始进行了矿山土地复垦方面的工作,可是在经济、技术、政策上明显落后于欧、美等发达国家,因此矿山废弃地的生态恢复作为保护耕地资源的重要手段之一,应在我国可持续发展战略中占有一席之地。而联合工艺复垦的运用能够有效地对矿山地质环境进行环境保护和恢复治理,利于人与自然和谐相处,提高各方面的效益,对我国矿产资源开采的发展具有重大的意义。
联合工艺复垦模式是把复垦与采矿融为一体,从而改变以往被动治理的有效措施。按复垦工艺的要求,统一安排剥离、采矿、排土和复垦作业,有计划按顺序同步进行。实现边开采边复垦,土地复垦周期由10多年或更长时间缩短为3~5年,复垦费用可降低 50%~70%。现代化的矿区土地复垦,是完整的采矿工艺流程的一个组成部分。要求根据矿区环境,在矿区的整个开发时期,明确矿区复垦的范围和土地利用方向,选择最佳的利用方案;保证在时空上全面、经济合理地实施各种复垦活动。土地复垦作为一个系统工程,涉及开采工艺、排土工艺、造地工艺、整治技术、垦殖技术、管理技术、整体优化等环节。
当前我国生态环境保护所面临的紧迫任务,是我国矿区实施可持续发展战略所关注的问题之一。因此在矿区废弃地复垦研究中,应以生态复垦为核心,实现生态、社会和经济效益相统一。
二、联合工艺复垦与矿山地质环境保护、恢复治理
复垦是指通过有效的治理措施的运用,将由于人为生产建设活动和自然环境破遭到破坏的土地恢复利用,改善生态环境,缓解土地资源的紧缺和人地矛盾,实现人与自然和谐发展和生态生产可持续发展,即对被破坏的土地资源的恢复治理和再生利用。联合工艺复垦则是通过对农业、水利、环境、生物、经济、系统工程等各个学科方面的工艺联合进行系统性、全方位的复垦,改变传统复垦工艺只能对破坏土质进行恢复治理的被动,而成为能够对土地环境进行实时防护和治理的双向有效保护,降低土地环境被破坏的不利影响和治理费用,促进对生态资源的利用开发,有效地提高经济效益,同时也提高了生态效益和社会效益。
在矿山地质环境保护与恢复治理中,矿产开采企业可从矿产开采计划方案研究、图纸设计到整个矿产开采过程中将联合工艺复垦与开采工艺设计和实行进行紧密的结合,使联合工艺复垦成为矿产开采活动的一部分,不仅能够对矿产开采后的受破坏地质环境进行恢复治理,还能够在矿产开采过程中进行边开采边防护,减少对环境的破坏和影响。联合工艺复垦是一项复杂的、系统的、全面的工程工艺,涉及范围广泛,效果显著。矿产开采企业应根据矿产开采的具体环境,遵循工艺流程和技术标准进行针对性探讨,从矿产开发设计之初就明确环境保护与联合工艺复垦的范围及土地利用的方向,选择合理高效的利用方案,不断提高联合工艺复垦的全面性和针对性,保证联合工艺复垦在矿产地质环境保护与恢复治理中的有效运用,提高整体经济效益。
三、矿山地质环境保护与恢复治理中联合工艺复垦的具体运用
在具体的矿山地质环境保护与恢复治理过程中,联合工艺复垦作为矿产活动的一部分,涉及范围极广,下面主要从整体规划、开采工艺、排土工艺、恢复工艺等几个环节来着重强调联合工艺复垦的运用。
在整体规划中,应运用联合工艺复垦根据矿产区的实际地质情况安排开采、排土、贮存等区域。由于矿产开采的一系列活动都可能会对当地的土地、植被等生态环境造成破坏,因此,在矿产开采活动进行之前,矿产开采企业就应对开采区的地质生态环境进行具体的调查研究,运用联合工艺复垦对开采、排土、贮存、恢复、垦殖进行合理有效的规划和控制,优化整体的决策,保护矿山地质环境,加快其恢复的速度。开展工程复垦施工设计,根据采空区实际情况,按照复垦地利用方向的总体要求,平衡土石方挖填工程量,布置平台地或缓坡地及必要的防洪、拓涝工程,确定各地段的最终标高与坡度,有效指导工程复垦施工。例如:根据矿山实地环境的情况,运用联合工艺复垦对矿山采矿场的采坑形状、面积、深度等方面进行有效的规划和严格的控制。
在开采工艺中,联合工艺复垦的运用主要是安排矿产采场的开采顺序。在矿产生产和矿区内联合工艺复垦中,可将采矿场分为两个或两个以上的采区,每个采区沿着矿体的走向再划分为若干个采场进行独立分块的开采工作,合理有效地安排各个采场的开采顺序,将每个采场的开采工艺分开轮流进行,提高整个采区的开采速度,节约成本,增加效益。例如:当第一个采场开采时,第二个采场可进行剥离,将剥离和开采轮流交替进行,互不干扰,提高效率。
在排土工艺中,应防止对采区表面肥沃的土地的破坏,保证开采后的可再种植。因此,可运用联合工艺复垦根据各采区开采情况,合理安排排土区域,对排土进行仔细分类,有效安排排土的顺序。根据采场生产周期的特点,在采矿前出台开拓、采准方案,将剥离土的剥离、堆放以及倒运和采场回采顺序、采矿工艺的选取等作业内容结合起来,避免剥离土的多次倒运,减少剥离土的浪费,达到充分利用剥离土和使采矿周期最短的目的。例如:建立临时的表土堆放区贮存开采剥离后的排土。将排土根据土壤、含肥岩石与其他硬质岩石集中或分开堆放,对中性和含毒的岩石排弃在排土场底部或中间,然后在上面覆盖土壤、含肥岩石和其他优质岩石,即在下部堆放废石、上部堆放可耕种的优质土块,防止二者混合,使土质恶化,尽可能地保证将排土回填时能够保持原有的矿产地质土壤结构,以利于矿产开采后的种植。
在恢复工艺中,应运用联合工艺复垦将排土回填,平整恢复矿山原有地质地貌,并根据当地生态环境,因地制宜,选取合适的植物进行垦殖。具体而言,首先应运用联合工艺复垦将堆放贮存好的排土进行碾压等工艺,使之符合种植土质要求,然后将可耕植的排土根据一定的要求进行回填,回填的土层厚度及土质要求都应该制定一定的标准,以保证农作物的种植和生长。然后应根据农作物种植的要求和当地生态环境的条件对回填后的矿山地质进行一定程度的修整,即因地制宜,宜农则农,宜林则林。例如:将回填后的矿山修整改造成梯田,完善水利工程设施,可促进农作物的种植和生长。
四、总结
矿产资源是人们生活生产不可缺少的一部分,对国民经济具有重大的影响。而对矿山地质的环境保护与恢复治理是一项长期的、复杂的巨大工程,联合工艺复垦在其中运用广泛,发挥着巨大的作用和影响,使矿山地质环境保护与恢复治理工作能够有效地进行,促进我国矿产资源开采的绿色、可持续发展,减少泥石流、山体滑坡、坍塌等自然灾害的人为影响,防止和减少矿产开采对周边环境的造成污染等不利影响和对土质的破坏,为各方带来经济效益的同时改善环境,促进人与自然和谐相处。
联合复垦工艺是在长期的复垦实践中逐步发展起来的,它适用于露天开采的矿山。它运用开采、排土、造地、整治、垦殖、管理相联合的复垦技术,将与矿区复垦有关的矿山生产活动作为一个系统,合理规划,统一设计,有效组织,同期实施,用尽可能少的复垦获得最佳的复垦效果,以期取得良好的复垦经济效益、生态效益和社会效益。
相对一般复垦技术相比联合工艺复垦技术成本低、综合复垦工程质量为前沿水平。同时通过采矿-联合工艺复垦的应用与研究,采取高效、有力的手段,用尽可能少的投入,快速、有效的恢复土地生产力,保持耕地的动态平衡,对矿山的生存和发展有着重大意义。
参考文献
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[2]冯恒强.平果铝土矿采矿-复垦联合工艺的应用与研究[J].金属矿山.2008(8)
[3]刘春芳.安溪狮子寨矿区矿山地质环境保护与治理措施探讨[J].能源与环境.2012(3)
[4]周连碧,代宏文.我国矿区土地复垦与生态重建研究进展[A].中国有色金属学会第六届学术年会论文集[C].2005年
矿山开采工程范文5
【关键词】小型露天矿山;张里金矿;绿色矿山;地质环境
Small Green Mining in Open-Pit Mine Road
――Zhangli Gold Mine as an Example
TIAN Chen-long XU Feng-lin LIU Kang WANG Qi
(College of Geological Science & Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao Shandong 266590, China)
【Abstract】The quantity size of small open-pit mine, mining localities face is wide, have caused great damage to the environment, and the concept of green mining backsliding today chi, compared with the large mine standardization management, the management of small open-pit mine is relatively lagging behind. In this paper, Zhangli gold mine as an example, to develop a small open-air mine geological environment protection and recovery measures. For the implementation of control, monitoring and protection of small mine geological environment restoration to provide technical basis and the reference path, make small open-pit mining geological environment impact and to minimize the extent of damage and promote the sustainable development of mining economy, onto the road of green mining.
【Key words】Small open-pit mine; Zhangli gold mine; Green mine; Geological environm
0 前言
中国矿产资源的一个重要特点,就是大型、特大型矿少,中小型矿山多 [1]。随着小型露天矿山开发时间的不断持续, 开采范围和开采规模的不断扩大,并且小型露天矿山采矿分布点多面广,开采方式多样,对矿区生态环境、水文环境、地质环境的破坏问题日趋突出,这与可持续发展和绿色矿山的理念是矛盾的。
在基本查明张里矿区地质环境条件,基本查明矿区地质环境问题、地质灾害发育现状及造成的危害,产生地质环境问题的背景,分析研究主要地质环境问题的分布规律、形成机理及影响因素,进而对评估区地质环境影响进行评估。根据矿山地质环境问题类型、分布特征及其危害性,结合矿山地质环境影响评估结果,提出矿山地质环境保护与治理恢复分区和矿山地质环境监测方案。
1 小型露天矿区开采对环境影响的分析
矿山的对于环境的影响主要从以下几个方面进行分析。
1.1 矿山地质环境影响评估级别的确定
评估级别是依据评估区重要度、矿山生产建设规模和矿山地质环境复杂程度三个因素(表1)来确定的。
表1 矿山地质环境影响评估精度分级表
张里金矿评估区重要程度分级为重要区,矿山地质环境条件复杂程度为中等,矿山建设规模为小型,确定本次矿山地质环境影响评估级别为一级。
1.2 小型露天矿山的现状评估
1.2.1 地质灾害危险性现状评估
张里矿山开采方式为露天开采,矿体倾角较小、埋藏浅,采场范围基岩,无地下采空区和溶洞,不抽取地下水,矿山开采产生的废石按要求堆放在开采区东北[2]。
综上所述,评估区具备发生崩塌的地质环境条件。因此,确定评估区地质灾害类型为崩塌。评估区内目前尚未发生崩塌地质灾害,现状评估崩塌地质灾害危险性为小。
1.2.2 对含水层破坏现状评估
(1)矿井生产对地下水水质影响
张里金矿生产过程中矿区内主要固体废物为废石,废石中的有害物溶出量很少,且矿石只做短期堆积,对地下水造成污染很小。
(2)矿坑排水对主要含水层水位影响
由于本矿区主要含水岩组为碳酸盐岩裂隙岩溶水,大气降水是主要补给源,开采标高位于当地最低侵蚀基准面以上,不会对含水层造成直接影响。
(3)对矿区地表水体及生产、生活用水影响
根据现场勘查,矿区出露位置较高,区内无常年地表水系,仅发育季节性冲沟,雨季有暂时性水流,矿业活动直接对地表水体的影响不大。
1.2.3 对地形地貌景观现状影响评估
目前,张里金矿矿区无自然保护区、名胜古迹、风景旅游区、生态保护区及重要地质地貌景观和地质遗迹,露天采场开采形成的采空区面积0.0325km2,废石堆放场占压土地面积0.0106km2,矿山道路占压土地面积0.0026km2。
故露天采场、废石堆放场和矿山道路改变了原有的地形地貌,露天采场影响为严重,废石堆放场和矿山道路影响为较严重。
1.2.4 对土地资源影响评估
张里金矿对土地资源影响的评估:
(1)目前矿区开采已形成0.0325km2的采空区,破坏土地类型为其他园地,其他草地及采矿用地,面积分别为0.02hm2,0.05hm2和3.18hm2,故对土地资源破坏为较轻。
(2)废石场压占土地面积0.0106hm2。压占土地资源类型为采矿用地。矿山道路压占土地面积0.0026hm2,故对土地资源破坏为较轻。
1.3 小型露天矿山的预测评估
张里金矿从矿山建设特点和地质环境条件综合分析,工程建设可能引发的地质灾害为崩塌地质灾害。工程建设引发或加剧崩塌地质灾害危险性为中等,评估区内其它区工程建设引发或加剧崩塌地质灾害危险性为小。预测评估采场区内工程建设可能遭受地质灾害的危险性为中等,评估区内其它区工程建设可能遭受地质灾害的危险性为小。
1.4 矿山地质环境影响程度分区
在对地质灾害危险性、地下水含水层破坏、地形地貌景观和土地资源等的影响现状评估和预测评估的基础上,按单元素就高不就低的原则,采用叠加法对矿山地质环境进行影响程度分区。综合考虑危害对象、损失与治理难度,将评估区划分为矿山地质环境影响较严重区和较轻区。
可将张里金矿划分为:
(1)矿山地质环境影响严重区
为矿山开采境界范围,总面积为0.0486km2。矿山开采引发或加剧崩塌地质灾害发生的可能性中等,地质灾害危险性评估为危险性中等;对地下水资源、水环境的影响程度较轻;对区内地形地貌景观的影响严重;影响土地类型为果园、其它园林、其它草地、其它草地和采矿用地,对土地资源的影响程度较轻。
(2)矿山地质环境影响较严重区
主要为废石堆放场和矿区道路,总面积约0.0132km2。矿山开采引发或加剧崩塌地质灾害发生的可能性小,地质灾害危险性评估为危险性小;对地下水资源、水环境的影响程度较轻;对区内地形地貌景观的影响较严重;影响土地类型为其它园林,对土地资源的影响程度较轻。
(3)矿山地质环境影响程度较轻区
评估区内除矿山地质环境影响程度严重区和较严重区以外的区域,总面积约0.1904km2。矿山开采引发或加剧崩塌地质灾害发生的可能性小,危害小,地质灾害危险性评估为较轻;不会引起矿区及周围含水层水位下降和地表水体流失,也不会影响到矿区及周围居民及矿山生产生活供水,对地下水资源、水环境的影响程度较轻;对区内地形地貌景观的影响较轻;对土地资源的影响程度较轻,矿山地质环境问题的防治难度较小。
2 小型露天矿山治理恢复分区与地质环境保护
2.1 矿山的分区及治理方案
根据“区内相似,区际相异”和“就大不就小”,“整体不分割”的分区原则,结合本矿实际,坚持“以人为本”,在对矿区矿山地质环境影响评估基础上,根据矿区矿山地质环境影响综合评估分区结果,将评估区划分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区。
将张里金矿可分为:
(1)重点防治区
分布于矿山地质环境影响评估严重区,为矿山开采结束后形成的露天采场,总面积约0.0486km2。防治措施是:因矿产开采后,露天采场平台面积较大;布置截排水沟,边坡复垦的原则应把握以绿化为主。
(2)次重点防治区
为张里金矿废弃物堆放场和矿区道路,面积分别为0.0106km2和0.0026km2,防治措施是矿山闭坑后,对矿区道路进行修复壤,待其稳定后种植林木,恢复土地使用功能。矿山开采所产生的废料废渣,闭坑后应随即进行矿坑回填,开采过程中废石堆放不宜过高,堆积坡度应小于30°,防止堆积体发生崩塌。同时宜沿废石堆坡脚处修筑排水沟,及时疏排降水。
(3)一般防治区
评估区内除重点防治区和次重点防治区以外的其它区域,面积约0.1904km2。无需治理或稍作平整即可正常使用。
2.2 矿山地质环境防治工程
根据矿山地质环境保护、治理恢复、监测对象和内容,矿山地质环境防治工程主要包括矿山地质环境保护与治理恢复工程和矿山地质环境监测工程。
2.2.1 矿山地质环境保护与治理恢复工程
张里矿区主要包括崩塌、含水层破坏和地形地貌景观破坏等。
(1)崩塌
主要针对矿山开采结束后形成的露天采场。因矿产开采后,露天采场平台面积较大,因此在林地布置时,应充分考虑排水系统,以免形成内涝。台阶覆土后,易产生水土流失,拦土墙修建可采用矿山的废石渣进行砌筑;内侧应布置小型的截排水沟,布置时可在覆土时预留部分空间形成土质截排水沟。边坡复垦的原则应把握以绿化为主。
(2)矿区含水层破坏防治工程
矿区处于丘陵区,地表无河流通过。主要含水层为碳酸盐岩裂隙岩溶水,大气降水是主要补给源,水文地质条件属简单类型矿山。对区内地下水水位、水质影响较轻,故矿山在生产过程中应设专门水文地质人员对其水文地质变化情况进行监控,使矿坑排水达标排放,发现问题及时通报。
(3)地形地貌景观破坏
①废石堆放场治理恢复工程
包括露天采场剥离废石的运输、存储场地的平整和表土回填。
②矿山道路治理恢复工程
治理前先进行场地硬化路面拆除、平整工作,然后进行表土回填。
矿山开采终了后,对废石堆放场和矿山道路进行综合治理,进行植被覆绿。绿化矿山地质环境。
2.2.2 矿山地质环境监测工程
矿山地质环境监测主要是针对矿区可能发生的地质灾害、水质污染和进行的监测,包括露天采场围岩位移、塌陷范围、地表位移、废水全分析等内容。
3 结论
(1)依据评估区重要程度、矿山生产建设规模和矿山地质环境复杂程度三个因素,确定小型露天矿山地质环境影响评估级别。
(2)在现状评估和预测评估的基础上,综合考虑地质灾害危险性、含水层破坏情况、地形地貌景观影响及土资源破坏程度、危害对象等,将小型露天矿区划分为重点防治区和一般防治区。
(3)本方案的治理范围为采矿区、废石场压占区,针对治理范围内矿山地质环境问题,提出了矿山地质环境的保护方案、治理方案和监测方案。
【参考文献】
矿山开采工程范文6
【关键词】 小型露天矿山 边坡安全 治理措施
0 引言
随着经济的快速发展以及社会的不断进步,人们对矿山的开采力度也不断的加强,在此过程中,矿山的边坡安全问题也越来越突出。近年来,在国内小型露天矿山中,发生了很多因为边坡滑坡、坍塌以及滚石下落而造成的安全事故,严重影响了露天矿山的生产发展。
1 小型露天矿山边坡稳定性基本信息
小型露天矿山的边坡稳定性主要与边坡角度的大小、边坡岩土工程力学性质、相关地质条件及后期的管理有关。工程边坡倾斜程度与压矿量的多少、露天矿山的开采的经济效益直接相关。边坡的倾斜角度增加或是减少,将对边坡的稳定性以及矿山边坡的维护费用都会产生影响[1]。
2 影响边坡稳定的因素分析
2.1 自然地理因素
自然地理因素主要是指岩石本身性质、边坡所处位置的地形地势以及气候条件。这些因素对边坡的稳定性影响很大[2]。边坡所处位置的自然环境、降水等因素,有时甚至会对边坡的稳定起决定性作用。
2.2 地质因素
地质因素主要是指岩体的软弱结构以及地下水等内容。软弱结构包含软弱结构面、岩层层理面、节理裂隙面以及断层面。其结构的发育程度、含水状况以及空间关系将影响着边坡的稳定性。
2.3 爆破及工程因素
工程因素主要是指边坡所在的矿山进行开采时所使用的工程技术对边坡的影响,具体有:露天矿山的开采深度、阶段高度、各种平台宽度、形成的工程边坡角以及采场的几何形状等。爆破时产生的震动会有次生裂隙产生或者加重原生裂隙。矿山开采深度增加以后,矿山边坡的自重应力将相应增加,使得边坡的稳定性变差。工程边坡在长期风化作用下,岩石本身的风化裂隙会增加,强度将减低,对边坡的稳定性也会产生一定影响。
2.4 日常管理维护因素
矿山边坡的日常管理维护非常重要。据不完全统计,80%露天矿山的边坡事故是后期管理维护不到位造成的(如浮石处理不及时、不按设计施工、检查监测不认真等)。
3、小型露天矿山边坡的安全现状
3.1 我国小型露天矿山的边坡破坏情况十分严重,不容乐观。笔者对部分的小型露天矿山进行调查发现:对边坡进行勘察、研究的占总数的48%;对边坡的变形以及地下水情况进行监测的矿山占44%;矿山边坡出现过变形的占42%;对矿山边坡进行登记评价的占75%。由以上数据可知,大部分矿山对边坡安全不够重视,对边坡的安全稳定缺乏监测,存在许多的边坡安全隐患[3]。
3.2 矿山在不断开采中造成小型露天矿山的边坡高度相对较大,随开采深度的不断加大,出现了大量高陡边坡、一面坡和开采阶段并段不合理的现象,使得边坡的稳定性以及维护的难度加大。
3.3 由于管理缺失,边坡的稳定性越来越受到威胁,边坡的坍塌、滑坡以及滚石对人们的生命财产安全造成伤害的情况时有发生。露天矿山的边坡稳定性情况对矿山企业的安全生产以及经济效益都带来一定的影响[4]。不仅如此,矿山的生产过程中还会破坏大量的山地、荒地、林地、甚至农田,其中的有害物质还将对污染周边的环境,最终造成巨大的经济损失。
4 边坡安全治理建议及措施
4.1 露天开采应遵循自上而下的开采顺序,分台阶开采,并坚持“采剥并举,剥离先行”的原则。设计保留的矿(岩)柱、挂帮矿体,在规定的期限内,未经技术论证不应开采或破坏。
4.2 采剥和排土作业,不应对深部开采或邻近矿山造成水害和其他潜在安全隐患。露天矿山,尤其是深凹露天矿山,应设置专用的防洪、排洪设施。
4.3露天矿边界应设可靠的围栏或醒目的警示标志,防止无关人员误入。露天矿边界一定范围内,可能危及人员安全的树木及其他植物、不稳固材料和岩石等,应予清除。露天矿边界上覆盖的松散岩土层厚度超过2m时,其倾角应小于自然安息角。
4.4 因遇大雾、炮烟、尘雾和照明不良而影响能见度,或因暴风雨、雪或有雷击危险不能坚持正常生产时,应立即停止作业;威胁人身安全时,人员应转移到安全地点。
4.5 邻近最终边坡作业,应采用控制爆破减震;应按设计确定的宽度预留安全平台、清扫平台、运输平台;应保持台阶的安全坡面角,不应超挖坡底。
4.6 局部边坡发生坍塌时,应及时报告,并采取有效的处理措施。每个台阶采掘结束,均应及时清理平台上的疏松岩土和坡面上的浮石,并组织验收。
4.7 对采场工作帮应每季度检查一次,高陡边帮应每月检查一次,不稳定区段在暴雨过后应及时检查,发现异常应立即处理。
4.8 对运输和行人的非工作帮,应定期进行安全稳定性检查(雨季应加强),发现坍塌或滑落征兆,应立即停止采剥作业,撤出人员和设备,查明原因,及时采取安全措施,并报告。
4.9 当岩层内倾于采场,且设计边坡角大于岩层倾角;当有多组节理、裂隙空间组合结构面内倾采场;当有较大软弱结构面切割边坡、构成不稳定的潜在滑坡体的边坡;应事先采取有效的安全措施进行处理。
4.10 露天采场各作业水平上、下台阶之间的超前距离应满足设计规定。不应从下部不分台阶掏采。采剥工作面不应形成伞檐、空洞等。
4.11 边坡浮石清除完毕之前,其下方不应生产。人员和设备不应在边坡底部停留。
4.12 在境界外邻近地区堆卸废石时,应遵守设计规定,保证边坡的稳固,防止滚石、滑塌的危害。并且废石场不应成为作用于边坡的附加荷载。
4.13 边坡监测系统,应根据最终边坡的稳定类型、分区特点确定各区监测级别。对边坡应进行定点定期观测,包括坡体表面和内部位移观测、地下水位动态观测、爆破震动观测等。
4.14 为降低小型露天矿山的边坡安全问题,应该制定一套以矿长为第一责任人的矿山边坡管理制度,坚持“安全生产无小事”的思想理念,设置专职安全生产管理人员对露天矿山生产中的各个方面进行严格的安全管理。在进行安全管理时,监督人员应该带着“显微镜”进入生产一线进行检查,坚决不放过任何一个可能造成危害的地方。此外,矿山企业应该对员工进行安全施工的培训,提高员工安全施工的意识。
5 结语
近年来,国内外频频出现小型露天矿山的边坡发生坍塌、滑坡以及滚石等安全问题,对人们的生命财产安全造成威胁,并对企业与社会造成巨大的经济损失。因此,有关部门应该加强对小型露天矿山的监督与管理。笔者阐述了小型露天矿山的边坡的基本信息,对影响矿山边坡稳定性的因素进行了分析,提出了小型露天矿山的边坡安全问题以及可能产生的危害,并提出相应的措施对矿山边坡进行整治,希望能对相关企业或监督部门的工作起到一定的帮助。
参考文献
[1] 王博文,才庆祥,舒继森.基于边坡时效性的露天煤矿端帮靠帮开采[J].煤炭工程. 2010(04)
[2] 陆修俭.露天矿边坡滑坡影响因素及防治[J].现代矿业.2011(06)