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摘要 :社会和经济发展的必要条件是各种金属资源 的支撑,而矿产的储量及其可持续利用的计划也将直接关 系到社会发展的速度。采矿作业对周围的地质环境造成了 一定的影响,增加了地质灾害的发生概率,对周围居民的 人身和财产造成了严重危害。因此,在采矿过程中,必须 进行良好的地质勘探,并根据获得的勘探数据优化采矿方 案 ;制定防治地质灾害的措施,对推动我国矿产资源的健 康发展具有重要的现实意义。
随着社会的发展,各行各业都需大量矿产资源的支 援,以满足生产经营的需求。但在采矿过程中,地质构造 不可避免地会受到一定影响,甚至会对周围环境造成损 害。在这背景下,合理运用矿山地质勘查手段,科学制定 灾害防控措施具有重要意义,既能提高采矿的有效性和安 全性, 又对我国矿产资源开发具有现实意义。
1 金属矿山地质勘查项目
在矿山开采过程中,地质勘查与灾害防治是保证矿山 生产安全、防止和控制矿难的重要手段。因此,必须明确 重点金属矿产勘查的内容。
第一,进行水工环境勘查准备。在进行矿山地质勘探 时,必须全面了解矿区的地质环境和周边水文环境,并对 其进行全面调查。在这一过程中,必须进行地下水动态监 测,以全面提升矿山的综合利用程度,并提出相应的防治 措施。此外, 应根据相关法规, 选择适当的监测手段, 对地 下水的开采和环境状况进行监测,减少监测、测量中的问 题, 以确保矿山水文和地质环境的监测符合相关法规。
第二,确定勘查方法。在进行地质勘探前,必须严格 遵循物化探技术规范,并遵循其适用原则。利用物探、地 球化学勘查技术所获取的资料,要进行系统的整理、分析 和解释,并对地质条件进行全面的分析和解释,并根据具 体的地质条件选择合适的勘探技术,以提高勘查精度。为 了确保矿山开采和地质勘查工作的顺利进行,必须采用科 学的方法, 合理选择适合的勘探技术。
第三,采用多种方法进行同步勘查。在矿产勘查的初 期,工作重点是寻找大范围的矿床,寻找潜在的矿源,并 确定矿床的目标。选择直接和间接两种方法结合起来能够有效提高矿产勘查的准确性。在这一过程中,可以通过科 学的方法对矿区进行补充勘查,实现地质和矿产资源的综 合利用。此外,在矿山地质勘查工作中,要根据相关法规, 合理确定矿藏储量,以防止在采矿过程中出现资源急剧下 降或异常增加。
第四,提升矿山综合实力。在进行矿产地质勘查时, 应鼓励部分矿山企业加强财务能力,即通过吸纳部分矿山 企业, 使其进行更合理、更高效的地质勘查工作。
第五,制定合理的矿山资源监管制度。要对矿区的资 源状况有全面认识,掌握矿体的储量和耗用速率,才能使 主管人员迅速查看勘探结果,保证勘探工作的合理性。在 勘探工作中,要根据相关法律和法规及时对矿产资源进行 登记、统计, 以保证其科学性。
2 金属矿山勘查技术
2.1 微震监测技术
微震监测技术是指利用各种传感器对岩体发生的破坏 或断裂所发出的地震波进行探测,是一种非常普遍的地质 勘探技术。通过对地震波信号的处理和分析,可以获得矿 山地震发生地点、强度、能量、力矩等信息。应用该技术, 并结合地震学理论,对岩体的应力-应变状况进行了分析, 从而判断岩体的稳定性。在国内,微震监测技术已经经过 十余年的实践验证, 并取得了良好的应用效果。
2.2 磁法
磁法是一种高效、低成本、高效率的方法。同时, 航磁 技术能够在短时间内获取大量的地质调查数据,为矿区勘 探工作提供指导。主要用于寻找铁矿、铜、铅、锌、铬、镍、 铝土矿 ;确定了岩石、石棉和硼矿床,确定了基性超基性 岩体,并进行大地构造分区、地质填图、矿区划分和水文 地质调查等工作。
2.3 电测深法
在成层岩区,采用电阻率电测深技术,可以解决各种 相对平坦的电阻率地层,探查油、气田、煤田的地质结构, 并在水文地质工程勘察中应用。其重点是解决覆盖层下的 基岩深度变化、表层土壤厚度等问题, 并进行了间接找矿。 顶激极化电测深是一种应用于金属矿床的详细勘探,它可 以确定矿体的埋藏深度,也可以了解矿体的空间分布。例 如,在某老锡矿中,利用这种方法对花岗岩体的顶板波动进行了研究, 取得了较好的找矿效果。
2.4 动态监测系统
通过 GIS 和 GPS 技术,可以实时监测矿区的地质环 境,对其进行监测预警,并采取相应的对策。在金属矿山 的开发、生产过程中, 应采取有效的防治措施, 减少灾害, 监测地质环境,监测地质波动等 ;对造成的地质灾害成 因进行分析,并提出相应的防治对策。利用 GIS 的空间分 析功能,构建动态监测、灾害数据库、数据共享平台,对 监测结果进行实时监测,为地质灾害的预报和控制提供 数据支持。
3 金属矿山地质灾害的类型
3.1 泥石流
泥石流是一种广泛存在的地质灾害。每年五月至九月 的雨季,都会出现泥石流。这是由于短时间内的大量降雨 导致第四系沉积物中的水分增多,使土壤变得松散,从而 引发山崩和滑坡。有些矿山位于地下,暴雨过后,泥石流 会流入矿山,给矿山和矿工带来巨大损失,并对矿工的生 命构成威胁。
3.2 尾矿库泄漏、倒塌
在雨季,尾矿库的渗漏和倒塌可能会发生。雨季持续 的降雨导致尾矿库变得脆弱,容易发生渗漏和倒塌。尾矿 库的倒塌和泄漏会严重污染附近的农田和树木,给矿山和 周边居民带来巨大的经济损失。在南方地区,由于雨季的 原因,尾矿库泄漏和倒塌经常发生。例如,贵州的柿竹园 在雨季发生金属矿尾矿库倒塌的事件,矿渣和泥浆混合形 成了类似泥石流的洪流。附近的城镇遭到严重破坏,50所 房屋被冲毁,80公顷耕地被摧毁,2座桥梁被冲毁,还造成 了 60人死亡。近年来,我国尾矿库的泄漏和倒塌事故越来 越多, 引起了广泛关注。
3.3 地质环境污染
在开发的金属矿山附近经常发生树木枯萎、河流干涸 等环境问题。主要原因是采矿过程中产生的污水和选矿水 等有毒物质,长期污染会破坏植被,污染河流,对矿区和 周边居民的生活和生产造成严重负面影响,并对人体的健 康构成危害。同时,这种污染引发的地质环境损害很难恢 复,还会导致滑坡、土壤侵蚀等环境问题。
3.4 地表塌陷
由于矿山开采必须在地下进行,因此地面上会出现一 些不同程度的凹坑。然而,近年来地面塌陷问题越来越严 重,给矿山带来巨大困难和经济损失。因为矿石在开采前 无法修复,如果出现问题还会导致矿道堵塞。地面是人类 赖以生存的基础,频繁发生地面塌方暴露了开采后不充填、开采不平衡等问题。19世纪,山东莱州马塘金属矿区 长期开采, 造成严重地面塌陷, 附近居民众多, 交通便利 ; 地面崩塌导致莱州 - 招远两省高速公路严重损坏,造成了 严重的交通事故和人员伤亡。白银厂坝铅锌矿长期开采, 导致矿区内采空区较多,地面塌陷面积达 770000平方米, 成为一种较为严重的地质灾害。铅锌矿开发后,凡口地区 地面塌陷处超过 3000处,房屋受损,河道面积达 87平方千 米。
4 金属矿山地质勘查灾害防治措施
4.1 提升地质勘查能力
提高勘探技术水平,可以获得更为精确的勘探资料, 为今后进一步开展有关工作打下了良好的基础。根据实际 应用经验,我们需要注意以下几点 :首先,在采矿作业开 始之前,要做好充分的准备工作,采用可靠的勘探技术, 取得整个矿区的勘探资料。举例来说,广泛应用“3S”技术 在地质灾害调查中具有很大的潜力。运用 GPS 技术可以对 地质灾害的位置进行科学预测 ;使用地理信息系统可以对 矿山地质灾害的潜在威胁进行科学分析和预测 ;采用遥 感技术可以实时监测采矿过程中的数据。其次,在采矿作 业中,必须进行实时的勘探和监测,以获得具有高时效性 的勘探资料 ;同时,还可以根据这些数据制定相应的防治 对策。最后, 应根据地质灾害的类型制定相应的防灾对策, 并在灾害发生后采取相应的应急方案 ;通过对金属矿山的 安全管理, 可以有效提高矿山的安全管理水平。
4.2 完善环境保护体系
通过健全环保制度,可以减少对金属矿山的不利影 响,推动矿业的可持续发展。在实践中,我们需要注意以 下几点 :首先,建立一个符合实际的行业管理制度,对勘 查的全过程进行详细规定,明确勘查要求、勘查标准、数 据整理要求等,为有关工作提供参考。其次,采矿是一个 复杂的项目,从事采矿工作的企业必须具备相应的资格和 操作资格, 以增加采矿队伍的素质, 加速相关工作的推进, 提高矿山的开发利用效率。再次, 在环保体系制定完毕后, 需要进行相关宣传,要求所有施工单位严格按照规定进行 工作,并对违规行为进行处理 ;同时,还必须通过惩罚制 度加以惩罚,适当增加违法建设的费用,加快矿业规范化 进程。最后,在实施环保体系时,还需要收集和整理相关 信息,将有价值的信息纳入系统,以保证系统完整性,满 足系统的使用需求。
4.3 勘查矿山采空区的措施
在进行矿山地质灾害勘察时,主要采用地球物理勘探 技术。首先,是电阻率法,这是一种利用不同物探资料的电性差异进行勘察的常规电导率方法。通常来说,大部分 的块状物矿床具有良好的导电性和极低的电阻率,而采空 区没有物质填充,所以拥有较高的绝缘电阻。通过利用这 种差异, 可以区分出采空区。其次, 是高密度电法, 它也是 一种根据不同岩体传导特性进行地质勘探的方法,主要用 于浅部勘探,在一般情况下,其深度不会超过200米。接着 是瞬变电磁法,其工作原理是利用环形或线性光源向地面 发射脉冲电磁场,在脉冲磁场间歇时借助地电极或线圈监 测次级涡流场的变化,以此提高勘探效率。该方法具有较 深的测量深度、较高的分辨率和较好的信噪比。最后,是 浅层勘探,根据不同岩性的岩层弹性差异,在靠近地面的 某个点人为触发震源,从而引发地震波 ;同时利用其他测 点的地震检波器对来自震源和不同岩层分界面上的回波 进行分析,以获取有关这些数据特征(如波的传播时间、 波形、幅度等),进而得出弹性分界面的空间位置和特征。
4.4 矿山关闭阶段进行地质勘测
为了实现矿山的可持续发展,必须加强企业与相关部 门的协调合作。在矿山关闭阶段,应强化对矿山周围环境 的勘查,制定矿山的环境保护与治理方案,并对矿区环境 进行修复。在完成采矿和封闭矿井作业后,应向相关部门 提交相应的矿山地质报告,以确保后续工作的落实。矿山 停产后, 中央和地方要发挥指导和规范作用。关闭矿山后, 相关部门应全面评估已关闭和封闭矿山的环境情况,全面 评估其环境破坏程度、影响范围和地质条件,并结合实际 情况制定综合整治和环境治理方案 ;同时,监督和督促矿 山企业有效执行治理措施。
4.4 加强金属矿产资源开发中的管理与监督
在开发金属矿产资源时,既要考虑短期的经济效益, 又要兼顾环境和矿山的长期发展。在矿山采掘过程中,要 严格遵守当地相关法规,采用适当的技术措施,避免对环 境造成污染 ;要把经济发展与地质灾害防治结合起来,坚 持长期发展。
4.5 加大科研成本支出
增加科研成本投入,可以有效地改善地质勘查工作的 成效,使科研成果得以充分利用。根据以往的应用经验可 知,科研对地质灾害的防治工作具有重要的指导意义。因 此,在未来的发展中,必须加大研发投入,推动科研创新。 从实际出发,首先,国家应尽快制定相关政策,以便企业 能够参与科研创新。同时, 还可以通过政府或财政的方式, 鼓励企业参与技术创新, 从而加速勘探技术的发展。其次, 要加强企业间的协作, 做好信息交流, 避免重复问题出现。 多家企业的合作也能为企业提供更多资源,从而加速技术 的发展,促进矿业勘探技术的不断创新。最后,完成地质勘探技术的更新后,还需要对相关人员进行相应培训,以 使他们能够全面应用科学研究技术。同时,还需加强对地 质勘探工作的管理和监督。
科学技术在地质灾害治理中应充分发挥作用。企业应 加大科技经费投入,制定相应扶持政策,以提升企业的自 主创新能力和意识。为了更好地预警地质灾害,还应加强 对矿产资源的开发利用。培训相关员工,提升他们的工作 能力和意识 ;加强科技人员引进,出台一系列人才引进政 策,将科技人员引入地质灾害治理领域。
4.6 建立自动化系统
建立矿山地质勘探自动化系统,既能加速矿产资源的 开采,又能为开展地质灾害防治工作打下良好的基础。从 实际情况来看,首先,要将自动化技术设备有机地结合起 来,在自动化技术和设备的基础上,建立相应的自动化系 统,对有关工作流程进行细化,以改善自动化系统的运行 状态 ;从而能够快速有效地获取勘探资料。其次,在工作 过程中,还应进行相应升级,包括应用、软件等方面的升 级。为加速系统的升级,各大企业之间应加强协作,加强 信息交流 ;同时,还能有效地提高信息资源的利用效率, 促进自动化系统不断改进。最后,在使用自动化系统时, 要做好相关人才的培养和储备 ;这样可以充分发挥自动化 系统的优势, 为有序开展地质勘探工作打下良好的基础。
4.7 加强矿区生态环境保护意识
尽管矿业的发展可以促进中国经济的快速发展,但对 周围生态环境的影响却是巨大的。 矿产资源是一项非常 重要的资源, 如果过度开采, 将对周围环境造成严重破坏, 对人类的生存和发展都会产生深远影响。在这种情况下, 必须在开发矿产资源的同时制定科学合理的开采计划,确 保矿山的生态环境不受严重破坏 ;最大限度地利用矿产资 源,实现我国经济与环境的协调发展,走上可持续发展的 绿色之路。
5 结论
正如上文所述,在进行开采前,必须对环境和地质灾 害进行调查,并根据调查结果制定相应的风险控制措施。 对于矿山的地质灾害问题,应以预防为主,并结合先进技 术,探讨控制措施。对于已发生的矿山地质灾害,应根据 调查结果及时合理地进行恢复。同时,矿山技术是矿山生 产的重要支持,应大力引进和运用专业人才,将先进的采 矿技术引入矿山。此外,还应加大对企业地质灾害的宣传 和教育力度, 提高公众抗灾防灾能力和意识。
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