绿色矿山开采论文（精选12篇）
绿色矿山开采论文 篇1
0 引言
近年来, 我国经济高速发展, 新能源的研发工作虽然取得一定的成效, 但是对于日益增长的能源需求而言, 仍然满足不了发展的需要。因此, 还需要煤炭资源的应用来满足社会发展的需要。而煤炭资源需求量的持续增长, 在找不到可以代替的理想资源之后, 就将发展的方向放在对于矿山的开采上。过度的开采, 不根据实际情况的预算, 长期发展下去, 必然会导致矿山土地遭到严重性的毁灭, 而且采空区也会存在极大的安全隐患。如果长期没有植被的覆盖, 必然会带来一系列的自然灾害, 常见的为滑坡泥石流, 甚至是地面塌方等, 给人民生命财产安全带来极大的隐患。因此, 正确认识绿色矿山在开采过程当中存在的不足, 来优化矿山的开采工作, 对于保护环境, 促进区域经济的良好发展有积极的作用。同时, 也能够有效地推进我国的可持续发展。
1 矿山开采当中存在的问题
在绿色矿山的构建当中, 由于开采的不科学, 从而导致矿山资源被过度损害, 从而造成不可量化的危害。
1.1 粗放型的开采经营模式
在我国当下的矿山开采企业当中, 存在着一个普遍的问题就是开采的粗放型。大部分中小型矿目前还没有从根本上摆脱粗放式的经营方式, 由于市场化机制的确立, 煤炭企业在开采当中, 过分降低成本, 从而导致开采和经营都是粗放型地进行。从总体上看, 与世界先进水平相比还有较大的差距, 而且, 由于没有先进的生产技术和开采, 从而导致矿产的结构不合理, 技术装备落后, 能源、原材料消耗高, 资源浪费大, 综合利用低。而且在矿山开采当中, 过分的求量, 忽略矿山整体生态环境的重要性。
1.2 缺乏相关的法律约束
在我国的矿山开采当中, 由于相关的法律法规不健全, 从而导致在矿山开采当中, 没有相关的法律作为基准来指引和限制矿山的盲目开采。矿产资源节约开采与综合利用法律法规不够健全, 有关矿产资源节约与综合利用政策、法律法规不够系统、不够全面, 还没有形成全国统一的矿产资源节约利用与综合利用管理体系和运作机制, 加上在煤炭能源市场当中, 缺乏统一的市场调节, 而且经济发展对于煤炭需求量的不断攀升, 都导致国家在制定相关的矿山开采法律当中, 缺乏明确的主体性, 没有明确的责权划分也不容易落实, 就仍然抓不出成效, 从而导致在当下的矿山开采当中, 经营者在没有约束的范围内, 大肆地任意开采。
1.3 优质煤炭成本过高
近年来, 伴随着煤炭市场的改革, 新的煤炭利用率较高, 但是价格昂贵。因此, 一些小煤炭便借助传统的粗放式开采来降低煤炭价格, 从而使得自身在价格优势和价格利益的驱动之下, 对于矿山进行开采。尤其是近几年来, 国内外的市场价格大幅上升, 在高额利润的驱动下, 生产总量控制难度加大, 总量控制的指标难以得到严格的执行。这样便滋生对于矿山的自主开采, 有些煤龄不达标的煤炭也被开采, 结果应用过程当中, 不仅使用率不达标, 而且造成的环境污染更大。如果长期发展下去, 会导致我国的煤炭资源出现断层。
2 关于优化绿色矿山开采的思考
要想保证矿山开展的科学性, 就需要针对当下存在的主要问题, 来进行具有针对性的分析, 从而提出相关的建议。这样, 不仅可以提升煤炭行业的控制能力, 而且对于优化矿山的开采, 保护环境都具有深远的意义。
2.1 严格审核开采资质
在对于矿山开采当中, 对于发放开采许可证的单位需要严格审核, 根据其相应的开采设备和资质来进行开采经营的严格审查。这样, 不仅可以保证那些没有开采能力的小户、散户粗放型的开采, 造成环境的破环, 而且也可以通过高科技设备的应用, 来将矿山开采的危害降到最低。同时, 对于矿山的山体也能够有明确的认识, 制定相应的开采模式。另外, 对于取得开采资质的企业要对其矿山开采的需求量、地点等数据有一个详尽的核查, 从而确保他们规范地进行矿山的开采, 保证矿山的生态系统和涵养能力。
2.2 加强对于矿山开发的监管力度
矿山资源不仅是矿产资源, 更是山体资源。因此, 在矿山的开采过程当中, 必须要制定相关的法律法规, 通过完善政策, 加强相关部门的监督来实现矿山开发的科学性运作。将资源利用率作为煤矿生产监管部门的一项重要管理内容, 加大日常生产中的监管力度, 促进煤炭资源有效转化。另外, 结合当地调产项目, 科学选项, 大胆注资, 促进煤炭资源就地转化。
2.3 改变中小型煤矿承包经营的模式
可对煤田小、不集中的煤炭资源在科学勘测、合理评估的基础上, 对煤矿的采矿权有偿出让, 通过资源整合兼并重组, 使煤矿企业达到一定生产规模, 使经营者在生产中更加注重资源的利用率。这样可以帮助中小型煤矿在承包经营矿山过程当中能有更多的精力来维护矿山开采的科学性, 从而为保护矿山的生态环境打下基础。
由上可知, 我国矿山建设还存在诸多环境问题, 绿色矿山建设是我国矿业发展的必由之路, 绿色开采是形成矿区绿色家园的重要技术组成部分。实现绿色矿业, 前提是建立在环境评价基础上的科学规划, 核心是持续创新包括绿色开采在内的关键技术。伴随着科技水平的不断进步和国内外实践探索的陆续开展, 绿色矿山建设的实现成为可能。当前需要对该体系的进一步完善, 以及继续从政策层面上加大对绿色矿山建设的支持和引导。
走绿色矿业之路, 建设绿色矿山, 促进循环经济、建设和谐型社会, 就要求在矿业科技进步方面, 加大研究开发能力, 努力强化绿色矿山建没的技术支撑。在政府的引导和管理下, 使我国整体资源利用转化为开放的良性循环经济模式。
3 结语
总之, 坚持绿色开采, 建设绿色矿山是一项任重而道远的工程, 需要国家多部门参与和相互协调, 始终坚持可持续发展的原则, 才能使工程逐渐推进并扩大。
参考文献
[1]孙国成, 徐丽萍.政府着力推动组建大型煤炭企业集团[J].郑州经济管理干部学院学报, 2013 (4) .
[2]刘忠诚, 于萍, 富元斋.入世对我国煤炭产品市场的挑战及其对策研究[J].山东社会科学, 2011 (6) .
[3]孙梨花, 章成萍.关于政府着力推动绿色矿山开采工作记录事要的思考[J].郑州经济管理干部学院学报, 2011 (12) .
绿色矿山开采论文 篇2
1、工程名称：云南省石屏县柏木租铅锌多金属矿矿石开采项目。
2、工程地点：云南省红河哈尼族彝族自治洲石屏县柏木租
3、工程内容：土石方开挖、剥离、爆破、运输、矿石开采等。
4、工程量：以甲方矿山总工程量为准。
二、工程开采施工方式：
1、乙方负责将位于云南省红河哈尼族彝族自治洲石屏县柏木租铅锌多金属矿的覆盖层土石方剥离及矿石采矿事项。
2、乙方包工包料、自主经营、自负盈亏；施工现场内所发生的安全事故由乙方负责。
三、工程工期
l、开、竣工日期
开工日期：（以甲方签发的《开工令》为准）。
竣工日期：（以相关部门签发的验收合格依据为准）。
2、本矿山采矿总工期为：日历（天）。
四、采矿计价：
（一）综合单价
l、土方：每立方米11.5元；
2、涉及爆破的石方：每立方米21.5元；矿石每立方米28.5元。
注：涉及爆破的石方及矿石其均价不低于每立方米23.5元。
以上综合单价不含税费。
（二）综合单价包含的内容
1、土石方（含矿石）的开挖（剥离）、装运（1km以内），施
工过程中的排土、排水、进出施工便道（含土石方开挖、爆破、片石基层、泥结碎石层面、排水设施等）等全过程施工所包含的相关内容，（爆破手续由甲方办理，进出施工区域便道计入工程量价，以双方签证为准）。
2、所涉及的人工费、材料费（油料、火工材料及其它材料）、机械费。
3、所涉及的采矿施工机械进、出场费。
4、安全、文明施工措施费。
5、临设费用，从业人员保险费用。
6、施工及生活用水电设施及费用（水电设施引至矿山费用由甲方承担）。
7、配合甲方做好安全、技术、测量、计量、技术档案资料等工作。
8、国家政策性油料费改税增加费用（超出现价10%以上部份由甲方承担）。
（三）综合单价不包含的内容
1、土石方、矿石综合距离超出一公里按云南省现行定额增加调差。
2、因甲方在矿山手续、周边环境、当地政府及村民等方面原因造成的乙方损失，由甲方负责相关费用。
（四）土、石界定划分
l、本合同定义的土方：系指合同约定的机械能对其开挖作业的。
2、本合同定义的石方：系指合同约定的机械不能对其开挖且采用爆破方式进行探矿作业的。
3、本合同定义的矿石：系指合同约定的机械不能对其开挖且采用爆破方式进行开采施工作业的。
五、工程价款结算方式：
（一）工程量确认
l、乙方每月的25日向甲方报送当月《工程计量申请表》，甲方在收到《工程计量申请表》后，同双方单位对其复测，且5日内予以确认，同时甲方根据合同约定单价填表《计量支付表》，经甲方审定后作为当月基本结算依据（已经确定不再开挖作业的施工断面，甲方应及时组织双方对工程予以确认，计量计价）。
2、最终采矿总造价，以甲乙双方确认的土石方开挖（剥离）、矿石开采工程总量乘以约定单价的总和为准。，（二）以甲方指定开采线路施工
（三）工程（进度）款支付
1、第一次计量、计价：乙方在完成伍万立方米土石方或壹万立方米矿石后按实际完成工程量的95%支付。
2、甲方依据审定后的《计量支付表》，于次月的5日向乙方支付当月工程进度款。付款额第一月实际完成量的95%，第二月按100%结算，依此类推。
3、甲方对乙方当月“进度计划”完成情况结论，根据相应的本合同条款约定支付工程进度款。
六、矿石开采施工进度：
1、甲方根据本项目的总体要求和采矿实际情况，审定乙方编制的《工程施工组织方案》和采矿总进度和相应的年、季、月综合生产进度计划。其中，《安全生产措施方案》单独呈报。乙方必须按甲方审定确认后的生产进度计划和<安全生产措施方案》组织施工。
2、如因乙方因素造成连续三个月不能完成“生产进度计划”，甲方有权拒付工程款，责令乙方退场，扣除乙方缴纳的5%履约保证金，并终止本协议。
七、甲方的权利和义务：
l、有权对乙方在施工作业过程中的安全、、质量、进度进行监督和检查。对不符合要求的施工作业行为提出相应整改意见。对违章行为有权要求其限期整改或停工整顿。停工整顿期间工期不予顺延。
2、负责办理施工现场所需的相应证件、批件；协调周边作业环境、排除外围干扰、为乙方创造良好施工作业环境。
3、如因甲方原因造成乙方施工机械误工，由甲方赔偿乙方机械台班、机上人工损失费。机械台班按每天1000.00元／台计算、人工费按每人50.00元／天计算。工期相应顺延。
4、协助乙方油料供应，火工材料由甲方供应，以油料每吨人民币________元，火工材料费每吨人民币________元为现行基价，超出基价10%以上部分由甲方补贴差价。
八、乙方的权利和义务：
1、必须具备总承揽本矿山采矿相应的合法资质，并具有与本采矿施工作业相应的管理人员、管理机构和管理制度。作业人员持证上岗。
2、服从甲方代表、现场管理人员的合理指挥和调度；严格按照甲方安全：质量和进度要求施工。施工中严格按照相应的《施工规范》、》《操作规程》施工作业。做到安全生产、施工。保护环境。
3、乙方必须确保本采矿施工在约定的期限内完成相应的各项施工工作，如因乙方原因造成工期延误，甲方将追究乙方工期延误给甲方造成的损失。因甲方强制违章要求施工，由甲方负责。
4、在施工现场设立办公机构，建立健全相应的管理体系和管理制度。
5、所有现场施工作业人员必须执证上岗，规范作业。
6、认真做好与本采矿施工相关的作业进度计划、机械设备的调度和安排。自行承担盲目作业和使用机械设备造成的人员、机械设备的窝工、停工损失。
7、配合甲方做好安全、技术、测量、计量、技术档案资料等工作。
8、该开采项目属独立法人负责制，独立施工、自负盈亏。乙方因自身责任造成的任何安全事故（人员伤亡、机械及财产损毁），均由乙方承担其一切经济损失和相应的法律责任。
9、对进入现场的所有机械设备和人员实行保险并承担相应的费用。
10、严格按甲方的要求规范旋工，乙方必须按甲方现场代表的指挥进行采矿，其采矿剥离比例超过10:1，乙方需立即停工并通知甲方现场代表，双方确定后方能重新施工，以此杜绝乱采滥挖现象。如因乱采滥挖此造成“红线”（边界）纠纷、矿质的产量下降等，甲方有权责令乙方停工整改，并赔偿给甲方造成的相应损失。
11、如甲方不能按约定支付乙方采矿（进度）款，按每日3%向乙方偿付滞纳金，延期支付不得超过10个工作日。超过10个工作日乙方有权停工，造成的损失由甲方承担，乙方有权将其开采的矿石自行销售抵扣工程款。
12、施工过程中应特别注重施工区域周边（红线以外）的青苗（树木）的保护和森林防火。如因此造成青苗（树木）赔偿及纠纷、森林火灾等由乙方自行承担一切经济损失和法律责任。由甲方指定的植被清理工作由甲方现场签证计量、计价。
13、甲方因采矿施工需要，调用乙方机械设备，乙方应无条件支持和配合，产生的费用按实际计算，在支付进度款时甲方向乙方支付所使用机械设备的计时或计件费用，双方签证为准。
14、保证施工期间车辆的正常通行。
15、签收甲方提交书面文件、资料，需要书面回复的，按规定及时进行回复。
16、杜绝和控制与采矿项目无关的社会闲杂人员、不法分子进入施工现场；禁止打架斗殴；禁止持有枪支弹药和管制刀具。凡出现上述情况的，一经查实，除国家公安等执法机关按法律法规予以追案外，甲方有权对乙方上述行为处以人民币l至5万元的罚款。罚款将在乙方保证金或工程款中直接扣除，无需乙方同意。
17、保证不得有任何形式的聚众闹事、围攻甲方办事机关和工作人员的行为；不得有任何形式的阻挠、阻止开矿项目的正常施工作业。
凡出现上述情况的，乙方除承担因此给甲方造成的全部损失外，甲方有权对乙方上述行为处以1至5万元的罚款。罚款将在采矿（进度）款中直接划扣，无需乙有同意。（甲方未付工程款项由甲方负责），甲方未付工程款除外。
九、合同履约保证：
本矿石开采施工项目在本协议签订的同时，乙方向甲方缴纳合同履约金人民币20万元（贰拾万元整），在收到进场通知书之日起，乙方机械设备人工进入现场，缴纳包括环境保护、森林防火、安全生产等协议履约保证金人民币30万元（叁拾万元整），并在第一个月工程进度款中扣除50万元（伍拾万元整），合计合同履约保证金100万（壹佰万元整）。在本采矿工程总量完成1000万立方米后十日内，并在本协议履行期间乙方无违约行为、无安全事故、无民工工资纠纷等。甲方无条件退回余下保证金。
十、违约责任：
1、本《矿山开采施工合同》一旦生效，应认真履，双方均不得违约，如有违约行为，违约方向履约方支付工程总价1%的违约金。
2、由于不可抗力（自然灾害、战争）造成的停工、停产损失，工期相应顺延。
3、如因甲方原因造成的停工、停产给乙方造成损失的，甲方按
相应条款予以赔偿。
十一、其他约定：
1、本采矿项目实行甲方监管制全程对该项目行使相应的权利和义务。有权签发相关的文仵、资料。
2、乙方施工所用机械、设备应能满足该项目施工进度需要。并将所配备的施工机械、设备、工程车辆等清单报监理审查备案。
3、根据采矿项目的特点和实际情况要求：乙方必须采用320级以上的挖掘机；双桥以上的载重汽车；90mrn以上的潜孔钻。
4、甲方根据乙方施工进度情况，就乙方设备配置提出改进或更换的要求，乙方应及时改进或更换。
5、甲方工程师对违反相关安全规程的施工作业有权予以处罚和罚款。《罚款通知单》直接报送甲方财务，罚款金额甲方在工程进度款中划扣。
6、本合同编号仅指档案编号，与现场施工区、段无关。现场施工区、段以甲方现场指定指挥部指定区、段为准。
7、有下列情况之一的，甲方不予以签发《开工令》：
(1)没有履行第六条第一款约定的；、，(2)没有完善第八条第9款约定的；
(3)违反第八条第16款约定的；
(4)没有履行第九条约定的；
(5)没有按第十一条第3款约定执行的；
(6)没有按第十二条签订和提供合同附件的；
十二、合同附件：
本合同未尽事宜，由甲、乙双方共同协商，并签订补充协议或协议附件予以确认。补充协议和协议附件与本合同具有同等法律效力。
l、安全生产协议；
2、工程廉政协议；
3、农民工工资保障协议；
4、综合生产计划条款；
5、图纸技术资料及技术交底；
6、乙方对本《矿山施工合同》部分条款的承诺。
十三、合同争议解决办法：
（一）甲、乙双方未尽事宜发生争议时，双方协商解决。协商不成的申请仲裁，仲裁不成的可向有关管辖权的人民法院提起诉讼解决。
十四、附则：
一：本合同经双方签章生效。按合同条款双方必须履行实施。如一方未能履行合同约定视为违约。
二：本合同正本二份，双方各执一份，副本四份，双方各执二份。合同正本、副本具有同等的法律效力。
甲方（公章）：重庆市中人实业（集团）乙方（公章）：
光大建筑工程有限公司
委托代理人（签字）：委托代理人（签字）：
身份证编码：身份证编码：
绿色矿山开采论文 篇3
关键词：矿山开采；开采技术；水工环地质
前言
为了满足矿山开采过程中的生产效率和工作安全性等方面的要求，应该在矿山开采之前对矿山开采技术背景条件进行全面的掌握。矿山开采技术背景条件主要是指矿山的水文地质、工程地质、环境地质条件。由于在矿山开采的过程中主要是根据矿山的水文地质、工程地质、环境地质制定开采方案和开采手段，所以矿山的水文地质、工程地质、环境地质特征可以说是矿山开采技术条件进行分析和研究的重要内容。
1.开采矿山概况
本案例矿山位于云南省境内的云贵高原，该矿山的地形主要是低中山，工作区内部有较多的缓坡和山间小盆地。与此同时，该矿山变质岩和碳酸盐类矿石的分布比较广泛，喀斯特地貌如暗流、峰丛、洼地、溶斗、溶丘等普遍分布。
2.矿山开采技术条件的主要内容
目前，矿山开采技术条件的主要内容包括矿山水文地质、工程地质、环境地质条件特征：
2.1矿山水文地质条件的内容
矿山水文地质研究的主要内容包括：矿山内地下水的类型，包括按含水空隙条件的分类（孔隙水、裂隙水或岩溶水）和按埋藏条件的分类（上层滞水、潜水或承压水）；矿山水文地质结构类型，按含水体和隔水体所呈现的空间分布和组合形式以及含水体的水动力特征所划分的类型，包括统一含水体结构、层状含水体结构、脉状含水体结构和管道含水体结构；矿山水文地质结构的补给、径流、排泄条件及富水特征，相互之间或与地表水体有无水利联系等；含水层、隔水层、矿体之间的相互关系；水文地质钻孔的封堵质量；坑道、露天采场涌水量及其变化规律，包括季节性变化和随着开采的进展，涌水量和潜水位（或测压水位）的变化；排水疏干对地表沉降的影响程度等。
2.2矿山工程地质条件的内容
矿山工程地质研究的主要内容包括：矿山岩体的岩性特性、构造发育程度、蚀变程度、风化程度等。
2.3矿山环境地质条件的内容
矿山环境地质研究的主要内容包括：矿山排水与供水矛盾的问题；矿山岩土体破坏的问题；采矿引起水质恶化问题；矿山自然景观的破坏问题；矿山环境整治等。
3.矿山开采的技术条件分析
3.1 水文地质条件对开采的技术条件的影响
本案矿山内地下水的类型主要为变质岩裂隙水和岩溶裂隙水，主要含水层为白云质灰岩，富水性中等至强，主要受大气降水补给，地表无常年流水，在进行矿山开采的过程中，大气降水、地表季节性流水和地下水都会通过岩石的空隙，以涌水、淋水、滴水等方式径流排泄至地下巷道和露天矿坑当中，对矿山开采工作的安全性造成安全隐患。在矿山开采的过程中，对本矿山的两个矿坑涌水量进行了计算，其具体数据如表1所示。
在矿山开采过程中开挖矿坑之后，如果遇到地表水汇聚和大气降水很容易造成矿坑的淹没。因此，为了确保矿山开采工作的有效性，应该在选址时应该避免地表水汇聚和大气降水汇聚的影响。
3.2工程地质条件对开采的技术条件的影响
本矿山铜矿体的岩石及顶底板围岩大部分为花岗岩体，属坚硬岩组（Ra一般大于60MP），局部矿体顶板为凝灰质砂岩、粗砂岩，属半坚硬岩组（Ra约为30MPa），普遍蚀变较强，岩体稳定性一般；南侧矿体顶板常为角闪粗安岩，属坚硬岩组（Ra大于60MPa），普遍有蚀变作用，岩体稳定性较好；矿体底板为粗粒花岗岩，属坚硬岩组（Ra约为大于60MPa），岩石局部见绿泥石化，地质钻探中以完整岩心居多。区内构造不发育，节理裂隙不发育，因此，本案开采选择地下开采方式，围岩稳定性较好，便于支护。
3.3环境地质条件对开采的技术条件的影响
本案例矿山地貌属侵蚀型中低山地貌单元，区内切割不深，相对高差50～130m。自然边坡较缓，矿山东侧、北侧地形坡度较陡。北坡地形最陡处约 45°，陡坡侧地表残坡积土层较薄，地表植被虽不发育，但未见浮土层直接裸露地段。残坡积层与基岩强风化带厚度较小，最大厚度不超过20m。自然边坡稳定性好，未见崩塌、滑坡等不良物理地质现象。地表水系不甚发育，均为季节性性河流，矿山周边虽然泉点出露较多，但流量均很小，一般小于0.1L/S。因此，矿山不具备产生大的滑坡、崩塌、山洪等自然地质灾害的条件，对矿山开采影响较小。
结论：
通过以上分析可知，开采技术条件在矿山开采过程中的应用进行分析和探讨，对提高矿山开采的效率、质量和安全性有着重要的意义，而且矿山开采技术条件也是满足矿山开采实际需求的一个重要手段。现代社会对于能源的需求量日益增多，矿产资源作为人类社会发展的一个重要物质基础，政府和社会应该对矿山开采技术予以足够的重视。
参考文献
[1]左红艳.地下金属矿山开采安全机理辨析及灾害智能预测研究[D].武汉：中国地质大学，2012.
[2]陆庆珩，查少翔，程浩.水泥行业石灰石矿山开采过程中的主要环境问题及对策[J].河南建材，2013，06（10）：31-34.
绿色矿山开采论文 篇4
1 绿色开采的定义及理论基础
1.1 绿色开采的定义
所谓绿色开采, 就是在煤矿生产中, 采用最小的生态扰动获取最大的经济效益, 彻底改变传统煤矿生产固有的粗放式生产模式, 把高投入、高能耗、高污染、低效益的发展方式转化到低投入、低消耗、低污染、高效率的发展轨道上来, 在追求经济效益的同时, 更要注重生态环保、社会效益和社会责任。
1.2 绿色开采的理论基础
(1) 采动岩体“节理裂隙场”分布及离层规律; (2) 开采对地表的影响规律; (3) 液体与气体在裂隙岩体中的渗流规律; (4) 岩层控制 (主要是煤巷支护) 与岩体应力场分布规律。岩层中的关键层对整个岩层运动及岩体“裂隙场”起控制作用, 岩层控制的关键层理论是绿色采矿的理论基础。
2 煤炭开采对环境产生极大破坏, 绿色开采势在必行
2.1 煤炭开采对土地资源产生了极大地破坏
首先, 在煤炭采掘过程中形成的巷道和采空区, 围岩和顶板垮落及下沉, 难免会波及地表, 导致地表塌陷, 地面建筑受到破坏, 危及地表水体、建筑物及铁路、公路的安全, 对人们的身体健康和财产安全产生了巨大的威胁。其次, 煤炭开采过程中伴随着产生大量的矸石, 这些矸石侵占了土地, 使当地居民失去了赖以生存的基础, 同时, 随着耕地的减少粮食问题也日渐突出, 继而会产生一系列的社会问题。
2.2 煤炭的开采对水资源产生了极大地破坏
由于煤炭开采引起的岩层运动, 不仅会造成地表变形, 影响地表水体;还会导致地下含水层的原始径流收到破坏, 地下水的大量排出, 造成开采区域的含水层水位下降, 形成大规模的地下水降落漏斗, 开采区域的水文地质条件受到严重影响。在煤炭加工生产的过程中, 大量的有害物质排入生产用水中, 而污染水只经过简单的处理甚至未经处理就排掉, 对地面水、地下水以及周边水系造成了严重污染, 成为影响当地居民生活和经济可持续发展的重要因素。
2.3 煤炭的开采对大气环境产生了极大地破坏
在煤炭开采过程中排放的瓦斯以及矸石自燃产生的二氧化硫, 二氧化碳, 一氧化碳等有毒有害气体, 既污染大气环境, 又损害附近居民的身体健康。瓦斯是易燃易爆气体, 是引起煤矿事故频繁发生的导火索之一, 同时瓦斯还是温室气体, 产生的温室效是二氧化碳的21倍。二氧化硫是一种有毒气体, 严重的危害着人和生物的生命健康, 同时, 大气中的二氧化硫也是产生酸雨的物质基础, 酸雨对土地, 房屋, 庄稼等都能够造成重大的破坏。
总之, 煤炭开采所造成的环境破坏是非常的严重的, 而煤炭是我国生产发展中的主要能源, 为了降低煤炭开采对环境的破坏, 国家及煤炭企业必须采取相关的措施, 统筹资源开发与环境保护的协调发展。因此, 绿色开采作为解决这一问题的途径, 开展势在必行。
3 绿色开采的基本技术途径及应用实例简析
3.1“保水开采”技术
在煤炭开采的过程中, 关键层发生运动断裂, 在其上方的含水区域, 水流会沿着岩层断裂地带向下渗透, 形成下降漏斗, 区域水位下降。该区域能否恢复, 取决于是否有上覆软弱岩层垮落, 将岩层断裂带重新掩埋压实并形成封闭的隔水带。神东集团哈拉沟矿在实际生产的过程中, 根据地质条件合理布置倾斜长壁仰采工作面, 利用煤层倾角, 把沿裂隙渗流入井下的地下水, 转移储存至采空区, 经沉淀、矸石过滤进行水复用, 实现保水开采, 哈拉沟煤矿这种煤炭开采方式, 不仅保护了地下水资源, 而且综合利用了矿井水, 为类似条件下矿井保水开采提供借鉴作用。
3.2 固体废弃物利用技术
矸石是采煤过程中产出的主要固体废弃物, 从井下提升到地面, 需要耗费过多的人力物力, 同时, 升井后长期堆积, 占用大量的土地, 矸石山溶水会呈现酸性、碱性或分解产生有毒有害气体元素, 造成的土壤环境污染具有潜伏性、隐藏性、长期性、不可逆性等特点。因此, 煤矿企业可以综合分析煤矸石的成分, 并对其进行分类利用。
将巷道布置在煤层内是煤矿企业减少矸石排放的主要措施, 也可以根据煤矸石的特点, 进行综合利用。煤矸石分两类:一类是随着矿井建设、开拓掘进而产生的矸石, 俗称“岩矸”, 可以将井下岩巷掘进矸石不提升出井, 将矸石充填到采空区, 或进行巷旁和废弃巷道充填及矸石充填置换井下煤柱等。另一类是煤炭洗煤加工而产生的副产品, 如洗选黑矸、筛上物、煤泥等, 此类矸石可用于发电、供热, 燃烧物还可用于制造砖、水泥、混凝土、陶粒等。山西某公司采用流化床煤矸石燃烧技术进行供热, 每年可消耗煤矸石0.3Mt, 年发电量5.5亿k W h, 不仅减少了矸石堆积产生的一系列问题, 而且创造了巨大的经济效益。
3.3 煤与瓦斯共采技术
所谓煤与瓦斯共采就是在开采高瓦斯煤层的同时, 利用岩层移动形成的离层与裂隙分步规律, 及开采卸压原理, 使原来聚集在煤炭微裂隙中的瓦斯通过“导气”裂隙逐步释放, 实现煤与瓦斯共采。煤与瓦斯共采可以从根本上防止煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全、提高经济效益;优化能源结构、增加清洁能源、减少瓦斯排放、缓解温室效应、保护大气环境。实现两种资源的协调、合理的开发利用与生态环境的有效保护。
晋煤集团率先在寺河煤矿完成了煤层气开发的商业化过程, 从勘探、开发试验、大规模开发到集输和利用。并切实做到了以煤炭开采为中心, 建立采煤采气一体化开发模式。此模式, 不仅可以防治煤矿瓦斯灾害, 节省了井下通风及瓦斯抽放的巨额费用, 还开发了煤层气资源, 所产生的安全效益、环境效益和社会效益是传统的以采煤为主的产业模式所无可比拟的。
3.4 减沉技术
煤炭开采最大的环境破坏是地表变形和沉陷, 对地面建筑物和农田等造成严重破坏, 采用条带和充填开采方法可以减沉, 但是条带开采有明显的不足之处。研究表明:主关键层对地表移动过程起控制作用, 主关键层一旦受到破断, 地表将快速下沉。因而, 通过对主关键层的控制形成“条带煤柱或充填体-上覆岩层-主关键层”结构体系控制地表沉陷。
例如:河北开滦集团根据多年的实践经验和试验研究, 对京山铁路煤柱实施注浆减沉综放安全开采技术, 在保证京山铁路安全运输条件下安全高效地采出铁路压煤, 采出原煤11.6337Mt, 新增销售收入23.39亿元, 产生的社会效益总额51亿元, 不仅提高了资源回收率, 延长了矿井服务年限, 保护了耕地及铁路, 获得了巨大的经济效益和显著的社会效益。
3.5 煤炭地下气化。
煤炭地下气化是煤炭资源的一种整体性的新型绿色开采工艺, 通过运用高科技手段直接将埋藏在地下深层的煤炭资源进行有控制的燃烧, 促使煤炭发生热化学作用产生可燃性气体, 转化成为气态能源, 通过管道把气体输送出地面, 使煤矿井下固体开采变成采气作业的技术手段。这是一种整体绿色开采技术, 特别适用于难以回收的残留煤柱、低品位煤、难采煤层, 同时也适用于“三下”及深部煤层的开采。
地下气化煤气不仅可以用于联合循环发电或作为燃气直接民用, 而且还可以用于提取纯氢或煤制化工合成原料气作为化学工业的基本原料, 具有低成本、高效益的技术优势, 为煤化工的发展提供新的扩展空间。煤矿资源的地下气化开采技术, 是现代煤矿追求经济效益与环保效益协调发展的理念下, 针对煤炭资源的新型快捷化绿色开采技术。
结束语
目前煤炭在我国能源消费中占70%左右, 是我国的主体能源。未来较长时期内, 以煤为主的能源结构很难改变, 如今, 科学技术飞速前进, 我国的绿色开采技术必须谋求进步, 以适应新的发展需求和社会形势。要想真正实现煤炭的绿色开采, 还面临着政策、技术、经济等诸多难题, 需要花大力气研究和创新相关技术和政策, 最终通过煤炭绿色开采理论指导煤炭生产, 合理处理经济与环境的关系, 使煤矿得到绿色健康可持续发展, 相信绿色开采可以创造出显著的社会效益、环境效益、经济效益。此外, 在细节上, 我们还应在理性思考的基础上不断解决制约绿色开采的关键因素, 深入研究, 积极探讨, 力争煤炭绿色开采。
参考文献
[1]黄庆享.煤炭资源绿色开采[J].陕西煤炭, 2008, 02.
[2]谢中强.浅析煤炭绿色开采技术[J].中州煤炭, 2009, 05.
矿山开采承包合同书. 篇5
甲方(发包方)：
身份证号码： 乙方(承包方)：
身份证号码：
为了矿山经济开发，甲方同意将其位于
县 镇(乡)村 小组自留山的山地承包给乙方经营石英石矿山开采。为了明确双方权利及义务，根据矿山开采的有关法律、法规，平等协商，达成本合同。
一、甲方保证承包给乙方的矿山用地权属清楚，并合法取得山地使用权，且非生态公益林或水源林的山地。
二、甲方的山地承包给乙方后，承包期间开采使用权归乙方所有，投资和经营由乙方负责。
三、承包期间乙方未经甲方书面同意不得将矿区转让，转包给第三人，否则乙方构成违约。
四、合同生效并投产后，所产生的经济效益乙方按每吨石英石矿石人民币 元计付给甲方，每壹仟吨结算一次(以销售的磅码单结算)，作为乙方占用甲方山地开采矿石的补偿和报酬。
五、承包期限：自 年 月 日起至 年 月 日止，承包期满后，如乙方需继续经营开采，同等条件下，乙方有优先开采承包权。
六、具体地点和界址以双方确认的1：10000地形图(由林业技术人员现场勾绘或林权证附图)为准。
七、如因权属、界址与他方有争议，由甲方负责解决。
八、乙方所需开设的林道路经过他方林区的，甲方负责协助解决，需补偿林木乙方应按当时地方上的价格进行补偿。
九、乙方在约定的承包期内任何时间连续 个月未开工投产，视乙方自行终止承包合同，甲方有权与他方合作开采的自由权，不可抗力除外。
十、乙方矿山施工及管理人员的人身意外保险由乙方自行负责购买，矿山生产开采过成中人为导致的安全事故由乙方承担。
①乙方要在工作区域内放置安全警示标志和安全操作规章制度。②必须要求矿山工作人员戴安全帽和穿劳保鞋。
③乙方人员在工作期间严禁饮酒作业，发现一次批评教育。
十一、如开采过程中矿山发现金矿，金矿的矿脉部分的开采权归甲方所有。
十二、本合同双方如有一方先违反本合同视为构成违约，另一方经书面通知对方后，有权解除本合同。
十三、本合同终止或期满后，甲乙双方应在15日内办理结付及矿区移交手续。
十四、本合同一式两份，甲乙双方各执一份，双方代表千金之子盖章后生效，未尽事宜由双方另行协商并以补充条款体现，具备同等法律效力。
甲方(发包方)： 乙方(承包方)：
矿山开采监测中的测绘技术分析 篇6
关键词：矿山开采；监测；测绘技术
我国矿山资源含量非常丰富，为了保障矿山开采的合理性，杜绝发生非法开采的问题，在矿山开采监测中，落实测绘技术，防止矿山资源浪费。测绘技术可以保障矿山开采的效率，提供数据支持，确保矿山资源的科学分配，明确矿山资源的开采方法，在测绘技术支持下，实质性落实矿山开采的运用。
一、矿山开采监测中的测绘分析
测绘技术在矿山开采监测的主要对象是，矿产、山体、水体、地质等，此类监测对象对测绘技术有很高的要求，目的是确保矿山开采的合理性及安全性。矿山开采监测的测绘技术，核心工作内容是维护矿山开采的安全性，提供安全监测的平台，测绘技术在监测矿山开采的同时，能够测绘出危险及危害信息，在此基础上，提出安全管理的方法，才能保护矿山开采的顺利进行，避免影响矿山开采监测的效果[1]。矿山开采监测测绘中，常见的技术有3类，分别是：（1）GPS定位技术，运用卫星三点定位，实测地球上的物体，在三维空间中形成准确的定位，根据矿山绘制数字化的地图，完成动态监测的过程；（2）遥感测绘技术，此项技术在矿山开采监测中运用比较成熟，可以利用计算机绘制矿山内部区域的图纸，判断矿山中的矿产含量和地质条件；（3）激光探测技术，其为测绘定位中不可缺少的途径，利用激光的高穿透型特征，探测出空区在矿山中的位置，有助于提升矿山开采的可靠性，提供矿山空区及地质条件评估的手段，完善矿山开采的环境，更重要的是满足矿山开采监测的需求。
二、测绘技術在矿山开采监测中的运用
矿山开采监测时，积极落实测绘技术，专门针对矿山的地质、山体等进行实质性的监测，实现动态化的监测，同时提供预警作用。测绘技术能够降低矿山监测的困难度，简化测绘的操作方式，保障矿山开采监测的精确性。分析测绘技术在矿山开采监测中的运用。
1、滑坡监测测绘。滑坡是矿山开采中的风险因素，属于一类危害性比较大的灾害事故。测绘技术在滑坡监测中，主要运用GPS测量法与大地测量法，全面监测矿山开采时的地质数据，规避潜在的滑坡风险[2]。GPS测量法可以改进大地测量法中的缺陷，提高测绘的精度，大地测量法运用时，借助全站电子测速仪，测出绝对位移，分析是否有滑坡的可能性，同时运用GPS测量，配合定位仪器，提高滑坡数据测量的精确度，提供全天候动态测绘的条件，提升滑坡监测的能力，一旦监测到滑坡数据，GPS测量法就会发出报警，提示滑坡报警信息。
2、地裂缝监测测绘。地裂缝监测测绘方法，增加了测绘技术的压力，地裂缝监测，消耗了测绘技术中大量的人力、物力，充分结合地标沉降指标，落实测绘技术的运用，进而准确的测绘地裂缝的相关数据。地裂缝监测测绘技术中，主要运用传统测量、GPS测量和遥感测绘技术，各项技术相结合后，运用到地裂缝监测中。分析测绘技术在地裂缝监测中的运用，如：（1）传统测绘技术间隔一定周期后，记录矿山大地的位移，包括水平、垂直位移；（2）GPS测量技术测定参照物的三维空间，测绘出速度、位移等数据；（3）遥感测绘技术标定出地标分层沉降，分析地裂缝在矿山开采区域中的发展、走向，动态化、实时化的监测地裂缝的状态。
3、空区塌陷区测绘。空区塌陷对矿山开采现场的危害范围很大，如果矿山形成空区塌陷，就会在很大范围形成塌陷区域，不仅会增加矿山开采的难度，还会引起安全风险。空区塌陷区测绘时，采用遥感测绘技术，在空区塌陷区测绘发展中，还引进了激光探测技术，探测、研究矿山中的矿区塌陷[3]。激光在矿山山体结构中，提供三维扫描技术，结合空区塌陷区测绘数据，在矿山开采中构建数据库，运用数据对比、三维模型的方式，构建出矿山空区塌陷区的模型，根据检测的效果，给予空区塌陷区补救的效果。
4、水土流失测绘。矿山开采期间，容易影响周围的环境，造成水土流失，在矿山开采时，要注意保护周围的环境，充分检测水土流失。结合测绘技术在矿山开采监测中的运用，分析水土流失测绘技术的表现，如：（1）遥感测绘法，此类测绘技术是在卫星与航空遥感技术的作用下实现的，能够把矿山地层的水源、植物等信息，直接扫描成电子地图，成立三维数据库，测绘人员对数据进行分析，监测矿山地层水土流失的状态，遥感测绘法在大区域水土流失监测中有很明显的效果；（2）地面监测法，此类方法对矿山开采水土流失监测区的范围，没有任何限制，在监测区域内，规划不同的监测地块，每个地块都要设计不同的参照物，定期测绘参照物，输出的数据形成监测水土流失的报表，对水土流失提供最基础的监测数据。
三、矿山开采监测中测绘技术的发展
矿山开采监测中，测绘技术具有很大的发展潜力，其在未来应用中，表现出不可缺少的价值，体现出了测绘技术的实践意义。未来发展中，测绘技术在矿山开采中朝向综合化、自动化的方向发展，解决矿山开采监测中的安全问题，加强矿山开采监测的控制力度[4]。自动化、综合化的测绘技术，拓宽了矿山开采监测的服务方式，有效指导矿山开采监测的工作，更重要的是体现出测绘技术发展的必要性，根据矿山开采监测的需求，落实测绘技术的发展工作，实现测绘的自动化、综合化。
结束语：矿山开采中，数据测量是安全的保障，在监测中落实测绘技术，保障矿山开采的合理性，避免发生安全事故，同时防止开采中出现数据缺陷。在矿山开采监测中，积极推进测绘技术的发展，充分发挥监测技术的作用，满足矿山开采的运用，提高矿山开采监测中测绘技术的应用水平。
参考文献
[1]孙永旺.矿山开采监测中的测绘技术与方法研究[D].中南大学，2007.
[2]梁振兴.矿山开采监测中的测绘技术与方法研究[J].科技风，2012，22：124+134.
[3]卢辉，刘长星.现代测绘技术在矿山开采沉陷中的应用[J].测绘标准化，2009，02：39-42.
[4]吴昌龙，赵雷，赵志永.对煤矿安全监测中的测绘技术的思考[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2011，06：222.
矿山安全开采管理研究 篇7
目前, 在我国存在着数量众多的非煤矿山, 其中大部分是小型的矿山, 由于管理以及开采技术方面的落后, 存在着很大的安全隐患。据不完全统计, 每年我国死于非煤矿山事故的人数非常多, 发生伤亡的人数仅次于煤矿和交通事故。严峻的现实提醒我们, 一定要加强对非煤矿山安全开采的管理工作。非煤矿山开采中重大事故的发生, 主要是由于在技术管理方面存在缺陷, 所以, 加强对非煤矿山的开采管理, 一定要通过加强技术管理来实现。
1 技术管理对安全生产具有重要的意义
想要实现非煤矿山的安全开采, 要求我们在管理方面, 采用多种管理方式与生产技术相结合的综合管理体系, 安全的管理贯穿于非煤矿管理的各个工作之中。非煤矿山开采管理关系到生产的各个方面, 开采工作本身的复杂性决定了开采管理的复杂, 在进行管理的过程中, 一定要把安全管理工作落实到实践中来, 自然的渗入到生产管理的过程中, 对非煤矿山开采的全过程进行指导, 对开采中的各个环节进行全面的调控, 形成一个有效地整体, 避免任何一个环节的问题影响到整个开采秩序。
进行矿产的开采工作, 最重要的就是开拓矿井, 合理的设计是开采工作良好进行的前提, 同时也是进行安全开采工作的保证。一般的矿井会采用对巷道的形式进行布置, 划分出开采的区域, 安排生产要采用的流程, 制定出进行安全管理的方案来进行总体的安排和计划。要进行开拓矿井的工作, 实现有效、安全的开采工作, 在设计开始之前, 要首先进行勘测地质的工作。先进的装备和技术是进行勘测的最佳手段, 在勘测过程中, 要采用现代化的工艺流程来进行全面的衡量, 设计工作应该具有机械化、集中化以及经济技术合理化的特征。在布置巷道时尽量做到合理、简单, 用于开采的设备和各种设施要具有实用性和经济性, 安排全矿性的防御措施, 以上所有的工作都离不开先进的科技作为支持。所以, 我们要进行非煤矿区开采工作之前, 一定要从技术方面进行论证, 把分析的结果与设计的技术方案进行核对和比较, 保证最终方案的安全和有效。任何矿井的设计, 包括很小的采区, 都与整个矿井的效益和安全息息相关, 所以, 一定要进行有效地技术管理, 进行最佳的开采设计。
2 技术管理是消除非煤矿安全隐患的有效途径
我们知道, 非煤矿井的开采工作, 由于其特殊的工作环境决定, 本身就存在着顶板塌陷、水灾以及中毒窒息等安全隐患, 采矿工作中大型机械设备的应用和地质方面的不确定因素, 不论哪个方面出现问题, 都有可能引发重大的事故, 为矿下工作的安全造成威胁。任何形式的矿产开采都包含大量的安全隐患, 只在危险程度上有所差别, 所以只有对不安全因素进行持续监管, 针对具体的问题采用相应的处理方法, 才能切实做好非煤矿的安全管理工作。众所周知, 非煤矿山事故的发生往往是由安全隐患加大造成的, 所以要减少事故的发生就要从消除隐患入手。在工作中, 不能忽略任何看似微小的隐患, 如果不给予足够的重视, 很可能导致重大事故的发生。
进行非煤矿山的开采工作中, 地质灾害也是矿井安全的重要隐患之一, 这种隐患具有长期性, 所以要提高基础性工作的质量, 完善安全管理制度, 实现有效地监控, 尽量避免危险的发生。一旦出现开采工作的作业面与水层非常接近的情况, 会出现顶板部位初期以及周期来压的隐患, 也可能会存在透水的隐患, 应该首先进行责任划分, 针对问题提出有效地排除措施, 然后进行有效的顶帮管理及加强支护, 而且要在规定时间内进行地压、位移监测, 还要从定量方面进行分析, 应用理论与实践相结合的办法, 对事故和隐患之间的关系进行探讨, 制定出实施方案, 力求消除安全隐患。
最近几年, 非煤矿山发生中毒窒息事故的情况被频频报到, 造成严重的人员伤亡和财产损失。有三个注意事项, 第一是完善安全工作的领导责任制, 把责任落实到具体的负责人身上, 落实到实践中去, 实现协同管理。第二是对矿井的通风进行重点管制, 要对通风系统进行合理化的改造, 采用优良的通风设备, 再制定出良好的管理规范来进行管理, 实现合理的配分和供风。在人员管理方面, 要进行通风设备的使用以及维护方面的培训, 保证非煤矿山排风工作的稳定和有效。第三是要适当加大资金的投入, 资金的投入是设备质量的一个保证, 要采买性能优良的通风设备, 确保通风设备发挥出应有的作用。
透水事故在矿山事故中也经常出现, 特别是矿山周边存在地表水体, 以及进行井下开采过程中, 上部存在老窿积水等, 故此, 在存在以上情况时, 一定要加强矿山的探放水工作, 必要时, 进行超前探水, 避免发生透水事故。
3 科技的进步是实现非煤矿安全生产的最大动力
综上所述, 想要保证非煤矿生产的安全, 要依靠先进的科学技术手段, 选用新的工艺进行开采的工作, 要大胆的对新的工艺和技术进行推广和使用, 选用性质更加优良的新的材料和设备, 提高矿井工作人员的业务水平也是安全生产的重要因素, 对井下的环境也要进行不断地改善。
我们知道, 非煤矿安全问题隐患过多的原因, 除了受自身开采和地质复杂性条件的制约, 但是主要的问题还是在开采工艺和设备方面的落后, 以及部分管理人员和工作人员的素质还有待提高。所以, 实现安全生产要通过加强在技术方面的管理来实现, 但是由于非煤矿山都具有各自的普遍性和特殊性, 所以在进行技术革新的时候要注意针对具体的矿井情况, 事先做好可行性分析, 盲目革新只会产生更多问题。适当的加大资金投入, 是进行设备和技术革新的重要保证。一些新的技术还具有二次开发的潜质, 力争让越来越多的新技术为非煤矿山的安全开采做出贡献。
4 结论
综上所述, 要想有效减少非煤矿山安全事故的出现, 我们应该对矿井安全管理系统进行进一步的深化和完善, 同时引进新的技术和设备, 加强技术方面的管理工作, 只有这样, 才能够实现非煤矿山的安全生产。
参考文献
[1]陈明国.浅析矿山企业的安全生产管理[J].技术与市场, 2012 (9) .
浅谈矿山露天开采 篇8
如果从地质学家的角度来考虑露天开采问题, 我们重视地面和接近地面的地质环境。在该环境中, 温度、压力及地球化学作用与形成地貌过程中的情况相似。在该条件下, 地下水可从地面加以控制。在该环境中存在未固结的沉积物和土壤等地表的物质。不稳定的露天坑边坡与潜伏的滑坡相似, 因而过陡的台阶工作面易于造成大量的浪费。与地下开采相比较, 露天开采只有更少的不同方法可供选择, 但这并不意味着露天开采像地下矿工称它为“脏活”那样简单。只是为了方便, 称这些方法为露天坑开采、剥离开采、采石和砂矿开采。当矿体完全在地表进行就地浸取回收的情况下, 也可认为是露天开采。
1露天矿山台阶与角度设置
某些露天矿山台阶呈螺旋形布置, 另外一些矿山呈水平布置 (以斜坡道相连接) , 台阶的宽度为8～10 m。这样的宽度是为了安全和所使用的设备而设计的。沿台阶运行的人容量挖掘机和载重汽车要求至少30 m宽的台阶。台阶工作面的高度范围, 在不坚固岩石中为4～8 m, 中等坚固岩石中为15～20 m;有些露天坑, 在岩石坚固和构造破坏不多的地方, 用60 m高的台阶工作面。台阶的高度像台阶的宽度一样, 取决于设备的大小和工作范围, 但是, 设计中也要考虑使边坡有足够的稳定性。为了避免岩石塌落, 工作帮边坡角必须减缓至20°;在另外情况下, 也可能在70°时仍然保持相当稳定。工作帮边坡角在比较稳固地段的边坡要放缓些。在断裂密集地段;在岩层面以低角度倾向露天坑方向的地方;在断裂边界“明显”切入露天坑边帮的地方。因此, 坡度各处不同, 需要精心设计共过渡转变情况。在工作帮边坡上可能出现一些突然变化的难题:一个伸到露天坑中去的“鼻子”, 或者一个位于露天坑边上的槽状凹陷, 都是应力集中和早期破坏的最初位置。在露天坑中的箕斗提升道及类似的破坏皆属于此情况。露天坑最终边坡 (最终的露天坑边帮) 一般高于工作帮的边坡, 因为它不需要保持台阶。开采最终露天坑边坡有点像地下矿山最后回采矿柱。
2露天开采的方法
2.1 露天漏斗开采法
露天漏斗开采法是一种露天和地下的联合开采系统。这个方法类似于用平硐运输的露天开采, 所不同的只是此术语是更明确地专指用于开采矿脉或筒状矿体而且底部带有漏斗状放矿口狭窄的陡帮露天坑。
2.2 剥离开采
一般用于煤层或其他平缓状的层状矿床。煤从山腰露头线开采出来, 称为剥离开采或等高线开采;在剥采比变得不合算之前, 这些长而窄的露天坑可仅有3个或4个煤层工作面。等高线开采可继之以螺旋钻开采最终阶段边帮, 螺旋钻的直径大小从0.4～2.1 m, 并且能钻进60 m左右。如果在煤层剥离开采中包括开采大量岩层, 则可称为露采或简称为露天矿。
小规模的煤层剥离开采一般用推土机和前端式装载机。在人型的露天矿山, 动力铲在阶段边坡前作业, 而索斗铲从上面的台阶上作业。这些机械中的任何一种都可用于开始的开槽和剥离表土。由于索斗铲具有更大的工作半径和抛掷废石中能力, 所以进行剥离常选用它。挖掘机有更强的挖掘作用, 开采煤层本身多选用它。用于表土剥离的其他机械是斗轮式挖掘机, 一种像恐龙似的设备, 在连续的作业中, 不用抬起和旋转, 每小时可挖掘和堆放多达3 000 t的物抖, 它仅用于不需爆破的松软表土。还有其他的巨型设备, 索斗铲铲斗和挖掘机铲斗的容积可超过100 m3。一个索斗重13 500 t, 而且在1 min的循环中可排放出325 t的铲斗装载物, 那怕是几分之一这样重的重量, 也要求稳固的地基。
2.3 干式开采法
冲积砂矿及海岸砂矿可采用干式 (以陆地为基址的) 开采法和用挖掘船开采法。干式开采与单台阶露天坑开采区别不大。设备是相似的:推土机、动力铲运机和前端式装载机用于中等规模企业;索斗铲、动力铲和斗轮式挖掘机用于较大型矿山。矿山用水力冲矿机或水枪喷嘴直接射向岸场, 高度可达50 m。在国外一些地方, 水力剥离也用于剥去各种硬岩矿床的表土, 而水力冲矿机有时也用于地下煤层和铀矿的开采。
2.4 挖掘船开采法
挖掘船开采法专门用于与砂矿有关的矿床, 包括索斗式挖掘船和吸入式挖掘船开采。挖掘船开采可在小泻湖中进行, 也可在为此目的而挖的水坑中、河流中及离岸地带进行。深挖式多斗挖掘船最深可在大约45 m深的水中作业, 但会受斗链重量与挖掘船浮力比重的限制。吸入式挖掘船用于开采岸上的和离岸的海滨砂矿, 该种船借助潜水泵和辅助喷射推进器在相当深的水中 (70 m) 作业。汽动提升挖掘船、蛤壳式抓斗挖掘船和索斗挖掘船有时用于浅水, 但是, 它们更适于作为深海开采的潜在设备。
3结语
砂矿开采中的地质问题往往与矿石品位分布有关, 砂矿床复杂且常难于取样, 巨砾的大小、砾石的胶结程度以及基岩起伏的幅度也是重要问题。高度裂隙化或风化的基岩给砂矿矿物的回收造成困难。寒冷地区的砂矿开采要求在开采前认真溶化永久冻上层。在砂床开采中所有土工技术问题中最关键的是解决原有环境的保护或复原问题。所以必须采取措施, 以澄清水、整平尾矿堆以及把较细的尾矿堆放到顶层。
摘要：露天开采, 受气候影响较大, 对设备效率及劳动生产率都有一定影响。结合工程实践经验, 就矿山露天开采进行阐述, 希望为类似工程的施工提供一些借鉴与参考。
关键词：矿山,露天,开采
参考文献
[1]郝文玉.基于露天采矿机的工艺系统设计理论与应用研究[D].中国矿业大学, 2010.
[2]石忠民, 张幼蒂.露天矿优化设计的数值方法和基本原理[J].国外金属矿山, 2009 (2) .
矿山开采沉陷对土地的影响 篇9
煤炭和其他有用矿物的大规模开发和利用, 既给人类带来了巨大的经济和社会效益, 也破坏了矿山原有地形、地貌和自然景观, 留下荒芜的采矿场或塌陷的采空区[1]。开采沉陷对环境的影响是多方面的, 而土地是受其影响的一个较为重要的方面。开采沉陷对地表土地, 特别是对耕地的影响较严重, 在高潜水位矿区, 主要表现为下沉盆地积水, 使大片土地不能耕种;在干旱的山区, 主要表现为非连续的变形发育, 使地表水土流失, 农作物减产, 土地使用价值降低。据加拿大安大略矿业公司统计, 全世界已有3×106 hm2的土地被露天采矿所破坏。而我国采矿工业破坏的土地约有 (1.4～2.0) ×106 hm2, 并以每年 2.0×104 hm2的速度增加[2]。笔者将从地表移动的力学过程及工程技术的需要出发, 探讨开采沉陷对土地造成的影响, 提出开采沉陷对土地的几种影响方式。
1 地表下沉盆地的形成机理
1.1 地表下沉盆地的形成
地表移动是岩层移动传播到地表的沉陷现象, 反映了岩层移动的传播方式和移动状况;岩层移动是地表移动的动力, 为地表移动的描述和预测提供依据。
在地下矿产开采前, 岩体在地应力作用下处于相对平衡状态, 当局部矿体采出后, 在岩体内部形成一个采空区, 导致周围岩体应力状态发生变化, 从而引起应力的重新分布, 使岩体产生移动变形和破坏, 直到达到新的平衡。随着采矿工作的进行, 这一过程不断重复, 是一个十分复杂的物理、力学过程。一般情况下, 当地下工作面开采达到开采深度的1 / 4～1 / 3后, 地下开采便波及地表, 使受采动影响的地表从原有标高向下沉降, 此时的开采距离称为工作面开采启动距[1]。从而在采空区上方地表形成一个较小的地表移动盆地W1, 如图1所示。
H0—平均开采深度, m。
随着工作面连续向前推进到位置2, 工作面上方地表下沉盆地范围不断扩大, 逐渐形成下沉盆地W2;当开采到位置3时, 地表下沉值达到该地质采矿条件下的最大值, 此时的开采为充分开采, 形成下沉盆地W3;工作面继续向前推进到位置4时, 下沉盆地范围继续扩大, 但盆地的最大下沉值不再增加, 工作面开采达到超充分开采, 形成下沉盆地W4。
1.2 开采沉陷对地表的影响方式
从地表移动机理的角度来讲, 开采沉陷主要以两种方式影响移动盆地的形成:一是下沉, 二是水平移动。此外, 还有扭曲变形和剪切变形。地表沉陷盆地之所以能够形成, 主要是由于沉陷盆地内不同位置点的移动量不一样, 导致相邻点的不均匀下沉、不同步水平移动或不同方向的水平移动, 从而造成盆地内的变形。
从地表移动的力学过程及工程技术问题的需要出发, 地表移动的状态可用垂直移动和水平移动进行描述, 进而可以导出倾斜、曲率和水平变形。并且, 地表与岩层移动在力学上都属于大应变模式[3]。设地下煤层开采前, 在地表移动盆地范围内任取相距为L的A和B两点;地下煤层开采后, 受采动影响, 两点的位置分别移动到A′和B′, 矢量AB与x轴正方向的夹角为θ。这样A点的移动矢量AA′可以分解为沿水平方向的矢量UA和沿竖直方向的矢量WA;B点的移动矢量BB′可以分解为沿水平方向的矢量UB和沿竖直方向的矢量WB, 如图2所示。
于是, 可以得出一个点的移动矢量为
A点的移动矢量:AA′=WA+UA, UA=UAx+UAy;
B点的移动矢量:BB′=WB+UB, UB=UBx+UBy;
A点和B点之间的变形为
沿着AB方向的倾斜
沿着x方向的倾斜
沿着AB方向的水平变形为
沿着x方向的水平变形为
式中:UB (AB) 为B点处沿着AB方向的水平移动;UA (AB) 为A点处沿着AB方向的水平移动;UAx, UAy分别为A点沿x和y方向的水平移动;UBx, UBy分别为B点沿x和y方向的水平移动。
如果要描述移动盆地内不同点的沉陷分布, 也可以采用全盆地等值线法或主断面剖面线法。全盆地等值线法能描述地表任意点的移动和变形, 便于从宏观上把握地表移动规律, 但不利于定量分析地表沉陷的机理;主断面法很容易建立下沉盆地主剖面函数, 建立数学模型, 但不能全面了解全盆地的移动变形状况。两者各有所长, 互为补充。
2 开采沉陷对土地的影响特征
2.1 地表裂缝或塌陷坑
由地表移动的规律可知, 在下沉盆地的边缘, 由于受到拉伸变形的影响, 土地的破坏主要表现为裂缝。裂缝的深度和宽度与有无第四系松散层及其厚度、性质和地表变形值大小密切相关。当开采区域上覆第四系松散层厚度较大且为塑性大的黏性土时, 一般在地表的拉伸变形值超过6～10 mm / m时, 地表才产生裂缝。塑性小的砂质黏土等, 地表的拉伸变形值达到2～3 mm / m时, 地表即可产生裂缝[1]。如在我国的开滦林南仓矿区, 第四系松散层平均厚度达220 m, 属于含水砂层巨厚松散层下开采, 地下煤层开采后在地表往往产生宽度不等的裂缝, 并伴有错台或台阶[4,5]。据林南仓矿O, K, B 3条倾斜观测线观测, 地下煤层开采以后, 沿煤层走向方向, 一般发育几条宽度不等的地表裂缝, 其宽度最大可达0.2 m, 台阶落差最大可达0.6 m。工作面开采过程中, 地表裂缝发育情况的素描图如图3所示。
林南仓矿东二采区12煤层开采后, 在地表下沉盆地的边缘, 形成的较大拉伸变形裂缝如图4所示。裂缝和台阶的产生损坏了耕地的连续性, 降低了土壤保肥、保水性及灌溉能力, 增加了水土向地下流失的风险[6,7]。当开采区域第四系松散层厚度较薄时, 地表移动取决于基岩的移动特征, 在急倾斜煤层开采条件下, 地表可能出现漏斗状塌陷坑。这对耕地损坏大, 耕作层土壤随塌陷坑溃入坑的深部甚至井下, 土地无法耕种。
另外, 如果开采煤层上覆岩层中有极坚硬厚岩层时, 工作面上部直接顶达到一定的悬空面积后, 上覆岩层在自重载荷和周围坚硬煤体反向应力的作用下, 在采空区边界部位产生并积聚巨大的剪切应力, 在某一瞬间沿煤壁发生一次性直达地表的垮落[8], 形成塌陷坑, 如图5所示。
2.2 附加坡度的产生
地表倾斜度的产生主要是由于移动盆地内相邻两点的不均匀下沉而导致的。而坡度是决定径流冲刷能力的基本因素之一, 坡度越大则径流量越大, 冲刷量也越大, 引起的水土流失和土地侵蚀越严重。一般情况下, 耕地应保持在一定的坡度范围内才能保证土壤生产力的正常发挥。如平原矿区耕地坡度一般在0～5‰, 开采沉陷产生附加坡度较大时, 灌溉条件变差或无法灌溉, 耕地减产严重[4]。另外, 附加坡度的增加也会导致土壤有机质和土壤养分流失, 导致土壤生产力降低。有关资料表明, 通过对盆地不同下沉位置土壤的物理特性进行监测和分析, 可以得出不同层次土壤含水量从上坡向坡底均随着下沉深度的增加而增加, 开采沉陷加速了耕地土壤的侵蚀和水土流失, 从而显著影响耕地土壤的物理特性。受其影响最大的是表层0～20 cm土层;沉陷耕地上中坡表层土壤有砂质化的趋势, 而下坡和坡底则积聚了上中坡侵蚀下移的土壤细颗粒物质[9]。事实上, 由地表移动盆地的规律可知, 下沉盆地中上坡位置即为盆地中倾斜值最大的位置, 倾斜变形的增加导致地表土壤有砂质化趋势。
2.3 沉降区积水
在我国黄淮平原的中、东部和长江以南的平原地区属于地下水位浅、年降水量多的地区, 煤炭开采后引起的积水严重, 积水面积大、积水最深可达10 m以上, 对土地的破坏十分严重[2]。而作物生长所需水分大部分是从土壤中获取的, 适宜的地下潜水位埋深是作物生长的有力保障。东部平原矿区开采沉陷导致地下潜水位相对升高, 地下潜水位升高程度不同其对土壤生产力的影响大小也有所差别。当地下潜水位仅上升到作物耕地范围内, 旱作物就会受涝减产;如果地下水矿化度较高时, 土壤甚至会发生盐碱化现象;特别是干旱、半干旱的华北和黄淮平原地区, 当地表沉陷接近或超过地下潜水位深度时, 地表就会出现季节性积水或永久性积水, 耕地无法耕种, 土壤生产力完全丧失[4]。
沼泽化现象出现在过湿地区, 由于土壤经常处于过饱和状态, 养分养料通过水的淋滤作用随地表水或潜水逐渐流失, 这时少养分喜湿植被开始丛生, 土层湿度更大, 状况恶化, 有机残物的分解过程缓慢, 形成较厚的草根层或积累成泥炭而演变成沼泽化土地。在高潜水位或地表积水较多的地区, 通常在水缘周围形成沼泽带, 一般作物不易生长, 只有一些耐盐喜湿性植物生长, 因土壤的物理以及生物性质恶化, 通常难以得到改良利用, 严重影响土地的永续利用[10]。
2.4 改变土壤的物理性质
矿山开采沉陷对土地的深层次破坏:一是改变土壤成分, 造成土壤环境污染;二是导致土地沙漠化。地面堆积的含有毒、有害成分的矿石、矸石在经受雨淋或地表水作用下, 矿井或选矿厂排除的有毒、有害成分的废水被排入土地或用于灌溉农田, 有毒、有害物质进入大气并通过某种途径降落地表, 这些因素都会造成土壤环境污染。土壤环境污染具有隐蔽性和潜伏性、不可逆性和长期性两大特点, 因此土壤环境污染的防治更加困难[2]。
开采沉陷破坏了耕地生态系统的物质能量平衡, 致使耕地发生潜在荒漠化, 特别是在气候干旱少雨的西北矿区较为明显。以大同市为例, 土地荒漠化在该地区不断加重, 且有逐年扩大趋势。调查发现大面积开采地下资源导致地下水位下降, 是造成土地荒漠化的重要因素。因采矿造成土地塌陷、山体滑坡, 很多山区居民因无水不得不搬迁, 遗弃的耕地因缺水, 植被不能很好恢复, 造成土地荒漠化。土地一旦荒漠化, 就会给人们的生产和生活带来灾难。煤层大面积开采后, 不仅使地表出现沉陷现象, 而且采空区的垮落和下沉会造成地下导水断裂带贯通, 改变地下水的径流条件, 甚至导致煤矿周围各含水层疏干, 改变区域土壤层水分的动态关系, 使地表更趋于干燥, 抗蚀能力减弱, 水土流失加剧, 促使耕地荒漠化。
2.5 破坏地表水
煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流, 大量排出地下水。同时还造成区域含水层水位下降, 形成大规模地下水降落漏斗, 直接影响到区域水文地质条件。开采产生的地表变形影响到地表水体, 从而使部分沟泉水量减少甚至干涸, 影响当地居民的正常生产和生活, 进而影响区域植被生长, 甚至土地沙漠化。如在我国西部干旱半干旱地区, 降雨量少, 蒸发量大, 导致水资源严重缺乏和生态环境脆弱, 而采矿活动更加剧了对水资源和生态环境的破坏, 造成植被枯死、土地沙化等环境灾害。如不加以控制, 大规模的煤炭开采会破坏含水层, 造成潜水位下降、居民水井干涸、地表植被死亡、土壤沙化、水体流失等系列问题[11,12,13]。事实上, 在煤炭开采过程中, 无论是矿井的正常涌水, 还是以防治矿井水害为目的进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干, 都会不同程度地影响或破坏地表水, 造成地下水资源的极大浪费, 或污染水环境。
3 结论
1) 岩层移动传播到地表的沉陷现象, 反映了岩层移动的传播方式和移动状况;岩层移动是地表移动的动力, 为地表移动的描述和预测提供依据。
2) 开采沉陷引起的岩层与地表移动属于大变形理论范畴, 从开采沉陷的机理上讲, 由煤矿开采所诱发的土地沉陷可以用“两种移动”和“三种变形”来描述。地表点的移动与其移动的方向密切相关, 不同的移动方向, 会得出不同的移动变形值。
3) 开采沉陷对土地的影响方式有多种, 长期的煤炭开采造成的各种灾害和环境效应已对很多矿区地质生态环境造成了较为严重的影响, 实施包括保水开采在内的煤矿绿色开采技术, 提高环境保护意识, 能够减轻矿山开采对土地的影响, 对于实现煤炭企业的可持续发展具有十分重要的意义。
摘要：矿山开采沉陷对土地产生的影响是矿山开采对环境影响的一个重要方面。从地表移动的机理及工程技术的需要出发, 研究了地表下沉盆地的形成过程, 探讨了覆岩移动和地表移动的关系, 提出开采沉陷对地表的影响方式, 分析了煤炭资源开采引起的沉陷对地表产生的破坏特征。为保护矿区生态环境, 实现耕地的复垦利用和矿区的可持续发展提供了理论依据, 具有较强的实用价值和理论指导意义。
矿山开采沉陷预测发展现状综述 篇10
地下矿产资源开采以后, 采空区周围岩层原有平衡状态发生变化, 应力重新分布, 进而引起矿山岩体移动, 地表沉陷, 最终达到新的平衡。这类运动具有显著的随机性, 视条件不同, 其运动过程及地表沉陷结果也不同[1]。
1 开采损害
开采损害有广义和狭义两种不同的解释, 广义上的开采损害是指由于地下矿产资源的开采, 使地上、地下的建筑物及构筑物所受到的影响。而狭义的开采损害是指地表和岩层受开采影响而发生的大量变形和移动所导致的后果, 前者强调现象, 后者注重理论系统。根据采动对象、地表变形大小和性质, 开采损害形式可以分为地表沉陷损害、地面倾斜损害、地面弯曲损害、地面水平变形损害、山区地表滑移与崩坍及矿区地表水位下降六种。
在长期生活实践中, 人们积累了大量有关开采损害的经验和资料, 以它们为基础进行统计研究的过程中, 获得了可用于可行性设计的一般性规律。苏联建筑师叶尔马科夫在1939年提出了不同保护等级建筑物的地表允许变形指标。
近年来, 为了适应社会发展和人们生产生活的需要, 各国对建筑物的允许变形值都做了统一的规定。我国对砖面结构建筑物破坏等级标准也做了相应的规定。
2 我国现状
地下矿产资源的开发开采在给我们带来巨大社会经济价值的同时, 也对土地资源及建筑物、构筑物造成破坏, 影响到整个环境系统, 留下塌陷的采空区和荒芜的采矿场。根据加拿大矿产矿物公司统计显示在全世界范围内, 已有3×106 hm2的土地遭受露天采矿的破坏, 仅在我国就占有 (1.4~2.0) ×1 0 6 hm2, 除此之外, 我国的土地破坏量还以每年2.0×104 hm2的速度增加。
我国是世界上第一产煤大国, 每年因煤炭开采造成的塌陷土地有2.4万公顷, 平均每采1万吨煤炭就有0.2 km2土地坍塌, 至199 0年底, 我国已有30万公顷土地因煤炭开采而坍塌, 然而这个数据竟在近20年内被翻了一番。土地沉陷不仅影响整个环境系统, 也影响到人们正常的生产生活, 还会对人类的生命安全造成一定的损害。因此, 必须采用新思路、新方法, 提高地表沉降预测的准确性, 控制地表沉陷引起的破坏, 为社会的和谐发展提供技术支撑。
3 国内外研究概况
地表沉陷研究历史悠远, 最早可以追溯到15世纪英国和比利时的预防开采损害法。1825年对列日城地表沉陷的调查为最早可见的文献, 此文献中提出了垂线理论, 后被G onot修正, 直到杜马特 (D umont, 18 58) 提出下沉量计算公式W=m.c osα (m为煤层开采厚度;α为煤层倾角) 。
20世纪以来, 全球进入一个科学大发展的时代, 地表沉陷研究也有了突飞猛进的发展。1903年Halbaum提出了采空区上方地表应变与曲率半径成反比的结论, 此后一大批研究者也相继提出了一系列理论与假设, 这其中具有代表性的有:1909年Korten的水平变形和移动分布理论, 1913年艾卡特 (Fckardt) 的各岩层逐步弯曲理论, 1919年莱曼 (Lehmann) 的地表沉陷褶皱理论, 以及Schimizx (1923) 、Keinhost (1925) 和Bals (1932) 提出的影响函数概念[2]。
二次大战后, 地表沉陷研究趋于系统理论化。在苏联, 阿维尔辛 (1947) 提出了水平移动正比于地表倾斜的观点, 并首创下沉剖面方程, 而后, 萨乌斯托维奇在1953年运用弹性基础梁理论解释了下沉盆地边界鼓起现象。在波兰, Knothe和Budryk (1950) 利用几何原理得出了正态分布影响函数, 后被李特维尼申 (1954) 修正, 最终发展成为被广泛应用的概率积分法。在英国, Berry (1960) 和Wales (1961) 在假设采场顶底板为不接触、部分接触和完全闭合等不同情况下, 根据弹性理论推导得出了地表移动表达式。在德国, Brauner (1961) 提出了圆形积分格法计算地表移动的方法, 克劳奇 (H·K ra tz s ch, 1 9 7 8) 发表了《采动损害及其防护》。
我国地表沉陷研究起步较晚, 从20世纪60年代初才开始系统的研究工作, 但在老一辈长期实践与经验积累的过程中, 已有了长足的进步, 跻身世界之林。第一次将开率积分法全面系统的引入我国地表沉陷研究中, 是有刘宝琛教授和廖国华教授在196 5年共同出版的《煤矿地表移动的基本规律》一书, 同年, 刘天泉教授提出了急倾斜煤层开采地表沉陷的研究方法。1981年, 何国清教授、马伟民教授和王金庄教授提出了碎块体理论, 同年, 刘天泉教授等人在对地表沉陷预测深入研究的同时, 提出了沉陷计算方法。1983年, 周国铨教授提出运用负指数函数计算地表沉陷的方法。此后几年间, 也有大批科研工作者提出大量的新思路、新方法, 为我国地表沉陷预测研究做出了不可磨灭的贡献。
4 结语
煤矿地表沉陷预测研究是矿区可持续发展的重大课题。为了适应时代发展和社会进步的需要, 对地表沉陷预测的准确性要求也越来越严格, 因此在新阶段的研究中应该运用新思路、新方法, 结合实例, 形成一套系统完整的理论。
煤矿地表沉陷预测方法的发展趋势主要包括以下几个方面。
(1) 连续介质岩层向非连续介质岩层研究方向转变。
(2) 地表沉陷二维动态预计体系向三维预计体系转变。
(3) 地表沉陷静态预测研究向动态研究方向转变。
进入21世纪, 世界各国随着经济发展对煤炭资源的需求量还会不断增加, 对环境的要求也会越来越高, 地表沉陷研究将成为促进社会进步的重要因素, 因此, 该领域必将进入一个全面发展的时代。
参考文献
[1]何国清, 杨伦, 凌赓娣, 等.矿山开采沉陷学[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1991.
绿色矿山开采论文 篇11
关键词：露天矿开采 矿山地环境 影响
中图分类号：TD853 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（b）-0018-02
为了保证社会发展对于矿产资源需要的满足以及我国人民日常生活的需求，矿产的开采是非常必要的，但是近几年来随着矿产开采的力度以及范围的增大，出现了一些不安全因素，导致在矿产的开采过程中或是之后出现地质灾害，对采矿人员以及周围的人民群众的生命安全造成了很大的影响，因此，该文针对于在矿区频发的地质灾害的成因以及预防措施给出了较为详尽的论述和建议。
1 工程实例
在某个小村庄有住户1 000多人，共计房屋470多间，有农户260多户，其房屋的结构为主要以砖混凝土与土木为主要结构，房屋层数基本上都是在1～2层之间。在其南面的坡上有一个露天开的矿山，由于露天开工作一直向边坡方向扩展及延伸，所以导致周边村的墙体、地坪等都出现了开裂的情况。因此，对露天采矿分布地应力的过程、形成人工边坡等进行进一步调查。从调查结果可以看出，在一定的条件之下，露天采矿的周边、边坡等都会出现变形移动，对周边地质环境有着直接的影响，严重时还有出现地质灾害。
2 矿区的地质环境情况
2.1 矿区的地质构造情况
矿区的地质构造一般比较简单，是分层次的，由不同的岩石系组成，在每一个不同的区域里都有不同的岩石种类，而且在矿区的地质构造以及整体分布都是比较简单的，所分层次也比较少，填充的岩石种类也不多。
2.2 地层的岩石组成
在矿区的地层中岩石种类主要分为3类，这3种地质构造不同的岩石组是矿区地质构造的主要填充物质。
3 工程的地质环境以及周边的其他情况
在进行研究之前首先要考虑到矿区的北帮边坡的岩石组成情况以及坡下村民所建造的房屋的构造情况，不能盲目地认定采矿作业就是导致民宅结构出现问题的主要原因，这需要通过进一步地分析与证明，来判断采矿作业对周围环境的影响程度到底是处于什么样的层次。
文中所选取的矿区的地质环境还是比较好的，坡下的民宅构造也都合理稳固，符合要求，这就引发了采矿作业会对民宅构造以及坡体的构造产生影响的看法，为了证实这个看法的真实存在合理性，需要对矿区的地质环境及构造进行进一步地分析和研究，对于矿区周围可能出现的隐患进行研究与分析，与此同时，还要对矿区周围的水文情况进行分析，找出影响矿区地质结构稳定的综合因素。
4 露天采矿对于矿区地质环境的损害
4.1 出现矿区崩塌的情况
矿区出现崩塌的情况的主要原因要从矿区的地质环境及其构造进行分析，找出矿区出现崩塌的原因所在。矿区的地质构造中，是存在崩塌体的，这种结构内的岩石组成风化程度比较严重，容易出现崩塌事故，所以对于矿区出现崩塌情况的研究，就要集中在对于矿区的地质构造中的崩塌体的相关参数的测量与分析，然后针对崩塌体的相关数据判断矿区出现崩塌情况是否与崩塌体有关。
4.2 矿区出现裂缝的情况
在矿区周围的民宅中，出现了房屋裂缝，房屋构造受到影响的情况，这种裂缝通常沿着砖的缝隙裂开并且形状不规则，宽度也是比较大的，裂缝的主要方向处于水平方向，竖直方向比较少见。经过有过调查分析研究表明，出现裂缝的不仅仅是矿区坡下的民宅，在矿区也出现了大且深的裂缝。
5 矿区以及周围环境出现地质灾害的原因
5.1 矿区北帮边坡的稳定性的相关分析
对于矿区的北帮边坡稳定性的研究，要规定好相关的参数，选取合适的参数对其稳定性进行表达，在研究其稳定性时，所选取的范围也是非常重要的，在所选取的范围内对其稳定性进行研究，并选取不同的区域在此对其稳定性加以分析，之后得出的结果才算真实有效。对于矿区所出现的裂缝情况，要选取合适的分析面对其产生的原因进行分析，同时也要考虑到出现裂缝的区域的周围地质情况以及水文环境。对于北帮边坡的定性分析，可以定义为不稳定。
5.2 矿区北帮边坡稳定性受到影响的因素的分析
（1）针对矿区的北帮边坡的不稳定性产生的原因进行分析研究，不难发现，出现不稳定的原因是因为坡体的构造受到了损坏，结构产生不稳定性，再加上边坡的本身构造就存在有不稳定的潜在因素，在进行矿业作业时所产生的振动以及晃动都是造成边坡不稳的诱因，矿业作业时没有对该地的地质情况进行勘测，导致施工区域选取不合理，在坡的潜在滑移面上进行施工作业，导致了坡的滑移面的产生，这是造成矿区北帮边坡的不稳的原因之一，对于矿区的水文情况进行分析研究的时候，也会发现，水在坡体所产生的裂缝当中会产生巨大的下滑力，造成坡体的滑移，在坡体的土壤构造当中，多是岩石与土壤的混合结构，当水渗入到岩石与土壤间的缝隙的时候，就会导致水土流失的情况，导致坡体的结构不够稳定，水的流动性也是造成北帮边坡失稳的一大诱因。
（2）在矿业作业的过程中，对于北帮边坡内部的应力影响是非常大的，在开采过程中，在坡的另一边由于人工作业会形成一个新的坡度，于是在矿区处于两个地质构造不同的坡中间形成一个临空面，于是北帮边坡由于临空面的形成，其内部构造由于受力不均开始发生了变化，由之前稳定的性质转变为不稳定，接下来就会产生滑坡的地质灾害，受力不均带来的另一后果就是造成裂缝，这些都是由于在开采初期没有设定好作业面而导致对矿区周围的地质环境产生改变，造成地质灾害的发生。
5.3 有关矿区出现裂缝的成因分析
矿区的北帮边坡由于开采作业所形成的新的人工坡产生不稳定的情况，因此，北帮边坡的地质构造就会产生一定的变化，甚至出现崩塌的情况，在刚开始变化到崩塌的过程中通产会出现几个阶段，在每一个阶段中北帮边坡的地质构造都会有鲜明的变化产生。产生裂缝的原因是因为北帮边坡内部的应力不均导致结构出现不稳定，各个方向的应力对坡体的结构产生拉伸作用，最终由于受力不均，坡体就会产生一条甚至多条裂缝，在产生裂缝的这个阶段，坡体的地质构造变动最为严重，变化也更为剧烈，所造成的危害基于前面几个阶段，其破坏力度也增强了，在前面几个阶段中，坡体的变化都是不太明显的，当前几个阶段积攒下来的变化达到一定的程度时，就会出现质的变化，造成严重的地质灾害。
在对矿区出现裂缝之后的店面进行勘察时，会发现不同程度的裂缝，其严重程度也大有不同，处于矿区的裂纹最为严重，裂缝的宽度及长度都是非常大的，而在矿区外的小山村当中裂缝的长度和宽度就稍显小一些，而且这些裂纹的分布也是有规律的，会随着延伸的范围增加宽度也在增加。根据矿区裂缝的多少以及其形态特征，可以很轻易地判断出坡体正在经历那个变化阶段，这对补救工作是非常有帮助的。
6 结语
综上所述，关于露天矿开采对矿山地质环境的影响主要与矿区的施工作业所选取的作业面以及所处环境下的地质构造和岩石组成有关，人为的施工作业对坡体的地质结构产生了不可逆转的改变，之后会导致地质灾害的产生，这就对矿业开采技术以及专业程度提出了要求，在进行矿物开采之前，需要有专业的地质勘探人员进行地质结构的勘测与分析，之后规划出开采工作的作业范围，将人为影响对坡体结构的破坏效果降至最低，预防地质灾害的产生。
参考文献
[1]魏义强，张永波，王鹏.山西省郭峪煤矿矿山地质环境影响评价[J].科技情报开发与经济，2010（1）：154-155.
地下矿山数字开采关键技术探讨 篇12
一、数字矿山
数字矿山是建立在信息化、数字化、虚拟化、集成化、智能化等基础上的, 通过计算机网络管理技术的一体化管理体系, 综合生产、管理、经营等因素, 实现企业的整体优化, 促进企业的可持续发展, 进而提高企业整体的经济效益。数字矿山发展的最终目标是做到基础信息的数字化、控制管理的一体化、生产过程的虚拟化、决策处理过程中的集成化, 最终全面实现矿山综合发展的自动化。
目前, 数字矿山作为我国战略资源安全保障体系的重要组成部分, 已成为衡量矿山资源生态环境的数据基础。在矿产资源的发展进程中, 数字矿山建设是矿产资源可持续发展的重要途径。
二、数字采矿
数字采矿是从数字矿山的概念上延伸出来的, 以计算机和网络技术为主要手段, 使矿山这一开采对象和开采时所使用的开采工具的所有空间和有用属性数据实现数字化存储、传输、表述和深加工, 应用于采矿各个生产环节与管理决策中, 实现优化生产方案、科学化对策决定、高效化管理的最终目的。数字采矿的具体内容包括以下几部分: (1) 建立三维数字地质模型; (2) 虚拟条件下进行矿山模拟开采技术研究, 即数字开采; (3) 采矿生产过程管控一体化。第三部分的内容也就是数字开采技术与采矿设备的有机结合过程, 最终实现自动化采矿的目的。
三、数字化矿山的关键技术分析
目前, 对数字矿山关键技术的提法各有不同, 但它们都是基于矿山开采而被提出来的。数字矿山的关键技术始终围绕着矿山开采这一核心问题展开, 为矿山开采对象提供可视化, 开采过程提供自动化、数字化的技术支持。同时, 矿山的开采需要各专业的相互协作, 如, 科研单位、矿山企业、高等院校的相互协作, 齐心协力为数字矿山的关键技术提供解决之道。
(一) 建立矿山数字地质、矿床模型技术
建立地下矿山的地质、矿床模型, 主要是建设两个系统:第一, 数字地质模型子系统。这一系统的主要功能是根据钻探或者遥感、遥测信息, 建立矿床地质构造模型, 如矿岩体、断层、破碎带、岩性、构造等。第二, 数字矿床模型子系统。这一系统的功能是建立有关矿岩属性的空间数字模型。目前国际上普遍使用的是数字块状模型, 大部分优化算法都是以此模型为基础。建立数字块状模型的数据主要来源于钻孔、探槽和炮孔取样, 根据数据形成的品位模型、杂质含量模型以及价值模型对矿岩圈定、矿量品位计算和设计、计划具有重要意义。
(二) 地下矿生产调度监测技术
这一监测系统主要用于地下矿水、风、运等系统监控和通讯调度, 由三个子系统组成:第一, 提升运输监控子系统。该子系统通过计算机网络和通信技术, 集中监视和控制井下提升运输水平的信号系统、铁路道岔等, 解决目前井下运输自动化程度低的问题。第二, 供排水监控子系统。该系统利用仪器检测各供水管路水压、流量等信息, 通过网络和通信技术实时监控井下供水情况, 及时解决出现的问题。同时完成水泵房的数字化, 建立自动控制系统。第三, 压气通风监控子系统。数字化压机的性能, 提高补偿系数, 实时控制空压机运行情况, 实现高效节能的目的。
(三) 井下无线通信与人员定位技术
采用无线通信系统, 实现地下矿无障碍通讯和人员定位, 全新、实时、动态地反映井下人员分布状况。井下无线通信技术是基于由传输系统、接收机以及软件包所组成的井下无线通信系统来实现井下人员调度、生产管理、安全管理等工作。井下人员定位系统在事故中可以迅速指出全体人员所在的位置, 有效保障井下工作人员的安全。
(四) 地下矿山的三维可视化技术
地下矿山的三维可视化技术是矿产资源开采的基础, 只有全面的了解矿床、了解采矿的环境状况, 才能建立数字化的矿山建设平台, 进而做好开采建设中的后续工作, 如生产调度、矿井通信系统的建立、设备人员的定位工作等。
(五) 虚拟现实技术
虚拟现实技术是近年发展起来的高新技术。它是利用电脑模拟生产一个三维空间的虚拟世界, 提供使用者关于视觉、触觉、听觉等感官的模拟, 实现对三维空间内事物无时间、空间限制的观察。目前, 虚拟现实技术已逐步应用到矿山产业中, 且发展前景相当可观。随着虚拟现实技术的快速发展及其在矿山产业中的逐步深入, 矿山产业在矿山的系统设计、矿山安全管理、确定爆破参数等方面均得到了广泛应用。虚拟现实技术的发展为矿山开采及技术管理方面提供了新的机遇与挑战。
(六) 终端设备技术的智能化
终端设备的智能化是指设备具有完备的控制执行功能和检测功能, 同时又可以通过接口实现与第三方的信息交互。目前, 随着信息技术的不断发展, 虽然矿业资源的发展得到了一定程度上的改善, 但其整体水平的发展仍旧比较低下, 且在生产作业中的设备资源只在部分程度上得到了改善, 如, 综掘及综采的生产设备只是改善了电液方面的控制。在煤矿开采中, 综采工作面的机械设备的智能化较低, 这就加大了信息参数的获取难度。矿井的勘探测量以及定位系统的智能化是目前矿产资源发展中的一大障碍, 所以说, 终端设备的智能化是数字化矿山发展的基础所在。
(七) 专业的数据处理分析
专业的数据处理技术是矿山资源得以开发利用的关键。数据只有经过专业的处理才能凸显出它的价值所在。数字矿山在数据管理系统中要包含大量的数据处理方法, 主要常见的数据处理方法包括对数据自身的统计、数据的专业处理、数据挖掘等, 同时专业的数据处理需要包含对开采挖掘、运输、供电等各生产模块的系统分析, 建立数据模型, 设置访问界面, 做好与其他应用系统的连接工作, 提供良好的服务。
三、结语
信息化技术的革新和资源危机的冲击为矿产资源的发展提供了新的挑战。数字化矿山的发展是一个持续长久的过程, 它符合当前信息化社会建设的需求, 同时也为我国矿产资源的发展带来了新的技术挑战, 综合网络信息技术、自动化控制技术, 实现矿业生产管理的一体化, 提高资源的利用率, 最终实现信息资源的共享。
摘要：本文通过对数字矿山的简单介绍, 着重对地下矿山数字开采中的几项关键技术做了分析与探讨。
关键词：数字化矿山,数字开采,关键技术
参考文献
[1]王大江, 等.构建数字矿山存在的问题与对策[J].中国矿业, 2004, 13 (10) :70-72.
[2]张鹏鹏.数字化安全管理矿山——记首云矿业地下金属矿山数字化建设[J].劳动保护, 2013, 3:104-106.
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