新形勢下地質礦產勘查及綠色開采技術創新初探

閆博華

（湖南省煤田地質局第三勘探隊，湖南 永州 425000）

新形勢是指經濟和技術都在快速進步，在這種形勢下，人類對不同資源的實際需求量日益增加，尤其是礦產資源。對此，為加快經濟增長，需要對地質礦產勘查給予更高的重視度，尋求更為先進與合理的技術，提高資源開發及利用水平。

1 新形勢下地質礦產勘查

1.1 新形勢下礦產普查

對于礦產勘查，包括礦床普查和礦床勘探。其中，礦床普查指的是在區域內按照既定精度要求實施找礦，具體可分成概查與詳查，一般情況下，礦床普查可以和地質制圖一同開展，也可將已知礦點作為對象通過檢查實現專業性找礦。對找礦而言，是一項綜合性工作，尋找區域內存在的所有礦產資源，同時對其質量和經濟意義等進行判斷及評價；此外還要對資源產生原因與具體分布規律實施處理，為后續工作的開展提供意見。當然，找礦工作也可以是專門針對某種特定礦。找礦要解決的問題是確定找礦類型、明確找礦方向和采取合適的找礦方法。因礦床形成，特別是大型與特大型礦床，其形成是地質演化時十分特定且稀有的事件，只有具備所有有利條件施才能形成，基于此，找到礦床的具體位置本身就是一件特別困難的工作。可以說，找礦等同于大海撈針。從另外一個角度講，礦床形成都和地質異常存在一定關聯，礦床實際分布存在一定規律性，由此一來，找礦就相當于對可能成礦的所有地質異常及礦床分布情況和規律進行的分析與研究。為保證找礦效果，需要以科學的準則為依據，先做好成礦預測，確定對成礦有利的區域，然后不斷減小找礦靶區，以此提高找礦準確率。

1.2 新形勢下礦床勘探

礦床勘探是指在找到礦床以后，對具有繼續研究價值的對象進行地表與地下揭露，評價礦床具體規模、形態及產狀，由此確定具體的開采技術，簡單來說就是對礦床所具有的工業遠景進行綜合評價。該工作的本質實際上屬于評價，所以可將其稱作勘探或者是初步勘探。如果評價勘探工作取得了正面的結果，則說明該礦床具備一定開采價值，同時在初步認識了礦床基本開發規模后，方可以實際需要為依據對其開展詳細勘探，由此明確礦石的質量與類型，并能對礦石或者是有使用價值的組分的實際儲量進行計算，掌握開采技術條件，為之后的開采設計工作提供可靠資料，也為初期開采工作提供準確儲量信息，這一階段的工作實際上就是工業勘探，也可將其稱作詳細勘探[1]。

2 新形勢下綠色開采技術創新

在過去，礦產開采除了要占用很多土地資源，還會產生很多有害氣體，進而對地下水造成污染與破壞，對礦區所在地區的環境所造成的污染更加嚴重。因此，在當前這個新形勢下，綠色開采尤為重要。當前的綠色開采，由于還處在剛起步的階段，所以還有一定的發展、創新及改進空間，綠色開采主要包含以下幾個方面。

2.1 保水開采

即在礦產資源開采過程中采取有效措施保護地下水資源，并能對礦井實現資源化利用。

（1）降低導水斷裂帶實際高度，采用目前國內外比較流行的“三步”開采技術（圖1），或引起其它特殊開采技術，將對頂板巖層造成的破壞減至最小，防止導水斷裂帶對水體造成影響。可實現降低斷裂帶高度的具體方法包括以下幾種：其一，充填開采（圖2）；其二，條帶開采；其三，分層開采；其四，協調開采；其五，限厚開采；其六，覆巖離層注漿。

（2）將底板加固作為核心的保水開采。當資源層的底板有巖溶水與承壓水存在時，可采用該開采技術實現保水，這項技術目前取得了很大的進步和發展。對工作面底板采用注漿的方法強化，這樣能在減小底板滲透性的同時，增強其抗壓性，進而在實現封堵的基礎上達到預期的加固目標[2]。

（3）對于淺埋資源層，可采用長壁工作面實現保水開采，這是一項我國自主研發的保水開采技術，將這項技術用于淺埋的資源層，可實現對水資源的有效保護。以地質測量結果為依據，先確定具體的開采面，然后使用長度不少于200m的工作面；在此基礎上，采用強度不低于8000kN的液壓支架提供支撐，并選擇適宜的其它配套設備，使工作面實際日推進速度不低于15m；另外，在開切眼周圍10m～50m的區域內進行局部充填與降低開采高度，這樣能減少或避免貫通裂縫的產生，避免基巖產生整體破壞。

（4）通過對防水煤柱的留設也能實現保水開采，但這需要留設很多的煤柱，難免造成資源的損失和浪費。通過大量的實踐可知，在沖積層厚度較大與埋藏深度較淺的情況下，在煤層開采時對采空區予以及時有效的充填，能減少工作面支承壓力，防止頂板巖層發生破壞，避免導水裂縫帶產生和發育，而且還能起到避免地表下沉的作用，達到和留設防水煤柱基本相同的效果，防止資源損失和浪費。

圖1 新“三步”開采技術

圖2 充填開采

2.2 共采技術

是指將煤炭與煤炭層中存在的瓦斯均視作礦井資源來開采，同時對兩種或更多類型的資源進行開采。這對我國瓦斯賦存角度的地區而言具有重要作用和意義。對于煤層氣的開采，它必然和煤炭開采有很大不同，現階段常用方法包括采前預抽和卸壓軸采。

2.3 減沉開采

是指減少由于礦產資源開采產生的地表沉陷，用于保護寶貴的土地資源和地面上的既有建筑。目前常用的減沉開采技術有條帶開采和充填開采等。

2.4 矸石減排

即減少矸石實際排放量，避免矸石大量堆積，此外還包括對地下氣化進行的分析和研究，在我國還處在試驗的階段當中。

2.5 水土流失防治

在礦山建設與礦產資源開采中，由于對地表植被進行大規模砍伐，所以很容易引發水土流失。因此，水土流失防治也是綠色開采的一項重要內容，具體要注意以下幾點：首先要盡可能減少或避免植被砍伐，并在坡地修筑梯田或開溝筑埂，通過大量的植樹造林，保證水分足夠深入，避免產生雨水沖刷；其次，在溝谷的溝頭處攔截地表水，避免溝壑進一步發育，在溝坡處植樹造林，避免雨水沖刷，在溝底建設淤地壩，將洪水和泥沙都攔截在壩內；最后則要做好全面規劃，保證造林和耕作的科學性及合理性，采取有效措施提高地面粗糙度與植被覆蓋率，通過對小流域實施的綜合整治，嚴控水土流失，并實現對生態環境的有效改善。在建設并開發礦區的過程中，必須注重生態建設，采用生態措施與工程措施相結合的方案，避免水土流失現象的發生。

3 結論

（1）新形勢下礦產地質勘查主要包含礦床普查和礦床勘探兩部分。

（2）新形勢下的礦產地質勘查應嚴格遵循因地制宜、循序漸進、全面研究、綜合評價、經濟合理等基本原則。

（3）新形勢下的綠色開采技術體系包括保水開采、共采技術、減沉開采、矸石減排和水土流失防治。