金属矿山工程地质预测与评估研究论文

2025-06-19 11:58:45 来源: 作者:xuling
摘要:矿产资源是我国经济社会发展不可或缺的基础条件,目前,金属矿产资源工程建设以及矿产资源开采的过程中,受到多种因素的影响,频繁出现地质灾害以及其他的生产事故。
摘要:矿产资源是我国经济社会发展不可或缺的基础条件,目前,金属矿产资源工程建设以及矿产资源开采的过程中,受到多种因素的影响,频繁出现地质灾害以及其他的生产事故。因此,在金属矿山工程建设的过程中,必须以地质勘探为基础,针对其地质条件合理进行评价以及预估。基于此,本文选择我国某工程作为研究对象,在分析目前地质勘探条件下金属矿山工程地质预测和评估工作重要意义的基础上,结合该工程项目的基本状况以及地质条件特征,针对目前其地质灾害的危险性发展现状情况进行全面评估以及分析。同时,分别从矿山工程的地质分区设计以及科学合理选择采矿方法、矿山填充等多个方面出发,提出相应的预防以及解决措施。
关键词:地质勘探;金属矿山工程;地质预测评估
随着我国各行业发展规模的持续扩张,对矿产资源尤其是金属矿产资源的需求量也在不断增加,但当下的科学技术水平仍旧有限,在金属矿产工程开发、建设的过程中,地质灾害的发生概率相对较高,金属矿产工程的建设以及资源开采都会受到明显的影响,从而带来较大的经济损失。因此,相关单位需要在金属矿山工程建设发展的过程中通过实施地质勘查工作,针对地质条件进行预估以及分析,有效避免各种风险事件。基于此,本文通过分析我国某地区山体工程的实际状况,在合理评估当地地质灾害发展现状的前提下,提出了相应的预防和解决措施,为今后金属矿山资源的地质预测以及灾害预防提供借鉴。
1基于地质勘探的金属矿山工程地质预测评估工作的意义
金属矿山工程的建设和开发能够为不同行业发展提供充足的金属矿产资源支持,但实际上却会面临地震、滑坡等地质灾害,并带来巨大的经济损失。因此,需要相关单位在金属矿山工程建设发展的过程中,合理地管控地质风险,避免出现巨大的人员伤亡以及经济损失。在地质勘查工作实施的过程中,相关人员必须严格遵守已有的规章制度落实本职工作,全面提高地质勘查工作结果的精准性和可靠性,并且要保障数据完整性,避免因为数据测量结果不精准带来的各种损失。
目前我国金属矿山工程的建设规模相对较大,建设工期也有所延长,地质灾害危险性也在逐渐加大。但目前金属矿山工程在持续发展的过程中,因为受到多种因素的影响,风险评价工作难度明显提升,需要相关人员针对可能发生的地质风险事件进行分析,合理评估地质灾害发生的可能性,并根据不同的地质条件及其变化生成相对应的管控措施,以此有效规避地质灾害事故的发生。总体看来,目前我国矿产企业在金属矿山工程持续开采发展的过程中,通常都会遇到地下水位较高以及施工环境复杂等多种因素的影响,导致地基工程的稳定性受到破坏,这也是金属矿山工程在建设发展过程中开展地质评估以及预测的主要原因,能够帮助相关人员在合理分析当地水文地质条件的前提下,就可能出现的地质灾害类型以及可能性合理进行评估,以此形成相应的预防措施,全面提高金属矿山工程建设及资源开采的效率和质量。
2某矿山工程的地质预测评估分析
2.1工程基本状况
某工程地块西侧山体项目位于我国承德市下二道河子村,南部分布有公路,整体交通较为便利,目前西侧山体边坡已经基本形成,属于典型的岩石边坡,长度和高度分别为79m以及6m~17m。施工人员通过现场检查发现该边坡的岩石性质为砾岩,整体保持扇面分布状态,坡面并不存在植被,坡顶植被发育良好,并且周边分布有居民楼和商业楼,通过经纬度调查发现,该工程边坡的中心地理位置坐标东经117°56′47″,北纬40°,57′23″。
2.2区域的地质条件分析
在该工程建设发展的过程中,评估区域位于华北地震区,并且在近现代发展过程中,该地区并未出现突发性地震,地质条件相对较为稳定。相关人员通过分析《中国地震动物参数区划图》发现,目标评估区域里的震动峰值加速度为0.05g,并且地震设防烈度为6°。由此不难发现,目标区域的地壳性质整体稳定,并且地质构造较为简单。
2.3目标区域气象水文条件
目标区域属于典型的温带大陆性季风气候,多年平均气温仅有8.9℃,最冷月和最热月的平均气温分别为-9.3℃以及24.2℃,当地的极端最低气温和极端最高气温分别为-27℃和43.3℃,该地区最大的日温差为14.9℃。相关人员通过分析当地气象部门提供的相关资料发现,当地是以静风、西北风为主,并且静风和西北风的风向频率分别占据75%和10%,平均风速数值为1.1m/s,风速最大数值为26.9m/s。当地的最大降水量和最小降水量分别为835.5mm以及326.7mm,平均降水量为534.4mm。当地最大的积雪深度为27cm。当地的初结冰日期为11月19日,终结冰日期为2月22日。
目标评估区域的东侧和当地的武烈河间距为280m,区域内有着较为丰富的水资源,并且水资源质量符合现有标准的要求。该河发源于当地隆化县的东北部,上游分布鹦鹉河、石河川、茅沟河,三条河流在汇流之后被称为武烈河,经承德市雹神庙要在滦河东岸与滦河汇合,总河长为96km,总体的流域面积为2580km2。
2.4地形地貌分析
该地区位于冀北燕山的东部地区,武烈河西岸Ⅰ级阶地及外缘是当地的主要地貌类型,海拔介于314m~363m的范围内,相对高差为49m,山体保持浑圆发展状态,整体坡度控制在25°~40°的范围内,山体植被发育较为良好。通过分析已有的数据资料发现,目标区域的地质类型较为简单,并且地貌类型也较为单一。
相关人员在针对目标区域的地层岩性进行分析之后,发现出露地层以中生界侏罗系中统后城组以及新生界第四系全新统为主,前者具体包括砖红色砂砾岩、砂质页岩,顶部夹凝灰质砾岩、安山岩,而后者则是以杂填土、素填土、粉土、细沙、圆砾为主等为主。
主要建设区域有中朝准地台、燕山台褶带、承德拱断束、滦平凹断束等大地质构造单元。相关人员通过收集已经得到的地质构造资料、承德区历史地震资料,并开展地质调查,发现评估区内并不存在任何活动性的断裂构造,尤其是从新生代以后,并未出现过较大的地震活动,同时也并未发现目标区域存在明显的异常活动断裂问题。
通过分析已有的数据发现,目标区域内是以第四系孔隙型潜水作为主要的地下水,通常会在圆砾层、砂层中存在,大气降水和武烈河侧向径流补给也是当地地下水的主要补给来源,会因为季节的变化而产生水位方面的变化,径流排泄也是地下水的主要排泄方法。目前地下水径流始终顺着武烈河流向向下游流动,地下水的变化幅度控制在1.5m~2m的范围内,这也代表区域内的水文地质条件整体较为良好。
2.5工程的地质灾害危险性评估分析
在本工程中评估的区域始终位于冀北燕山东段地区,武烈河西岸Ⅰ级阶地及外缘是主要的地貌类型,整体较为单一。相关人员通过现场调查发现西侧山体边坡长度大约为79m,高度介于6m~17m的范围内,整体保持一种扇面分布状态,坡顶植被发育状况较为良好,坡面不存在植被,并未出现张拉裂缝。
总体看来,该地块西侧山体已经基本形成了高陡岩质边坡,边坡的东边与武烈河的距离仅有280m,并且西侧和山体紧密联系,南部则是与当地的青年家园小区紧邻,隔公路与鸿时利和小区相望,边坡总长度为79m,始终以砾岩作为主要边坡岩石组成部分,且中下部的岩石完整性相对较好,质地较为坚硬,岩层的产状基本接近于水平,坡面并不存在植被,坡顶植被发育较为良好。
相关人员通过工程现场勘察发现,该边坡坡度控制在80°~90°的范围内,并不分布有任何地表径流,当地的第四系覆盖层相对较薄,坡顶植被发育转为良好,并不存在建筑物,并且尚未出现张拉裂缝以及滑动现象。当地气象局以及其他部门给出的相关资料显示区域内并未出现滑坡地质灾害。从已有的《地质灾害危险性评估规范》的相关内容看来,当地的滑坡、地质灾害发育程度相对较弱。
同时,相关人员通过现场调查发现岩体的完整性较为良好,并不存在明显的发育裂隙,在坡顶0.5m~2m的范围内出现了一定的风化现象,岩石层整体较为松散,并且会出现少量剥离、掉落的现象,岩体整体性质较为稳定,并且也并未出现过崩塌滑坡地质灾害。因为该地的崩塌处于稳定状态,目标区域及周边区域分布有同类崩塌现象,但并没有发生。危岩体的破裂面保持直立状态,上部充填杂土,灌木保持一种茂盛生长的状态,多年断裂面没有出现掉块现象,崩塌区域上方没有出现全新的裂隙分布,这也代表当地的崩塌地质灾害发育程度较弱。
相关人员对于场地周边地区的居民楼、商业街道等全方位进行现场调查,并且边坡底部的建筑正处于建设的状态,会对施工人员以及机械产生极为严重的威胁。根据目前已有的地质灾害评估结果和地质灾害程度分析表来看来,当地滑坡崩塌、地质灾害的危害程度相对较小。
结合已有的评估数据看来,目标区域内的滑坡、崩塌等地质灾害发育程度及危害总体较小。即便在崩塌滑坡地质灾害发生之后,也不会带来较大的损害,目标区域内的地质灾害发生可能性及危险性相对较小。
3金属矿山工程地质灾害处理措施
3.1矿山工程地质的分区设计
对于本次勘察的山体而言,虽然整体的建设规模相对较大,但地质条件较为单一,总体的性质较为稳定。为了进一步避免出现各种地质灾害事故,需要合理地进行地质分区设计,并进行调整以及修改,针对其中不同的地质类型形成的处理措施需要具备一定的针对性,如果工程项目存在特殊的需求,可以选择使用钻孔灌注桩这样的方法。针对同一个目标区域,可以对地质状况进行全方位分析,以此合理确定具体的开发位置。在分析金属矿山工程地质问题的过程中,相关人员需要针对当地的水文环境全方位进行分析。最为常见的现象是地下水的水位变化以及开采会带来地下水位波动下降以及污染的问题,因此,相关人员需要综合考虑该地区的地理以及气候特征,形成较为完善的防治方案。同时,需要注意的是在金属矿山工程建设发展的过程中,需要保证各项施工操作符合已有规范文件的要求,避免出现安全生产事故。
3.2选择使用科学的采矿方法
在金属矿山工程勘察以及开采工作开始前,需要相关人员就目标区域的地压特点和活动规律全方位进行分析,根据矿山工程的具体开采条件,形成较为完善的开采方案,并对不同方案的内容全方位进行对比。总体看来,矿山资源的开采以分壁式和房柱式开采为主,要求相关人员根据矿体的具体开采条件,在分析其可行性以及经济性的前提下,确定相应的工程方案。而在分壁式体系的开采工作而言,相关人员需要开展工程类比工作并且需要落实地压的控制工作,在首次来压的过程中,需要设置工作面的支护体系,确保来压的周期能够有效地掌控、预报。而在选择使用房柱式开采体系时,考虑到会出现上覆岩层重量转移的问题,意味着矿柱的应力水平明显提高,很有可能会出现压裂、片帮的问题。正因如此,相关人员需要针对矿柱的尺寸合理进行调整,并针对采空区进行处理,在加固顶板的同时,对于地压进行管控。
3.3选择科学的边坡支护方法
目前该工程的整体地质构造较为稳定,地质灾害的发生可能性及其带来的经济损失较小。为了从根源上避免地质灾害的频繁发生,控制其经济损失以及人员伤亡,相关人员需要合理选择边坡加固方法,可以在围岩支护共同耦合作用的影响,选择使用喷射混凝土、喷锚、锚索、挡墙、注浆加固等支护方法。从某种程度上看,在金属矿山工程开采的过程中,地质工程较为复杂以及井巷支护方式不合理是导致井巷稳定性受到影响的重要因素,会出现较为严重的冒顶以及片帮事故。因此,需要相关单位在金属矿山工程建设以及勘察过程中,选择正确的支护方法,全面提高井巷附近区域地质构造的稳定性。相关人员基于地质条件,在综合考量当地围岩的特性以及井巷稳定性影响因素的前提下,选择合理的支护工程类型以及支护方法。
3.4矿山采空区的有效填充
在金属矿山工程持续建设开采的过程中,随着矿产资源的不断开采,必然会出现采空区问题,这样崩塌、滑坡等地质灾害的发生概率也会有所提高。为了避免出现地质灾害,相关单位可以选择使用矿山填充技术,将之前形成的矿山的尾矿和废石用于采空区的填充,保障回采空间能够在矿产资源不断开采的状况下随时进行回填处理,避免出现围岩坍塌的事故。同时,尾矿库也能够有效地消减,确保金属矿山工程的建设能够与生态环境的保护工作同时发展。在金属矿山工程填充的过程中,可以选择使用高浓度全尾矿、赤泥、废石水泥浆和废石砂浆胶结填充技术。这种技术能够在现代科学技术以及设备的加持下进行全自动化的填充,相关人员的人工劳动强度明显降低,并且也能够实现金属矿山工程的自动化、机械化发展目标。在填充效率、填充成本和填充料浓度等方面都有着明显的优势。现如今,全新填充系统以及工艺可靠性明显提高,对于材料以及使用要求也在逐渐放宽,能够在不同的金属矿山开采过程中有效使用解决因为开采条件、规模不同带来的填充问题。
3.5全方位进行监测
从目前本工程地质灾害危险性评估看来,滑坡、崩塌是最为常见的地质灾害,但发生的可能性相对较小,这与当地的地质结构单一且稳定有着密切的联系。为了及时发现存在的各种不良地质构造以及地质灾害,相关人员可以选择使用矿山微震监测系统,发挥这一系统在数据的采集、储存、识别等多方面的优势,凭借模型对不同类型的地震波动及时识别。在矿山地质灾害预报的过程中,可以通过微震监测系统对地质灾害发生的位置进行精准定位、及时预报。目前的设备性能也在不断提高,预报的精度也会有所提升,能够实现从地表到地下的远距离传送。现如今,微震监测系统已经成为目前我国金属矿山工程建设,尤其是地下较深工程建设的全新监测技术,能够摆脱传统监测的不连续限制,使得灾害监测工作能够直接向着自动化、信息化方向发展。
4总结
总而言之,在某工程持续建设发展的过程中,为了不对附近的生态环境以及其他工程建筑产生明显的影响,必须以地质勘探工作为基础,对其地质灾害的危险性合理地进行评估。相关人员在分析当地已有的历史水文资料和现场勘查数据的前提下,发现当地的地质构造稳定性相对较好,地质灾害的发生可能性相对较低。为了有效地降低地质灾害的发生概率,需要相关人员在合理选择支护方案的基础上将全新填充技术以及微震监测系统引入其中,保障在金属矿山工程建设发展的过程中,地质灾害能够实时处于监控下,并采取相应的碎石填充技术,避免出现崩塌、滑坡等地质灾害。
