基于地质勘探数据的矿山开采设计方法研究
段绪平
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段绪平,. 基于地质勘探数据的矿山开采设计方法研究[J]. 地球科学探索,2024.8. DOI:10.12721/ccn.2024.157219.
摘要:
矿山开采设计方法在现代地质勘探数据的支撑下得到了显著提升,通过利用先进的地质勘探技术准确获取地下矿体的分布信息,实现矿山资源的高效开发和环境的最小破坏,文中探讨了基于地质勘探数据的矿山开采设计方法,包括数据的采集与处理、开采方案的制定与优化,研究表明地质勘探数据在矿山开采中的应用不仅提高了开采效率,还有效降低了生产成本和环境风险,文中通过实际案例分析,展示了该方法在矿山开采中的实际应用效果。
关键词: 地质勘探数据;矿山开采设计;数据处理;开采方案;环境保护
DOI:10.12721/ccn.2024.157219
基金资助:

随着科技的进步,地质勘探技术不断发展,为矿山开采设计提供了丰富的数据支持,传统的矿山开采方法由于缺乏精准的数据指导,往往导致资源浪费和环境破坏,基于地质勘探数据的矿山开采设计方法,通过精确获取矿体信息科学制定开采方案,提高了资源利用率和经济效益,本研究旨在探讨如何利用现代地质勘探数据优化矿山开采设计,以期为矿山开采行业提供新的技术参考。

一、地质勘探数据的采集与处理

(一)地质勘探数据的采集

地质勘探数据的采集是矿山开采设计的基础,直接关系到后续开采方案的科学性与可行性。地质勘探数据的采集包括多种手段和方法,主要有地表地质调查、钻探取样、物探和化探等,地表地质调查是通过对矿区表层地质情况的观察和记录,获取初步的矿体分布信息,钻探取样则通过在矿区钻孔,直接获取地下岩石和矿石样品以了解矿体的深度、厚度和品位,物探方法包括地震勘探、电法勘探、磁法勘探等,通过测量地下不同介质的物理性质差异推断矿体的形态和位置,化探方法通过分析土壤、水和气体中的化学成分变化,间接推测矿体的存在,在数据采集过程中需要充分考虑矿区的地质条件、开采目标和环境保护要求,选择合适的勘探方法和技术手段并结合多种勘探数据进行综合分析,提高数据的准确性和可靠性,现代地质勘探还广泛应用遥感技术和地理信息系统,通过卫星影像和航拍图像获取大范围的地质信息,为地质勘探提供重要的辅助支持。

(二)地质勘探数据的处理

地质勘探数据的处理是将采集到的原始数据进行整理、分析和解释,以便为矿山开采设计提供科学依据,数据处理的首要步骤是对原始数据进行预处理,包括数据的校正、过滤和去噪等,确保数据的准确性和一致性。随后利用地质建模软件对勘探数据进行建模,通过建立三维地质模型直观地展示矿体的空间分布和结构特征,在建模过程中需要结合不同勘探方法的数据,进行综合分析和交叉验证以提高模型的准确性,数据处理还包括资源量和储量的估算,根据矿体的空间分布和矿石品位,计算出可开采的资源量和储量,为开采方案的制定提供基础数据,数据处理过程中,还需对地质异常体进行识别和分析,通过地质统计方法和数值模拟预测可能存在的矿体分布和规模,为了确保数据处理的科学性和准确性,需要应用先进的计算机技术和专业软件并结合地质专家的经验和判断,对处理结果进行反复验证和优化,通过科学的数据处理能够有效地将地质勘探数据转化为可操作的矿山开采设计方案,提高矿山开发的效率和经济效益[1]

二、矿山开采方案的制定

(一)开采方案的原则

1.资源最大化利用原则

矿山开采方案的制定先应遵循资源最大化利用的原则,通过精确的地质勘探数据详细了解矿体的空间分布和品质特征,制定科学合理的开采计划,最大程度地回收矿石资源,减少矿石的损失和贫化,在制定开采方案时应考虑矿体的产状、厚度、品位变化,选择合适的开采方法和工艺流程,优化矿体开采顺序和回采工艺,确保资源的最大化利用,需制定有效的贫化控制措施,避免因开采工艺和技术水平不足导致的资源浪费。

2.安全与环保优先原则

矿山开采过程中,安全与环保是首要考虑的因素,开采方案的制定需严格遵守国家和地方的安全生产法律法规,确保矿山工人的生命安全和健康,在设计开采方案时应充分考虑矿山地质条件、开采方法和设备选型,采取有效的安全防护措施,预防可能发生的安全事故,环保优先原则要求在矿山开采过程中尽量减少对环境的破坏,应制定科学的环境保护方案,采取措施防止水土流失、空气污染和噪声污染并对开采后的土地进行生态修复,恢复其自然生态功能,通过技术创新和管理优化努力实现矿山开采的绿色发展。

(二)开采方案的设计流程

1.前期调查与评估

开采方案的设计流程先从前期调查与评估开始,通过地质勘探数据的采集与处理获得矿区的详细地质信息,包括矿体的规模、形态、品位分布和水文地质条件等,在此基础上对矿区资源量和储量进行准确估算,并评估矿山开采的技术可行性和经济可行性,前期调查还包括对矿区环境状况的评估,分析矿山开采对周边生态环境的潜在影响,为开采方案的制定提供科学依据,在前期调查与评估阶段应充分利用现代地质信息技术和计算机模拟技术,进行多方案比选和优化,确保开采方案的科学性和可行性。

2.开采方案编制与优化

在完成前期调查与评估后进入开采方案的编制与优化阶段,根据地质勘探数据和前期评估结果,确定矿山开采的总体思路和具体目标,制定详细的开采计划和工艺流程,开采方案的编制应包括开采工艺、设备选型、矿山运输、排土场和尾矿库的布置等内容,通过计算机辅助设计软件,建立三维开采模型,模拟不同开采方案的实际效果,进行多方案对比分析,选择最优方案,优化过程中需综合考虑资源利用、安全环保、经济效益等多方面因素,确保开采方案的全面性和合理性,在方案编制与优化阶段还需充分征求矿山技术人员、环境专家和利益相关者的意见,进行多次论证和调整,确保方案的可操作性和实施效果,最终形成科学、合理、可行的矿山开采方案,为矿山开发提供可靠的技术指导[2]

三、矿山开采方案的优化

(一)开采效率优化

开采效率的优化是提高矿山经济效益的关键环节。通过引入先进的开采技术和设备可以显著提升矿石的回采率和生产效率,优化开采效率先要从开采方法的选择入手,根据矿体的特征和地质条件,选择最适宜的开采方法如露天开采、地下开采、综合开采等,通过精细化管理和信息化手段,实现矿山开采全过程的科学调度和精准控制,减少无效作业和资源浪费,自动化和智能化技术的应用如无人驾驶矿车、智能钻机和矿山管理系统等,可以大幅度提高作业效率,降低人力成本,采用先进的爆破技术和破碎工艺,优化矿石的破碎和筛分流程,提升矿石的加工效率和产品质量,通过合理安排开采顺序和工艺流程减少矿石贫化,提高矿体回采率,在提升开采效率的还需注重员工技能的培训和安全生产管理,提高工人的操作技能和安全意识,确保生产过程的高效和安全。

(二)环境影响优化

环境影响优化是实现矿山可持续发展的重要组成部分,通过科学合理的开采方案和环保措施可以有效减少矿山开采对生态环境的负面影响。在开采前应进行详细的环境影响评估,制定完善的环境保护方案,包括水土保持、废水处理、废气排放和固体废弃物管理等措施,在开采过程中采取先进的环保技术和设备,减少粉尘、噪声和有害气体的排放,保护矿区周边的空气质量和生态环境,对于矿山废水,采用高效的处理工艺如物理化学处理、生物处理等,确保废水达标排放或回用,矿山开采产生的废石和尾矿,应进行科学的堆存和综合利用,减少废弃物对环境的占用和污染,通过植被恢复和生态修复改善矿区的生态环境,恢复土地的生态功能,在矿山闭矿后应进行系统的生态恢复工作,包括土地平整、植被种植和水土保持,确保矿山环境的长期可持续发展,通过环境影响的优化既可以实现矿山的经济效益,又能保护和改善生态环境,促进矿山与自然环境的和谐共生[3]

结束语:

基于地质勘探数据的矿山开采设计方法在提高资源利用效率、降低环境风险方面展现了巨大的潜力,通过对地质勘探数据的精准采集与科学处理制定合理的开采方案,可以显著提升矿山开采的经济效益和环境保护水平,未来随着地质勘探技术的进一步发展,该方法将在矿山开采设计中发挥更为重要的作用,文中研究的成果为矿山开采设计提供了新的思路和方法,对行业发展具有重要的参考价值。

参考文献

[1]葛燕平.基于人工智能的地质勘探数据挖掘与分析[J].新疆钢铁,2023,(04):55-57.

[2]顾忠斌,陈晴,何黄生.山区复杂地质条件下煤矿三维地震勘探数据采集方法探究[J].能源技术与管理,2022,47(06):161-165+168.

[3]汪文刚,李凯.基于GOCAD软件的多源地质勘探数据接口开发[J].物探与化探,2022,46(06):1534-1539.

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