矿山地质学第二章 矿山生产前的地质工作

矿山地质学第二章 矿山生产前的地质工作 第二章 矿山生产前的地质工作 ,设计地质与基建地质， 新建矿山投产前,要经历的三个基本阶段及相应的地质工作。见下表, 对应地 定义、归属学科、完成部门 阶段 质工作 为提供矿山建设设计所需资料而对矿床进行的矿产 勘 调研工作。 勘查 查 属《矿产勘查学》研究范畴,由地质勘查部地 门成。 质 在矿产勘查工作基础上,在矿山设计过程中,为解矿山设 决与设计有关的地质问题而进行的探矿和地质研设计 计 究工作。属《矿山地质学》,本章，研究内容,由地 设计部门的地质人员完成。 质 矿山建设过程中,为研究解决新建、扩建矿山企业矿山基 在基建期间出现的各种地质问题,保证矿山基建的建设 建 顺利进行而开展的探矿与地质研究工作。属《矿山地 地质学》,本章，研究的内容,由专门的基建单位质 或生产矿山完成。 三者关系,勘查地质是设计和建设的基础,而设计地质和基建地质又是勘查地质的继续和深化,后二者属矿山地质学研究范畴。 本章教学内容,矿山设计地质 基建地质工作 一 矿山设计地质 ,,一， 设计准备阶段的地质工作 1.矿产资源调查 2.矿山建设发展规划 3.三结合勘探 4.建矿,厂，条件调查 5.地质勘探资料的研究与评价 6. 矿山建设可行性研究 ,二，矿山设计阶段的地质工作 设计任务书 初步设计 图设 计 ,三，施工服务阶段的地质工作 ,四，设计回访与总结阶段的地质工作 二 基建地质工作** ,一，基建地质工作目的及必要性 ,二，基建地质工作的内容 地质报告的检查和验收 矿山企业设计 的研究与 **基建施工管理和地质 编录 **基建勘探 第一节 矿山设计地质 1. 矿山设计地质的概念,设计部门为解决 与设计有关的地质问题而进行的一项专业技 术工作。 2.设计地质的特点,,1，有一般地质工作的属性,又具备设计工作的特点和规律。,2，是矿产勘查与矿山生产之相互联系的桥梁和纽带,也是矿山设计的基础和先行。 3.设计地质在矿山设计中的地位 设计地质在矿山设计中占有重要地位,它是矿山设计的基础和先行。矿山设计成败最关键的问题取决于地质资料是否齐全可靠。如勘探程度不足,储量不可靠,将难以正确地确定矿山建设规模、开拓、采矿方法及开采顺序，若矿石性质研究不够,就难以正确地确定产品方案和矿石加工工艺流程。由于设计方案不合理,还将导致其它各项设计失去依据。所以设计地质工作在矿山设计中具有举足轻重的地位,是其它专业设计的基础和先行。 4. 设计地质阶段的划分 根据矿山企业设计各时期地质工作的内容 任务不同,可把设计地质划分为四个阶段, 一.设计准备阶段的地质工作 主要任务,了解掌握设计条件,为各项设计工作的顺利开展辅开道路。其工作任务主要包括, 1. 矿产资源调查 设计地质人员据上级主管要求,为满足矿山建设,发展远景规划的需要而对勘探区进行的调查研究工作。 其主要任务,了解矿产资源的动态,即它的发现、评价、勘探情况与进展。着重了解正在评价和勘探的矿床,针对矿产资源的情况与条件,向主管部门提出矿山开发的建议,推荐那些资源条件好,开发条件具备,远景大、国家急需的矿产和矿区,做为优先开发对象,经由主管部门审定即下达准备设计的任务。 2. 矿山建设发展规划 发展规划调查对象,单矿、多矿种，调查范围,全国性、区域性、具体地区，规划进行时间,国家五年规划。 设计部门派出包括,地、采、选及技术经济等人员组成的规划组,全面井展调研,在摸清情况、掌握资料及有关条件的前提下,按国民经济发展规划和工业布局需要,结合矿床具体情况按资源与建设条件优劣,已有勘探程度高低以及这些矿区在地区及全国的经济发展中所占地位作用,进行逐个分类排队,拟定可能的建设时间,最后写出规划意见,上报主管部门审查批。 3.配合勘探 在调查和规划的基础上,对一些条件好,近期可能建设的矿区,设计部门派出设计地质人员与实验研究部门、生产建设部门一道进入勘探现场,与地勘部门相结合,对矿区的勘探工作提出意见和建议。在配合勘探中设计地质人员要据矿床具体特点,矿建方案、设想进行如下内容的工作, ,1， 深入调查矿区及矿床地质 着重了解矿体分布、形态、产状、矿石物质成分及其变化,矿石工业品级及自然类型划分,矿床地质构造的复杂程 度,主要控矿因素及矿床规模、远景情况。 ,2， 了解矿床可采性及矿石可选 性,了解矿床水文地质条件、 开采技术条件、矿石加工技术 条件。 ,3， 了解矿床勘探现状 着重了解勘探范围、深度、勘探类型的确定,手段选择,工程间距和工程布置,工程质量，综合评价综合勘探情况，勘探资料的可靠程度，矿床可能达到的勘探程度、特别是高级储量的比例及分布能否作为首采地段及布置基建主体工程的依据，矿石工业指标的合理性,矿体连接与圈定的正确性,对复杂矿石或新类型矿石,要配合勘探单位进行半工业试验,以获取矿石可选性资料,对矿区老硐、废矿堆、炉渣、尾矿也要进行调查并做出评价。 ,4， 对勘探工作提出意见和要求 若发现勘探方法不合理,工程质量达不到要求,地质图不能满足设计要求,高 级储量与首期开采地段不相适应,勘探 程度不能满足设计需要等,应从设计角 度出发,提出补充勘探的建议。 4.建矿,厂，条件调查 概念,准备建矿的矿区或矿段,在全面了解了矿区矿床地质条件及地勘工作进展情况和取得了矿石可选性实验报告羽基础上,由设计部门派出釆矿、选矿、冶炼、机电、建筑、地质人员共同组成设计小组到矿区进行建矿条件调查。 任务,提出可能的和合理的矿山建设方案，确定厂址及主要工业厂地，对建矿条件进行评价，编写建矿条件调查报告。 调查内容,矿区自然地理经济条件，矿床地质条件，开采技术条件，选冶加工技术条件，水、劳力、能源供应，中间工厂性技术试验研究资料，产品销路。 重点评价内容,是否有成为工业基地的条件，是否有开发远景，矿山开发在技术上的可行性、经济上的合理性、是否为国家急需。 经过对建矿条件的调查评价,若具备 条件接下来应该做的工作是,厂址、主体工程位置的踏勘、选择，可能的开采方式、开拓方案、采矿方法、开采顺序、开采深度，确定运输方案，选矿方法和可能的建设规模、服务年限，编写建矿条件调查报告。 5. 地质勘探资料的研究与评价 必要性,地质勘探总结报告、相应的矿石加工技术试验资料,是矿山设计最全面、最可靠、最基本的依据,所以设计地质人员要对其进行详细研究与评价,以确保设计的可靠性。 研究与评价程序,从检查目录开始,了解资料的种类、数量,检查编号,确定资料的完整程度、正确程度和可靠程度,是否符合规定要求,结合图表阅读报告全部内容、发现问题,作阅读摘要,然后对报告主要内容或发现问题逐一研究分析,最后对报告书的质量作出全面评价。 研究与评价的主要内容,,1，地质构造的查明程度。,2，矿体地质特征的查明程度。,3，矿石质量的查明程度。,4，矿石储量 可靠程度的审查与评价。,5，矿床开采技术条件查明程度,包括矿床地质特征,覆盖岩层性质、厚度,矿体及其顶底板岩石的稳固性,矿石和围岩的物理力学性质,开采时对人体有害的物质成分及水文地质条件。,6，地质报告附图的检查。 6. 矿山建设可行性研究 矿山建设可行性研究,是用来确定是否建矿的重要依据。,1，目的任务,在地质勘探报告和可选性试验资料基础上,从资源上、技术上、经济角度进行全面的研究,详测矿山企业建成投产后的经济效益。,2，进行时间,在地质勘探结束后,矿山设计之前。,3，组成人员,设计地质、采矿、选矿、冶炼、基建、经济计划等部门组成。,4，矿山建设可行性研究的两个层次,a.初步可行性研究,它是根据地勘和试验所取资料及当时市场价格,初步估计矿石加工方法、开采方法、开采规模,进行投资和生产费用的估算及经济效果的测算。若经初步可行性评价时发现经济效果不好或在加工技术上还有暂时解决不了的问题, 则暂停矿山设计。等待产品市场价格有利 时或加工技术问题解决时,再行矿山设计。 如果初步可行性评价认为经济效果好,同 时在技术上初步认为可行则可进行更详细 的可行性研究即b.技术经济可行性研究, 它是确定矿区是否建设的重要依据。它是 在有详细地质勘探和试验资料基础上,从 资料、技术、经济上进行全面的研究分析, 较详细的测算企业建成投产后的经济效 果,所以工作内容上比初步可行性研究更 为具体详细。 二.矿山设计阶段的地质工作 定义,指狭义的矿山设计阶段,它主要包括设计任务书、初步设计和施工图三个阶段。对大型或重点矿山企业设计还要加上技术设计阶段。 设计任务书,据矿山设计的具体任务,确定矿山轮廓性方案,具体任务包括,矿区基地选择及远景评估，生产规模确定及总体方案布置，开采方式、开拓方案，矿山企业的构成单位，厂矿地理分布,物质供应、水电来源、运输条件，估算基建投资及人员编制、期限。 初步设计,据设计任务书已定的原则,论证 在指定地点,预定时间内进行矿建在技术上的 可行性、经济上的合理性。其具体任务有, a. 正确选择建筑场地、水源、主要建材、 辅助和动力供应地点。 b. 确定矿山生产能力、建厂规模、产品 方案。 c. 选择设备。 d. 确定选、炼厂生产的工业技术流程。 e. 确定未来矿山的开拓方案、开采方 式。 f. 对矿床工业储量和矿石质量作出评 价。 g. 确定工业储量分布范围和开采界限。 h. 划分开采井区或区段,规定开采次 序。 i. 确定露天采场和井区的生产能力,生 产规模，。生产规模的确定,是初步 设计的一个关键性问题,它与矿床工 业储量的大小和开发期限长短直接 相关,见下表，。 j. 解决开拓工程位置,选择采矿方法、 解决生产厂房及民用建筑厂地和排 土场、堆矿场、尾矿场的配置,安排 各种辅助生产及交通运输系统。 初步设计经上级批准,即可进行施工 准备工作。 施工图设计,按初步设计中确定的原则、方案,将设计规定的露天采场境界,台阶系统,地下开采的井巷系统、矿块设计、各单项工程设计,沿脉、穿脉、天井，,各项建筑物结构和设备施工安装等绘制为施工图纸。 对大型矿山或成矿地质条件复杂的矿山,在初步设计基础上还要加上技术设计,其任务是,对初步设计方案中规定的各项工程进行技术性的准确计算,选择生产设备,进行工业及民用建筑工程技术设计。 在矿山设计过程中,无论初步设计还是施工图设计都必须有矿山设计地质人员参加,其主要任务有,,1，提供各种辅助地质图件。,2，对矿区储量进行核算或重算。,3，承担与地质工作有关的设计工作。如基建地质、基建勘探、生产初期的 生产勘探、生产取样的设计工作、地质设备选择、地质工作费用。,4，矿山设计中地质部分的编写,文字、附图，。 附表,矿山规模及经济合理的服务年限 矿山矿产年产量矿山日产服务年规模 种类 ,万吨/量,吨/限,年， 年， 日， >100 >3000 >30 大型 黑色 矿山 >100 >3000 >25-30 有色 矿山 >20 中型 黑色 30—100 900-3000 矿山 20—100 600--3000 >15-20 有色 矿山 <30 <900 >10—15 小型 黑色 矿山 <20 <600 >10 有色 矿山 三.施工服务阶段的地质工作 矿山基建施工过程中,矿山设计部门还须深入现场,做好施工服务工作。主要 任务,向施工建设服务部门进行建设设计交底,对施工过程中出现的问题进行协助处理,协助施工部门处理好与设计有关的技术问题,设计地质人员在此阶段的主要工作有, 1. 进行基建勘探和疏干设计交 底,进行施工地段地质条件及 水文地质条件的分析与研究, 回答施工部门提出的问题。 2. 收集基建勘探和施工疏干工 程的新资料,及时修改和校核 设计。 3. 参加基建过程中矿石的加工 实验及样品采集工作,补充水 文地质实验工作。 4. 协助施工单位解决施工过程 中出现的矿坑重大涌水及与 地质有关的重大事故等,及时 研究恢复工作,协助制定处理 事故方案,帮助尽快恢复施 工。 四.设计回访与总结阶段的地质工作 矿山建成以后,经过一段时间的正常生产,具备总结条件时,设计部门要派出地质、采矿、选矿、冶炼、以及技术经济等人员组成的回访组,深入生产现场,倾听矿山生产部门对设计的意见,并深入井下,了解设计中的问题,总结设计的经验和不足,为提高设计水平提供依据。设计回访组中地质人员要做的工作主要是, 1. 探采资料对比,这是全面验证 地质勘探资料的可靠性,提出 矿床合理勘探程度的最可靠 和最基本的方法,其对比结果 是衡量地质勘探质量与矿山 设计有关部分质量的最好方 式。此外,探采对比对提高勘 探理论水平,促进矿山生产, 提高矿山设计水平,也具有重 要意义。 2. 矿床疏干设计调查,目的是为 今后相同类型矿床的合理勘 探,矿山设计水平的提高,为 编制重要的和规则提供 依据。 第二节 基建地质工作 一.基建地质工作的概念、目的及必要 性 1. 基建地质的概念,从矿山建设开始 到移交矿山生产前为止,由基建部 门按矿山企业设计要求,在原有地 质勘探成果的基础上,结合施工而 必须进行的全部地质工作。 2. 基建地质工作的目的,研究解决新 建、扩建矿山基建期间出现的名种 地质问题,处理好地质勘探与生产 的衔接关系,以保证矿山建设工程 质量和基建工作的顺利进行,以及 为矿山正式投产做好准备。 3. 基建地质工作的必要性,矿床矿体 外形及内部结构要素的复杂性,决 定了矿床在基建时期必须进行基建 地质工作。特别是对有色、稀有和 贵金属来说,地质勘探所获取的资 料根本无法达到基建和生产的要 求,即使在矿床勘探程度高,任务 完成好的情况下,也须进行基建地 质工作以保证基建施工的顺利进 行。 二.基建地质工作的内容 在基建时期,基建地质人员的主要任务有, 1. 地质报告的检查和验收 目的,了解资料的构成,熟悉、理解、掌握报告内容,便于今后应用,了解报告中存在问题和对其的解决办法,以便在基建施工中解决处理。 2. 矿山企业设计书的研究与分析 必要性,矿企设计书是组织矿山基建的基本依据,为确保设计的实施,基建人员必须了解和熟悉其内容,分析研究和评定其质量。 研究与分析的程序,首先注意设计书的审批评语,然后对设计书进行全面的研究分析。 分析内容,,1，设计时对储量的核算和重算,对矿石质量及其分布规律的 评定是否正确。,2，当工业指标改变时,要研究新指标的合理性,矿体连接和圈定的正确性。,3，矿山设计中的总体部署,矿床开采方式,开拓方案,采矿方法是否正确,是否符合矿山技术方针政策。,4，矿床开采顺序是否合理,能否最大限度地回收矿山一切矿产资源。,5，是否有利于矿山环境保护。,6，设计中预计贫化与损失,三级矿量平衡管理,矿石质量管理及其他技术经济指标是否合理。,7，设计中编制的各类地质图纸是否符合规定要求。 基建工程施工中,还必须通过实践继续对矿山设计进行检查分析。如果发现设计不符合实际情况,或者存在明显的问题,应及时会同设计单位协商,经研究进行必要的修改和调整。 3. 进行基建施工管理和地质编录工 作 在基建施工过程中,要不断揭开出新的地质剖面。基建人员要及时、 准确、客观进行编录、整理,以便于 指导下一步工程施工,同时利用新资 料及时核对和修改设计资料。主要工 作内容有, ,1，工程施工前的地质工作 基建工程位置的确定有严格的要求,不压矿，围岩稳定,无影响施工的不利地质构造,大断裂带、破碎带、涌水层、溶洞、流砂层，，能以最近距离接近矿体、兼顾各矿体,群、带，的运输、通风、供水、供电要求，兼顾矿山未来扩建施工运输的需要。所以工程施工前要求对井筒位置进行详细地质调查,主要有两个方面的工作,一是矿井通过地段的详细地质剖面测量,1/500---1/1000，，二是井位勘探,竖井沿中心线打钻,斜井或平硐沿井巷剖面线上打排钻,尽可能有供选择的对比剖面。 ,2， 基建施工中的地质工作 基建工程施工中要进行不间断的地质观察和指导,对施工工程揭露的全部剖面,要及时准确的进行地质编录,1/100、 个别1/50，,同时进行岩矿的物理技术测 定和水文地质观测。测定的主要项目,裂 隙或孔隙度、岩石的稳固性、硬度系数、 湿度、松散系数、体重、块度、自然安息 角等，对滴水、渗水、涌水等现象进行记 录，对涌水层、流砂层要测定其涌水量和 流砂量，要研究、观察、测定露天采场边 坡稳定时的坡角变化范围，及时对脉内开 拓巷道或露天剥离平台进行取样和编录。 4.基建勘探 ,1，基建勘探的概念,在矿山生产之前,在地质勘探基础上,在矿山基建过程中,为保证基建工作顺利进行而在首采地段进行的具有补充性质的探矿及地质研究工作。 (2).基建勘探的目的,解决勘探遗留 或新出现的地质问题,提高矿床勘探程 度,满足基建及矿山生产初期的需要。 ,3， 开展基建勘探的条件 对那些勘探程度合理,首采地段有 足够高级储量,并且对它们的控制程度 能够满足矿山基建需要的矿床,就没有 必要进行基建勘探。但对大多数有色、稀有金属矿床、贵重金属矿床及部分黑色金属矿床,由于控矿因素复杂,已有地质勘探难于全面控制,其勘探程度不能适应基建期间及生产初期要求,必须进行基建勘探。 ,4， 基建勘探的主要任务 a. 进一步准确控制影响矿体形成与分布的各主要地质因素,进一步查明矿体的分布、产状、形态、埋深、赋存状态等,特别是对基建工作和生产初期工作有重要影响的部位,如露采边界和境界,基建井筒和开拓井巷系统，基建范围内矿体的端部,构造复杂部位,氧化带分布部位等,要特别重视。 b.进一步查明矿石质量,矿石工作品级和矿石自然类型的分布及变化。 c.准确控制圈定矿体,达到储量升级,为生产计划的制定和三级矿量的构成作好准备。 d.进一步查明首采地段的矿床水文地质条件,矿床开采技术条件,以确 保矿山生产的顺利进行。 e.探明首采地段内被地质勘探漏掉的具有回收价值的小矿体和盲矿体。 f.指导基建井巷施工,为先期生产地段提供一定比例的三级矿量。对不合理设计部分进行修改。 (5). 基建勘探手段,露天开采矿床基建勘探多使用地表岩心钻,特别是浅进尺,200米以内，钻孔。地下开采也使用地表岩心钻。通常尽可能利用基建坑道中某些工程,实行钻坑结合。 (6). 基建勘探工程的布置,露天开采时一般采用系统加密原勘探工程的办法,通常加密一倍。地下开采矿山形成新的中段开拓系统,试生产矿块则形成采准块段系统,无论工程布置或间距均类似于生产勘探。见下章 为保证基建勘探指导基建工程,所有勘探工程均应尽可能超前基建工程施工。