談?wù)劦V山設(shè)計(jì)中的地質(zhì)及采礦設(shè)計(jì)

　　石灰石礦山開采設(shè)計(jì)中，包含在礦山初步設(shè)計(jì)過(guò)程中的地質(zhì)及采礦設(shè)計(jì)是最為關(guān)鍵的部分，這部分圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作量大，技術(shù)含量高，是整個(gè)采礦設(shè)計(jì)的核心圖紙。這部分圖紙的用途也很特殊，它不是來(lái)描述礦山開拓系統(tǒng)方案的方案圖，也不是來(lái)指導(dǎo)礦山施工的施工圖，而是用來(lái)指導(dǎo)礦山在它的整個(gè)開采服務(wù)年限內(nèi)如何開采的采礦指導(dǎo)圖，方案設(shè)計(jì)圖紙及施工圖紙則均是為實(shí)現(xiàn)這個(gè)采礦目的而配套的階段性設(shè)計(jì)圖紙。地質(zhì)及采礦設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括制定整個(gè)礦山的自上而下的詳細(xì)開采流程、礦山順層位的開采順序、礦山分臺(tái)段的礦石及剝離夾層物的數(shù)量計(jì)算、礦巖的搭配方案、地形地質(zhì)圖、開拓系統(tǒng)圖、地質(zhì)勘探線剖面圖、水平分層平面圖、采掘終了平面圖、各水平年末采剝界線圖、綜合年末開采界線圖、采剝進(jìn)度計(jì)劃表等，部分礦山還可加入水平分層品位圖。

　　施工圖是方案設(shè)計(jì)圖的深化，而地質(zhì)及采礦設(shè)計(jì)圖則是檢驗(yàn)礦山的開采設(shè)計(jì)方案是否合理的最好依據(jù)，礦山設(shè)計(jì)水平的高低，除了與礦山開拓系統(tǒng)布置的是否合理、礦山施工圖設(shè)計(jì)的是否達(dá)到了優(yōu)化最佳、礦山的各工程布置是否在合理范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)等因素有關(guān)之外，最重要的一點(diǎn)則是該設(shè)計(jì)圖是否能讓該礦山在長(zhǎng)達(dá)幾十年的漫長(zhǎng)開采過(guò)程中一直處于開采方便、臺(tái)段交換合理、各品級(jí)礦石搭配充分、年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用最低等有關(guān)，好與不好的設(shè)計(jì)，能顯著地影響礦山的經(jīng)濟(jì)效益，從而直接影響到整個(gè)水泥廠的投資收益。

　　近些年隨著我國(guó)水泥工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)石灰石的需求量日益增加，好的石灰石礦山現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越難以找到，在我院近幾年設(shè)計(jì)的幾十座大中型礦山之中，不乏一部分是前些年被“槍斃”掉的礦山，現(xiàn)在又被拿來(lái)將要進(jìn)行開采，這樣的礦山設(shè)計(jì)難度可想而知。給這樣的礦山找到一套開采方案并不難，難的是找到一套最適合的方案。對(duì)于復(fù)雜類型的礦山，在礦山的初步設(shè)計(jì)過(guò)程中，進(jìn)行地質(zhì)與采礦設(shè)計(jì)非常重要，即使對(duì)于一些只進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的礦山，地質(zhì)與采礦設(shè)計(jì)的一部分工作仍必須完成，以用來(lái)校驗(yàn)礦山方案設(shè)計(jì)的合理性（盡管這部分地質(zhì)與采礦設(shè)計(jì)的圖紙?jiān)诜桨冈O(shè)計(jì)階段并不要求一定出成品），否則礦山的方案設(shè)計(jì)則顯得依據(jù)不足，甚至有可能在以后補(bǔ)充完成地質(zhì)設(shè)計(jì)之后，出現(xiàn)將方案設(shè)計(jì)完全推翻的情況。這種情況在我們幾十年的礦山設(shè)計(jì)過(guò)程中并不少見(jiàn)，這種情況的發(fā)生，經(jīng)常是因?yàn)槭艿秸麄€(gè)水泥廠項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)時(shí)間的限制，而礦山又是比較復(fù)雜的礦山，無(wú)法完成相應(yīng)的地質(zhì)設(shè)計(jì)，為了趕上項(xiàng)目進(jìn)度，不得不倉(cāng)促出一套方案設(shè)計(jì)圖紙，在施工圖開始后，再進(jìn)行地質(zhì)設(shè)計(jì)的補(bǔ)充完善，才發(fā)現(xiàn)原先設(shè)計(jì)的礦山方案存在比較重大的問(wèn)題，不得不重新調(diào)整整個(gè)開采方案。發(fā)現(xiàn)開采方案的瑕疵，是一個(gè)很專業(yè)的問(wèn)題，需要有比較豐富的專業(yè)知識(shí)和充分的時(shí)間，很多評(píng)委在方案評(píng)審會(huì)上是很難在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的。我們現(xiàn)在的設(shè)計(jì)一方面在盡量適應(yīng)甲方對(duì)于項(xiàng)目進(jìn)度的苛刻要求，另一方面也是在人力安排上進(jìn)行了很多新的嘗試，一直在盡量避免類似問(wèn)題的發(fā)生，以免造成設(shè)計(jì)的大返工。

　　在十多年的礦山設(shè)計(jì)生涯中，本人完成了很多大中型礦山的地質(zhì)及采礦設(shè)計(jì)，這些礦山之中，勘探類型從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，規(guī)模也是從為1000t/d水泥廠配套的中型石灰石礦山，到為10000t/d規(guī)模配套的超大型的礦山，結(jié)合我們現(xiàn)在手頭正在進(jìn)行的一些礦山的此類設(shè)計(jì)，針對(duì)我本人感受最深的幾個(gè)方面，來(lái)談?wù)勎易约憾嗄陙?lái)的一些體會(huì)。

　　一  對(duì)地質(zhì)資料要進(jìn)行詳盡的分析與研究

　　地質(zhì)報(bào)告的目的是要通過(guò)文字與圖紙多方位多角度地來(lái)闡述礦床在地下空間上的賦存形態(tài)、礦石質(zhì)量等信息。一般來(lái)說(shuō)，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)對(duì)地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行分析。

　　1、 礦區(qū)所處的區(qū)域地質(zhì)情況、礦床地質(zhì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)造等。這些因素對(duì)礦體的賦存形態(tài)一般影響較大，從而影響到礦石的質(zhì)量分布。這些因素對(duì)于確定開采境界線也非常重要，另外對(duì)于將要采用豎井平硐方式的礦山來(lái)說(shuō)，這些還是預(yù)選豎井平硐位置的重要考慮因素之一。

　　2、 礦體的具體賦存形態(tài)、礦石結(jié)構(gòu)及類型、礦巖分布情況、頂?shù)装寮皣鷰r等。這些內(nèi)容具體描述了礦巖的空間分布情況、礦石的質(zhì)量情況及變化規(guī)律、夾層的分布及對(duì)質(zhì)量的影響、頂?shù)装寮八闹車鷰r的情況等，這些資料為設(shè)計(jì)圈礦提供了最直接的依據(jù)。

　　3、 礦床的其它重要信息，如高級(jí)儲(chǔ)量的位置、覆蓋土的分布情況、巖溶發(fā)育情況、礦層對(duì)應(yīng)及礦石品級(jí)的對(duì)應(yīng)問(wèn)題、夾層情況及侵入巖脈的情況等等。首采區(qū)一般選在高級(jí)儲(chǔ)量分布的位置，并由此展開礦山開拓系統(tǒng)的選擇與布置。關(guān)于覆蓋土的問(wèn)題，除需根據(jù)土層的化學(xué)、物理性質(zhì)研究它對(duì)生產(chǎn)配料的影響之外，還要注意它對(duì)剝離和開采的影響。巖溶是礦床的特殊問(wèn)題，對(duì)于礦床深部的巖溶問(wèn)題應(yīng)充分地研究，揭露其規(guī)律，弄清楚充填情況，統(tǒng)計(jì)巖溶系數(shù)，以判斷巖溶對(duì)開采的影響程度。至于礦層品級(jí)對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，過(guò)去往往因?yàn)樵谶@個(gè)問(wèn)題上研究得不夠，導(dǎo)致礦山的生產(chǎn)十分被動(dòng)，品級(jí)的對(duì)應(yīng)，首先應(yīng)該是巖層自然類型的對(duì)應(yīng)，這是品級(jí)對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)。查明自然巖層的界線，而后在其基礎(chǔ)上進(jìn)行品級(jí)的對(duì)應(yīng)，決不能跨越巖層的自然界線而人為地對(duì)應(yīng)，這是地質(zhì)報(bào)告中經(jīng)常容易犯的一個(gè)錯(cuò)誤，也會(huì)直接對(duì)今后的礦山生產(chǎn)產(chǎn)生一個(gè)誤導(dǎo)的作用。在對(duì)礦石品級(jí)的組合計(jì)算過(guò)程中，地質(zhì)報(bào)告中經(jīng)常出現(xiàn)為了人為增加礦石一級(jí)品的數(shù)量，而將單樣“上下竄動(dòng)”或“穿靴戴帽”進(jìn)行組合計(jì)算的現(xiàn)象，這種做法顯然不妥。關(guān)于礦山的夾層問(wèn)題，石灰石礦床中，最經(jīng)常出現(xiàn)的夾層是高鎂夾層，鎂是水泥原料中的有害成份，是評(píng)價(jià)水泥礦床的一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)，因此，弄清楚高鎂夾層的空間賦存規(guī)律是極為重要的，事實(shí)證明，不詳細(xì)研究高鎂部分的賦存規(guī)律，往往會(huì)影響到礦山的正常生產(chǎn)。另外對(duì)于高硅及燧石結(jié)核情況，礦石中硅若以硬質(zhì)結(jié)核或晶質(zhì)形態(tài)存在的話，會(huì)使石灰石的破碎工序變得困難，降低破碎效率。

　　4、 礦石的物理力學(xué)性質(zhì)、頂?shù)装寮皣鷰r的特性等，礦床水文地質(zhì)情況，均會(huì)對(duì)開采產(chǎn)生一定的影響。

　　二  礦山開采境界線的確定

　　我們建材行業(yè)的石灰石礦山因?yàn)槭艿浇?jīng)濟(jì)性的限制，只能采用開采成本較低的露天開采方式。地質(zhì)報(bào)告中已給出了儲(chǔ)量計(jì)算范圍，并且已經(jīng)國(guó)家儲(chǔ)委進(jìn)行審查備案。礦山地質(zhì)及采礦設(shè)計(jì)的目的就是要將地質(zhì)報(bào)告中給出的地質(zhì)儲(chǔ)量，結(jié)合恰當(dāng)?shù)拈_采技術(shù)條件開采出來(lái)，這些設(shè)計(jì)成果將會(huì)在甲方申領(lǐng)的采礦許可證的配套文件中詳細(xì)地說(shuō)明，以供國(guó)家部門進(jìn)行逐年核查。

　　地質(zhì)設(shè)計(jì)的第一步，就是要確定具體的開采境界線，一般來(lái)說(shuō)應(yīng)遵循以下原則：

　　1、 開采境界內(nèi)的工業(yè)儲(chǔ)量不得少于規(guī)定的礦山生產(chǎn)服務(wù)年限；

　　2、 礦山開采境界線內(nèi)的平均剝采比，一般不宜大于0.5：1（t/t）；

　　3、 地質(zhì)報(bào)告中已探明的工業(yè)儲(chǔ)量，必須得到充分的利用，在圈定開采境界時(shí)，如果未劃入境界線內(nèi)的部分，只要現(xiàn)有的開拓系統(tǒng)沒(méi)有大的改動(dòng)，基建投資和工程量沒(méi)有大幅增加，就應(yīng)盡量圈入，以保證國(guó)家資源的充分合理的利用；

　　4、 開采范圍與國(guó)家鐵路、公路、工廠、居民區(qū)及其它重要的建構(gòu)筑物之間應(yīng)保持一個(gè)合理的安全防護(hù)距離，符合《爆破安全規(guī)程》（GB6722－2003）的相關(guān)要求；

　　5、 采場(chǎng)的四周最終邊坡必須保持穩(wěn)定，否則就必須對(duì)邊坡坡度進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)根據(jù)礦巖的穩(wěn)定性來(lái)確定采礦場(chǎng)的邊坡角，同時(shí)還要避開嚴(yán)重影響邊坡穩(wěn)定性的不穩(wěn)定巖層和構(gòu)造帶。

　　我們現(xiàn)在的設(shè)計(jì)方法一般是先從地質(zhì)勘探線剖面圖入手，地質(zhì)地形平面圖與地質(zhì)剖面圖相結(jié)合的辦法，在初步確定開采境界之后，再進(jìn)行邊坡角的核算，邊坡公路工程的布置，總體剝采比的核算，反復(fù)幾次，最終才能將最終開采范圍確定，這項(xiàng)工作需要有一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累才能做好。

　　三  確定采場(chǎng)最終邊坡角時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

　　避免出現(xiàn)采礦場(chǎng)的山體滑坡絕對(duì)是我們采礦工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該注意的首要問(wèn)題。近年來(lái)隨著礦山安全事故的頻頻發(fā)生，安全問(wèn)題已提高到一個(gè)受國(guó)家關(guān)注的極高的層面上來(lái)，礦山行業(yè)的安全問(wèn)題尤其備受矚目。以前我們礦山初步設(shè)計(jì)中的安全章節(jié)，現(xiàn)在已被國(guó)家明文規(guī)定，必須進(jìn)行專門的全面安全論述與論證，并且以《安全專篇》的形式出現(xiàn)。從礦山的安全生產(chǎn)預(yù)評(píng)價(jià)開始，到礦山安全篇的正式編寫與評(píng)審，再到礦山投產(chǎn)前的核查與驗(yàn)收，直至生產(chǎn)中的常規(guī)性經(jīng)常性的檢查，任何一個(gè)環(huán)節(jié)如出現(xiàn)任何的問(wèn)題或疑問(wèn)，都有可能導(dǎo)致礦山設(shè)計(jì)工作的返工或正常生產(chǎn)的停頓。礦山安全問(wèn)題之中，采場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題是一個(gè)比較重要的方面，它包括生產(chǎn)中的臨時(shí)開采邊坡與永久性的最終邊坡的穩(wěn)定。影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素一般包括以下幾個(gè)方面：

　　1、 巖石物理力學(xué)性質(zhì)，主要是指巖石的硬度、致密程度、耐風(fēng)化能力、凝聚力和內(nèi)摩擦角等；

　　2、 地質(zhì)構(gòu)造，主要是斷層、破碎帶、節(jié)理裂隙和層理面等受力薄弱面等等；如單條斷層與邊坡走向之夾角<25°，并且傾向相同時(shí)，可能引起邊坡整體順大斷層面滑落；如幾條斷層相交把巖層切割成三角體或梯形體時(shí)，可能會(huì)造成邊坡局部失穩(wěn)并呈三角體滑落；如當(dāng)節(jié)理裂隙比較發(fā)育時(shí)，要防止端部邊坡產(chǎn)生類似幾條斷層相交所產(chǎn)生的影響；如當(dāng)采場(chǎng)坡面與同側(cè)巖層順向，且坡面角大于巖層傾角時(shí)，可能產(chǎn)生下盤臺(tái)段坡面巖石順層理面滑落等等。

　　3、 水文地質(zhì)條件，應(yīng)考慮地下水活動(dòng)對(duì)巖體穩(wěn)定性的影響，另外水壓力等也必須適當(dāng)考慮。一般地，在我們所設(shè)計(jì)的礦山中，此類問(wèn)題相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很突出；

　　4、 開采技術(shù)條件、開采深度以及邊坡存在的時(shí)間長(zhǎng)短等等。

　　最終邊坡角包括最終臺(tái)段坡面角與最終邊幫角，最終臺(tái)段坡面角針對(duì)我們目前的石灰石礦山來(lái)說(shuō)，大多數(shù)選取70°，實(shí)際證明是沒(méi)有問(wèn)題的。但針對(duì)每個(gè)礦山的設(shè)計(jì)，都要根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，要結(jié)合巖石特征、巖石硬度系數(shù)、節(jié)理裂隙發(fā)育程度等因素來(lái)綜合選取。當(dāng)巖層傾角大于30°，并且?guī)r層層面非常發(fā)育時(shí)，如果所取的臺(tái)段坡面角大于巖層傾角，則巖石容易滑落，這時(shí)最終臺(tái)面坡面角應(yīng)和巖層傾角一致，或小于巖層傾角，以保證邊坡的穩(wěn)定。采場(chǎng)的最終邊幫角一般可分為兩種情況，一是當(dāng)邊坡坡向與巖層面順向時(shí)，應(yīng)遵循以上所述的原則，由此即可推算出該側(cè)的邊幫角；其它的邊坡情況下的最終邊幫角的選取，在首先遵守地質(zhì)勘查規(guī)范中關(guān)于礦山開采技術(shù)條件要求的基礎(chǔ)上，參照該側(cè)邊坡高度、礦巖物理力學(xué)性質(zhì)、并綜合各平臺(tái)預(yù)留恰當(dāng)寬度等情況下，綜合選取，必要時(shí)還須進(jìn)行專門的穩(wěn)定性論證。

　　四  地質(zhì)設(shè)計(jì)中其它必須關(guān)注的問(wèn)題

　　在確定采場(chǎng)底平面時(shí)，首先必須根據(jù)地質(zhì)剖面圖上所標(biāo)注的開采邊界線來(lái)初步確定底平面的位置。一般地，采礦場(chǎng)的底部應(yīng)調(diào)整為同一標(biāo)高，或成階梯狀；底平面的邊界應(yīng)盡可能地保持平直，彎曲處應(yīng)滿足運(yùn)輸線路對(duì)曲線半徑的要求；底平面的最小寬度和長(zhǎng)度應(yīng)滿足采掘運(yùn)輸要求；底平面邊緣輪廓線的凹入地段應(yīng)避開巖石不穩(wěn)定地帶，以防邊坡地壓促使裂隙的進(jìn)一步發(fā)展，從而帶來(lái)安全隱患。

　　在設(shè)計(jì)地質(zhì)水平分層平面圖的過(guò)程中，要注意各礦層與巖層的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并注意對(duì)水平橫向不連續(xù)的層位采取合理的尖滅處理，并注意與地表層位線的合理與順暢的連接。在計(jì)算儲(chǔ)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際礦層的形態(tài)，選取合理的計(jì)算公式，并注意上下水平分層面上地質(zhì)層位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，不得錯(cuò)算與漏算。對(duì)于上下無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系的層位，可按鍥形尖滅處理。儲(chǔ)量計(jì)算完成之后，必須按礦山總體的巖溶率進(jìn)行儲(chǔ)量的校正。一般地，對(duì)于勘探類型及礦石質(zhì)量類型均比較簡(jiǎn)單的礦山來(lái)說(shuō)，可以采取一種比較簡(jiǎn)略的儲(chǔ)量計(jì)算方法，就是先計(jì)算整個(gè)礦山總的礦巖合量，然后根據(jù)礦石品級(jí)的分類，例如某礦山絕大多數(shù)都是一級(jí)品，二級(jí)品與夾層只占少數(shù)，我們可以只計(jì)算二級(jí)品與夾層的量，再利用總的合量減去二級(jí)品與夾層的量即可得出一級(jí)品的儲(chǔ)量。

　　目前我們?cè)O(shè)計(jì)的采剝進(jìn)度計(jì)劃表對(duì)于礦山生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)具有中短期指導(dǎo)意義的表格。其格式的產(chǎn)生歷經(jīng)幾十年幾代設(shè)計(jì)人員的更迭，早已為我國(guó)建材礦山的管理技術(shù)人員所熟悉并使用，但現(xiàn)在隨著我們海外項(xiàng)目不斷增多，這種表格因?yàn)榕c國(guó)際上通行的進(jìn)度計(jì)劃表的格式不一致，將會(huì)給我們與國(guó)外礦山技術(shù)人員的交流帶來(lái)一定的障礙，現(xiàn)在我們正在想辦法借助采礦軟件，并參照其它行業(yè)礦山上的通行做法，對(duì)我們目前的格式進(jìn)行某種程度上的改進(jìn)，以利與各方面的交流。

　　以上幾個(gè)方面，僅僅是我們?cè)谶M(jìn)行地質(zhì)與采礦設(shè)計(jì)過(guò)程中，所面臨的一系列問(wèn)題中間的幾個(gè)比較有代表性的方面，地質(zhì)與采礦設(shè)計(jì)需要依據(jù)原始的地質(zhì)資料，借助設(shè)計(jì)者的智慧與經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)多方計(jì)算與比較，才能找出一個(gè)比較合理的采礦設(shè)計(jì)方案來(lái)。它沒(méi)有一定之規(guī)，任何兩個(gè)礦山都沒(méi)有相同的地方可供抄襲，完全在設(shè)計(jì)者的頭腦中，需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的思索與大量的求證，才能得出最后的成果。能獨(dú)立、完整且高質(zhì)量地完成一個(gè)石灰石礦山的地質(zhì)與采礦設(shè)計(jì)，往往代表了一個(gè)采礦工程師在技術(shù)上的進(jìn)步與成熟。

　　目前我們?cè)O(shè)計(jì)中所面臨的問(wèn)題

　　在我們的實(shí)際工作中，卻經(jīng)常遇到這樣的問(wèn)題，一部分甲方因?yàn)閷?duì)于礦山專業(yè)的不了解，在對(duì)我們進(jìn)行設(shè)計(jì)合同的委托時(shí)，把礦山的設(shè)計(jì)混同于工廠的設(shè)計(jì)過(guò)程，認(rèn)為設(shè)計(jì)圖紙除了表示項(xiàng)目的方案外，就是指導(dǎo)實(shí)際的施工，而把最具技術(shù)含量的指導(dǎo)礦山實(shí)際生產(chǎn)的礦山地質(zhì)與采礦設(shè)計(jì)內(nèi)容忽略。據(jù)我們了解，這種不合理的事情只在我們國(guó)家出現(xiàn)，以方案設(shè)計(jì)來(lái)替代初步設(shè)計(jì)，而在我們國(guó)家關(guān)于礦山初步設(shè)計(jì)深度的規(guī)定中，明確規(guī)定了礦山的初步設(shè)計(jì)必須要進(jìn)行詳盡的地質(zhì)與采礦設(shè)計(jì)?？陀^地來(lái)講，礦山設(shè)計(jì)是不存在方案設(shè)計(jì)的這個(gè)階段的。

　　總體而言，礦山的地質(zhì)設(shè)計(jì)只是一種定性的設(shè)計(jì)，是一種方案性質(zhì)的設(shè)計(jì)，它與工廠的針對(duì)每一個(gè)具體實(shí)體的施工圖設(shè)計(jì)的最大不同之處，在于它只是具有不可更改的指導(dǎo)性意義，而并非詳細(xì)地落實(shí)到每一個(gè)采礦細(xì)節(jié)上去，更沒(méi)有去具體指明每一個(gè)礦塊的開采尺寸該如何選取等等。

　　另外另我們頭疼的還有地質(zhì)報(bào)告本身。在為整個(gè)水泥廠設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要十幾個(gè)專業(yè)配合才能完成，其中礦山專業(yè)是個(gè)比較特殊的專業(yè)，它與其它專業(yè)的一個(gè)最大的不同在于，它需要接收外部地質(zhì)隊(duì)的大量成果資料才能動(dòng)手設(shè)計(jì)，它在整個(gè)礦山項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，是第二道工序。它與結(jié)構(gòu)專業(yè)接收內(nèi)部工藝專業(yè)的設(shè)計(jì)資料所不同的是，礦山專業(yè)無(wú)法控制外部地質(zhì)成果的正確性，因此對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行全面深入的研讀顯得非常重要。隨著我國(guó)整個(gè)礦山地質(zhì)行業(yè)的全面開放，過(guò)分的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的負(fù)面影響正在日益顯現(xiàn)。不同礦山行業(yè)地質(zhì)隊(duì)伍工作的相互滲透，在尚未完全弄懂對(duì)方行業(yè)礦種的地質(zhì)特性的情形下就倉(cāng)促開始工作；甲方不顧技術(shù)因素而一味地追求低價(jià)中標(biāo)；地質(zhì)工作中的弄虛作假（因大多數(shù)投資方礦山及地質(zhì)專門人才的缺乏而造成）；地質(zhì)工作監(jiān)理的缺失（我國(guó)尚未建立起礦山地質(zhì)工作強(qiáng)制監(jiān)理制度）等等。不同礦種因?yàn)榈刭|(zhì)成因的不同，各自特點(diǎn)千差萬(wàn)別，地質(zhì)及礦體賦存條件以及礦體的空間形態(tài)也毫無(wú)相同之處，以前計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代，我國(guó)實(shí)行的是各礦種均各自建立自己的專業(yè)化的地質(zhì)隊(duì)伍，并且國(guó)家從資金上給予保證，這種做法盡管存在一些弊端，但從根本上保證了地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性，能為各個(gè)資源型工廠提供可靠的地質(zhì)資料?？陀^地講，現(xiàn)在我們建材礦山的地質(zhì)工作成果的準(zhǔn)確性是在逐年下降，近些年很多礦山的地質(zhì)資料深度不夠，或雖然深度已達(dá)到要求，但其內(nèi)部錯(cuò)誤不少，主要是不完全按國(guó)家規(guī)范行事。我國(guó)國(guó)土資源部于2002年12月17日發(fā)布并且于2003年3月1日起實(shí)行的《冶金、化工石灰?guī)r及白云巖、水泥原料礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0213－2002）是一個(gè)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是地質(zhì)勘查工作必須遵守的準(zhǔn)則性文件與技術(shù)性文件。從現(xiàn)有的地質(zhì)勘探報(bào)告來(lái)看，問(wèn)題主要存在于以下兩個(gè)方面：一是地質(zhì)工作單位在技術(shù)上不存在問(wèn)題，但具體工作過(guò)程中，不認(rèn)真按規(guī)范行事，偷工減料，弄虛作假，以至于最后的報(bào)告中生編硬造的痕跡很重；二是本身地質(zhì)工作單位在技術(shù)上就不是很清楚，以至于其勘探設(shè)計(jì)就不是很合理，最后的報(bào)告自然也就難以達(dá)到目的?，F(xiàn)在整個(gè)建材行業(yè)礦山專門人才匱乏，工作環(huán)境艱苦，并帶有一定的危險(xiǎn)性，報(bào)酬也沒(méi)有太多的吸引力，很難吸引人才的加入，因而造就了各投資方很難憑借自身的技術(shù)力量對(duì)其所聘請(qǐng)的地質(zhì)隊(duì)伍的工作進(jìn)行有效的監(jiān)督，這個(gè)問(wèn)題在短時(shí)間內(nèi)一時(shí)還難以解決；另外通過(guò)對(duì)地質(zhì)工作實(shí)行強(qiáng)制監(jiān)理制度，也是解決這一問(wèn)題的有效途經(jīng)，但地質(zhì)勘探工作專業(yè)性極強(qiáng)，野外工作條件差，據(jù)我們了解，近些年地質(zhì)勘探工作人才流失嚴(yán)重，人才缺乏，另外監(jiān)理隊(duì)伍如何建立，還有報(bào)酬問(wèn)題等等，想通過(guò)這一途經(jīng)來(lái)解決面前的難題也是困難重重。

　　對(duì)地質(zhì)及采礦設(shè)計(jì)工作發(fā)展方向的展望

　　目前我們的這部分設(shè)計(jì)工作，所采用的仍是傳統(tǒng)的以手工為主、計(jì)算機(jī)為輔的設(shè)計(jì)方法，這一做法的主要缺點(diǎn)是只能進(jìn)行定性的設(shè)計(jì)，對(duì)于儲(chǔ)量與品位尤其是品位的搭配無(wú)法進(jìn)行精確的計(jì)算，對(duì)采礦生產(chǎn)只能起到引導(dǎo)性的作用，不能起到精確指導(dǎo)的作用，另外如果想建立一套現(xiàn)代化的礦山數(shù)字信息管理系統(tǒng)，首先就必須要解決礦山地質(zhì)數(shù)字化設(shè)計(jì)問(wèn)題?，F(xiàn)在國(guó)際上借助先進(jìn)的采礦軟件，冶金等行業(yè)的礦山已全面開始推進(jìn)數(shù)字化礦山設(shè)計(jì)，國(guó)外很多石灰石礦山的設(shè)計(jì)也已開始大規(guī)模推行采礦軟件的使用。目前這方面應(yīng)用比較廣泛的采礦軟件有SURPAC、DATAMINE、MICROMINE等，這些軟件在地質(zhì)及采礦設(shè)計(jì)方面各有特色，各有側(cè)重點(diǎn)，比起我們傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，這些軟件所輸出的圖紙信息量大，數(shù)據(jù)精確，除了能完成我們傳統(tǒng)的手工圖紙中的水平地質(zhì)分層平面圖之外，還能輸出水平分層巖性圖、水平分層品位圖、任意塊段的儲(chǔ)量及平均品位、礦巖量報(bào)告及礦巖搭配后的數(shù)據(jù)等等，這些數(shù)據(jù)對(duì)采礦生產(chǎn)具有直接的指導(dǎo)作用。以其中的一種目前在國(guó)內(nèi)外使用比較廣泛的SURPAC軟件為例，來(lái)說(shuō)明一下采礦軟件在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況。

　　澳大利亞SURPAC軟件是諸多數(shù)字化礦山軟件中應(yīng)用比較廣泛的一種，迄今為止已經(jīng)廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)資源評(píng)估、礦山規(guī)劃設(shè)計(jì)、礦山生產(chǎn)管理以及礦山閉坑等礦山生產(chǎn)的各個(gè)階段。其突出性能是，提供了強(qiáng)大的三維圖形工作區(qū)、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和集成的建模環(huán)境，使得設(shè)計(jì)者能夠利用有限的信息確定出礦床的地質(zhì)特征，進(jìn)而進(jìn)行全三維圖形方式下的采礦設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析功能強(qiáng)大，內(nèi)涵豐富。其功能主要涵蓋以下幾個(gè)方面：

　　1、 鉆孔單樣原始數(shù)據(jù)的編錄和數(shù)據(jù)編輯管理

　　2、 勘探和礦山地質(zhì)信息的全真錄入

　　3、 露天及地下采礦設(shè)計(jì)

　　4、 礦山工程測(cè)量模塊

　　5、 采剝進(jìn)度計(jì)劃編制

　　6、 尾礦壩體和復(fù)墾設(shè)計(jì)

　　該軟件的核心模塊是一個(gè)完全集成的數(shù)據(jù)可視化和可編輯的、真正意義上的三維圖形模塊，充分利用了當(dāng)今計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形運(yùn)算功能，做到三維設(shè)計(jì)，二維及三維圖形輸出。

　　對(duì)于我們國(guó)家建材礦山獨(dú)有的槽探數(shù)據(jù)，是該軟件編制時(shí)所沒(méi)有考慮到的，國(guó)外石灰石礦山的地質(zhì)工作一般沒(méi)有槽探這種做法，這些槽探數(shù)據(jù)與鉆孔單樣數(shù)據(jù)共同標(biāo)識(shí)了我們石灰石礦山的地質(zhì)化學(xué)成份，缺一不可。如何把這些槽探數(shù)據(jù)全部錄入該軟件并正確地參與到模型的建立與品位估值中去，這些年我們配合開發(fā)商作了不少的工作，現(xiàn)在也已找到了一個(gè)比較恰當(dāng)?shù)姆椒?，從而解決了困擾我們很久的一個(gè)難題。

　　另外該軟件還提供了比較強(qiáng)大的二次開發(fā)功能，開放了其內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)，客戶可以定制自己的工具，進(jìn)行本地化的設(shè)計(jì)，這點(diǎn)也非常重要。我認(rèn)為任何引進(jìn)采礦軟件的設(shè)計(jì)單位都必須為二次開發(fā)及本地化工作付出大量的心血，才能使得軟件在各自的設(shè)計(jì)中發(fā)揮出最大的作用。

　　但萬(wàn)事也并非全如我們想象的那么簡(jiǎn)單，該軟件的使用目前在我國(guó)的實(shí)際情況中，所遇到的一個(gè)最大的難題便是地質(zhì)數(shù)據(jù)本身。目前我國(guó)地質(zhì)隊(duì)普遍采用的是專業(yè)化的地質(zhì)軟件來(lái)輸出地質(zhì)成果，近年來(lái)很多地質(zhì)成果錯(cuò)誤不少，地形圖上各種首曲線與計(jì)曲線的多維數(shù)據(jù)不全或不準(zhǔn)確，同一份地質(zhì)報(bào)告在不同圖紙上對(duì)同一地層賦存形態(tài)的解釋互不對(duì)應(yīng)，直接造成了采礦軟件在建立地質(zhì)模型時(shí)數(shù)據(jù)混亂，也使得我們的設(shè)計(jì)工時(shí)會(huì)大幅增加。但采礦軟件的全面引入，將把我們從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法引進(jìn)到數(shù)字化設(shè)計(jì)的領(lǐng)域中去，本人認(rèn)為，數(shù)字化設(shè)計(jì)將是我們采礦設(shè)計(jì)的終極解決方案。新的設(shè)計(jì)方法盡管不會(huì)為我們節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，但卻能把我們的設(shè)計(jì)水平提升到一個(gè)新的高度，從而滿足海外用戶及國(guó)內(nèi)高端用戶的需求。尤其重要的是，這些工作為將來(lái)建立全面的礦山數(shù)字化信息管理系統(tǒng)作了一個(gè)最重要的鋪墊。