摘要：本位根據作者多年工作經驗，對采礦設計的進行了闡述。僅供參考。

關鍵詞：地質采礦設計；
礦山開采設計中，包含在礦山初步設計過程中的地質及采礦設計是最為關鍵的部分，這部分圖紙設計工作量大，技術含量高，是整個采礦設計的核心圖紙。這部分圖紙的用途也很特殊，它不是用來描述礦山開拓系統方案的方案圖，也不是用來指導礦山施工的施工圖，而是用來指導礦山在它的整個開采服務年限內如何開采的采礦指導圖，方案設計圖紙及施工圖紙則均是為實現這個采礦tl的而配套的階段性設計圖紙。地質及采礦設計的內容包括制定整個礦山的自上而下的詳細開采流程、礦山順層位的開采順序、礦山分臺段的礦石及剝離夾層物的數量計算、礦巖的搭配方案、地形地質圖、開拓系統圖、地質勘探線剖面圖、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、采剝進度計劃表等，部分礦山還可加入水平分層品位圖。
地質及采礦設計圖則是檢驗礦山的開采設計方案是否合理的最好依據，礦山設計水平的高低，除了與礦山開拓系統布置是否合理、礦山施工圖設計是否達到了優化最佳、礦山的各工程布置是否在合理范圍內經濟最優等因素有關之外，最重要的一點是該設計圖能否讓該礦山在長達幾十年的漫長開采過程中一直處于開采方便、臺段交換合理、各品級礦石搭配充分、年經營費用最低等有關。好與不好的設計，能顯著地影響礦山的經濟效益。
結合多年來在此類設計中積累的一些經驗，談幾點體會。
1 對地質資料要進行詳盡的分析與研究
地質報告的目的是通過文字與圖紙多方位多角度闡述礦床在地下空問上的賦存形態、礦石質量等信息。一般來說，可以從以下幾個方面來對地質報告進行分析。
1\\)礦山所處的區域地質情況、礦床地質結構及構造等。這些因素對礦體的賦存形態一般影響較大，從而影響到礦石的質景分布，這些因素對于確定開采境界線也非常重要。
2\\)礦體的具體賦存形態、礦石結構及類型、礦巖分布情況、頂底板及圍巖等。這些內容具體描述了礦巖的空間分布情況、礦石的質量情況及變化規律、夾層的分布及對質量的影響、頂底板及四周圍巖的情況等，這些資料為圈礦設計提供了最直接的依據。
3\\)礦床的其他重要信息，如高級儲量的位置、覆蓋土的分布情況、巖溶發育情況、礦層對應及礦石品級的對應問題、夾層情況及侵入巖脈的情況等等。首采區一般選在高級儲量分布的位置，并由此展開礦山開拓系統的選擇與布置。應重點研究覆蓋土、巖溶及品級對應等問題，在對礦石品級的組合計算過程中，地質報告中經常出現為了人為增加礦石一級品的數量，而將單樣“上下竄動”或“穿靴戴帽”進行組合計算的現象，這種做法顯然不妥。關于礦山的夾層『HJ題，石灰石礦床中，最經常出現的夾層是高鎂夾層，應仔細研究其可搭配比例。另外高硅夾層也要引起充分的注意，它會降低破碎效率。
4\\)礦石的物理力學性質、頂底板及圍巖的特性等，礦床水文地質情況，均會對開采產生一定的影響。
2礦山開采境界線的確定
建材行業因為受到經濟性的限制，絕大部分石灰石礦山只能采用開采成本較低的露天開采方式。地質報告中已給出了儲量計算范圍，并且已經國家儲委進行審查備案。礦山地質及采礦設計的目的就是要將地質報告中給出的地質儲量，結合恰當的開采技術條件開采出來，這些設計成果將會在甲方申領的采礦許可證的配套文件中詳細地說明，以供國家部門進行逐年核查。
地質設計的第一步，就是要確定具體的開采境界線，一般來說應遵循以下原則。
1\\)開采境界內的工業儲量不得少于規定的礦山生產服務年限；
2\\)礦山開采境界線內的平均剝采比，一般不宜大于0．5：l；
3\\)地質報告中已探明的工業儲量，必須得到充分的利用。在圈定開采境界時，如果未劃入境界線內的部分，只要現有的開拓系統沒有大的改動，基建投資和工程量沒有大幅增加，就應盡量圈入，以保證國家資源的充分合理的利用；
4\\)開采范圍與國家鐵路、公路、工廠、居民區及其它重要的建構筑物之間應保持一個合理的安全防護距離，符合《爆破安全規程》\\(GB6722―2003\\)的相關要求；
5\\)采場的四周最終邊坡必須保持穩定，否則應對邊坡坡度進行調整，應根據礦巖的穩定性來確定采礦場的邊坡角，同時還要避開嚴重影響邊坡穩定性的不穩定巖層和構造帶。
我們現在的設計方法一般是先從地質勘探線剖面圖入手，地質地形平面圖與地質剖面圖相結合的辦法，在初步確定開采境界之后，再進行邊坡角的核算，邊坡公路工程的布置，總體剝采比的核算，反復幾次，最終才能將最終開采范圍確定，這項工作需要有一定的設計經驗的積累才能做好。
3 確定采場最終邊坡角時應注意的問題
采礦場避免出現山體滑坡絕對是我們采礦工程師在設計過程中應該注意的首要問題。近年來隨著礦山安全事故的頻頒發生，安全問題已提高到一個受國家關注的極高的層面上來，現在每一個礦山都要編制《安全專篇》，來進行詳盡的論述與論證。在礦山安全問題之中，采場邊坡的穩定性問題是一個比較重要的方面，它包括生產中臨時開采邊坡與永久性的最終邊坡的穩定。影響邊坡穩定性的主要因素一般有以下幾個方面。
1\\)巖石物理力學性質，主要是指巖石的硬度、致密程度、耐風化能力、凝聚力和內摩擦角等；
2\\)地質構造，主要是斷層、破碎帶、節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，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一角體或梯形體時，可能會造成邊坡局部失穩并呈三角體滑落；如當節理裂隙比較發育時，要防止端部邊坡產生類似幾條斷層相交所產生的影響；如當采場坡面與同側巖層順向，且坡面角大于巖層傾角時，可能產生F盤臺段坡面巖石順層理面滑落等等。
3\\)水文地質條件，應考慮地F水活動對巖體穩定性的影響，現在面臨這個問題的礦山也越來越多。
4\\)開采技術條件、開采深度以及邊坡存在的時間長短等等。
4地質設計中其他必須關注的問題
在確定采場底平面時，首先必須根據地質剖面圖上所標注的開采邊界線來初步確定底乎面的位置。一般地，采礦場的底部應調整為同一標高或成階梯狀；底平面的邊界應盡叮能地保持平直，彎曲處應滿足運輸線路對曲線半徑的要求；底平面的最小寬度和長度應滿足采掘運輸要求。
在設計地質水平分層平面圖的過程中，要注意各礦層與巖層的對應關系，注意對水平橫向不連續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。儲量計算完成之后，必須按礦山總體的巖溶率進行儲量的校正。
目前我們設計的采剝進度計劃表對于礦山生產來說，是一個具有中短期指導意義的表格。其格式的產生歷經幾代設計人員的更迭，早巳為我國建材礦山的管理技術人員所熟悉并使用，但現在隨著我們海外項目不斷增多，這種表格與國際上通行的進度計劃表的格式不一致，因此將會給我們與國外礦山技術人員的交流帶來一定的障礙?，F在我們正在想辦法借助采礦軟件，并參照其他行業礦山上的通行做法，對我們目前的格式進行某種程度上的改進，以利與各方面的交流。
以上幾個方面，是我們在進行地質與采礦設計過程中，所面臨的一系列問題中比較有代表性的。地質與采礦設計需要依據原始的地質資料，借助設計者的智慧與經驗，經過多方計算與比較，才能找出一個比較合理的采礦設計方案來。它沒有一定之規，任何兩個礦山都沒有相同的地方可供抄襲，完全在設計者的頭膿中，需要經過長時間的思索與大量的求證，才能得出最后的成果。
5 對地質及采礦設計工作發展方向的展望
目前我們的這部分設計工作，所采用的仍是傳統的以手工為主、計算機為輔的設計方法，這一做法的主要缺點是只能進行定性的設計，對于儲量與品位尤其是品位的搭配無法進行精確的計算，對采礦生產只能起到引導性的作用，不能起到精確指導的作用。另外如果想建立一套現代化的礦山數字信息管理系統，就必須要解決礦山地質數字化設計問題?，F在國際上借助先進的采礦軟件，冶金等行業的礦山巳全面開始推進數字化礦山設計，國外很多石灰石礦山的設計也巳開始大規模推行采礦軟件的使用。目前比較廣泛的采礦軟件有SURPAC、DATAMINE、MICROMINE等，這些軟件在地質及采礦設計方面各有特色，各有側重點，比起我們傳統的設計方法，這些軟件所輸出的圖紙信息量大，數據精確，除了能完成我們傳統的手工圖紙中的水平地質分層平面圖之外，還能輸出水平分層巖性圖、水平分層品位圖、任意塊段的儲量及平均品位、礦巖量報告及礦巖搭配后的數據等等，這些數據對采礦生產具有直接的指導作用。以SURPAC軟件為例，來說明一下采礦軟件在設計中的應用情況。
SURPAC軟件是諸多數字化礦山軟件中應用比較廣泛的一種，其突出性能是，提供了強大的三維圖形工作區、地質統計學分析和集成的建模環境，使得設計者能夠利用有限的信息確定出礦床的地質特征，進而進行全三維圖形方式下的采礦設計，數據統計及分析功能強大，內涵豐富。其功能主要涵蓋以下幾個方面：
1\\)鉆孔單樣原始數據的編錄和數據編輯管理
2\\)勘探和礦山地質信息的全真錄入
3\\)露天及地下采礦設計
4\\)礦山工程測量模塊
5\\)采剝進度計劃編制
6\\)尾礦壩體和復墾設計
運用該軟件的數據庫運算及成圖功能，可以進行地質數據各方面的統計及分析，出圖方面完全可以做到三維設計，二維及三維圖形輸出。另外該軟件還提供了比較強大的二次開發功能，開放了其內部數據結構和函數，客戶可以定制自己的工具，進行本地化的設計。