109 專技高考高等考試 礦業安全技師 採礦學 考古題詳解

核心觀念

本題考查地下開採日益受到重視的背景，以及地下開採相較於露天開採的優缺點。作答時可從礦床條件、地表環境與土地利用、安全及成本三方面說明。

地下開採是由地表開鑿井筒、平硐或斜坡道等開拓工程，進入地下礦體，再以適當採礦法回收礦石。近年地下開採重要性提高，主要與易採的淺部礦床逐漸耗竭、開採對象轉向深部或覆土較厚的礦床，以及地表土地與環境限制增加有關。

解題方法

先說明「為何地下開採增加」，再分別列出其優點與缺點。原因不宜只寫「露天開採減少」；應指出礦床深度與地表限制的變化。利弊則可沿著開採位置逐項推論：地下作業減少大範圍地表擾動，但增加巷道、通風、排水、運搬及安全管理需求。

近年地下開採日益重要的原因

1. 淺部、易採礦床逐漸減少：許多適合露天開採的淺部礦體已開採或耗竭，新增礦源較常位於深部，或覆土、剝除岩層較厚。
2. 深部礦床不適合露天開採：露天開採深度增加時，剝除量與運距上升，剝採比可能過高，使經濟效益降低；改採地下開採較能直接接近深部礦體。
3. 地表土地與環境限制增加：人口聚居、農地及其他土地用途與礦業活動競合，且社會對地貌破壞、植被移除、排土場及地表污染等影響更為重視。
4. 地下採礦技術進步：機械化採掘、無軌運搬、通風與監測技術改善，使部分深部礦床的地下開採更具可行性。

地下開採的優點

• 適用於深部或覆土厚的礦床：不必像露天開採般大量剝除覆蓋岩層，能回收露天方式難以經濟開採的礦體。
• 地表擾動範圍較小：通常不需形成大型露天採坑，地表景觀、植被與土地利用受到的直接影響較小。

核心觀念

本題考查「礦床成因與成礦環境的對應關係」：礦床不是平均分布於地殼，而是受岩漿活動、構造作用、熱液循環、沉積作用、變質作用及風化作用等控制。探勘時，先辨認區域的構造位置、岩性、地質構造與地史，再推測可能形成的礦床類型。

成礦通常需要有金屬或有用礦物來源、能搬運物質的介質，以及使其沉澱或富集的條件；斷層、裂隙、岩層界面及不整合面，常是流體通道或礦化定位處。

解題方法

依主要成礦作用分類，逐一指出適合形成礦床的地區與地質環境，並連結代表性礦床。考場作答宜兼顧「構造環境」與「地質作用」，避免只列板塊名稱，卻未說明何種礦床會在其中形成。

高機率成礦的地區與環境

1. 板塊聚合帶與俯衝火山弧 俯衝作用帶來水分與揮發分，促使地函及地殼熔融，形成岩漿與熱液。島弧或大陸邊緣火山弧常見斑岩銅、斑岩銅金、淺成熱液金銀，以及與侵入岩有關的矽卡岩礦床。侵入岩接觸碳酸鹽岩時，交代作用尤易形成矽卡岩型銅、鐵、鉛鋅等礦床。

2. 海底火山活動區與張裂盆地 中洋脊、島弧及弧後盆地等海底火山環境，海水受熱後循環，與火山岩反應並帶出金屬，於海底噴流或沉積層中沉澱，常形成火山成因塊狀硫化物礦床（VMS），包括銅、鋅、鉛及金銀。缺乏火山岩、以海相頁岩或碳酸鹽岩為主的張裂盆地，也可能形成沉積噴流型礦床（SEDEX），常含鉛鋅。

3. 岩漿侵入體及其周邊 花崗岩、閃長岩等侵入體冷卻時，岩漿分異及晚期熱液可使有用元素富集。侵入體內或其周圍的裂隙、接觸帶與蝕變帶，常見斑岩型、脈型、矽卡岩型及雲英岩型礦床；超基性岩與基性岩體則可形成鉻鐵礦、鎳銅硫化物及鉑族元素礦床。

核心觀念

本題考查地下金屬礦的附屬作業：採掘作業負責直接取得礦石；附屬作業則提供安全、通行、動力與生產支援，使採掘、運搬及後續作業能連續進行。答題時應列出主要作業，並簡要說明各自的功能。

解題方法

以地下礦場的生產流程與作業環境為切入點，依序檢視礦石如何從採場運出、人員與設備如何進出、坑內如何維持安全環境，以及生產設備如何獲得支援。可整理為下列幾類：

1. 坑內運搬與提升：以軌道車、柴油車、輸送機、溜井等方式，將礦石、廢石及材料運送至指定地點；再以提升設備將人員、材料或礦石送往地表或不同中段。運搬與提升中斷，採出的礦石便無法有效運出。
2. 通風與防塵：以主扇、局部扇風機及風門等設施建立通風系統，供應新鮮空氣，排除爆破煙塵、粉塵及有害氣體，並改善坑內溫度與濕度。通風不良會影響人員健康與安全，也會妨礙作業。
3. 排水：利用水溝、水倉、排水管與抽水機排除地下水及作業用水，避免坑道、採場積水，維持工作面與運搬路線可用。
4. 坑道支護與採空區處理：以木材、鋼材、錨桿、噴凝土等支撐不穩定的坑道或採場；

核心觀念

本題考查申請核定礦業用地時，應送的「礦業用地開採及施工計畫說明書」所需記載內容。以命題當年（民國 109 年）法規為準，當時依《礦業用地申請核定應送書圖件及填報注意事項》辦理。

《礦業法》規定，礦業權者申請核定礦業用地，須提出開採及施工計畫書圖等資料，供主管機關審查用地範圍及開採計畫。答題時應聚焦於題目指定的「計畫說明書」內容，不必混入申請書、位置實測圖等其他應送文件。

解題方法

依計畫說明書的項目次序作答，可分為八類：礦區與土地資料、地質礦床、開採施工、礦石與廢土堆置、環境維護、運搬、建築、水土保持。逐項列出關鍵子項，即可完整回答。

計畫說明書應包括的內容

1. 礦區概要：說明礦區基本概況。
2. 土地範圍及座落：說明申請用地範圍、位置與土地座落。
3. 土地現況：交代申請土地目前使用情形。
4. 地質與礦床概要：說明區域地質及礦床概況。
5. 附近重要公有設施：說明附近是否有重要公有設施。
6. 開採及施工計畫：包括採礦方法與採礦計畫、運輸道路佈設、計畫開採階段配置、採運方式、人員及機械配置。

核心觀念

本題考查兩組名詞的差異：一組是礦石與脈石，說明礦床中有用物質和伴生無用物質的相對關係；另一組是礦物礦床與礦石礦床，說明地質上的礦物聚集與具有經濟開採價值的礦床之間的差別。

**礦石（Ore）**是天然產出、含有可利用礦物或有價成分，且在一定技術與經濟條件下，能經採礦、選礦或冶煉等處理後取得經濟利益的礦物集合體或岩石。

**脈石（Waste or Gangue）**是與礦石伴生、在特定開採與處理條件下通常沒有回收價值，或不屬於主要目標產品的礦物。脈石常與有用礦物共生，須在選礦或冶煉過程中分離。題目中的 waste 與 gangue 常並列使用；嚴格區分時，gangue 多指礦石中伴生的無價值礦物，waste 則可泛指採出或處理時不予回收的廢石、廢料。

**礦物礦床（Mineral Deposit）**是地質作用形成的礦物或有用物質聚集體，具有一定的規模、品位或潛在經濟價值；但稱為礦物礦床，不代表已證明能獲利開採。

**礦石礦床（Ore Deposit）**是礦物礦床中，經調查評估後，其規模、品位、賦存條件與可採性足以在特定技術、成本及市場條件下獲利開採的部分。因此，礦石礦床可視為具經濟可採性的礦物礦床。

解題方法

作答時分成兩個層次比較：

1. 看礦物的用途與相對價值：礦石是所要回收的有用物質；脈石是與其共生、通常不回收的伴生物質。兩者是同一礦床中的相對角色。
2. 看礦床是否達到經濟可採標準：礦物礦床著重地質上的聚集及潛在價值；