王風(fēng)義

(中國(guó)華冶科工集團(tuán)有限公司)

某礦山磁鐵礦體的地質(zhì)控制

王風(fēng)義

(中國(guó)華冶科工集團(tuán)有限公司)

某鐵礦區(qū)礦體規(guī)模較小，礦體無(wú)論從走向、傾向變化均較大，礦體的分枝復(fù)合現(xiàn)象也較多。為了更好地控制礦體，在對(duì)礦區(qū)地質(zhì)特征分析的基礎(chǔ)上，給出了準(zhǔn)確控制礦體的措施，為確保礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供參考。

磁鐵礦體 地質(zhì)特征 地質(zhì)控制

1 礦區(qū)概況

某鐵礦區(qū)位于內(nèi)蒙地軸東段，內(nèi)蒙臺(tái)背斜和燕山沉降帶的接壤地帶，地層總體來(lái)說(shuō)是一個(gè)單斜構(gòu)造，在單斜構(gòu)造中部形成該礦區(qū)的向斜構(gòu)造。該礦區(qū)的向斜總體來(lái)說(shuō)是一個(gè)向NE向開口的向斜構(gòu)造，向斜的軸向NE60°，向NE傾沒(méi)，向斜構(gòu)造被諸多斷層破壞，對(duì)礦體也有一定的破壞。構(gòu)成礦床的地層均為鞍山系變質(zhì)巖，厚度達(dá) 3 000 m以上，由各類中等、高等變質(zhì)巖石組成。該礦區(qū)鐵礦體為磁鐵石英巖礦層，礦體圍巖主要為混合巖，局部夾斜長(zhǎng)角閃巖，均為前震旦系建平群中深變質(zhì)巖系，屬堅(jiān)硬和半堅(jiān)硬巖石，穩(wěn)定性較好。該礦區(qū)鐵礦屬鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦床，礦體與頂?shù)装鍑鷰r界線清晰，產(chǎn)狀基本一致，呈整合接觸。

該礦區(qū)內(nèi)共圈出礦體編號(hào)為Ⅰ#～Ⅴ#，礦體多呈向斜構(gòu)造，層狀、扁豆?fàn)罴安灰?guī)則狀分布，局部產(chǎn)狀變化較大。礦體埋深從地表至-63 m，走向長(zhǎng)70～740 m，傾角為0°～90°，礦體厚度由幾米至50 m，一般約10 m。鐵礦石為含鐵礦物石英巖，是以磁鐵礦為主的假象赤鐵磁鐵礦石，鐵礦物和石英占礦石礦物成分的90%以上，偶爾有少量方解石、石榴子石、微斜面長(zhǎng)石等。礦石結(jié)構(gòu)主要為粗粒和中粒結(jié)構(gòu)，它形粒狀，粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造主要為片麻狀，其次為條帶狀和散點(diǎn)狀構(gòu)造。該礦床為鞍山式鐵礦，以原生礦為主，其次為氧化礦，TFe最高品位為38.20%，平均為29.74%，屬貧磁鐵礦，該礦區(qū)地質(zhì)勘探報(bào)告提交的鐵礦石儲(chǔ)量為2 500萬(wàn)t。

該礦區(qū)主平硐設(shè)于+243 m水平，+243 m以上地下開采采用平硐開拓，設(shè)于+243，+258，+270，+282 m水平， +243 m水平以下礦體采用豎井開拓，設(shè)+180，+120，+60 m中段，采用空?qǐng)龇ㄩ_采，其中以分段采礦法為主。目前，主平硐回采工作基本結(jié)束， +180 m中段開拓工程已完成，正在進(jìn)行回采，+120 m水平開拓工程正在進(jìn)行。

2 控礦措施

2.1 穿 脈

穿脈施工完畢后，首先及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)編錄，搜集礦床地質(zhì)構(gòu)造、礦體產(chǎn)狀、形態(tài)、內(nèi)部構(gòu)造、礦床空間分布、礦體規(guī)模、數(shù)量等信息，進(jìn)行資料整理和分析；然后進(jìn)行CAD繪圖；最后參考礦山地質(zhì)勘探、初步設(shè)計(jì)等資料首次圈定該水平礦體。該礦主平硐+243 m水平依據(jù)地勘資料切制的平面地質(zhì)圖與按穿脈編錄圈制的平面地質(zhì)圖圈定的礦體見圖1。

圖1 礦體圈定結(jié)果

由圖1可知，按穿脈編錄圈制的平面地質(zhì)圖修正了礦體的邊界線，改變了礦體產(chǎn)狀、形態(tài)、空間位置，為采準(zhǔn)工程的設(shè)計(jì)和施工提供了更準(zhǔn)確的依據(jù)。

2.2 采準(zhǔn)工程

采準(zhǔn)工程施工中，及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)編錄，盡可能準(zhǔn)確控制礦體邊界。人井、溜井、電耙道、進(jìn)路、塹溝、鑿巖巷、切巷、聯(lián)巷等采準(zhǔn)工程施工完畢后，首先及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)編錄，搜集礦床地質(zhì)構(gòu)造、礦體產(chǎn)狀、形態(tài)、內(nèi)部構(gòu)造、礦床空間分布、礦體規(guī)模、數(shù)量等資料，進(jìn)行資料的整理和分析；然后進(jìn)行CAD繪圖；最后參考礦山地質(zhì)勘探及有關(guān)資料首次圈定各水平礦體，并切制平面、剖面、縱投影圖。該礦主平硐122、123采場(chǎng)258 m水平依據(jù)鑿巖巷、聯(lián)巷編錄圈制的地質(zhì)平面圖見圖2。

圖2 地質(zhì)平面圖

2.3 探礦巷

由于地質(zhì)勘探網(wǎng)度較稀，主平硐未實(shí)施生產(chǎn)探礦，穿脈間距為60 m，為了達(dá)到控礦目的，在采準(zhǔn)設(shè)計(jì)的同時(shí)穿插了采準(zhǔn)探礦設(shè)計(jì)，并提前施工了有探礦意義的工程。為此，在2個(gè)穿脈的中間位置即30 m處，垂直鑿巖巷即礦體走向設(shè)計(jì)了探礦巷，進(jìn)行了加密控制。該礦122、123采場(chǎng)258 m水平依據(jù)探礦巷編錄修正的平面地質(zhì)圖見圖3。

圖3 依據(jù)探礦巷編錄修正的平面地質(zhì)圖

2.4 中深孔探礦設(shè)計(jì)

鑿巖爆破時(shí)尚未劃清礦巖界限，而將圍巖、夾石和非工業(yè)礦石與工業(yè)礦石一并開采可造成貧化。由于原探礦工程少，該礦區(qū)礦體規(guī)模較小，礦體無(wú)論從走向，傾向變化均較大，分枝復(fù)合現(xiàn)象在多處出現(xiàn)，使得無(wú)法準(zhǔn)確控制巖礦邊界。因此，在鑿巖巷、采準(zhǔn)工程施工完畢后，在上水平和本水平首次圈制的平面地質(zhì)圖等資料的基礎(chǔ)上，及時(shí)布置巷道內(nèi)90#鉆探礦工程，使得礦體上下盤邊界及夾巖得以準(zhǔn)確控制。

依據(jù)中孔排線設(shè)計(jì)，每隔4～6排設(shè)計(jì)1排探礦排線，依據(jù)本水平和上水平首次圈定的平面地質(zhì)圖中心礦體邊界，切制探礦排，依據(jù)剖面切出的礦體分布設(shè)計(jì)探孔的深度、角度和數(shù)量。該礦123采場(chǎng)排線及探礦排線布置情況(其中粗排線為探礦排線)見圖4。

圖4 采場(chǎng)排線及探礦排線布置

施工探礦鉆孔過(guò)程中，首先依據(jù)巖粉的顏色、磁性記錄礦體邊界位置；然后進(jìn)行探礦排CAD繪圖、探礦排圈礦；最后以鑿巖巷、探礦巷等工程揭露的礦體邊界為指導(dǎo)，修正該水平礦體的平、剖面形態(tài)，由此得出該水平最終圈定的礦體(最終平面地質(zhì)圖)。依據(jù)本水平、上水平的最終平面地質(zhì)圖繪制地質(zhì)排線圖繪制炮排圖。122、123采場(chǎng)+258 m水平最終平面圈礦見圖5。

圖5 122、123采場(chǎng)+258 m水平最終平面圈

2.5 +180 m中段生產(chǎn)探礦

生產(chǎn)探礦的原則為：①當(dāng)+180 m水平正在施工部分穿脈巷和上盤運(yùn)輸巷時(shí)，要實(shí)現(xiàn)同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)探礦就應(yīng)充分利用已施工的巷道布置鉆孔，盡量減少鉆孔施工對(duì)巷道施工的影響；②在相鄰兩穿脈的中間位置布設(shè)輔助勘探線和探礦硐室，每個(gè)硐室布置2個(gè)探礦孔，1個(gè)平孔對(duì)+180 m水平礦體進(jìn)行加密控制，1個(gè)向上斜孔對(duì)中段礦體進(jìn)行加密控制；③在已施工穿脈見礦位置附近布置向上斜孔對(duì)該礦體進(jìn)行控制；④利用附近鉆孔資料指導(dǎo)未施工穿脈的下一步施工工作；⑤實(shí)際施工鉆孔深度及其它工程量根據(jù)礦體情況而定。

生產(chǎn)探礦共涉及20條勘探線，44個(gè)鉆孔，鉆孔設(shè)計(jì)工程量達(dá)3200m。在探礦施工過(guò)程中，除了加強(qiáng)生產(chǎn)勘探鉆探技術(shù)指導(dǎo)、質(zhì)量控制、安全生產(chǎn)外，根據(jù)生產(chǎn)情況和礦體的變化情況調(diào)整了部分鉆孔的施工順序。根據(jù)礦體變化和控制需要，對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量修改，每一個(gè)鉆孔開孔前，必須結(jié)合最新切制的礦體剖面圖，對(duì)原孔的每一個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)(如開孔坐標(biāo)、傾角、孔深等)進(jìn)行修正，以達(dá)到最佳的控礦效果。

3 結(jié) 論

(1)總體性生產(chǎn)勘探應(yīng)與巷道開拓相結(jié)合，單體性生產(chǎn)勘探應(yīng)與采準(zhǔn)、切割相結(jié)合，在采礦過(guò)程中，應(yīng)充分利用已布置的各項(xiàng)開拓、采切工程來(lái)控制礦體。

(2)由于該礦區(qū)礦體規(guī)模較小，礦體無(wú)論從走向，傾向變化均較大，分枝復(fù)合現(xiàn)象在多處出現(xiàn)，為了更好地控制礦體、避免造成工程浪費(fèi)，有必要從實(shí)際出發(fā)、及時(shí)、主動(dòng)地投入一定量的純勘探工程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦體、構(gòu)造更準(zhǔn)確地控制。

(3)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于巖、礦的區(qū)分以及礦巖邊界的界定，主要依據(jù)礦石的重量、顏色、硬度、磁性、以及經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行判斷，但該項(xiàng)工作有待進(jìn)一步規(guī)范和完善。

2015-05-08)

王風(fēng)義(1967—)，男，工程師。056034 河北省邯鄲市光明北大街12號(hào)。