王 潔，曹 斌，周述峰

(1.大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司， 湖北 黃石市 435000； 2.大冶有色責(zé)任有限公司豐山銅礦， 湖北 黃石市 435000； 3.東北大學(xué) 資源與土木工程學(xué)院， 遼寧 沈陽(yáng) 110006)

中深孔探礦在有色金屬礦山的應(yīng)用

王 潔1，曹 斌2，周述峰3

(1.大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司， 湖北 黃石市 435000； 2.大冶有色責(zé)任有限公司豐山銅礦， 湖北 黃石市 435000； 3.東北大學(xué) 資源與土木工程學(xué)院， 遼寧 沈陽(yáng) 110006)

礦體特征對(duì)采礦方法的選擇有決定性作用，特別對(duì)有色金屬礦山而言，更是意義重大。在豐山銅礦的實(shí)際生產(chǎn)中，一般根據(jù)一二次礦體圈定礦體設(shè)計(jì)采礦方案，常因界線不準(zhǔn)導(dǎo)致單個(gè)礦體的貧損率遠(yuǎn)超平均水平。因此，合理布置探礦工程，詳細(xì)揭露礦體的所有特征是采礦前值得大量投入的工作，中深孔探礦在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際驗(yàn)證后，有良好的經(jīng)濟(jì)效益，值得有色金屬礦山特別是在盲小礦體的回采中廣泛推廣應(yīng)用。

采礦工程；中深孔探礦；礦體揭露；貧損指標(biāo)

中國(guó)銅是一種短缺礦產(chǎn)資源，自給率僅為65%，供求矛盾突出。我國(guó)銅礦資源因存在貧礦多、富礦少、品位低的特點(diǎn)，要想更好的減少資源浪費(fèi)必須嚴(yán)格控制貧損指標(biāo)。結(jié)合豐山銅礦的實(shí)際應(yīng)用，證明中深孔探礦技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中切實(shí)達(dá)到了改善貧損指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益的效果。

1 中深孔探礦技術(shù)的理論依據(jù)

在金屬礦山的實(shí)際生產(chǎn)中，首先會(huì)根據(jù)初級(jí)地勘資料布置前期探礦巷道，再根據(jù)探礦巷道揭露的礦體特征(傾角、走向、厚度等)后布置采切巷道，同時(shí)確定采礦方法。隨著該礦的持續(xù)開采，尖端部零星小礦體的回采實(shí)際貧損已遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)要求，而礦體邊界的盲目性是導(dǎo)致貧損指標(biāo)超高的重要因素。因此，我們必須通過完善探礦工作，更好的將礦體的實(shí)際走向、厚度、上下延伸高度以及平均地質(zhì)品位進(jìn)行描述，才可以更好的解決這一問題。

以豐山銅礦為例，礦山的坑探、水平鉆探礦資料并不能完全實(shí)現(xiàn)上述特性(特別是上下延伸高度)，這會(huì)直接引發(fā)礦山開采設(shè)計(jì)中順序的選擇問題。而利用中深孔鑿巖臺(tái)車來揭露礦體上下延伸高度，可以優(yōu)化中深孔參數(shù)、降低貧損，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用后，改善效果明顯。

2 中深孔探礦

2.1 豐山銅礦現(xiàn)有探礦方式存在的問題

豐山銅礦現(xiàn)有主要生產(chǎn)探礦方式為水平鉆探礦，機(jī)型為KY-300型全液壓坑道鉆機(jī)。礦山巖石硬度系數(shù)f僅為7～8，導(dǎo)致巖芯取樣率較低，約45%左右，對(duì)生產(chǎn)的指導(dǎo)性大大降低。僅僅起到指向作用，并不能精確揭露礦體各種特征。

以某礦體為例，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)巖芯取樣計(jì)算平均品位、礦體厚度(Vm)、品位(Vc)變化系數(shù)及地質(zhì)剖面巖石厚度 。根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定鉆孔礦體厚度及礦石體重。結(jié)合樣品誤差的計(jì)算和處理，真、視傾角換算以及勘探間距繪制地質(zhì)剖面見圖1。

圖1 鉆探地質(zhì)剖面

然而，受巖芯取樣率低影響，實(shí)際礦體剖面圖見圖2，對(duì)比圖1、圖2，說明水平鉆探礦的指導(dǎo)程度比較低。尤其是在上下延伸高度的揭露上，可信度低。如果根據(jù)圖1做回采設(shè)計(jì)，回采貧損將達(dá)到30%以上。因此，在水平鉆和坑探完成后，需增加中深孔探礦，以更加精確的掌握礦體特征。

圖2 實(shí)際礦體剖面

2.2中深孔探礦工作

根據(jù)水平鉆和坑探揭露的結(jié)果，不定距離布置垂直上向探礦中深孔(見圖3)，并做好巖芯收集工作，及時(shí)記錄巖芯變化點(diǎn)。全過程地質(zhì)工均跟班取樣。

圖3 中深孔探礦設(shè)計(jì)

在精確掌握中深孔巖芯變化點(diǎn)的基礎(chǔ)之上，利用厚底計(jì)算公式再次圈定礦體。結(jié)合地質(zhì)剖面巖石厚度計(jì)算公式，在礦體上下盤布置中深孔，記錄其鑿巖過程中的巖芯變化過程，依次確定礦體邊界，進(jìn)一步圈定礦體，即進(jìn)行第三次圈定(見圖4)。此時(shí)，礦體揭露的儲(chǔ)量約增加了20%左右。

圖4 三次圈定后礦體剖面

如果按照之前的二次圈定礦體做采切設(shè)計(jì)(見圖5)，使用無底柱崩落法回采，且前排爆破后必須為下排創(chuàng)造足夠自由面，依次得到的計(jì)算貧損為15%左右。而計(jì)算貧損是在部分礦體未知的情況下得到的，圖6中的陰影部分計(jì)算在內(nèi)。

圖5 二次圈定后的中深孔設(shè)計(jì)

圖6 兩次圈定后礦體對(duì)比圖

依據(jù)第三次圈定后的礦體中深孔設(shè)計(jì)推翻了之前的設(shè)計(jì)，采礦布局也發(fā)生了較大的變化(見圖7)。

圖7 三次圈定后的中深孔設(shè)計(jì)

對(duì)比圖5、圖7，三次圈定后中深孔設(shè)計(jì)完全不同，采礦貧損也存在較大差異。原有的設(shè)計(jì)貧損15%左右，而在三次圈定后的中深孔爆破實(shí)際貧損為10%左右，再加上現(xiàn)場(chǎng)利用遙控鏟運(yùn)機(jī)清理最終采礦區(qū)的殘礦，可使貧損小于5%，由此可見三次圈定的意義重大。

3 結(jié) 論

通過合理利用中深孔布置來進(jìn)行中深孔探礦，在整個(gè)采切過程布置前三次圈定礦體，能夠有效地改善貧損指標(biāo)。利用作業(yè)時(shí)的巖芯直接取樣進(jìn)行分析，其準(zhǔn)確性也將大為提高，有利于礦體特征的描述和合理采礦。同時(shí)，中深孔施工過程還能為下一個(gè)自由面提供四次圈定，進(jìn)一步優(yōu)化中深孔參數(shù)。隨著該項(xiàng)技術(shù)在豐山銅礦的應(yīng)用，不僅有效解決了零星礦體回采貧損嚴(yán)重的問題，提高了經(jīng)濟(jì)效益；還為今后的生產(chǎn)提供了更廣闊的思路和發(fā)展空間。

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2017-05-25)

王 潔(1984-)，女，山東淄博人，工程師，碩士，從事礦山開采設(shè)計(jì)工作，Email：Sanjing168@163.com。