何小林，趙 文

（1.江西蕩坪鎢業(yè)有限公司，江西 大余 341514；2.香港大學(xué)，香港 999077）

1 礦山生產(chǎn)概況

江西寶山礦區(qū)為夕卡巖型白鎢鉛鋅多金屬礦，目前礦山已歷經(jīng)幾十年的機(jī)械化開采，上部礦體基本回采完，礦山生產(chǎn)探礦的重心主要集中在深部礦體。礦山從2004年4月改制重組以來，礦區(qū)共投入坑內(nèi)取樣鉆進(jìn)尺21 053.14 m，開動1985個臺班，平均臺班效率10.6 m；共完工鉆孔447個，平均孔深47.09 m，最大孔深149.01 m。

寶山坑口是中晚期礦山，根據(jù)礦床特點，該礦床采用平窿+盲斜豎井形式開拓，共開拓了16個中段，本文所述的中段是指實際海拔標(biāo)高，單位為m。其中 165、120、75、30、-15 為 450 盲豎井開拓，-65、-115、-145為-15盲斜井開拓。165中段以上已結(jié)束回采，120、75、30中段基本采完，僅有少量的殘難礦體在回收；-65、-115為主采中段，-145為開拓、生探中段，采礦方法采用全面法、留礦法及中深孔崩落法，年采礦能力12.7萬t/a。

寶山夕卡巖型礦床的勘探類型屬第四勘探類型，勘探線的布置在深部礦體上采取了N30°E平行排列，采用的生產(chǎn)勘探網(wǎng)度為20～40 m（沿走向）×15～25 m（沿傾斜），既在平面上采用20～40 m間距的平巷或取樣鉆控制，剖面上采用中段標(biāo)高、結(jié)合15～25 m間距的取樣鉆進(jìn)行控制（圖1）。

圖1 寶山礦區(qū)-115 m礦體平面圖及3#勘探線剖面圖Fig.1 -115 m ore body plan and 3#exploration line section for Baoshan mining area

2 礦床地質(zhì)特征

江西寶山是贛南地區(qū)典型的夕卡巖型多金屬礦床，寶山花崗巖株位于礦區(qū)中央，礦體圍繞花崗巖株呈不規(guī)則狀，斷續(xù)出露，礦區(qū)內(nèi)主要工業(yè)礦體產(chǎn)于通天巖礦段，分為上部礦體和深部礦體（圖2）。位于650～350 m標(biāo)高區(qū)間的礦體統(tǒng)稱為上部礦體，該礦體已采完。位于-200～277 m標(biāo)高區(qū)間的礦體統(tǒng)稱為深部礦體。

圖2 寶山礦區(qū)3#號勘探線剖面圖Fig.2 3#exploration line section of Baoshan mining area

2.1 深部礦體產(chǎn)出層位

礦區(qū)夕卡巖礦床賦存于寶山花崗巖株與上石炭系黃龍組—船山組之間（圖2）。

2.2 深部礦體特征

礦體主要產(chǎn)于花崗巖與大理巖的接觸帶中，見圖2，礦體形態(tài)呈似層狀、巢狀、鋸齒狀、火焰狀產(chǎn)出，整體呈向南東側(cè)伏之勢，礦體工程控制延長超過510 m，最大真厚度31.86 m，平均厚度7.65 m，分布于3#～5#線之間，主要受3個由北東方向向上楔入細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖的指狀大理巖凸控制（圖1（b））。礦石主要為細(xì)粒嵌布的夕卡巖型白鎢、鉛、鋅、銅多金屬硫化礦石，圍巖為大理石、灰?guī)r、花崗巖。礦體形態(tài)不規(guī)則，產(chǎn)狀、厚度變化大，給礦區(qū)深邊部探礦工作帶來很大難度。

3 取樣鉆的特點與選擇

3.1 取樣鉆的特點

鉆機(jī)設(shè)備由主機(jī)、液壓站、操作臺和電控箱、水泵部分以及配套鉆具組成。

（1）在坑道中可布置任意傾角的取芯鉆孔，鉆孔深度可達(dá)150 m。

（2）體積小、重量輕、分解性強(qiáng)。其鉆機(jī)設(shè)備重量輕者8kg，重者93kg，在井下各中段轉(zhuǎn)場、安裝十分方便。

（3）具有油壓自動給進(jìn)機(jī)構(gòu)，大幅度提高鉆進(jìn)效率，減輕工人勞動強(qiáng)度。

（4）采用雙柱支撐，施工時占用場地面積小，在坑道內(nèi)作業(yè)機(jī)動靈活。

（5）采用直動常閉式夾持器，開合變化范圍更大，安全性更高。

3.2 取樣鉆的選擇

寶山礦區(qū)的早期鉆進(jìn)工藝是正循環(huán)，采用的取樣鉆機(jī)是ZSK50 m機(jī)型，鉆機(jī)鉆進(jìn)遇堅硬巖層時，給進(jìn)油壓不好控制，鉆進(jìn)效率低。自2004年以來，在進(jìn)行生產(chǎn)探礦時改用取樣鉆機(jī)型號為KD150型，鉆孔直徑46.5mm，采用單管水力反循環(huán)連續(xù)取芯鉆進(jìn)技術(shù)。

3.3 取樣鉆探礦方法

3.3.1 鉆探技術(shù)設(shè)計

礦區(qū)深部礦體形態(tài)不規(guī)則，產(chǎn)狀、厚度變化大，平孔、斜孔鉆進(jìn)不僅能獲得鉆探硐室上下中段的地質(zhì)資料，而其經(jīng)濟(jì)效果遠(yuǎn)優(yōu)于直孔鉆進(jìn)。因此除個別工程地質(zhì)所需要采用直孔外，大部分鉆孔采用平孔或斜孔鉆進(jìn)。

鉆孔結(jié)構(gòu)：寶山礦區(qū)的早期所用的鉆孔直徑是36 mm，自2004年以來，改用46.5 mm鉆孔直徑，該鉆孔直徑參數(shù)能有效保證取得足夠的樣品原始重量。

3.3.2 取樣鉆的布置

鑒于礦區(qū)上部礦體基本回采完，礦山生產(chǎn)探礦的工作主要集中在礦區(qū)深邊部，因此礦區(qū)取樣鉆鉆孔的布置主要圍繞深部礦體展開，根據(jù)不同的條件和目的，在布置上應(yīng)考慮取樣鉆的不同情況。

（1）儲量鉆。按照正規(guī)的網(wǎng)度獲得122b基礎(chǔ)儲量，利用穿脈巷道作立鉆硐室，在已知礦體或夕卡巖存在的地段，沿礦體傾斜方向上布置扇形鉆孔，孔距控制在15～20 m之間，終孔孔深要求穿透礦層或夕卡巖 3～5 m 為宜（圖 1（b））。

（2）控制鉆。根據(jù)成礦規(guī)律及構(gòu)造條件，圈定礦體邊界和尋找深邊部隱伏礦體，多布置在主礦體的附近或有夕卡巖出露的地段（圖1（b））。

（3）構(gòu)造鉆。這是較為特殊的一種，主要用來揭露花崗巖接觸帶，圍繞接觸帶以不等距離布置（圖1（a））。

4 運用實例及效果

為了探明礦體延長和各種有益組分的分布，都需要在已知礦體左右的邊部掘進(jìn)數(shù)量較多的水平坑道。自公司改制以來，礦區(qū)已有一定數(shù)量的穿脈坑道被取樣鉆所代替。如礦區(qū)120中段東區(qū)，已有一穿脈坑道揭露出夕卡巖礦體，取樣化驗結(jié)果鎢、鉛、鋅品位都很高，根據(jù)接觸交代型礦床特點，推測礦體在其東部仍有延長的可能。于是計劃投入220m坑探工程量，花費3個月的時間，在主運輸巷道上每隔20 m沿勘探線方位掘進(jìn)兩條穿脈坑道探明該空白區(qū)。但坑道掘進(jìn)到設(shè)計長度時都未能遇見礦體，因此，決定停止坑道掘進(jìn)，改用取樣鉆探礦，在三個分巷中布置了6個鉆孔410 m鉆探工程量，僅用一個半月就完成，穿到礦體厚度均小于1 m，證明該區(qū)礦化較弱，沒有工業(yè)價值的夕卡巖礦體（圖3）。又如礦區(qū)－145 m中段，為增加可利用儲量，經(jīng)過多種因素的對比研究后，我們決定東二分巷以東采用坑鉆組合的探礦方法，在中段平面上利用中段主運輸平巷上施工的東三、東五立鉆硐室加密水平鉆鉆孔，有效探明該范圍內(nèi)花崗巖與灰?guī)r之間夕卡巖礦體的形態(tài)，及厚度變化，獲得122b級儲量13.3萬t，鎢鉛鋅金屬量5 013.2 t（圖4）。

圖3 寶山礦區(qū)120 m中段平面圖Fig.3 Theplanemapofthemiddlesection(120m)inBaoshan miningarea

圖4 寶山礦區(qū)－145 m中段平面圖Fig.4 The plane map of the middle section（-145 m）in Baoshan mining area

4.1 地質(zhì)效果好

巖礦心采取率高。取樣鉆是該礦床的主要勘探手段，礦區(qū)從2004年到2016年，采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)，共施工取樣鉆鉆孔447個，總進(jìn)尺21053.14m，平均巖心采取率為83.7%，398個參加儲量計算的鉆孔，礦心采取率平均達(dá)90.8%。同時，因為巖（礦）心在水力的推動下不斷返回，所以其在礦體與圍巖接觸面上的磨損很少，所取巖心比較完整，巖（礦）心采取率就很高。

地質(zhì)資料取得可靠。下面以礦區(qū)－145 m中段74線到94線鉆探與坑探工程對比為例，說明取樣鉆所取得的地質(zhì)資料可靠程度。該中段74線到94線礦塊在開拓期間，分別在 74、92、94三條勘探線施工Bck16009、Bck16020、Bck17001三個鉆孔，后來在采準(zhǔn)階段，沿74、92、94三條勘探線掘進(jìn)了3個采準(zhǔn)平巷。

在礦體水平厚度方面，54線Bck16009孔礦體厚度17.8 m，分巷中所見到的厚度為16.8 m，相差1 m，92線Bck16020孔厚度11.2 m，分巷中結(jié)果為11.9 m，相差0.7 m，94線Bck17001孔礦體厚度分為前后兩層，第一層礦體厚2.26 m，分巷中結(jié)果為2.67 m，相差0.41m，第二層礦體厚4.32m，分巷中結(jié)果為5.11m，相差0.79 m，從坑道所穿過的礦體厚度，與鉆孔效果基本吻合。

在品位方面，寶山鎢多金屬礦坑探、鉆探工程品位對比見表1。

從表1數(shù)據(jù)可知，取樣鉆探礦效果良好，取得的地質(zhì)資料可靠，應(yīng)該說明的是在厚度方面略有變化，這是因為在同一條勘探線上，坑道掘進(jìn)與鉆孔施工的位置不完全重疊在同一位置上，礦體下盤界線相差0.5～1 m，兩者揭露礦體的總輪廓相似，品位結(jié)果相近，表明以鉆探代坑探，能獲得同樣的地質(zhì)目的和探礦效果。

表1 寶山鎢多金屬礦坑探、鉆探工程品位對比Tabl.1 Grade comparison between pit exploration and drilling engineering in Baoshan tungsten polymetallic ore

4.2 鉆探效率高且成本低

2004年至2016年，寶山礦區(qū)取樣鉆探礦累計進(jìn)尺21 053.14 m，開動1 985個臺班，平均臺班效率10.6 m；坑探累計進(jìn)尺7 180.3 m，開動6 042班次，平均臺班效率1.18 m，在取樣鉆探與坑探的經(jīng)濟(jì)對比中，鉆探成本僅是坑探成本的四分之一，所用的工時也僅是坑探的三分之一，如按勘探網(wǎng)度20～40m×15～25 m坑探比用取樣鉆探要多花一千多萬元。其中對比情況見表2。

表2 寶山深部取樣鉆探與坑探成本、工時對比Tab.2 Cost and working time comparison between drilling and pit exploration Baoshan deep sampling

通過表1、表2統(tǒng)計表明，利用取樣鉆在區(qū)深部生產(chǎn)探礦的效果很好，經(jīng)濟(jì)效益可觀寶山礦。

4.3 有利于安全生產(chǎn)

隨著取樣鉆在礦區(qū)的普及應(yīng)用，鉆探工程量逐年增加，代替了大量坑探工程，減少了坑探掘進(jìn)工程量，減輕了豎井出渣的壓力，同時取樣鉆施工過程產(chǎn)生的粉塵少，降低了礦山職業(yè)病病例的出現(xiàn)，有利于安全生產(chǎn)。

5 結(jié) 語

研究采用取樣鉆在寶山礦區(qū)作為主要勘探手段，采用鉆探為主，坑探為輔的探礦原則，達(dá)到了增加可采儲量的目的，礦區(qū)鉆探工程量逐年增加，為取樣鉆在同類型礦床的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

（1）礦區(qū)使用取樣鉆生產(chǎn)探礦的十多年中，坑道工程量由3 471 m降低到276 m，取樣鉆單位成本只有坑道的百分之二十，大幅降低了生產(chǎn)探礦成本，節(jié)約了生產(chǎn)投資，充分發(fā)揮了礦山的生產(chǎn)潛力。

（2）礦山從2004年4月以來，共投入坑內(nèi)取樣鉆進(jìn)尺21 053.14 m，開動1 985個臺班，共完工鉆孔447個，平均臺班效率10.6 m；而坑道掘進(jìn)平均臺班效率1.18 m，鉆探所用的工時也僅是坑探的三分之一，大大加快了礦區(qū)生產(chǎn)探礦步伐。

（3）分析上部中段取樣鉆所獲得的地質(zhì)資料，為-115 m中段大鉆的施工提供參考依據(jù)，使大鉆布置位置更合理可靠。

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