陳興海，王子風，李天奇

(華剛礦業(yè)股份有限公司，北京 100039)

SICOMINES銅鈷礦是中國企業(yè)集團和剛果(金)政府共同成立的合資公司進行開發(fā)的礦山資源項目。礦區(qū)位于剛果(金)盧阿拉巴省會科盧韋齊(Kolwezi)市西南，直線距離約11 km，礦區(qū)面積10.91 km2。經(jīng)地質勘探，該礦區(qū)可利用的資源/儲量銅金屬近千萬噸，銅平均品位3.47%，為世界級的特大型銅鈷礦床[1]。

礦區(qū)地層為新元古代加丹加系羅安群的淺海相細碎屑巖和化學沉積巖，主要為白云巖、頁巖、黏土巖、砂巖等。礦體受地層控制明顯，主礦體層狀特征明顯；在構造發(fā)育、巖石破碎強烈部位，存在少量表生富集的小銅、鈷礦體，產(chǎn)狀較陡。目前礦區(qū)工程控制的礦化范圍超過3 km2，主銅礦體2條，中間為夾石層，其他小銅礦體83條、鈷礦體117條。

1 二次圈定的含義

礦體圈定一般分為一次圈定、二次圈定及最終圈定，其中二次圈定與采礦生產(chǎn)活動最為密切。一次圈定為采場單體設計提供地質資料；二次圈定為礦體回采提供準確的地質資料；最終圈定是地質總結、成礦規(guī)律研究、探采對比綜合整理的結果[2-3]。

目前國內外大型露天礦山主要采用中深孔爆破、分段采掘的開采方案，礦體二次圈定是在原有探礦工程的基礎上，利用中深孔的潛孔鉆機或者牙輪鉆機得到炮孔巖粉進行補充探礦，通過現(xiàn)場地質編錄、巖粉取樣、樣品化驗分析、繪制爆區(qū)品位平面圖，對礦體進行圈定以提高回采地質資料的精度，降低礦石的損失、貧化，從而降低采礦成本[4-7]。

2 二次圈定的步驟及方法

SICOMINES銅鈷礦為超大型露天礦山，設計開采臺階高度15 m，生產(chǎn)地質取樣以炮孔取樣為主，孔深一般17 m，孔距7.5 m，排距6.5 m。礦體二次圈定工作由地質人員完成，具體方法如下：

1)依據(jù)爆破設計圖大致圈定礦巖界線并進行布樣，礦體連續(xù)部位采用隔孔取樣，礦巖界線部位連續(xù)取樣，1個孔為1個樣，做銅、鈷化驗分析，以圈定礦巖界線；礦體外側至銅含量≥0.7%之間部位選取有代表性鉆孔巖粉采樣，以圈定高品位廢石界線。

2)取樣點及化驗數(shù)據(jù)均錄入巖粉數(shù)據(jù)庫，相應的臺階號、化驗編號、樣品編號一并輸入，并經(jīng)專人檢查、核對。

3)采用RTK全站儀實測爆區(qū)每個炮孔平面坐標，并輸入數(shù)據(jù)庫，繪制炮孔平面圖；爾后根據(jù)爆區(qū)終孔實測圖鍵入每個炮孔樣品編號和品位數(shù)據(jù)，最后繪制成爆區(qū)品位平面圖。

4)礦體二次圈定邊界品位按照Cu≥1%，最小礦塊單元=15 m×15 m×15 m(相當于4個炮孔)，最小夾石剔除厚度4 m。采取游動式，把每個礦塊單元縮小成15 m×7.5 m×15 m(相當于2個炮孔)，沿礦體邊部且垂直礦巖邊界使其平均品位平衡到Cu≥1%，靠近廢石孔的邊則為礦巖的分界，逐一進行，其連線為礦巖分界線，以去低留高的原則，使其規(guī)整。

5)爆區(qū)礦塊品位平面圖上的礦巖界線拐點坐標由地質和測量人員采用RTK全站儀進行現(xiàn)場標定，做好標識；同時，對礦石區(qū)域內的品位點，經(jīng)測量放點后插標志牌并標定銅品位，以指導生產(chǎn)作業(yè)。

3 二次圈定的效果

礦山自2014年開始生產(chǎn)以來，共完成1 066區(qū)爆破地質編錄和素描；共完成地質取樣(僅炮孔巖粉)50 878件；完成826區(qū)礦石爆破區(qū)域的礦體二次圈定和現(xiàn)場放線及標識工作。對比2014～2017年已開采的11個臺階礦體二次圈定前后礦石量及金屬量(表1)，二次圈定后采出的礦石量比一次圈定的銅礦石量共減少了61.8萬t，銅金屬量則累計增加了17 289t。

表1 SICOMINES銅鈷礦采場二次圈定前后礦量對比表Table 1 Comparison list of ore reserves secondary delineation in SICOMINES copper-cobalt deposit

對比看出，已采區(qū)域的礦石量盡管較設計減少4.5%，但采出金屬量增加了4.4%，實際是通過礦體二次圈定的礦石品位較設計提高了9%左右，說明二次圈定后的礦石貧化率大大降低。此外，對比看出，礦區(qū)上部礦體二次圈定與一次圈定相比，礦量和金屬量相對誤差都大于10%以上，局部臺階超過100%，說明上部礦體形態(tài)變化大，工程控制網(wǎng)度的不足造成一次圈定的精度和準確性較差，而隨著采掘深度的推進，主礦體逐步揭露，下部臺階礦體二次

圈定礦量及金屬量較一次圈定相比誤差也有所減小。根據(jù)SICOMINES銅鈷礦區(qū)儲量年報，截至2017年末，與地質勘探儲量報告相比，全區(qū)共累計探明新增銅礦石量813.1萬t，銅金屬量增加84 325 t，說明該礦山的資源還具有較大潛力。

結合采場D1245臺階探采對比圖(見圖1)可以看出，主礦體部位礦體界線除稍有微變動之外，通過二次圈定，發(fā)現(xiàn)在主礦體以東區(qū)域存在一條沿南北走向、連續(xù)的銅礦體，這為采場增加了可采礦量，同時減少了礦石損失，也為礦山創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。

4 分段取樣對二次圈定的優(yōu)化

SICOMINES銅鈷礦生產(chǎn)地質取樣以巖粉取樣為主，按照設計是單孔15 m段高整段取樣、化驗以及礦體二次圈定。但實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，由于礦體產(chǎn)狀及厚度變化，導致某些地質條件相對復雜或礦巖交界區(qū)域，15 m段孔上段7～8 m為礦，下段8～7 m為巖，或者下礦上巖，如仍采用全段取樣，一是二次礦體圈定的精度存在較大誤差，二是由于圍巖混入導致貧化率過高，礦石損失也加大。為降低損失貧化，同時避免增加生產(chǎn)成本，地質技術人員研究出了整段穿孔、分段取樣的解決方案。巖石部位遵照設計15 m全段高穿孔爆破和采掘，而在礦石部位采用15 m全段高穿孔，穿孔過程中按上段8 m、下段7 m分別收集巖粉樣品，并進行礦體二次圈定(見圖2)，同時，生產(chǎn)中采用分段采掘，配備靈活性較好的小型反鏟設備，既發(fā)揮了設備效率，又保證了礦石的質量。

圖1 SICOMINES銅鈷礦區(qū)1 245 m臺階探采對比圖Fig.1 Comparative diagram of prospecting and mining at 1 245 m bench in SICOMINES mine1—勘探鉆孔位置及品位；2—一次圈定礦塊及品位；3—爆區(qū)編號；4—巖粉品位；5—二次圈定礦巖界線

以上分段取樣的礦體二次圈定對比可以看出，由于礦體厚度及產(chǎn)狀變化，上下兩段礦體形態(tài)存在明顯差異，下段礦體較上段礦體的區(qū)域有所擴展，往北方向的偏移距離達11 m。按15 m整段取樣，存在由于上段圍巖的混入造成礦石貧化，同時由于品位降低，在靠近礦巖邊界的部位也會將造成部分礦石圈定為巖石，增加了礦石損失。因此，結合SICOMINES銅鈷礦的礦體特征，采用分段取樣法對礦體二次圈定進行優(yōu)化，既能更準確地揭露礦體形態(tài)、對礦巖的劃分也更精準，降低了礦石的損失貧化，也提高了礦石回采率。

5 結論

1)礦體二次圈定工作是指導礦山生產(chǎn)的重要手段，它對查明礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、掌握礦體的賦存規(guī)律、提高地質資料的可信度，從而對降低采礦過程中的貧化、損失，降低采礦成本，提高礦山的整體經(jīng)濟效益，具有重要影響作用。

2)通過礦體二次圈定在剛果(金)SICOMINES銅鈷礦的應用，大大提高了礦石品位的可靠性和準確性，降低了礦石損失和貧化、增加了資源儲量，為礦山平穩(wěn)生產(chǎn)提供了保障。

3)自二次圈定工作以來，由于科學管理、措施得當，二次圈定及時提供可靠資料，損失貧化指標不斷下降，礦石損失率實際已降低到3%、貧化率達到3.5%以下，較設計5%的指標，下降了2%和1.5%。按現(xiàn)階段礦山年處理原礦455萬 t計算，減少礦石損失達9萬 t，以入選平均品位3%測算，每年可直接獲得的經(jīng)濟效益達到800萬美元以上。

圖2 采用分段取樣二次圈定礦體形態(tài)對比圖Fig.2 The morphological contrast diagram secondary delineation of ore body by subsection sampling1—二次圈定礦巖界線；2—地質界線及編號；3—爆區(qū)范圍；4—爆區(qū)編號；5—分段臺階；6—巖粉品位；7—二次圈定礦量及品位

4)實踐證明，礦體二次圈定不但是礦山企業(yè)降低損失貧化、提高經(jīng)濟效益的重要途徑，而且為礦山進行探采對比和將來閉坑提供基礎地質資料，同時二次圈定的地質信息也是研究礦床成因、總結成礦規(guī)律、開展礦區(qū)深部及外圍找礦的重要參考資料。