龍明睿

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局六總隊，貴州 凱里 556000）

在有色金屬礦山勘探當(dāng)中，科學(xué)地應(yīng)用中深孔探礦技術(shù)，獲取更加全面和準(zhǔn)確的礦山結(jié)構(gòu)信息，為礦山開采項目運行提供信息參考，對于礦山開采企業(yè)發(fā)展有重要意義。更重要的是中深孔探礦技術(shù)應(yīng)用的先進(jìn)性和創(chuàng)新性，通過中深孔探礦技術(shù)應(yīng)用礦體構(gòu)造的研究水平大幅度提升。文章結(jié)合云南昭通鉛鋅礦的實際應(yīng)用，證明中深孔探礦技術(shù)在實際生產(chǎn)中切實達(dá)到了改善貧損指標(biāo)，實現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益的效果。

1 有色金屬礦山的結(jié)構(gòu)特點及開采方法

有色金屬礦山所處的地理位置一般都比較特殊，并且有色金屬礦山的礦物質(zhì)比較豐富，使得有色金屬礦山的開采力度增加，實現(xiàn)了礦產(chǎn)開采的經(jīng)濟(jì)效益提升。因而在對有色金屬礦山進(jìn)行開采之前，需要對其結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行全面且深入地了解，從而對應(yīng)選擇適宜的開采方法。

有色金屬礦山開采的經(jīng)濟(jì)效益水平較高，對于有色金屬礦山結(jié)構(gòu)情況的掌握是開采工程順暢與安全推進(jìn)的前提。綜合以往對有色金屬礦山開采的經(jīng)驗來看，通常有色金屬礦山分布區(qū)域都有火山巖結(jié)構(gòu)，礦產(chǎn)資源的鈣含量都比較高，為了提升礦產(chǎn)開采的質(zhì)量和效率，保證礦石的回收率，根據(jù)礦體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點來為開采方法選擇提供依據(jù)。同時通過對有色金屬礦山礦體結(jié)構(gòu)的掌握，能夠在開采期間對礦山安全生產(chǎn)進(jìn)行有效的保護(hù)，避免在開采的過程中由于方法不當(dāng)，造成安全生產(chǎn)事故，甚至造成資源的永久損失。

針對有色金屬礦山的開采，比較常用的開采方法是空場法，實際應(yīng)用空場法時需要更加全面具體的對礦體結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行掌握，因而在開采之前會投入大量的人力與物力。由于有色金屬礦山結(jié)構(gòu)明顯的特殊性，需要應(yīng)用相應(yīng)的礦產(chǎn)開采設(shè)備，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備的技術(shù)水平較高，很多都可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，能夠獨立運行。另外在進(jìn)行鑿巖的過程中，應(yīng)用專業(yè)的鑿巖設(shè)備開展作業(yè)，通過設(shè)備獨立運行性能的優(yōu)化，能夠?qū)r石結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，降低巖石結(jié)構(gòu)被破壞的概率，從而促進(jìn)礦山生產(chǎn)活動的順利實施。

2 中深孔探礦技術(shù)應(yīng)用理論

金屬礦山生產(chǎn)作業(yè)中，首要步驟是依照地質(zhì)勘探相關(guān)資料對探礦巷道進(jìn)行布置，探究礦山巷道內(nèi)部的重點地質(zhì)特征如礦體厚度、傾斜角度、礦體走向等等，再采取采切巷道的布置，并選擇科學(xué)合理的采礦方式。采礦作業(yè)持續(xù)進(jìn)行，部分小型礦體的回采作業(yè)是不符合巷道布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的，盲目對礦山進(jìn)行開采直接導(dǎo)致礦體貧瘠。所以，礦企要不斷細(xì)化探礦工作，了解礦體實際厚度、延伸情況、整體走向之后，方可降低礦體貧損概率。

2.1 中深孔探礦技術(shù)具體應(yīng)用

在有色金屬礦山項目當(dāng)中，應(yīng)用中深孔探礦技術(shù)對礦體結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘探，能夠收集更加全面的礦山地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，為礦山開采提供有價值的礦體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，從而幫助礦山開采項目方案設(shè)計，規(guī)劃人員優(yōu)化開采手段，提升有色金屬礦山開采的質(zhì)量和效率，為礦山開采項目運行水平強化及效益增收奠定基礎(chǔ)。在應(yīng)用中深孔探礦技術(shù)時需要保證各項技術(shù)操作的規(guī)范性，在實際對有色金屬礦山進(jìn)行勘探時，需要對勘探技術(shù)手段選擇的適宜性和應(yīng)用的適時性進(jìn)行合理掌控。

首先，在有色金屬礦山第一次開采作業(yè)結(jié)束之后，需要應(yīng)用技術(shù)手段對礦體結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘探，進(jìn)行綜合分析，掌握礦山的實際狀態(tài)，為第二次礦山開采活動規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。開展中深孔探礦技術(shù)時需要先對初級地勘資料進(jìn)行掌握，然后合理的施工探礦巷道，通過探礦巷道對礦體的傾角、厚度與方位走向等情況信息進(jìn)行獲取，為礦體開采方法的決策提供依據(jù)。目前中深孔探礦技術(shù)的先進(jìn)性在不斷提升，應(yīng)用該技術(shù)還能夠?qū)ΦV體結(jié)構(gòu)上下延伸的情況、平均地質(zhì)水平進(jìn)行詳細(xì)的了解。

其次，在應(yīng)用中深孔探礦技術(shù)施工的過程中，由于礦山環(huán)境比較復(fù)雜，因而需要對施工順序進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范的控制。并且在實際開采施工當(dāng)中，難以避免的會出現(xiàn)各種各樣的問題，應(yīng)用技術(shù)手段對開采過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效的分析，有針對性地制定解決措施，從而幫助開采施工人員對發(fā)現(xiàn)的問題準(zhǔn)確掌握，在實踐施工過程中進(jìn)行有效的規(guī)避或處理，提升礦山開采的質(zhì)效水平。同時在礦山開采當(dāng)中安排專業(yè)的施工管理人員對開采過程進(jìn)行監(jiān)督與調(diào)節(jié)、管控，從而降低礦山開采期間問題出現(xiàn)的概率，能夠第一時間進(jìn)行解決，為礦產(chǎn)開采的質(zhì)量提供保證，促進(jìn)中深孔探礦技術(shù)施工達(dá)到相對理想的狀態(tài)，符合礦山勘探的各項規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。重視管理人員的安排及管理工作落實，這對于中深孔探礦技術(shù)作業(yè)信息獲取的全面性提升有直接的影響，能夠有效督促施工技術(shù)人員工作能效水平的提升，從而促進(jìn)開采技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化。

最后，在應(yīng)用中深孔探礦技術(shù)進(jìn)行礦山勘探與開采期間，要對獲取的信息準(zhǔn)確性進(jìn)行驗證，進(jìn)一步強化技術(shù)勘探質(zhì)量。在礦山勘探與開采的過程中進(jìn)行有效信息檢驗，能夠?qū)崿F(xiàn)在特定的時候進(jìn)行信息交接，從而讓礦山的勘察與開采施工操作連續(xù)進(jìn)行，不出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。在實際礦山勘探之前，要對之前的礦山勘測記錄信息進(jìn)行查閱，并對其記錄信息內(nèi)容進(jìn)行綜合分析，對記錄當(dāng)中的信息準(zhǔn)確性進(jìn)行辨別，在保證原有記錄沒有問題的前提下，對礦產(chǎn)進(jìn)行有效的勘察、開采作業(yè)。通常礦山開采都是采用爆破法，爆破時對炮孔設(shè)置位置的合理性保證非常重要，避免爆破操作對礦山造成不良性的傷害。

2.2 中深孔探礦圈定的作用

針對有色金屬礦山應(yīng)用中深孔探礦技術(shù)，需要進(jìn)行兩次圈定操作，也就是礦山開采項目的第三次圈定和第四次圈定。其中第三次圈定比較關(guān)鍵，其運行的作用為：

（1）炮孔的設(shè)置是在第三次圈定完成之后進(jìn)行，因而第三次圈定對于炮孔設(shè)置的合理性和優(yōu)質(zhì)性有直接的影響，并且對礦體上延尖滅點和下垂尖滅點以及礦體的分支、轉(zhuǎn)折部位有降低設(shè)計貧化損失的作用。

（2）通過第三次圈定的有效操作，礦山結(jié)構(gòu)的上下盤的邊界區(qū)域能夠得到更好的控制，在鑿巖分段期間出現(xiàn)的膨脹與擺動狀態(tài)能夠保持在可控的范圍內(nèi)。

（3）對礦體中夾石的進(jìn)一步追索及礦體上下盤的小礦體的找探有控制作用。

（4）在第三次圈定的過程中，能夠?qū)ΦV體邊界的外形、礦化的連續(xù)性情況、礦體厚度等具有復(fù)雜特定的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行深入的研究分析，從而更好的實現(xiàn)礦體及礦床的勘探類型分化，為有色金屬礦山結(jié)構(gòu)信息掌握深度的提升奠定基礎(chǔ)。

而第四次圈定操作的主要目的是在礦體爆破之前對礦體結(jié)構(gòu)進(jìn)行編錄，通過獲取的炮孔礦巖巖粉的數(shù)據(jù)信息，來對爆破設(shè)計圖紙進(jìn)一步斟酌考量，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而促進(jìn)爆破設(shè)計裝藥優(yōu)質(zhì)性提升。

3 中深孔探礦案例分析

此次研究礦床為云南昭通鉛鋅礦，記錄研究礦山的相關(guān)鉆探資料較少，如坑深、礦體延伸高度等，缺少這些資料直接影響采礦設(shè)計方案制定。為此，在進(jìn)行探礦前要先確定礦體的上下延伸高度，可使用中深孔鑿巖臺車，得到準(zhǔn)確的中深孔參數(shù)，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)采用此方法得到的相關(guān)參數(shù)較精確。

3.1 云南昭通鉛鋅礦現(xiàn)有探礦方式存在的問題

云南昭通鉛鋅礦常用的采礦方式三維水平探礦，選用設(shè)備為全液壓坑道鉆機(jī)。礦物硬度系數(shù)為7～8，采用此種探礦方式得到的巖芯取樣率不高，大致為40%左右，降低了礦產(chǎn)資源開采的指導(dǎo)性，鉛鋅礦的多種特征無法進(jìn)行準(zhǔn)確辨別。依照鉛鋅礦的品位變化系數(shù)、礦石品位、礦體厚度及礦物厚度，算出探礦礦體中礦石重量，從而計算出礦物樣品誤差值，推算礦體傾角，繪制出鉛鋅礦地質(zhì)剖面圖。受巖芯取樣率不穩(wěn)定情況的影響作用，云南昭通鉛鋅礦探礦指導(dǎo)工作落實不到位，特別是發(fā)掘礦體上下延伸高度方面，相關(guān)數(shù)據(jù)還要進(jìn)行反復(fù)核實。進(jìn)行回采作業(yè)時，損失率近30%左右，所以，鉛鋅礦坑探完畢后，增設(shè)中深孔探礦，能夠更進(jìn)一步了解礦體特征。

3.2 中深孔探礦工作

從中深孔探礦作業(yè)中得出的相關(guān)數(shù)據(jù)可斷定，可在不固定距離設(shè)置垂直上向碳礦中深孔，利于收集巖芯，觀察巖芯變化情況，要求地質(zhì)勘查工作人員進(jìn)行全程取樣。

詳細(xì)了解中深孔巖芯變化相關(guān)數(shù)據(jù)后，可劃定礦體賦存范圍，根據(jù)地質(zhì)剖面礦石厚度情況，布設(shè)中深孔，探礦作業(yè)時隨時關(guān)注巖芯變化，得出礦體邊界參數(shù)，更利于準(zhǔn)確圈定礦體，經(jīng)過三次圈定后得出有效范圍。估算研究區(qū)域的礦產(chǎn)資源儲量大概增加了20%。

如果按照之前的二次圈定礦體做采切設(shè)計（見圖1），使用盤區(qū)機(jī)械化下向膏體充填采礦法，且前排爆破后必須為下排創(chuàng)造足夠自由面，以此得到的計算貧損為15%左右。而計算貧損是在部分礦體未知的情況下得到的，圖2中的陰影部分計算在內(nèi)。

圖1 二次圈定后的中深孔設(shè)計

圖2 兩次圈定后礦體對比圖

依據(jù)第三次圈定后的礦體中深孔設(shè)計推翻了之前的設(shè)計，采礦布局也發(fā)生了較大的變化（見圖3）。

圖3 三次圈定后的中深孔設(shè)計

三次圈定后中深孔設(shè)計完全不同，采礦貧損也存在較大差異。原有的設(shè)計貧損15%左右，而在三次圈定后的中深孔爆破實際貧損為10%左右，再加上現(xiàn)場利用遙控鏟運機(jī)清理最終采礦區(qū)的殘礦，可使貧損小于5%，可見三次圈定很重要。

3.3 上向鑿巖扇形中深孔探礦技術(shù)應(yīng)用驗證和作用總結(jié)

3.3.1 上向鑿巖扇形中深孔探礦技術(shù)應(yīng)用驗證

在有色金屬礦山當(dāng)中應(yīng)用上向鑿巖中深孔探礦技術(shù)，經(jīng)過實踐驗證能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)、全面地探礦，獲得的探礦信息具有真實性和可靠性。在中深孔探礦技術(shù)實施的后半階段，可以在工程重疊的區(qū)域，利用巖心鉆來驗證中深孔探礦礦體信息，還可以通過對爆堆區(qū)揭露排位斷面來對探礦技術(shù)獲取的原始記錄內(nèi)容進(jìn)行對照驗證，另外切井坑道工程也可以證明上向鑿巖扇形中深孔探礦技術(shù)應(yīng)用的可行性。

3.3.2 中深孔探礦技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢作用總結(jié)

中深孔探礦技術(shù)在有色金屬礦山當(dāng)中的應(yīng)用非常廣泛，面對極具復(fù)雜性的礦體結(jié)構(gòu)，應(yīng)用中深孔探礦技術(shù)能夠保證探礦數(shù)據(jù)信息的可靠性，技術(shù)應(yīng)用手段會根據(jù)礦山的特點進(jìn)行合理規(guī)劃，在進(jìn)行礦山勘探的過程中，管控水平比較高，能夠?qū)⒚芏瓤刂频?15m左右的水平，不會受到探礦網(wǎng)度的局限影響，并利用采場鑿巖分段就能夠?qū)崿F(xiàn)綜合探礦，有效節(jié)約了探礦的成本。還能夠?qū)ΦV體的上延、下垂、分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)以及礦體連續(xù)性和上下盤邊界、夾石規(guī)模等在鑿巖分段間的變化得到準(zhǔn)確地控制。

4 結(jié)論

中深孔探礦是克服對于復(fù)雜礦體采用其它手段從經(jīng)濟(jì)上不合理帶來的對礦體勘探程度不足、控制程度不夠的被動局面的最佳途徑。利用上向中深孔探礦的優(yōu)勢表現(xiàn)在：

（1）根據(jù)礦體的復(fù)雜程度最密控制到：中深孔排距1.5m×孔底距1.6m，徹底擺脫了探礦網(wǎng)度的束縛；

（2）充分利用采場鑿巖分段，節(jié)約了探礦坑道；

（3）對礦體的上延、下垂、分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)以及礦體連續(xù)性和上下盤邊界、夾石規(guī)模等在鑿巖分段間的變化得到準(zhǔn)確的控制；

（4）增加了新的探礦手段，提高了地質(zhì)人員認(rèn)識、研究礦體的能力；

（5）利用礦山普遍使用的上向扇形中深孔探礦，節(jié)約了探礦費用。