坑钻结合效果

广西大厂铜坑矿坑钻结合勘查的应用效果广西大厂铜坑矿坑钻结合勘查的应用效果 摘摘 要 要 坑探所揭露的地质信息较全 是矿山企业普遍使用的地质勘查手段 但其成本高 速 度慢而难以满足大规模生产 尤其是井下掘进产生的炮烟 油烟以及废石中的铅 锌 镉 硫 砷等有害物质对人体的侵害和环境污染愈显突出 然而 坑内钻探具有施工灵活 成本低 快 速控制矿体等优点 与适当的坑探结合 在矿山生产中能发挥出优越的作用 本文通过勘探设 计 面积重合率和储量验证对比 表明坑钻结合探矿的可信度高 经济适用 减少废石出窿 降低了环境污染 有利于绿色矿山的建设 关键词关键词 广西大厂 铜坑矿 坑钻结合 探矿效果 铜坑矿位于世界著名的广西丹池成矿带中部 陈毓川 1 韩发 2 秦德先 3 等地质专家在 此做过深入研究 在钻探机械方面 郑阳 4 对其工艺进行了全面的论证 铜坑矿自 1979 年建 矿以来 一直重视坑钻结合的应用 由于坑内钻的岩芯直径 19 5mm 较小 一些人曾对岩心 取样的代表性 探矿效果等表示怀疑 这两种勘查手段如何配合等方面却一直没有论文公开发 表过 笔者在铜坑矿长期从事地质工作 本文通过铜坑矿 30 年来矿山地质勘查的实践资料证 明 该方法不但能够准确圈定矿体 新增储量 节约成本 而且有利于清洁生产 减少废气和 废石的排放 从源头预防重金属污染 促进了绿色矿山的建设和可持续发展 1 1 矿山概况矿山概况 1 1 矿床地质简介矿床地质简介 铜坑矿地处广西南丹县大厂锡多金属矿田西矿带 中心地理坐标 东经 107 34 32 北纬 24 49 53 出露地层为一套碳酸盐岩 硅质岩 细粒碎屑岩建造 主要含矿地层为 泥盆系中统罗富组 D2lf 硅质灰页岩 上统榴江组 D3lj 硅质岩和五指山组 D3w 硅质灰 岩 工业矿体均产于大厂F1断层上盘和长坡背斜东翼 自上而下分布有陡倾斜裂隙脉型矿体 缓倾斜似层状细脉侵染型 91 92 矿体和矽卡岩型锌铜矿体 5 6 地表出露有 SN 向的闪长玢 岩和花岗斑岩 图 1 91 矿体以上基本开采结束 目前 主要钻探区域位于 92 矿体及其深 部 岩石主要有两种 D3lj 硅质岩普氏系数为 14 16 D2lf 硅质灰页岩普氏系数为 10 13 1 泥盆系上统同车江组泥灰岩 2 泥盆系上统五指山组硅质灰岩 3 泥盆系上统榴江组硅质岩 4 泥盆系中统罗富组硅质灰页岩 5 陡倾斜裂隙脉型矿体 6 细脉带矿体 7 细脉交待型 91 矿体 8 网脉侵染型 92 矿体 9 矽卡岩型锌铜矿体 10 闪长玢岩 11 花岗斑岩 12 逆掩断层 图图 1 1 广西大厂铜坑矿矿床地质剖面图广西大厂铜坑矿矿床地质剖面图 1 2 钻探简述钻探简述 铜坑矿于 1979 年开始筹建钻探 但在 1995 年以前 钻探工作进展较慢 1996 年以来 年进尺量为 5000 7000m 初期使用赤峰厂制造的钻石 100A D 型 钻石 ZS 200 型全液压金刚 石钻机 目前主要使用 KZ 200 型 4 孔径 37mm 岩芯直径 19 5mm 钻孔角度可以根据设计 任意调节 上向孔钻进最大进尺为 160m 下向孔钻进最大进尺为 230m 按照技术要求 岩芯 采取率 75 矿芯采取率 80 根据历年报表统计 铜坑矿自建矿以来已完成钻探进尺量 116835 71m 岩芯采取率 92 39 矿芯采取率 93 36 钻探质量完全达到了技术标准 2 2 坑钻结合的原理及应用实例坑钻结合的原理及应用实例 2 12 1 坑钻结合的原理和必要性坑钻结合的原理和必要性 由于国内小口径金刚石坑内钻机在七十年代研制成功 九十年代得以推广 铜坑矿也强调 以钻代坑 的运用 九十年代初期在 530m 中段全部采用水平钻探 没有掘进勘探线巷道 而是根据钻探资料圈定矿体后再重新掘进采准巷道 如此 不但进展缓慢 而且重复作业 增 加了生产成本 所以 坑探的作用是不可忽视的 以钻代坑 是有条件的 后来 根据铜坑 矿床地质特征 勘探工程的总体布置形式采用勘探线法和中段水平勘探法 中段间距为 50m 先在水平中段上沿勘探线掘进坑探巷道 然后再用钻孔控制矿体上下延伸情况 再次用钻探工 程加密勘探线 提高储量级别 7 实际上就是 坑钻结合 的勘查原理 探矿巷道尽可能成为 采矿作业的运输道或凿岩道 这样 不但可以有效控制矿体的基本形态 而且节省了掘进量和 生产成本 从源头开始节能减排 预防三废污染 2 22 2 坑钻结合的勘探实例坑钻结合的勘探实例 早期的勘探设计都是从地质技术的角度出发 主要考虑矿体形态 规模 产状等地质特征 但是 近十年来 全国各地镉 铅等重金属污染和矿山安全事故频发 8 对生存环境的保护愈 来愈受到关注 铜坑矿深边部矿体具有薄小 倾角缓 顺层产出等特征 地质人员采用坑钻结 合的手段 以垂直勘探为主 水平勘探为辅的勘探方式 图 2 在水平中段上开展坑道探矿 然后利用钻探的优势 可以上下各控制 2 3 个中段 待钻探完成后重新圈定矿体 为下一步开 拓和生产勘探提供依据 这样就会减少许多盲目工程 由此可见 在水平中段上先施工坑探 然后在垂直方向使用钻探的主要优点有 1 能快速探明矿体 钻探每台班月进尺可达 200m 而天溜井月进尺只有 50m 2 节省成本 钻探成本为 420 元 m 坑探 断面 4m 3m 成本为 2800 元 m 3 作业环境安全卫生 消除了掘进的炮烟和粉尘危害 9 4 减少废石排放和重金属污染 实践了清洁生产 利于环保 1 泥盆系上统榴江组硅质岩 2 泥盆系中统罗富组硅质灰页岩 3 地层界线 4 94 矿体 5 95 矿体 6 96 矿体 7 设计探矿坑道 8 设计探矿钻孔 9 中段高程 图图 2 2 铜坑矿铜坑矿 220 220 勘探线探矿设计图勘探线探矿设计图 3 生产勘探阶段的工程验证对比生产勘探阶段的工程验证对比 1 坑探与钻探矿体品位及厚度对比 坑钻结合的前提条件就是要求钻探具有代表性 与坑探的结果误差在允许范围内 铜坑 矿早期在细脉带勘探时强调以钻代坑 钻探完成后再施工巷道 531水平就是采用这种方法 通过后期坑道刻槽取样与前期钻探岩矿芯取样化验结果的对比 矿体厚度增大5 36 锡平均 品位降低8 33 表1 说明钻探在技术上是可行的 表 1 铜坑矿 531 水平 14 18 勘探线钻孔与坑道取样品位对比 矿体平均厚度锡平均品位 勘探线 钻探 m 坑探 m 相对误差 钻探 坑探 相对误差 1434 1232 26 5 45 1 221 15 5 74 14 140 3842 916 27 0 960 91 5 21 1636 6840 9211 56 1 120 93 16 96 16 139 7638 62 2 87 1 181 190 85 1819 8425 2327 17 0 820 842 44 合计 170 78179 945 36 1 080 99 8 33 2 细脉带矿体面积重合率对比 细脉带矿体经坑钻加密勘探后提供矿体地质资料做开采设计 采准过程中 地质人 员根据最新采准巷道重新圈定了矿体 现在 该矿体开采基本结束 通过对比 表2 面积重合率为87 96 说明原来坑钻结合圈定的矿体边界是正确的 中心部位的16 线一 带几乎没有变化 但边部变化较大 表 2 铜坑细脉带主要勘探线矿体最终圈定前后面积对比 矿体面积 m2 勘探线 坑钻圈定最终圈定相对误差 面积重合率 889537981 10 86 87 64 1096357969 17 29 85 26 121269811235 11 52 88 37 1417263180834 75 90 25 1618236189724 04 89 368 53 86 21 2089637838 12 55 85 19 221036937 9 56 89 35 24426395 7 28 88 56 合计 8744582772 5 34 87 96 3 92 矿体储量验证 92 矿体在水平中段上施工坑探 勘探线剖面采用上下钻孔 经过坑钻结合加密勘探 后提供矿体地质资料做采准设计 出矿川和凿岩道间距均约为 10m 能够准确控制矿体 由 于使用崩落采矿法 地质人员进不了采场 因此根据本矿实际情况 二次圈定就是最终圈定 另外 由于顶部废石崩落和旁边采矿区废石的混入 致使贫化损失计算不够准确 因此储 量验证对比就不采用出矿量 而应该用二次圈定量才准确 通过对比 表 3 相对误差为 9 92 表明原来坑钻结合对矿体的控制程度是可靠的 表 3 92 矿体主要采场坑钻圈定与最终圈定矿量对比 坑钻圈定矿量最终圈定矿量绝对误差相对误差 采场编号 t t t T417 T418 柱 963939935729643 07 长坡 17 矿体 190674189572 1102 0 58 T106 单元 67593677748910155315 02 T211 T214 单元 2184622536813521916 12 92 矿柱群 789635865983763489 67 410mT317 采场 1658431860322018912 17 381mT104 采场 1959792301213414217 42 202 线盘区柱 203717186143 17574 8 63 合计 254781428011812533679 92 4 4 结论结论 1 由以上对比可见 坑内钻探的质量是可靠的 虽然有的采场储量变化较大 但其原 因是探矿工程过稀所造成的 尽管钻探具备了见效快 成本低等优点 但不能片面夸大 以钻 代坑 的作用 必须以坑探为基础 实行坑钻结合探矿 才能起到事半功倍的效果 2 镉的地球化学性质与锌相似 主要进入锌的硫化物中 10 与锌呈类质同象 锡石 和铁闪锌矿是铜坑矿的主要开采矿物 其中镉是一种重要的致癌物质 利用钻探减少掘进 就 从源头上控制了镉污染 矿产勘查要站在更新的高度 重视环保和安全 尽量减少掘进和废石 出窿 所以 坑钻结合不但在技术上是可行的 而且在环保上是非常必要的 是建设绿色矿山 的有效途径 致谢 致谢 在项目设计和生产过程中 得到了桂林理工大学罗先熔教授 皮乔辉博士 宋慈安 教授及铜坑矿刘孟宏工程师的悉心指导和帮助 在此表示真诚的感谢 参考文献参考文献 1 陈毓川 黄民智 徐珏 等 大厂锡矿地质 M 北京 地质出版社 1993 2 韩发 赵汝松 沈建忠 等 大厂锡多金属矿床地质及成因 M 北京 地质出版社 1997 3 秦德先 陈健文 田毓龙 等 广西大厂长坡锡床地质及成因 J 有色金属矿产与勘查 1998 7 3 145 151 4 郑 阳 水力反循环取心钻进在铜坑矿钻探生产中的应用 J 西部探矿工程 2006 10 204 206 5 许远清 魏宏炼 大厂铜坑 92 矿体开采贫化损失的原因及对策 J 采矿技术 2012 12 2 17 34 6 范森葵 伍永田 王明