第四讲--生产勘探PPT课件

1 第四讲生产勘探 2 4 1生产勘探概述4 1 1生产勘探的目的 任务生产勘探是在地质勘探的基础上并与采掘或采剥工作紧密结合进行的矿床勘探工作 主要目的在于提高矿床勘探程度 达到储量升级 并查明采区一切矿床资源 直接为采矿生产服务 生产勘探成果是进行采掘 剥 生产设计 编制矿山生产计划 进行生产矿量平衡及采矿生产地质管理的依据 3 生产勘探的主要任务为 1 采用一定勘探技术手段或与采掘 采剥工作相结合进一步圈定矿体 详细查明采区矿体的形状 产状及其他空间赋存条件特征 同时对影响生产最大的地质构造界线进行控制 例如 矿体的边界与端部 膨胀与狭缩 尖灭与再现 分支与复合 矿体中的夹石与夹层和构造复杂部位 破坏矿体的褶皱 断裂及后期穿插岩脉等 2 进一步查明矿产质量 准确控制矿石有用及有害 主要及伴生和共生有用组分含量 准确划分矿石工业类型及技术品级 查明矿石质量的空间分布特征及其变化规律 按生产要求重新计算矿石品位及储量等指标 为矿石质量管理和矿产资源综合利用提供可靠依据 3 进一步查明矿产数量 准确控制矿体厚度 长度和延深 控制矿体厚度变化规律 配合储量升级 按地下采矿中段或露天采矿平台及开采块段重新计算升级后的矿产储量 4 进一步查明近期开采地段的水文地质 工程地质和开采技术条件 5 探明采区原地质勘探未能控制平行 分支矿体 构造错失矿体 老窿残矿或其他小盲矿体 6 利用生产勘探所获详细地质资料进行综合地质研究 解决生产上存在的各种问题 研究矿床成矿地质条件 查明成矿规律 4 生产勘探主要特点是 1 勘探程度高 地质研究深入细致 2 与采掘或采剥生产关系密切 总体性生产勘探与开拓结合 单体性生产勘探与采准 切割结合 3 生产勘探多年持续进行 对生产保持一定的超前关系 年度生产勘探往往局限在一个有限范围内 例如一个中段或几个台阶 5 4 1 2生产勘探阶段及储量升级生产勘探随采掘或采剥生产的发展而逐步完成 一般可分两个阶段 4 1 2 1总体性生产勘探指与矿床开拓相结合的生产勘探 施工范围 地下采矿常为井区一个中段 露天采矿则涉及多个平台 在多数情况下矿产地质储量由C级升至B级 小而复杂的矿床由D级升至C级 有时甚至达不到C级 总体性生产勘探成果是计算和平衡开拓矿量 划分开采块段 进行采准设计和制订生产施工计划和进行生产地质管理的依据 4 1 2 2单体性生产勘探指与矿床采准 切割与回采相结合的生产勘探 其范围常局限于采矿块段 在一般情况下矿产地质储量由B级升至A级 小而复杂的矿床由C级升为B级 有时甚至达不到B级 单体性生产勘探成果是计算和平衡采准及备采矿量 进行回采设计 制订采矿生产作业计划和进行采矿施工管理的依据 大而简单的矿床 生产勘探任务可能在总体性生产勘探阶段完成 当采矿工程可以充分利用于探矿时 甚至不进行单独的生产勘探 6 4 1 3生产勘探的超前期限与范围生产勘探多年持续进行 年度工程及其分布由超前生产的期限和范围控制 一般来说 超前生产的期限应与三级矿量的平衡相协调 大型矿山3 5年 中型矿山2 3年 小型矿山也应在1年以上 超前生产的范围 露天采矿为一到几个平台 地下采矿为一到两个中段 7 4 1 4生产勘探程度的基本要求同矿床地质勘探一样 生产勘探也有合理的勘探程度问题 合理的生产勘探程度是指能满足矿山生产的正常衔接和对地质技术资料的要求 使矿山生产获得最佳综合效率的勘探程度 在实际工作中 生产勘探程度过度或不足都是不可取的 生产勘探程度的具体要求如下 8 一 地质储量可靠程度与生产矿量的协调一般来说 矿体规模越大 矿体地质构造条件越简单 构成同级生产矿量的储量可靠程度应越高或较高一级地质储量的比例越大 反之则较低或较小 露天采矿勘探难度较小 同级生产矿量中获取较高一级地质储量的可能性较大 采矿工艺技术方法越简单或对地质资料的要求相对较低 构成同级生产矿量的储量可靠程度允许较高或较高一级的地质储量的比例可以较大 反之则较小 一般情况下 开拓矿量应达到B C级 大而简单的矿床B级可能达60 80 C级20 40 小而复杂的矿床一般达不到B级 C级可达60 100 非常复杂的矿床只能达C D级 采准及备采矿量一般应达A B级 大而简单的矿床A级可达80 100 小而复杂的矿床最多只能达B级 非常复杂的矿床达到B级也有困难 9 二 矿体形状 产状及空间位置的控制程度 1 矿体边界位移 矿体边界位移的许可范围由下列因素决定 1 储量级别的要求 2 位移方向 3 矿体倾角 4 矿体厚度 5 矿体边界是上盘还是下盘 6 是露天还是地下采矿 7 矿床开拓方案 露天采矿时地表开拓较溜井 平硐联合开拓要求为低 一次基建开拓到最终境界较分期扩帮开拓要求为高 地下采矿时脉外较脉内开拓要求高 8 采矿方法 采用采矿工艺技术条件要求较高的采矿方法 如充填法 崩落法等对边界位移要求较高 否则较低 2 矿体产状变化 矿体走向方位角的变化对脉内开拓影响不大 而严重影响脉外开拓 其变化应控制在10 之内 生产勘探所确定的矿体倾向必须与实际一致 如不一致将导致开拓系统工程报废 矿体倾角特别是下盘倾角直接影响中段开拓工程布置 当矿体倾角接近自然安息角 约45 55 时 更须严格控制 3 矿体长度及厚度误差 为保证采矿块段的形成及正规作业 沿矿体走向布置采场的块段 在块段内部矿体长度误差按经验一般不能大于块段设计长度的1 4 沿矿体倾向布置采场的块段 在块段内部矿体厚度误差按经验不能大于块段设计长度的1 4 10 三 矿石质量控制的要求为正确评价矿产质量和进行综合利用 合理进行矿石质量管理 对矿石有用与有害 主要与伴生 共生组分含量和质量分布变化特征须准确控制 对以矿石技术性质作为质量指标的矿产 影响质量的各种技术指标须准确控制 四 矿体内部结构控制的要求需要选别开采的矿山 矿石工业类型及技术品级的种类 比例 分布特征须准确控制 当矿体中存在夹石 夹层并影响生产时 夹石或夹层位置 厚度 产状和分布特征须准确控制 五 矿石及金属储量允许误差要求衡量勘探程度时 我国惯用的储量允许误差指标 矿石储量的A级为 10 B级 20 C级 30 40 金属储量允许误差相应约放宽5 11 六 矿床及矿体地质研究程度要求矿床及矿体地质研究程度是决定勘探程度的基础 内生矿床应着重成矿控制因素的研究 以正确推断矿体产状与形态 指导矿体的正确圈定与联接 任何矿床均须重视构造研究 特别是构造复杂的矿床 应准确探明破矿构造 岩脉等 七 生产勘探深度的控制生产勘探深度应该依据工作目的 开采方式 矿体的大小与延深 生产接替情况确定 对于小或薄矿体应一次穿过矿体 厚大矿体采用多年分段接力勘探时 一次生产勘探深度对露天采矿约3 4个平台 100 200米 地下采矿约1 2个中段 约100米 八 矿床水文地质 工程地质及采矿技术条件的控制要求 12 4 2生产勘探工程的选择生产勘探常局限在紧邻生产的一个不大地段 生产勘探工程不一定要求穿过矿体或含矿地段 进尺较浅 选择工程时还要考虑尽可能为未来生产利用 4 2 1影响生产勘探工程选择的因素原则上任何勘探工程都可以用于生产勘探 但必须依据矿床具体地质 技术条件及经济因素等合理选择 矿床地质构造 水文地质条件比较简单 矿体规模大 矿化较均匀 产状比较稳定 矿体形态及内部结构比较简单时 一般适于采用钻探 反之则坑道作用增大 矿山采矿方式 采矿方法 采掘 剥 生产技术条件及生产要求对生产勘探工程的选择有重要影响 1 砂矿及风化矿床露天采矿时 多采用浅井 浅钻或两者相结合 2 原生矿床露天采矿时 以地表岩心钻 平台探槽为主 也利用露天炮孔 3 地下采矿时 以坑道及坑内钻探为主 13 4 2 2生产勘探工程一 露采生产勘探工程平台探槽 浅井 钻探 露采爆破孔 潜孔钻 等二 地下开采的生产勘探工程坑道 钻探 14 4 3生产勘探工程的总体布置4 3 1生产勘探工程总体布置的原则为了有效地控制和揭露矿体 为采矿生产提供可靠的地质资料 在生产勘探工程总体布置时 应注意工程空间位置的系统性 对具体地质条件的适应性 对原地质勘探工程系统的继承和尽可能与采掘工程系统相结合 具体要求为 1 各类工程尽可能沿剖面布置 形成一定剖面系统 所得资料能正确编制地质剖面和其他综合地质图件 便于计算机成图处理 能正确追索和圈定矿体 15 2 所布置的工程系统要尽可能与原地质勘探系统一致 以便利用地质勘探资料 故生产勘探往往在地质勘探线上加密工程 在勘探线间加密新的勘探线 3 生产勘探工程系统总的方向必须与矿体变化最大的方向一致 通常这个方向就是矿体或矿化带的倾向方向 4 尽可能做到一种或一个工程起到多种或多方面的作用 探矿钻孔同时也可以是水文地质孔 放水孔 工程地质孔 勘探工程同时也是生产工程 强调勘探与采掘工程系统尽可能一致是实施 探采结合 的条件 5 工程布置时要考虑保证重点 照顾一般以及点与面相结合的原则 根据勘探的目的 地段的大小和地质条件的不同 相应布置主导勘探线和勘探工程 辅助勘探线和勘探工程 6 应保证勘探线和工程之间各类地质技术资料能彼此联系 对照和综合利用 16 4 3 2生产勘探工程总体布置的形式为了适应矿床 矿体的具体地质条件和生产要求 更好追索与圈定矿体 生产勘探工程总体布置应采取一定形式 即勘探网 勘探线 水平勘探 坑钻格架系统 坑道格架系统等 坑道格架系统 平面 沿脉 穿脉 剖面 天井 盲井 盲中段 适用于小型不规则的柱状 管状 巢状矿体组成的矿床 17 4 4生产勘探工程网度的确定4 4 1影响生产勘探工程网度确定的因素为了提高矿床勘探程度 达到储量升级 生产勘探必须在地质勘探的基础上加密工程 地质储量每提高一个级别 工程需加密一倍 有时甚至二至四倍 据统计 工程每加密一倍 工程量则可能增加1 7 1 8倍 生产勘探总的工程量常会大大超过地质勘探工程总数 但是 在进行生产勘探时并不是对所有矿区 矿体 地段都毫无例外地同等加密工程 合理确定生产勘探工程网度必须综合考虑下述因素 18 4 4 1 1矿床地质条件矿床地质条件是影响生产勘探工程网度的基本因素 取得同级地质储量时 矿床及矿体地质条件越复杂 勘探难度越高 勘探工程网度应越密 影响矿床勘探类型划分和勘探工程网度确定的地质因素主要有以下五项 1 矿体地质构造的复杂程度 矿体地质构造越复杂 勘探难度越大 勘探工程必须越密 否则可以较稀 2 工业矿体的规模 规模越大 越易勘探 工程网度可以较稀 否则应较密 3 矿体形态的复杂程度 4 矿石质量及相关因素的变化程度 5 矿体内部结构的复杂程度 19 4 4 1 2地质工作要求按地质工作要求 合理的勘探工程网度应保证勘探任务的全面完成 工程间地质资料能正确联系和对比 不能漏掉任何有开采价值的矿体 4 4 1 3工程技术因素坑道所获地质资料的可靠程度高于钻探 岩芯钻高于岩泥 岩粉钻 在相似地质条件下达到同等勘探程度时 坑道间距可以稀于钻探 岩芯钻可以稀于岩泥 岩粉钻 20 4 4 1 4矿山生产因素矿床开采方式 开拓方案 采矿方法及采 选生产管理要求对生产勘探工程网度的确定有重要影响 这是生产勘探特点之一 在大致相似的地质技术条件下 取得同级地质储量的勘探工程网度 露天采矿较地下采矿为稀 地下采矿时 脉内开拓较脉外开拓为稀 矿山采用的采矿方法 它的采矿效率越高 采矿分段及块段结构参数越严格 采矿工艺过程越复杂 对采矿贫化与损失的要求越高 或者要求按矿石工业类型与技术品级进行选别开采时 对勘探程度要求较高 勘探工程网度必须较密 21 4 4 2确定生产勘探工程网度的方法经验法 验证法 计算法 数理统计法 地质统计学法 经验计算法 22 4 4 3生产勘探工程的施工顺序生产勘探工程施工顺序的安排取决于一定条件 生产勘探工程量 设备及人员数量 勘探期限 工程工效 施工的具体条件等 工程的施工方式大致同于地质勘探 有渐进 并进 渐进并进等方式 但生产勘探工程施工必须与生产工程结合和交叉作业 灵活性较大 施工顺序安排较复杂 生产勘探工程施工顺序的安排同样要遵守由疏到密 由浅入深 由中心到边部 由已知到未知的原则 为了贯彻探采结合原则 生产勘探工程的推进必须与采矿块段推进相适应 必须符合自上而下 由顶到底 由远及近的采掘顺序 23 安排生产勘探工程施工顺序时 应充分考虑下述超前和指导关系 1 探 采联合施工中 优先掘进有探矿意义的工程 2 坑钻组合勘探时 钻探一般起超前指导作用 要求优先施工 沿脉带穿脉掘进时 沿脉对矿体边界位置的依赖性较大 穿脉起超前指导作用 应优先施工 切割与脉外大巷同时施工时 切割一般有超前指导作用 应优先施工 探水与探矿工程同时施工时 探水工程应优先施工 3 按采掘顺序 上中段指导下中段 正常中段指导分段及盲中段 中段内部工程 主石门 主运输线路 主要通风巷道应优先完成 单个巷道内多工程 天井 上山 坑内钻 同时施工 应由内向外推进 4 露天采场内 对确定最终境界 边坡位置 永久运输线路 排土场有关部位的工程应优先施工 24 4 5探采结合4 5 1探采结合的原则与条件探采结合是一种将采矿生产与生产勘探统一组织起来实施的一体化工作方法 实践证明 探采结合具有降低成本 缩短矿量升级周期 提高勘探资料质量 利于生产地质管理等优点 实行探采结合应遵循下述原则与条件 1 打破探 采部门界限 实行探 采统一规划 联合设计 统筹施工和综合利用成果 2 探采结合必须是系统 全面并贯穿于采矿生产的全过程 自矿山地质勘查至矿石回采均有实行探采结合的可能 25 3 探采结合存在不同形式 工程的彼此利用是主要的形式 此外还须为彼此工程施工提供条件和探采双方在工作上的密切配合与协作 探采工程彼此利用时 对于勘探工程 其位置 技术规格与参数必须符合生产要求 对于采矿工程 则要求切穿矿体或至少切穿矿体的一盘 且这种工程的布置不会因地质条件的变化而失效 并允许优先施工 4 探矿超前是指导生产勘探因而也是指导探采结合的一条原则 这会对探采结合带来一定困难 要求探采工程实施合理的平行交叉作业 做到一次出图 分期施工 严格执行施工顺序 既保证勘探指导生产 又达到探采工程彼此利用的目的 26 5 探采结合存在不同的程度 决定探采结合程度的因素主要为 1 矿床矿体地质条件的复杂程度 一般来说 地质条件越复杂 探矿超前越重要 探采结合的可能性越小 2 采矿方式 露天采矿钻探与剥采工程自成体系 较难结合 但如果利用剥采平台 露天炮孔又会提高结合程度 地下采矿时 探采双方都使用坑道 具较好结合条件 3 采矿方法 当采用块段结构及采矿工艺比较简单的采矿方法时 如空场法 留矿法时 探采工程系统大体一致 结合程度很高 当采用块段结构及采矿工艺比较复杂的采矿方法时 如某些崩落法 不少生产工程位于脉外 即使在脉内也因受到矿体地质条件的限制 不事先探明矿体就无法布置与施工生产工程 探采结合程度较低 4 矿区实际生产技术条件和矿山管理体系也对探采结合程度产生影响 27 4 5 2探采结合的方法4 5 2 1按探采利用可能性的工程分类按探采利用可能性的工程分类是探采结合统筹设计 施工的基础 见下表 28 据探采利用可能性的工程分类 29 4 5 2 2露天采矿的探采结合露天采矿常系统采用地表钻探 难于探采结合 但露天剥采工程大多揭露矿体 便于观察研究 具备探采结合条件 露天采矿探采结合程序方法为 1 平台开拓前 地质人员据地质勘探资料切制平台预测地质平面图及相应剖面图 提供开拓设计依据 2 在平台开沟及剥离中 地质人员利用有关条件对堑沟素描并开始布置平台探槽 查明矿体边界位置 编制平台实测地质平面图 3 随上台阶采矿的进展地质人员继续布置平台和探槽 对台阶边坡进行素描 取样 详细控制平台矿体边界 夹石 矿石品位和类型及其它重要地质构造界线的分布和变化 完成平台实测地质平面图 作为矿石穿爆及回采设计依据 4 在矿石回采穿爆过程中 利用部分切入或切穿矿体的露天炮孔进行取样 准确控制爆破块段内矿体边界 夹石 构造及矿石品位与类型分布 提供块段地质平面图 剖面图和原矿品位 指导矿石正确爆破回采 30 4 5 2 3地下采矿的探采结合 1 开拓阶段的探采结合 中段总体性生产勘探基本上与中段开拓同步进行 其程序和方法为 1 地质人员据地质勘探资料切制中段预测地质平面图 提交中段地质构造及矿石储量 品位资料 作为开拓设计依据 2 采矿人员初步确定中段开拓方案 3 地质与采矿人员共同进行中段开拓及生产勘探联合设计 采矿人员布置开拓工程 地质人员提出勘探要求 帮助选定探采结合工程 地质人员再补充布置纯勘探工程 代表性的中段开拓探采工程布置情况见下图 31 某铜矿中段开拓探采联合设计图1 主体性工程 竖井 2 联络工程 3 探采结合工程 4 脉外开拓工程 5 勘探穿脉 6 勘探钻孔 32 4 探采联合施工 首先掘进联络工程尽快接近矿体 优先掘进具探矿意义的工程 上图中的涂黑部分 使探矿对生产保持一定超前距离 然后掘进纯生产工程 5 中段开拓探采结合施工结束 地质人员整理所得地质资料 编制中段实测地质平面图 当发现矿体控制不足时 应补充一定勘探工程 以便准确联接和圈定矿体 提供矿石品位及储量等资料 为选定采矿方法 划分块段和进行采准设计作好准备 33 2 采准阶段的探采结合 地下采矿采准阶段的探采结合随采矿方法和块段构成的不同而有很大差别 其一般程序为 1 采矿人员选定采矿方法 地质人员编制并提供块段单体地质资料 2 采矿人员初步确定块段采准方案 探采双方共同进行采准联合设计 采矿人员布置生产工程 探采双方共同选定探采结合工程 地质人员补充纯勘探工程 3 探采双方共同编制探采结合的施工顺序方案 首先掘进对矿体形状 产状依赖性不大的生产工程 尽快接近矿体构成通路 然后掘进已选定的探采结合工程和纯勘探工程的探明块段内矿体边界 夹石 构造 矿石质量变化和矿石品级 类型 初步提交修改后的块段地质资料 4 块段探采结合施工结束后 采矿人员进行块段全面采准设计并施工 地质人员视情况补充若干专门探矿工程 以详细控制块段矿体 并最终全面整理出采准阶段的探采结合施工资料 为块段切割及回采设计作好准备 34 4 6生产勘探工程的单体技术设计一 沿脉 穿脉工程设计 一 一般要求1 设计在预测中段 地质 平面图上 2 告诉施工人员有关地质 水文地质 工程地质情况 工程的开门点位置 工程方向 长度 坡度 断面规格 弯道等 3 设计应注意 坑道坡度3 5 坑道口低些 这样便于矿车 装矿石重时出来方便 通行 排水等 坑道断面规格 宽1 5 2米 高1 8 2米 二 开门点位置1 在设计图上直接量坐标 2 已知一个点的坐标 方向及坑道长度 进而计算开门点 三 弯道参数是指两坑道相交地段圆弧的圆心角 圆弧半径等 二 天井 上山等工程的设计 略 35 4 7矿山探采资料验证对比 一 验证对比的意义和作用1 意义 矿床探采资料验证对比 是根据矿山开采所获得的有关资料 通过与开采前对应地段勘探资料的对比 来研究勘探方法 验证勘探网度和检查勘探程度的合理性 从而达到总结勘探经验 提高以后的地质勘探水平 深化对矿床地质特征与成矿规律的认识 更好地为矿山生产建设服务 36 2 作用 1 验证地质勘探对矿床地质认识及结论的正确与否 2 验证矿床勘探类型划分与勘探网度确定 勘探手段选择的合理性 3 验证矿床使用工业指标及地质储量的合理性与可靠性 4 为编制和修订地质勘探规程与有关技术政策提供资料依据 37 二 地段选择地段选择原则 矿床中参加对比