坑內(nèi)鉆探技術(shù)在冬瓜山銅礦的應(yīng)用

汪 斌 ，黃壽元

(1.銅陵有色金屬集團(tuán)股份有限公司冬瓜山銅礦， 安徽 銅陵市 244000；2.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司, 安徽 馬鞍山市 243000)

1 以往地質(zhì)工作情況

根據(jù)獅子山礦區(qū)“多層樓”的成礦特點(diǎn)，深部存在找礦的可能，同時(shí)其相鄰礦床老鴉嶺深部已經(jīng)在棲霞組找到花樹(shù)坡銅礦床。1989年對(duì)花樹(shù)破礦段繼續(xù)進(jìn)行普查，以鉆探為手段對(duì)已知礦體進(jìn)一步控制，施工鉆孔3個(gè)，投入鉆探工作量2407.8 m；同時(shí)對(duì)當(dāng)時(shí)正在勘探的大團(tuán)山銅礦床南西邊界(亦是本點(diǎn)的北東邊界)施工的鉆孔選擇4個(gè)鉆孔加深控制到棲霞組上部，投入鉆探1059.65 m。Zk197是其中4個(gè)鉆孔之一，該孔于棲霞組上部見(jiàn)兩段富銅、富金的礦體。孔深890.23～899.98 m，厚9.57 m,，含銅2.15%；孔深890.23～901.49 m，厚11.26 m，含金13.34×10-6；孔深907.42～916.61 m，厚9.19 m，含銅1.19%；孔深906.00～916.61m，厚10.61m，含金8.07×10-6。在該孔的基礎(chǔ)上，2002年5月～2003年2月由桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院與銅陵有色金屬(集團(tuán))公司合作，通過(guò)大地電磁頻譜探測(cè)，查明該孔深部及附近有金銅礦化異常。2007年5月冬瓜山銅礦對(duì)該金、銅礦體進(jìn)行了探礦設(shè)計(jì)，主要是在冬瓜山-850 m中段進(jìn)風(fēng)井附近開(kāi)始施工巷道工程，最后利用鉆孔對(duì)該礦體進(jìn)行控制。自2011年7月開(kāi)始鉆探，截止2011年11月底，共施工了鉆孔11個(gè)共1110.25 m。探礦過(guò)程中有2個(gè)鉆孔見(jiàn)礦，AuⅠ-2#孔，見(jiàn)有2 m厚品位為9.57 t/g金礦，AuⅢ-1#孔，見(jiàn)有銅礦9.85 m厚，品位為2.455%。

2 探礦方法

由于本礦床已進(jìn)行了開(kāi)采，-520 m中段礦體已基本采完，礦區(qū)的地質(zhì)工作程度較高，-850 m中段以上的地層、構(gòu)造、巖漿巖等的特征已基本查明。隨著冬瓜山銅礦地質(zhì)找礦的方向逐步轉(zhuǎn)移到深部隱伏礦床，找礦難度日益增加。一般地，在深部探礦中主礦體以地表鉆探礦為主，坑內(nèi)鉆主要應(yīng)用于對(duì)采礦設(shè)計(jì)的礦體邊界驗(yàn)證，尖滅礦體的探邊摸底，周邊盲礦的掃盲增儲(chǔ)及勘探單孔見(jiàn)礦零星小礦體的追尋升儲(chǔ)工作[1-2]。本次工作主要是在以往地質(zhì)工作成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦山生產(chǎn)開(kāi)拓資料，對(duì)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)特征和成礦規(guī)律進(jìn)行深入研究，充分運(yùn)用新理論、新思路和新的技術(shù)方法去指導(dǎo)深部勘查工作，采用以鉆探為主，坑探為輔的探礦勘察手段，按照從已知到未知、由淺入深、循序漸進(jìn)、總體部署、分步實(shí)施的原則開(kāi)展工作。

QⅠ礦體是本礦床最大的礦體，賦存于棲霞組上部，局部肥厚地段頂界上跨至孤峰組底部，分布于24～36線之間，礦體走向長(zhǎng)787 m，最大延深579 m，賦存標(biāo)高-399～-722 m。工程見(jiàn)礦最大厚度29.75 m，最小1.40 m，平均8.45 m，厚度變化系數(shù)為100%，屬不穩(wěn)定變化類(lèi)型。礦體單樣品位最低為0.03%，最高15.82%，一般為0.50%～2.00%，礦體平均品位為1.63%。礦體呈似層狀產(chǎn)出，分布較穩(wěn)定，形態(tài)簡(jiǎn)單，礦體產(chǎn)狀與受控巖層產(chǎn)狀一致。礦體總體走向北東20°～25°，傾向110°～115°,傾角平均27°，在不同地段傾角略有變化，最大55°，最小10°，一般16°～35°。該礦體由于受青山背斜的影響，沿走向礦體均呈舒緩波狀起伏，尤以各線中部最明顯。礦體除局部有分支復(fù)合現(xiàn)象外，總體上看不是很完整。

根據(jù)銅礦地質(zhì)勘查規(guī)范(DZ/T0214-2002)，勘探類(lèi)型劃歸Ⅱ類(lèi)型。根據(jù)確定的勘查類(lèi)型和勘查手段，以50 m×(25～50) m間距布置鉆探工程，花樹(shù)坡Zk197金礦體-850 m水平的控制工程如圖1所示，對(duì)金礦體進(jìn)行控制，以探求資源量。

圖1 花樹(shù)坡Zk197金礦體-850 m水平的控制

3 主要工作內(nèi)容

3.1 測(cè)量工作

工程測(cè)量主要是為鉆探工程進(jìn)行定位，第一批共布置鉆探工程點(diǎn)15個(gè)，每個(gè)點(diǎn)須進(jìn)行初測(cè)、復(fù)測(cè)、定測(cè)，這樣工程測(cè)量點(diǎn)合計(jì)為45個(gè)。

每一孔位的測(cè)量分初測(cè)、復(fù)測(cè)和定測(cè)3步進(jìn)行，可利用全站儀，采用極坐標(biāo)法，在已知點(diǎn)上設(shè)站測(cè)定孔位坐標(biāo)和高程，或采用GPS在已知點(diǎn)上設(shè)站，直接定孔位坐標(biāo)和高程。要求孔位誤差≤2 cm，高程中誤差≤5 cm。測(cè)區(qū)的平面控制系統(tǒng)采用1954年北京坐標(biāo)系，高程系統(tǒng)采用1956年黃海高程系。測(cè)量工作執(zhí)行《工程測(cè)量規(guī)范》(GB50026-93)、《地質(zhì)礦產(chǎn)勘查測(cè)量規(guī)范》(DZ/T0091)。

3.2 鉆探工作

鉆探工程都布置在坑下,分別在19～21線。根據(jù)由已知到未知，由淺入深的原則，第一批施工15個(gè)鉆孔，然后根據(jù)見(jiàn)礦情況依次施工第二批鉆孔。第一批鉆孔鉆探工作量合計(jì)為1700 m，見(jiàn)表1。

3.3 采樣測(cè)試工作

采集的樣品包括基本分析樣、組合分析樣、小體重樣及巖礦鑒定樣。基本分析樣品在鉆孔中采取，用于測(cè)定礦石中主要有用組分的含量，以圈定礦體，估算資源量，預(yù)計(jì)采樣800個(gè)，樣品總長(zhǎng)1200 m，測(cè)試項(xiàng)目包括Au、S、Cu各項(xiàng)，F(xiàn)e、Mo各項(xiàng)。組合分析樣來(lái)自基本分析副樣，用于確定礦石中伴生有益或有害組分，預(yù)計(jì)采樣50個(gè)，測(cè)試項(xiàng)目為As、Fe、Ag、Mo。小體重樣品從鉆孔中采取，用于確定不同類(lèi)型礦石體重，預(yù)計(jì)采樣60個(gè)，測(cè)試項(xiàng)目主要為礦石體重及樣品中主要有用組分含量。巖礦鑒定樣品也從鉆孔中采取，用于確定巖礦名稱(chēng)，礦物成分及其特征，預(yù)計(jì)薄片樣50個(gè)，光片樣30個(gè)。

表1 冬瓜山銅礦-850 m zk197金礦探礦設(shè)計(jì)鉆孔參數(shù)

(1) 基本分析樣品。采樣時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的礦化類(lèi)型分別按礦體、礦化帶及夾石連續(xù)采取，采樣方法為劈芯法，樣長(zhǎng)一般為1.2～1.9 m。采樣時(shí)應(yīng)保證質(zhì)量，防止漏采、重采和混入外來(lái)物，嚴(yán)禁選擇性采樣。

(2) 組合分析樣品。組合分析樣品來(lái)自基本分析副樣，一般按工程分礦體、礦石類(lèi)型進(jìn)行組合，樣品長(zhǎng)度應(yīng)與礦石類(lèi)型自然分層一致，可從2～10件樣品中按長(zhǎng)度比例抽取，合并組成一個(gè)組合樣，質(zhì)量約500 g。

(3) 小體重樣。待基本分析樣品采完后，按不同的礦石類(lèi)型從剩下的礦芯中采集，樣品應(yīng)有代表性，空間分布應(yīng)均勻，樣品體積一般為60～120 cm3。

(4) 巖礦鑒定樣品。樣品規(guī)格一般不小于3 cm×6 cm×9 cm，小口徑巖芯標(biāo)本不小于巖芯直徑的二分之一，長(zhǎng)度不小于6 cm。結(jié)構(gòu)不均勻的巖礦石或特殊要求的樣品應(yīng)適當(dāng)加大樣品體積。

3.4 礦石選(冶)性能試驗(yàn)與評(píng)價(jià)

本次工作范圍小，工作量少，根據(jù)規(guī)范，本次工作對(duì)礦石的加工技術(shù)性能不進(jìn)行試驗(yàn)，僅根據(jù)勘查獲得的礦石類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特點(diǎn)，與類(lèi)似礦山的資料進(jìn)行對(duì)比研究，對(duì)區(qū)內(nèi)礦石的選(冶)性能作出初步評(píng)價(jià)。

3.5 綜合整理

資料綜合整理應(yīng)貫穿地質(zhì)工作過(guò)程的始終，各工作項(xiàng)目結(jié)束后應(yīng)及時(shí)提交原始和綜合資料，主要包括探礦工程資料、樣品分析結(jié)果、物探綜合圖件、測(cè)量資料及資源儲(chǔ)量估算所需的各種綜合圖表，應(yīng)做到圖件清晰、文字簡(jiǎn)練、文圖相符。工作質(zhì)量按《固體礦產(chǎn)勘查地質(zhì)資料綜合整理、綜合研究規(guī)定》(DZ/T0079)執(zhí)行。

資源儲(chǔ)量估算應(yīng)根據(jù)礦床地質(zhì)特征、礦體規(guī)模和形態(tài)、勘查工程布設(shè)情況及勘查階段等因素，合理選擇估算方法及估算參數(shù)，并對(duì)所獲得礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量進(jìn)行分類(lèi)。

地質(zhì)勘查報(bào)告編寫(xiě)應(yīng)符合《固體礦產(chǎn)勘查/礦山閉坑地質(zhì)報(bào)告編寫(xiě)規(guī)范》(DZ/T0033-2002)的規(guī)定。

3.6 作業(yè)危險(xiǎn)性分析及安全措施

坑內(nèi)鉆探作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，影響安全施工的不確定因素多[3]。冬瓜山銅礦銅礦床埋藏深，含硫高、規(guī)模大，存在深井熱害、地壓巖爆、深井涌水等自然災(zāi)害[4-5]。如鉆探作業(yè)時(shí)遇含硫、磷等自燃礦體或受火花激化下發(fā)生火災(zāi)事故、通風(fēng)不良或進(jìn)入密閉空間作業(yè)遇有毒有害氣體致使人員中毒窒息傷害、高溫高濕熱害作業(yè)降低勞動(dòng)效率、危害人體身心健康、未進(jìn)行必要的截、探、放、排水工作導(dǎo)致透水事故、遇不穩(wěn)定圍巖及深部地壓產(chǎn)生冒頂片幫塌陷事故、爆破器材使用管理不善或爆破作業(yè)未采取有效安全防范措施導(dǎo)致爆炸傷害、鑿巖作業(yè)產(chǎn)生粉塵等。因此項(xiàng)目要精心設(shè)計(jì)、精心組織、周密安排，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求施工，加強(qiáng)安全管理，從人員安排、人員職責(zé)、人員安全教育、勞動(dòng)防護(hù)、安全檢查、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理等方面著手，建立安全管理保障體系，明確崗位安全職責(zé)，加強(qiáng)勞動(dòng)防護(hù)，增大安全隱患排查治理力度，完善現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理，大力開(kāi)展安全教育培訓(xùn)，增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)急管理機(jī)制。

4 結(jié) 論

(1) 根據(jù)冬瓜山銅礦的“多層樓”的成礦模式，深部存在找礦的可能。前期通過(guò)大地電磁頻譜探測(cè)zk197孔深部及附近有金銅礦化異常，后期采用坑內(nèi)鉆探技術(shù)繼續(xù)普查,在該孔周?chē)?jiàn)有金礦體資源，為礦山尋求了可接替資源。

(2) 通過(guò)采用坑內(nèi)鉆探技術(shù)進(jìn)一步探明礦體賦存狀態(tài),并升級(jí)了儲(chǔ)量，降低和避免井下開(kāi)拓工程和采礦工程的風(fēng)險(xiǎn)，提高了找礦經(jīng)濟(jì)效益。

(3) 綜合大地電磁頻譜探測(cè)、坑內(nèi)鉆探、地表鉆探等多種探礦技術(shù)，按照從已知到未知、由淺入深、循序漸進(jìn)、總體部署、分步實(shí)施的原則開(kāi)展探礦工作，對(duì)類(lèi)似工程探礦設(shè)計(jì)工作具有一定的借鑒作用。

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