中深孔探礦在有色金屬礦山的應用

龍明睿

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局六總隊，貴州 凱里 556000）

在有色金屬礦山勘探當中，科學地應用中深孔探礦技術，獲取更加全面和準確的礦山結構信息，為礦山開采項目運行提供信息參考，對于礦山開采企業發展有重要意義。更重要的是中深孔探礦技術應用的先進性和創新性，通過中深孔探礦技術應用礦體構造的研究水平大幅度提升。文章結合云南昭通鉛鋅礦的實際應用，證明中深孔探礦技術在實際生產中切實達到了改善貧損指標，實現較好的經濟效益的效果。

1 有色金屬礦山的結構特點及開采方法

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比較豐富，使得有色金屬礦山的開采力度增加，實現了礦產開采的經濟效益提升。因而在對有色金屬礦山進行開采之前，需要對其結構特點進行全面且深入地了解，從而對應選擇適宜的開采方法。

有色金屬礦山開采的經濟效益水平較高，對于有色金屬礦山結構情況的掌握是開采工程順暢與安全推進的前提。綜合以往對有色金屬礦山開采的經驗來看，通常有色金屬礦山分布區域都有火山巖結構，礦產資源的鈣含量都比較高，為了提升礦產開采的質量和效率，保證礦石的回收率，根據礦體結構、構造特點來為開采方法選擇提供依據。同時通過對有色金屬礦山礦體結構的掌握，能夠在開采期間對礦山安全生產進行有效的保護，避免在開采的過程中由于方法不當，造成安全生產事故，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，實際應用空場法時需要更加全面具體的對礦體結構情況進行掌握，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構明顯的特殊性，需要應用相應的礦產開采設備，現代機械設備的技術水平較高，很多都可以實現遠程操控，能夠獨立運行。另外在進行鑿巖的過程中，應用專業的鑿巖設備開展作業，通過設備獨立運行性能的優化，能夠對巖石結構進行保護，降低巖石結構被破壞的概率，從而促進礦山生產活動的順利實施。

2 中深孔探礦技術應用理論

金屬礦山生產作業中，首要步驟是依照地質勘探相關資料對探礦巷道進行布置，探究礦山巷道內部的重點地質特征如礦體厚度、傾斜角度、礦體走向等等，再采取采切巷道的布置，并選擇科學合理的采礦方式。采礦作業持續進行，部分小型礦體的回采作業是不符合巷道布設標準的，盲目對礦山進行開采直接導致礦體貧瘠。所以，礦企要不斷細化探礦工作，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 中深孔探礦技術具體應用

在有色金屬礦山項目當中，應用中深孔探礦技術對礦體結構進行勘探，能夠收集更加全面的礦山地質結構信息，為礦山開采提供有價值的礦體結構數據，從而幫助礦山開采項目方案設計，規劃人員優化開采手段，提升有色金屬礦山開采的質量和效率，為礦山開采項目運行水平強化及效益增收奠定基礎。在應用中深孔探礦技術時需要保證各項技術操作的規范性，在實際對有色金屬礦山進行勘探時，需要對勘探技術手段選擇的適宜性和應用的適時性進行合理掌控。

首先，在有色金屬礦山第一次開采作業結束之后，需要應用技術手段對礦體結構進行勘探，進行綜合分析，掌握礦山的實際狀態，為第二次礦山開采活動規劃奠定基礎。開展中深孔探礦技術時需要先對初級地勘資料進行掌握，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行獲取，為礦體開采方法的決策提供依據。目前中深孔探礦技術的先進性在不斷提升，應用該技術還能夠對礦體結構上下延伸的情況、平均地質水平進行詳細的了解。

其次，在應用中深孔探礦技術施工的過程中，由于礦山環境比較復雜，因而需要對施工順序進行嚴格規范的控制。并且在實際開采施工當中，難以避免的會出現各種各樣的問題，應用技術手段對開采過程中可能出現的問題進行有效的分析，有針對性地制定解決措施，從而幫助開采施工人員對發現的問題準確掌握，在實踐施工過程中進行有效的規避或處理，提升礦山開采的質效水平。同時在礦山開采當中安排專業的施工管理人員對開采過程進行監督與調節、管控，從而降低礦山開采期間問題出現的概率，能夠第一時間進行解決，為礦產開采的質量提供保證，促進中深孔探礦技術施工達到相對理想的狀態，符合礦山勘探的各項規范標準。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作業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人員工作能效水平的提升，從而促進開采技術應用優化。

最后，在應用中深孔探礦技術進行礦山勘探與開采期間，要對獲取的信息準確性進行驗證，進一步強化技術勘探質量。在礦山勘探與開采的過程中進行有效信息檢驗，能夠實現在特定的時候進行信息交接，從而讓礦山的勘察與開采施工操作連續進行，不出現中斷現象。在實際礦山勘探之前，要對之前的礦山勘測記錄信息進行查閱，并對其記錄信息內容進行綜合分析，對記錄當中的信息準確性進行辨別，在保證原有記錄沒有問題的前提下，對礦產進行有效的勘察、開采作業。通常礦山開采都是采用爆破法，爆破時對炮孔設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用中深孔探礦技術，需要進行兩次圈定操作，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鍵，其運行的作用為：

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

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

（3）對礦體中夾石的進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，能夠對礦體邊界的外形、礦化的連續性情況、礦體厚度等具有復雜特定的結構特征進行深入的研究分析，從而更好的實現礦體及礦床的勘探類型分化，為有色金屬礦山結構信息掌握深度的提升奠定基礎。

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構進行編錄，通過獲取的炮孔礦巖巖粉的數據信息，來對爆破設計圖紙進一步斟酌考量，進行優化調整，從而促進爆破設計裝藥優質性提升。

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計方案制定。為此，在進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，得到準確的中深孔參數，經過研究發現采用此方法得到的相關參數較精確。

3.1 云南昭通鉛鋅礦現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，選用設備為全液壓坑道鉆機。礦物硬度系數為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，降低了礦產資源開采的指導性，鉛鋅礦的多種特征無法進行準確辨別。依照鉛鋅礦的品位變化系數、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，繪制出鉛鋅礦地質剖面圖。受巖芯取樣率不穩定情況的影響作用，云南昭通鉛鋅礦探礦指導工作落實不到位，特別是發掘礦體上下延伸高度方面，相關數據還要進行反復核實。進行回采作業時，損失率近30%左右，所以，鉛鋅礦坑探完畢后，增設中深孔探礦，能夠更進一步了解礦體特征。

3.2 中深孔探礦工作

從中深孔探礦作業中得出的相關數據可斷定，可在不固定距離設置垂直上向碳礦中深孔，利于收集巖芯，觀察巖芯變化情況，要求地質勘查工作人員進行全程取樣。

詳細了解中深孔巖芯變化相關數據后，可劃定礦體賦存范圍，根據地質剖面礦石厚度情況，布設中深孔，探礦作業時隨時關注巖芯變化，得出礦體邊界參數，更利于準確圈定礦體，經過三次圈定后得出有效范圍。估算研究區域的礦產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計（見圖1），使用盤區機械化下向膏體充填采礦法，且前排爆破后必須為下排創造足夠自由面，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。

圖1 二次圈定后的中深孔設計

圖2 兩次圈定后礦體對比圖

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

圖3 三次圈定后的中深孔設計

三次圈定后中深孔設計完全不同，采礦貧損也存在較大差異。原有的設計貧損15%左右，而在三次圈定后的中深孔爆破實際貧損為10%左右，再加上現場利用遙控鏟運機清理最終采礦區的殘礦，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應用驗證和作用總結

3.3.1 上向鑿巖扇形中深孔探礦技術應用驗證

在有色金屬礦山當中應用上向鑿巖中深孔探礦技術，經過實踐驗證能夠實現科學、全面地探礦，獲得的探礦信息具有真實性和可靠性。在中深孔探礦技術實施的后半階段，可以在工程重疊的區域，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揭露排位斷面來對探礦技術獲取的原始記錄內容進行對照驗證，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應用的可行性。

3.3.2 中深孔探礦技術應用優勢作用總結

中深孔探礦技術在有色金屬礦山當中的應用非常廣泛，面對極具復雜性的礦體結構，應用中深孔探礦技術能夠保證探礦數據信息的可靠性，技術應用手段會根據礦山的特點進行合理規劃，在進行礦山勘探的過程中，管控水平比較高，能夠將密度控制到115m左右的水平，不會受到探礦網度的局限影響，并利用采場鑿巖分段就能夠實現綜合探礦，有效節約了探礦的成本。還能夠對礦體的上延、下垂、分支復合、尖滅再現以及礦體連續性和上下盤邊界、夾石規模等在鑿巖分段間的變化得到準確地控制。

4 結論

中深孔探礦是克服對于復雜礦體采用其它手段從經濟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勢表現在：

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

（2）充分利用采場鑿巖分段，節約了探礦坑道；

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

（4）增加了新的探礦手段，提高了地質人員認識、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，節約了探礦費用。