礦體“二次圈定”及其對采礦工藝的影響

公佩暖，趙 華，杜祥擴

(1.中色地科礦產勘查股份有限公司， 北京 100012；2.哈密紅石礦業有限公司， 新疆 哈密市 839000)

礦體“二次圈定”可深入到采準工程中，研究各種工程揭露的地質現象，通過編錄、刻槽、取芯(粉)等方法，進一步明晰礦體邊界，為采礦方法選擇和采場布置設計提供重要依據[1]。礦體二次圈定是地質和采礦工作的紐帶，在紅石礦區該項工作已被納入到相關科室的內業考評當中，此外，有些礦山企業在三級礦量標準中也明確規定礦體“二次圈定”工作是礦量升級為備采礦量的前提[1-2]。礦體“二次圈定”后的回采地質資料，精確了采場礦體形態，可以從實際出發適時的調整采礦工藝，對降低兩率有著重要的作用[3]。

1 礦體“二次圈定”工作在紅石礦區的應用

1.1 紅石礦區礦體“二次圈定”

紅石礦區開展礦體“二次圈定”工作的主要工程有沿脈、穿脈、出礦巷、隨采井等，具體工程視采場情況略有變化，有時可在主副電耙巷道中補加中深孔取巖芯或巖粉，以控制上下盤礦體的厚度，沿走向布置的采場還可借助中部切割井等工程輔助圈定。

隨著地質技術的發展，礦山在部分采場內使用了元素快速分析儀(尼通XL2-500)配合二次圈定，提高了編錄的速度和準確性，通過測定特征X射線的能量，就可以得知礦石含有哪種元素，特征X射線的強弱可確定該元素的含量[4]，初步建立找礦標志[5]。

二次圈定時盡量利用已有采準工程，新設計工程時應盡量提高探采結合率，降低純探礦成本，網度上考慮礦山現有工程的密度、機械設備水平和推斷構造等情況，生產實踐中，采準沿脈中頂板刻樣間隔5 m，每隔一個出礦穿脈進行刻槽和素描，拉底巷道全長編錄，元素快速分析儀測點在沿脈按照5～10 m間距布置，在穿脈按照2～3 m布置。需要補加鉆孔時，鉆孔間距以30 m為宜，傾向上借助天井和聯絡巷進行二次圈定。

1.2 61#礦脈西采場礦體“二次圈定”實踐與效果

新設計的61#礦脈西采場位于+428 m中段23.5線到25.5線之間，設計標高+428～+450 m水平，+450 m中段的61#礦脈采場已結束回采工作，+428 m中段61#礦脈東采場整體采至中部探礦巷道的+439 m水平，均使用傳統的淺孔留礦法采礦。通過+450 m中段采場、+439 m水平探巷和現有東采場采礦情況得知，礦脈位于斷層F1上下盤破碎帶中，斷層傾向239°～250°，傾角42°～48°，一次圈定西采場礦體厚度為1～2.5 m，長度60 m，傾角40°～48°，圈定儲量8100 t(見圖1)。

根據采準地質資料，仍考慮使用淺孔留礦法，即布設脈內沿脈追礦(圖中61沿脈)，兼作出礦巷用，間隔6 m向礦體下盤布設斗穿，使用單側漏斗伸入礦體受礦。

如圖2，61沿脈拉開至15 m時，及時進行編錄，發現礦體被斷層F2向上盤錯動，但掌子面呈黃鐵黃銅浸染狀分布，礦化強烈，取樣分析后決定繼續使用沿脈追礦，沿脈施工55 m時掌子面無礦，停止掘進。此后在沿脈中見礦較好的位置(距巷道口32 m處)布設對穿，以控制礦體上下盤。對穿揭露表明，礦體在斷層下盤中沒有延伸，3條脈狀礦體位于斷層上盤巖體中，頂板見礦厚度由東向西分別為15 cm，50 cm，20 cm，三條脈狀礦相距較近，各脈之間銅鐵礦化明顯。分析上述二次圈定工作得知，61沿脈所追礦體為細脈和礦化帶，并非主脈，斷層F2已經將原礦體整體向上盤錯動達3.5 m，為探明該礦體在傾向和走向上的延伸情況，首先在對穿的上盤穿脈中布設探礦天井(圖2中2501天井)追礦，其次在61沿脈中每隔6 m布設上盤探礦短穿探礦，天井工程與礦體二次圈定后的剖面見圖3。

圖1 礦體一次圈定平面圖

圖2 礦體二次圈定平面圖

圖3 礦體二次圈定剖面

經過二次圈定工作，得知礦體主要受構造控制，斷層F2對原礦體向上盤錯動，新圈定礦體與61沿脈所追細脈相距0～5 m，兩端相距近中間相距遠。新圈礦體厚度1～3 m，長度42 m，傾角35°～45°，共圈定礦量7200 t，與一次圈定相比，+428 m水平的面積歪曲率達82%，說明底部礦體形態與一次圈定差異較大。+439 m水平以上只有切割天井為二次圈定工程，揭露礦體呈變薄趨勢，與一次圈定礦體重合率為74%，說明上部礦體變化比下部小。

2 采礦工藝的選擇

根據二次圈定礦體，若繼續使用淺孔留礦法采礦，如圖4所示，原方案漏斗將大部分布設在廢石中，且丟失大量礦量，即使在對稱的方向布置漏斗，雖然靠近了新圈定礦體，并且利用了探礦時布置的各個短穿，但斷層F1上盤較為破碎，漏斗間連通形成的新拉底空間和斗穿內巖石都容易冒落，存在安全隱患。

圖4 原采礦方案底部布置

在428 m至439 m水平之間，礦體傾角平均僅有38°，需人工平場輔助出礦，斷層F1上盤破碎帶寬3～4 m，綜合考慮后改為使用平底柱留礦全面法采礦，即采場沿走向布置，長40 m，寬2 m，在各探礦短穿中貫通新沿脈為拉底巷，直接挑頂上采，各探礦短穿為出礦穿， 61沿脈作出礦巷之用，2501天井隨采隨撤，兼作通風和安全出口之用。采場整體采高5 m時，開始留礦墊采，墊采前采幅可向上盤擴至破碎帶邊緣以保證頂板穩定，墊采后甩掉上盤礦化，在頂板破碎時，適當留不規則礦柱。

這種采礦方法丟礦少，提高了回采率，但是采場越過原探礦沿脈(出礦巷)時，應留多個礦柱，保證出礦巷頂板安全，采場縱投影(見圖5)。

3 結 論

礦體二次圈定工作的開展精確劃出了61#脈西

采場礦體界線，礦量由8100 t更改為7200 t。結合新圈定的礦體，將淺孔留礦法改為平底柱留礦全面法，目前該采場完成采礦工作，采礦工藝的改變使采場提高了采礦效率。通過探采對比分析，計算采場貧化率為12%，較周邊采場降低了一半。實踐證明，地質和采礦部門需要加強溝通，合理布設探采結合工程，適時改變采礦工藝，為降本增效創造條件。

圖5 61#脈西采場縱投影圖

參考文獻：

[1]罩龍江,王志成,余正方,等.大紅山采場礦體群的“二次圈定”[J].礦業快報,2012(4):53-54,64.

[2]蔣 革,鄧文勝,龔貴權,等.淺析X熒光成份分析儀在水泥生產過程中的應用[J].自動化與儀器儀表,2009(3):45-47.

[3]楊官濤，袁梅芳.緩傾斜薄礦脈機械化開采新技術及工程實踐[J].礦業研究與開發，2013,33(3):1-3,25.

[4]王 磊,李天成,楊新雨.鉆孔巖心磁化率及PXRF測量在智利月亮山鐵銅礦區應用與找礦預測[J].地質與勘探,2012,48(2):396-405.

[5]張 銳，趙榮欣.焦家金礦3#礦脈礦體二次圈定的實踐與效果[J].黃金學報,2000,2(4):276-278.