坑內鉆探技術在冬瓜山銅礦的應用

汪 斌 ，黃壽元

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

1 以往地質工作情況

根據獅子山礦區“多層樓”的成礦特點，深部存在找礦的可能，同時其相鄰礦床老鴉嶺深部已經在棲霞組找到花樹坡銅礦床。1989年對花樹破礦段繼續進行普查，以鉆探為手段對已知礦體進一步控制，施工鉆孔3個，投入鉆探工作量2407.8 m；同時對當時正在勘探的大團山銅礦床南西邊界(亦是本點的北東邊界)施工的鉆孔選擇4個鉆孔加深控制到棲霞組上部，投入鉆探1059.65 m。Zk197是其中4個鉆孔之一，該孔于棲霞組上部見兩段富銅、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。在該孔的基礎上，2002年5月～2003年2月由桂林礦產地質研究院與銅陵有色金屬(集團)公司合作，通過大地電磁頻譜探測，查明該孔深部及附近有金銅礦化異常。2007年5月冬瓜山銅礦對該金、銅礦體進行了探礦設計，主要是在冬瓜山-850 m中段進風井附近開始施工巷道工程，最后利用鉆孔對該礦體進行控制。自2011年7月開始鉆探，截止2011年11月底，共施工了鉆孔11個共1110.25 m。探礦過程中有2個鉆孔見礦，AuⅠ-2#孔，見有2 m厚品位為9.57 t/g金礦，AuⅢ-1#孔，見有銅礦9.85 m厚，品位為2.455%。

2 探礦方法

由于本礦床已進行了開采，-520 m中段礦體已基本采完，礦區的地質工作程度較高，-850 m中段以上的地層、構造、巖漿巖等的特征已基本查明。隨著冬瓜山銅礦地質找礦的方向逐步轉移到深部隱伏礦床，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，坑內鉆主要應用于對采礦設計的礦體邊界驗證，尖滅礦體的探邊摸底，周邊盲礦的掃盲增儲及勘探單孔見礦零星小礦體的追尋升儲工作[1-2]。本次工作主要是在以往地質工作成果的基礎上，結合礦山生產開拓資料，對區內的地質特征和成礦規律進行深入研究，充分運用新理論、新思路和新的技術方法去指導深部勘查工作，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、總體部署、分步實施的原則開展工作。

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787 m，最大延深579 m，賦存標高-399～-722 m。工程見礦最大厚度29.75 m，最小1.40 m，平均8.45 m，厚度變化系數為100%，屬不穩定變化類型。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%。礦體呈似層狀產出，分布較穩定，形態簡單，礦體產狀與受控巖層產狀一致。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合現象外，總體上看不是很完整。

根據銅礦地質勘查規范(DZ/T0214-2002)，勘探類型劃歸Ⅱ類型。根據確定的勘查類型和勘查手段，以50 m×(25～50) m間距布置鉆探工程，花樹坡Zk197金礦體-850 m水平的控制工程如圖1所示，對金礦體進行控制，以探求資源量。

圖1 花樹坡Zk197金礦體-850 m水平的控制

3 主要工作內容

3.1 測量工作

工程測量主要是為鉆探工程進行定位，第一批共布置鉆探工程點15個，每個點須進行初測、復測、定測，這樣工程測量點合計為45個。

每一孔位的測量分初測、復測和定測3步進行，可利用全站儀，采用極坐標法，在已知點上設站測定孔位坐標和高程，或采用GPS在已知點上設站，直接定孔位坐標和高程。要求孔位誤差≤2 cm，高程中誤差≤5 cm。測區的平面控制系統采用1954年北京坐標系，高程系統采用1956年黃海高程系。測量工作執行《工程測量規范》(GB50026-93)、《地質礦產勘查測量規范》(DZ/T0091)。

3.2 鉆探工作

鉆探工程都布置在坑下,分別在19～21線。根據由已知到未知，由淺入深的原則，第一批施工15個鉆孔，然后根據見礦情況依次施工第二批鉆孔。第一批鉆孔鉆探工作量合計為1700 m，見表1。

3.3 采樣測試工作

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，用于測定礦石中主要有用組分的含量，以圈定礦體，估算資源量，預計采樣800個，樣品總長1200 m，測試項目包括Au、S、Cu各項，Fe、Mo各項。組合分析樣來自基本分析副樣，用于確定礦石中伴生有益或有害組分，預計采樣50個，測試項目為As、Fe、Ag、Mo。小體重樣品從鉆孔中采取，用于確定不同類型礦石體重，預計采樣60個，測試項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，礦物成分及其特征，預計薄片樣50個，光片樣30個。

表1 冬瓜山銅礦-850 m zk197金礦探礦設計鉆孔參數

(1) 基本分析樣品。采樣時應根據不同的礦化類型分別按礦體、礦化帶及夾石連續采取，采樣方法為劈芯法，樣長一般為1.2～1.9 m。采樣時應保證質量，防止漏采、重采和混入外來物，嚴禁選擇性采樣。

(2) 組合分析樣品。組合分析樣品來自基本分析副樣，一般按工程分礦體、礦石類型進行組合，樣品長度應與礦石類型自然分層一致，可從2～10件樣品中按長度比例抽取，合并組成一個組合樣，質量約500 g。

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

(4) 巖礦鑒定樣品。樣品規格一般不小于3 cm×6 cm×9 cm，小口徑巖芯標本不小于巖芯直徑的二分之一，長度不小于6 cm。結構不均勻的巖礦石或特殊要求的樣品應適當加大樣品體積。

3.4 礦石選(冶)性能試驗與評價

本次工作范圍小，工作量少，根據規范，本次工作對礦石的加工技術性能不進行試驗，僅根據勘查獲得的礦石類型、結構、構造等特點，與類似礦山的資料進行對比研究，對區內礦石的選(冶)性能作出初步評價。

3.5 綜合整理

資料綜合整理應貫穿地質工作過程的始終，各工作項目結束后應及時提交原始和綜合資料，主要包括探礦工程資料、樣品分析結果、物探綜合圖件、測量資料及資源儲量估算所需的各種綜合圖表，應做到圖件清晰、文字簡練、文圖相符。工作質量按《固體礦產勘查地質資料綜合整理、綜合研究規定》(DZ/T0079)執行。

資源儲量估算應根據礦床地質特征、礦體規模和形態、勘查工程布設情況及勘查階段等因素，合理選擇估算方法及估算參數，并對所獲得礦產資源儲量進行分類。

地質勘查報告編寫應符合《固體礦產勘查/礦山閉坑地質報告編寫規范》(DZ/T0033-2002)的規定。

3.6 作業危險性分析及安全措施

坑內鉆探作業環境復雜，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、規模大，存在深井熱害、地壓巖爆、深井涌水等自然災害[4-5]。如鉆探作業時遇含硫、磷等自燃礦體或受火花激化下發生火災事故、通風不良或進入密閉空間作業遇有毒有害氣體致使人員中毒窒息傷害、高溫高濕熱害作業降低勞動效率、危害人體身心健康、未進行必要的截、探、放、排水工作導致透水事故、遇不穩定圍巖及深部地壓產生冒頂片幫塌陷事故、爆破器材使用管理不善或爆破作業未采取有效安全防范措施導致爆炸傷害、鑿巖作業產生粉塵等。因此項目要精心設計、精心組織、周密安排，嚴格按照相關規范要求施工，加強安全管理，從人員安排、人員職責、人員安全教育、勞動防護、安全檢查、作業現場管理等方面著手，建立安全管理保障體系，明確崗位安全職責，加強勞動防護，增大安全隱患排查治理力度，完善現場作業管理，大力開展安全教育培訓，增強風險應急管理機制。

4 結 論

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

(2) 通過采用坑內鉆探技術進一步探明礦體賦存狀態,并升級了儲量，降低和避免井下開拓工程和采礦工程的風險，提高了找礦經濟效益。

(3) 綜合大地電磁頻譜探測、坑內鉆探、地表鉆探等多種探礦技術，按照從已知到未知、由淺入深、循序漸進、總體部署、分步實施的原則開展探礦工作，對類似工程探礦設計工作具有一定的借鑒作用。

參考文獻：

[1]努爾買買提·熱西提.坑內鉆探在哈圖金礦探礦中的應用[J].新疆有色金屬,2011：56-58.

[2]張立松. 坑內鉆探在云南白姑礦段脈外巷道的實踐[J].中國錳業，2011,29(3):41-43.

[3]朱萬存，曹衛孝，井偉峰，等.地質勘查鉆( 坑) 探作業危險性分析及安全防護對策[J].探礦工程，2013,40(5):80-83.

[4]袁世倫，吳胡頌.冬瓜山銅礦深井開采技術問題的探討[J].金屬礦山，2004(8):157-159.

[5]胡國斌，袁世倫，楊承祥.冬瓜山銅礦床1000m深井采技術問題的思考[J].采礦技術，2004,4(3)：4-5.