中深孔探礦在有色金屬礦山的應用

王 潔，曹 斌，周述峰

(1.大冶有色設計研究院有限公司， 湖北 黃石市 435000； 2.大冶有色責任有限公司豐山銅礦， 湖北 黃石市 435000； 3.東北大學 資源與土木工程學院， 遼寧 沈陽 110006)

中深孔探礦在有色金屬礦山的應用

王 潔1，曹 斌2，周述峰3

(1.大冶有色設計研究院有限公司， 湖北 黃石市 435000； 2.大冶有色責任有限公司豐山銅礦， 湖北 黃石市 435000； 3.東北大學 資源與土木工程學院， 遼寧 沈陽 110006)

礦體特征對采礦方法的選擇有決定性作用，特別對有色金屬礦山而言，更是意義重大。在豐山銅礦的實際生產中，一般根據一二次礦體圈定礦體設計采礦方案，常因界線不準導致單個礦體的貧損率遠超平均水平。因此，合理布置探礦工程，詳細揭露礦體的所有特征是采礦前值得大量投入的工作，中深孔探礦在現場實際驗證后，有良好的經濟效益，值得有色金屬礦山特別是在盲小礦體的回采中廣泛推廣應用。

采礦工程；中深孔探礦；礦體揭露；貧損指標

中國銅是一種短缺礦產資源，自給率僅為65%，供求矛盾突出。我國銅礦資源因存在貧礦多、富礦少、品位低的特點，要想更好的減少資源浪費必須嚴格控制貧損指標。結合豐山銅礦的實際應用，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 中深孔探礦技術的理論依據

在金屬礦山的實際生產中，首先會根據初級地勘資料布置前期探礦巷道，再根據探礦巷道揭露的礦體特征(傾角、走向、厚度等)后布置采切巷道，同時確定采礦方法。隨著該礦的持續開采，尖端部零星小礦體的回采實際貧損已遠超過設計要求，而礦體邊界的盲目性是導致貧損指標超高的重要因素。因此，我們必須通過完善探礦工作，更好的將礦體的實際走向、厚度、上下延伸高度以及平均地質品位進行描述，才可以更好的解決這一問題。

以豐山銅礦為例，礦山的坑探、水平鉆探礦資料并不能完全實現上述特性(特別是上下延伸高度)，這會直接引發礦山開采設計中順序的選擇問題。而利用中深孔鑿巖臺車來揭露礦體上下延伸高度，可以優化中深孔參數、降低貧損，經實際應用后，改善效果明顯。

2 中深孔探礦

2.1 豐山銅礦現有探礦方式存在的問題

豐山銅礦現有主要生產探礦方式為水平鉆探礦，機型為KY-300型全液壓坑道鉆機。礦山巖石硬度系數f僅為7～8，導致巖芯取樣率較低，約45%左右，對生產的指導性大大降低。僅僅起到指向作用，并不能精確揭露礦體各種特征。

以某礦體為例，根據現場巖芯取樣計算平均品位、礦體厚度(Vm)、品位(Vc)變化系數及地質剖面巖石厚度 。根據計算結果確定鉆孔礦體厚度及礦石體重。結合樣品誤差的計算和處理，真、視傾角換算以及勘探間距繪制地質剖面見圖1。

圖1 鉆探地質剖面

然而，受巖芯取樣率低影響，實際礦體剖面圖見圖2，對比圖1、圖2，說明水平鉆探礦的指導程度比較低。尤其是在上下延伸高度的揭露上，可信度低。如果根據圖1做回采設計，回采貧損將達到30%以上。因此，在水平鉆和坑探完成后，需增加中深孔探礦，以更加精確的掌握礦體特征。

圖2 實際礦體剖面

2.2中深孔探礦工作

根據水平鉆和坑探揭露的結果，不定距離布置垂直上向探礦中深孔(見圖3)，并做好巖芯收集工作，及時記錄巖芯變化點。全過程地質工均跟班取樣。

圖3 中深孔探礦設計

在精確掌握中深孔巖芯變化點的基礎之上，利用厚底計算公式再次圈定礦體。結合地質剖面巖石厚度計算公式，在礦體上下盤布置中深孔，記錄其鑿巖過程中的巖芯變化過程，依次確定礦體邊界，進一步圈定礦體，即進行第三次圈定(見圖4)。此時，礦體揭露的儲量約增加了20%左右。

圖4 三次圈定后礦體剖面

如果按照之前的二次圈定礦體做采切設計(見圖5)，使用無底柱崩落法回采，且前排爆破后必須為下排創造足夠自由面，依次得到的計算貧損為15%左右。而計算貧損是在部分礦體未知的情況下得到的，圖6中的陰影部分計算在內。

圖5 二次圈定后的中深孔設計

圖6 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7)。

圖7 三次圈定后的中深孔設計

對比圖5、圖7，三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%，由此可見三次圈定的意義重大。

3 結 論

通過合理利用中深孔布置來進行中深孔探礦，在整個采切過程布置前三次圈定礦體，能夠有效地改善貧損指標。利用作業時的巖芯直接取樣進行分析，其準確性也將大為提高，有利于礦體特征的描述和合理采礦。同時，中深孔施工過程還能為下一個自由面提供四次圈定，進一步優化中深孔參數。隨著該項技術在豐山銅礦的應用，不僅有效解決了零星礦體回采貧損嚴重的問題，提高了經濟效益；還為今后的生產提供了更廣闊的思路和發展空間。

[1]張立敏,王聚永.中深孔探礦在有色礦山的應用[J].礦冶,2009,18(2):39-41.

[2]朱志彬,劉成平.中深孔鑿巖爆破參數試驗研究[J].礦業研究與開發,2009,29(5):90-92.

[3]張繼春,曹孝君,鄭爽英,等.淺埋隧道掘進爆破的地表震動效應試驗研究[J].巖石力學與工程學報,2005,24(22):4158-4163.

[4]趙明階，許錫賓，劉緒華，等.朝東巖隧道爆破掘進中圍巖振動測試與分析[J].重慶交通學院學報，2002，21(2)：21-24.

[5]李 強,李文明,韓曉亮,等.基于HHT法的出礦巷道爆破振動衰減規律研究[J].礦業研究與開發,2017,37(02):44-47.

2017-05-25)

王 潔(1984-)，女，山東淄博人，工程師，碩士，從事礦山開采設計工作，Email：Sanjing168@163.com。