地質“三次圈定”對生產的指導意義

摘 ?要：礦山地質工作是指導采礦生產為礦山生產服務，這是一項實驗性、技術性很強的工作。承德黑山鐵礦礦區特點小礦體、盲礦體較多，本文通過對黑山鐵礦生產過程中生產勘探的地質資料（二次圈定）、中深孔返漿的巖粉資料進行地質“三次圈定”，更加精確井下地質資料，加強地質工作對礦山生產中地質先行、探采結合的指導意義。

關鍵詞：礦山;地質資料;返漿;巖粉;三次圈定

引言

黑山鐵礦隸屬于河鋼集團礦業有限公司，坐落在承德縣高寺臺鎮境內，礦石類型是釩鈦磁鐵礦石，礦床成因屬于晚期巖漿-熱液過度類型。主礦體位于黑山基性雜巖體南部邊緣的中間部位，產于斜長巖和蘇長巖中。礦體規模大小不等，多呈脈狀、分枝脈狀、少數呈透鏡狀、礦囊等不規則形態，礦體形態變化較復雜，傾角45°～65°。目前1，2礦體露天開采已經閉坑，轉入了井下開采。在井下礦石回采過程中，由于地質條件和采礦技術條件等方面原因采下礦石中混入廢石（圍巖，夾石與表外貧礦）導致很多高品位礦石丟失，大大降低了出礦品位。考慮到地質工作為采礦工程提供全方面的指導，屬于采礦的眼睛。地質人員利用勘探線鉆孔取樣（一次圈定）、巷道素描[1-2]（二次圈定）對地質情況進行估測，得出礦山地質資料。在井下生產過程中，部分巷道地質情況復雜，進路在爆破后礦巖量與地質資料不符，造成生產安排被動，同時遇到多層礦時，不能很好的對礦石進行回收，造成礦石資源的浪費。所以在井下推廣“三次圈定”作為地質補充資料，確保礦石充分高效回收。

1井下礦石回采分析

1.1 井下采礦工藝

黑山鐵礦主要采用無底柱分段崩落采礦法[3-4]，地下開采順序采用下行開采，由淺到深，目前已經由688m水平開采至585m水平;井下階段中進路的開采順序采用后退式回采，在進路前部拉槽形成自由面，由進路前部邊界向分段聯絡巷道開采，完成各個階段水平的回采作業，目前根據礦體分布特征，采用沿脈布置。主要結構參數包括分段高度12m，中段高度60m，進路間距15m，進路規格為3.5m×3.87m（寬×高）。穿孔設備采用SimbaH1254鑿巖臺車和YGZ-90鑿巖機進行中深孔鑿巖，孔徑65mm，炮排排距為1.7m-1.9m，孔底距為1.9m，邊孔角為50°，出礦設備采用CY-2C柴油鏟運機和CYE-2電動鏟運機進行出礦作業。裝藥設備采用BQ-100型裝藥器進行人工裝藥，爆破主要采用孔底起爆，起爆順序為同排炮孔中間向兩邊炮孔孔底進行逐排爆破，每次爆破1-2排。爆破后崩落的礦石采用鏟運機進行出礦至每個水平的礦石溜井，再由580m水平窄軌機車運輸至選廠。

1.2 井下貧化控制

黑山鐵礦礦區特征小礦體、盲礦體較多，在生產爆破作業過程中，落下礦石、圍巖、夾石會混合在一起，例如：通過小剖面礦量計算獲得一排礦石量1000t，巖石量600t，在爆破回采過程中礦巖在爆堆混合，導致出礦品位降低，產生貧化，這一現象是不可避免的，但我們可以通過一些方法減少高品位礦石的損耗，降低貧化率[5]。我們一般要求出礦管理人員深入現場，及時掌握現場爆堆礦巖性質，然后組織出配礦工作。這樣現場必須一直有人員盯守，從而確保礦石不會發生大的貧化。利用收集中深孔鑿巖過程中產生的巖粉資料，對二次圈定[6]資料進行修改做第三次圈定，提高地質資料的準確性，最后制作出礦通知單，為出礦管理人員提供較精確的地質資料，在出礦過程中靈活采用左側、正常、右側三種出礦方式，最終達到降低貧化率，并且對進路礦石的充分回收。

2地質“三次圈定”井下應用

2.1 技術思路及路線

目前井下地質資料主要來源于勘探線圈定、巷道素描和巷道內坑道鉆機鉆孔取樣，根據上述方式獲得資料，匯總后估測出礦山地質資料，為下一步采礦工程作指導。采用“中深孔三次圈定”技術，主要內容是在中深孔鑿巖過程中，讓中深孔鑿巖工人通過鑿巖過程中返回的礦漿，記錄每個炮孔內礦石分布的位置，然后由技術員在CAD圖上用曲線將一排炮孔內每個炮孔的礦石上邊界和下邊界分別相連，得到單排中深孔內礦石分布，最終獲得整條進路、整個水平詳細的地質資料。技術路線主要包括，中深孔設計圖紙進行優化，增加礦巖性質欄。對鑿巖作業人員技術交底，交代礦巖性質填寫方式。每周固定時間對中深孔設計圖紙進行回收。根據回收圖紙礦巖性質數據在對應中深孔設計CAD圖上標出礦巖界限。已標出礦巖界限的CAD設計圖根據進路區分匯總，得出各進路地質資料文字版。建立各巷道地質資料文件夾，存放整條進路礦巖地質資料。

2.2 現場實施方案

制定項目具體實施方案及時間節點。

1、組織地質“三次圈定”井下應用會議，確定工作思路與方案，鑿巖作業人員按照要求填寫鑿巖報表，技術員每周一組織報表回收工作，周二至周日在CAD上圖，形成進路地質資料文件。

2、中深孔設計圖紙進行優化，額外增加礦巖性質欄。并對鑿巖作業人員技術交底，交代礦巖性質填寫方式，只記錄鑿巖過程中礦石出現到結束的距離。

3、對已打完的設計圖紙進行回收。并根據回收圖紙礦巖性質數據在對應中深孔設計CAD圖上標出礦巖界限。根據進路區分匯總，得出各進路地質資料文字版，形成各水平地質資料。

4、對各生產進路礦巖地質資料進行存檔。并在項目實施過程中不定期組織檢查工作，全程進行全程監督、跟蹤，保證地質“三次圈定”工作達到預期效果。

2.3 現場實例說明

2020年黑山鐵礦地采作業區對585m水平5-10號、12-15號、20-27

說明：上圖中，黑色線代表單排平面內中深孔分布，紅色加粗線表示中深孔上礦石分布，紅色框為單排中深孔爆破后估算爆破礦量。

通過此項技術的實施，可以提供現場出礦依據，如下圖2所示。

通過上圖可以直觀的看到，在靠近巷道位置沒有礦石分布，但是在巷道頂端位置分別有較大礦體。如果按照以往出礦經驗，在進路爆破后，出至30%松散系數后還未見礦，將會組織下一排爆破，如果這樣則會損失這部分礦石的回采量。

而且，此項目實施還有助于區分單排中深孔內礦石為單層或多層礦石分布，如下圖3所示。

上面中深孔排礦體不連續，分為2個部分，一部分靠近巷道位置，另一部分在巷道頂端。現場遇到此類情況，前期回采完巷道位置礦石后，遇到巖石或品位較低時則組織下一排爆破，如果這樣就會損失頂端的礦石。

通過上述實例可以證明地質“三次圈定”可以估算出單排中深孔爆破后可出礦量，并且為生產出礦提供幫助。

3結論

井下備采礦量的計算主要是依據生產勘探的地質編錄資料，繪制出礦體分層平面圖，再依據分段高度、排距、設計參數繪制小剖面，通過地質“三次圈定”技術，利用記錄鑿巖過程中返回礦漿的巖粉性質精確地質資料，這樣計算出的備采礦量將更為準確，加強礦山生產過程中地質先行、探采結合的指導意義。并且提高回采過程中的礦石回收，有效降低貧化率。

參考文獻：

[1]田水泉.中關鐵礦基建探礦技術[J].河北冶金，2019（4）：32-35.OI：10. 13630/j.cnki.13-1172.2019.0408.

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[3]惠安社，李明樓，路增祥，等.我國無底柱分段崩落法結構參數優化研究進展與方向[J].金屬礦山，2020，（3）：1-11.

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[5]羅愛國.降低金屬礦山礦石損失和貧化提高回采率的探討[J].低碳世界，2015（33）：101-102.

[6]徐小磊，李君閣.中深孔剖面法在開采礦塊“二次圈定”估算中的應用[J].中國礦山工程，2016，45（4）：57-60.DOI：10.3969/j.issn.1672-609X. 2016.04.014.

作者簡介：

孫艷明，出生于1985年4月，男，助理工程師，2010年7月畢業于東北石油大學資源環境與城鄉規劃管理專業，現任黑山鐵礦地采作業區采礦技術員