終了臺階斜交勘探線估算邊坡壓覆資源量分析

費 磊

(江西省地質(zhì)局二六三大隊,江西 南昌 343100)

0 引言

在礦山開發(fā)利用方案設(shè)計過程中,有些礦山的資源量估算界線和礦界基本重合,設(shè)計的采場邊坡坡向與礦界基本垂直,設(shè)計的采場終了邊坡壓占了資源量。沿用勘查報告估算資源量的方法(平行垂直斷面法),使用原勘查報告中與礦界斜交的勘探線計算相鄰斷面間的終了邊坡壓占資源量與使用垂直礦界的輔助剖面計算該塊段的終了邊坡壓占的資源量相比,結(jié)果差別為多少。

1 問題的由來

地質(zhì)勘查過程中,勘探線總體布設(shè)原則是垂直礦體走向,但在實際工作中,由于礦體產(chǎn)狀的變化和測量產(chǎn)狀地段的局限性,布設(shè)的勘探線不可能完全垂直礦體的走向,一般勘探線方位與礦體總體走向間夾角必須＞75° (或80°)。勘探范圍(或礦區(qū)范圍) 在勘探線布設(shè)前已經(jīng)劃定,故勘探線會與礦界呈現(xiàn)各種角度相交的情況。有些礦山的礦體會延伸到勘探范圍(或礦區(qū)范圍) 外,此時礦山的估算范圍邊界會到礦界,礦山開發(fā)利用方案設(shè)計只能沿著礦界從上往下設(shè)計邊坡平臺。

根據(jù)垂直設(shè)計終了臺階布置的輔助剖面上的地層或礦體信息在勘探工程直接控制方面相對不足(輔助剖面被設(shè)計臺階的形狀所限,經(jīng)過的位置離勘探工程的距離不確定。此時對于含有多層夾石的礦體,輔助剖面經(jīng)過勘探線處的地層信息(除地表) 為工程相連的結(jié)果,在該處按視傾角往輔助線兩端推導,會導致可信度下降)。下面使用MapGis 6.7 制圖軟件制圖及量取數(shù)據(jù),分別用勘探線剖面和垂直臺階方向的輔助剖面沿用平行垂直斷面法計算1 個壓覆礦體塊段的結(jié)果,進行對比分析。

2 終了邊坡壓占礦體簡化模型的建立與數(shù)據(jù)驗證

2.1 模型的相關(guān)參數(shù)

①號和②號勘探線平行且與礦界的夾角為60°,①號和②號勘探線之間的距離為86.6 m;設(shè)計采場邊坡的方向與礦界的方向垂直,設(shè)計臺階高度為10 m,共設(shè)計5 個平臺,每隔2 個安全平臺設(shè)1 個清掃平臺,其中+10 m、+20 m、+40 m、+50 m 高程的平臺為安全平臺寬4 m,+30 m 高程的平臺為人工清掃平臺寬6 m;臺階邊坡坡比取值為1∶0.546;A、B 剖面垂直于礦界并分別經(jīng)過C1、C2點,A、B 剖面線平行且之間的距離作圖量算為100 m。見圖1。

圖1 采場最終境界平面示意圖Fig.1 Plane sketch of the ultimate boundary of open pit

由于勘探報告使用平行垂直斷面法估算礦體資源量時在勘探線剖面上會根據(jù)礦產(chǎn)勘查規(guī)范給定一個采場最終邊坡角,為減少論證的重復工作,將模型的該角度取值為90°。為方便運算,假設(shè)設(shè)計采場邊坡下均為壓覆的礦體,不含夾石。

A 剖面與①號勘探線之間礦體壓占體積V1和B 剖面與②號勘探線之間礦體壓占體積V2簡化模型見圖2。V1模型中O1 點與礦界組成的面為鉛垂面α,平面E1F101為水平面,平面C101F1為A剖面中終了邊坡壓占的礦體斷面,平面C101E1為①號勘探線中終了邊坡壓占的礦體斷面。平面α與平面C101F1的夾角為90°,平面α 與平面C1O1E1的夾角為60°,V2模型與V1模型的參數(shù)相同。

圖2 V1、V2 簡化模型圖Fig.2 Simplified model of V1 and V2

2.2 模型的推導

由于平面C101F1和平面C202F2平行且分別與鉛垂面α 和水平面垂直,C101=C202=50 m,F101=F202=50×0.546+4×4+6=49.3 m,E1F1=E2F2=31.6 m,故V1=1/6×C101×F101×E1F1=1/6×C202×F202×E2F2=V2。設(shè)①號和②號勘探線之間礦體壓占體積為V,A 和B 剖面之間礦體壓占體積為VAB,則V=VAB-V1+V2=VAB。

2.3 數(shù)據(jù)驗證

由圖1 分別做①、②號勘探線及A/B 剖面線的剖面圖,在剖面圖上量取線壓覆面積,見圖3。估算采用梯形體公式：V1=(S1+S2) ×L/2。估算結(jié)果見表1。上述2 組剖面估算的結(jié)果基本一致,估算結(jié)果的差值率為-0.12 ‰,可能由于制圖誤差或保留的有效位數(shù)引起的誤差。

圖3 A/B 號剖面線及①/②號勘探線邊坡壓覆示意圖Fig.3 Schematic diagrams of section line A/B and exploration line ①/② of overlaid slope

表1 邊坡壓占體積估算表Tab.1 Estimation table of overlaid volume of slope

3 結(jié)語

在一定的條件下,當勘探線與礦界斜交時,使用原勘探線計算相鄰斷面間的終了邊坡壓占資源量與使用垂直礦界的輔助剖面計算該塊段的終了邊坡壓占的資源量相比,結(jié)果基本一致。可直接使用原勘探線計算相鄰斷面間的終了邊坡壓占資源量,不需在額外增加輔助剖面計算壓覆量。