坑内钻探技术在冬瓜山铜矿的应用

2014-03-22黄寿元

采矿技术 2014年4期

汪斌，黄寿元

(1.铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿，安徽铜陵市 244000；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司, 安徽马鞍山市 243000)

1 以往地质工作情况

根据狮子山矿区“多层楼”的成矿特点，深部存在找矿的可能，同时其相邻矿床老鸦岭深部已经在栖霞组找到花树坡铜矿床。1989年对花树破矿段继续进行普查，以钻探为手段对已知矿体进一步控制，施工钻孔3个，投入钻探工作量2407.8 m；同时对当时正在勘探的大团山铜矿床南西边界(亦是本点的北东边界)施工的钻孔选择4个钻孔加深控制到栖霞组上部，投入钻探1059.65 m。Zk197是其中4个钻孔之一，该孔于栖霞组上部见两段富铜、富金的矿体。孔深890.23～899.98 m，厚9.57 m,，含铜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，含铜1.19%；孔深906.00～916.61m，厚10.61m，含金8.07×10-6。在该孔的基础上，2002年5月～2003年2月由桂林矿产地质研究院与铜陵有色金属(集团)公司合作，通过大地电磁频谱探测，查明该孔深部及附近有金铜矿化异常。2007年5月冬瓜山铜矿对该金、铜矿体进行了探矿设计，主要是在冬瓜山-850 m中段进风井附近开始施工巷道工程，最后利用钻孔对该矿体进行控制。自2011年7月开始钻探，截止2011年11月底，共施工了钻孔11个共1110.25 m。探矿过程中有2个钻孔见矿，AuⅠ-2#孔，见有2 m厚品位为9.57 t/g金矿，AuⅢ-1#孔，见有铜矿9.85 m厚，品位为2.455%。

2 探矿方法

由于本矿床已进行了开采，-520 m中段矿体已基本采完，矿区的地质工作程度较高，-850 m中段以上的地层、构造、岩浆岩等的特征已基本查明。随着冬瓜山铜矿地质找矿的方向逐步转移到深部隐伏矿床，找矿难度日益增加。一般地，在深部探矿中主矿体以地表钻探矿为主，坑内钻主要应用于对采矿设计的矿体边界验证，尖灭矿体的探边摸底，周边盲矿的扫盲增储及勘探单孔见矿零星小矿体的追寻升储工作[1-2]。本次工作主要是在以往地质工作成果的基础上，结合矿山生产开拓资料，对区内的地质特征和成矿规律进行深入研究，充分运用新理论、新思路和新的技术方法去指导深部勘查工作，采用以钻探为主，坑探为辅的探矿勘察手段，按照从已知到未知、由浅入深、循序渐进、总体部署、分步实施的原则开展工作。

QⅠ矿体是本矿床最大的矿体，赋存于栖霞组上部，局部肥厚地段顶界上跨至孤峰组底部，分布于24～36线之间，矿体走向长787 m，最大延深579 m，赋存标高-399～-722 m。工程见矿最大厚度29.75 m，最小1.40 m，平均8.45 m，厚度变化系数为100%，属不稳定变化类型。矿体单样品位最低为0.03%，最高15.82%，一般为0.50%～2.00%，矿体平均品位为1.63%。矿体呈似层状产出，分布较稳定，形态简单，矿体产状与受控岩层产状一致。矿体总体走向北东20°～25°，倾向110°～115°,倾角平均27°，在不同地段倾角略有变化，最大55°，最小10°，一般16°～35°。该矿体由于受青山背斜的影响，沿走向矿体均呈舒缓波状起伏，尤以各线中部最明显。矿体除局部有分支复合现象外，总体上看不是很完整。

根据铜矿地质勘查规范(DZ/T0214-2002)，勘探类型划归Ⅱ类型。根据确定的勘查类型和勘查手段，以50 m×(25～50) m间距布置钻探工程，花树坡Zk197金矿体-850 m水平的控制工程如图1所示，对金矿体进行控制，以探求资源量。

图1 花树坡Zk197金矿体-850 m水平的控制

3 主要工作内容

3.1 测量工作

工程测量主要是为钻探工程进行定位，第一批共布置钻探工程点15个，每个点须进行初测、复测、定测，这样工程测量点合计为45个。

每一孔位的测量分初测、复测和定测3步进行，可利用全站仪，采用极坐标法，在已知点上设站测定孔位坐标和高程，或采用GPS在已知点上设站，直接定孔位坐标和高程。要求孔位误差≤2 cm，高程中误差≤5 cm。测区的平面控制系统采用1954年北京坐标系，高程系统采用1956年黄海高程系。测量工作执行《工程测量规范》(GB50026-93)、《地质矿产勘查测量规范》(DZ/T0091)。

3.2 钻探工作

钻探工程都布置在坑下,分别在19～21线。根据由已知到未知，由浅入深的原则，第一批施工15个钻孔，然后根据见矿情况依次施工第二批钻孔。第一批钻孔钻探工作量合计为1700 m，见表1。

3.3 采样测试工作

采集的样品包括基本分析样、组合分析样、小体重样及岩矿鉴定样。基本分析样品在钻孔中采取，用于测定矿石中主要有用组分的含量，以圈定矿体，估算资源量，预计采样800个，样品总长1200 m，测试项目包括Au、S、Cu各项，Fe、Mo各项。组合分析样来自基本分析副样，用于确定矿石中伴生有益或有害组分，预计采样50个，测试项目为As、Fe、Ag、Mo。小体重样品从钻孔中采取，用于确定不同类型矿石体重，预计采样60个，测试项目主要为矿石体重及样品中主要有用组分含量。岩矿鉴定样品也从钻孔中采取，用于确定岩矿名称，矿物成分及其特征，预计薄片样50个，光片样30个。

表1 冬瓜山铜矿-850 m zk197金矿探矿设计钻孔参数

(1) 基本分析样品。采样时应根据不同的矿化类型分别按矿体、矿化带及夹石连续采取，采样方法为劈芯法，样长一般为1.2～1.9 m。采样时应保证质量，防止漏采、重采和混入外来物，严禁选择性采样。

(2) 组合分析样品。组合分析样品来自基本分析副样，一般按工程分矿体、矿石类型进行组合，样品长度应与矿石类型自然分层一致，可从2～10件样品中按长度比例抽取，合并组成一个组合样，质量约500 g。

(3) 小体重样。待基本分析样品采完后，按不同的矿石类型从剩下的矿芯中采集，样品应有代表性，空间分布应均匀，样品体积一般为60～120 cm3。

(4) 岩矿鉴定样品。样品规格一般不小于3 cm×6 cm×9 cm，小口径岩芯标本不小于岩芯直径的二分之一，长度不小于6 cm。结构不均匀的岩矿石或特殊要求的样品应适当加大样品体积。

3.4 矿石选(冶)性能试验与评价

本次工作范围小，工作量少，根据规范，本次工作对矿石的加工技术性能不进行试验，仅根据勘查获得的矿石类型、结构、构造等特点，与类似矿山的资料进行对比研究，对区内矿石的选(冶)性能作出初步评价。

3.5 综合整理

资料综合整理应贯穿地质工作过程的始终，各工作项目结束后应及时提交原始和综合资料，主要包括探矿工程资料、样品分析结果、物探综合图件、测量资料及资源储量估算所需的各种综合图表，应做到图件清晰、文字简练、文图相符。工作质量按《固体矿产勘查地质资料综合整理、综合研究规定》(DZ/T0079)执行。

资源储量估算应根据矿床地质特征、矿体规模和形态、勘查工程布设情况及勘查阶段等因素，合理选择估算方法及估算参数，并对所获得矿产资源储量进行分类。

地质勘查报告编写应符合《固体矿产勘查/矿山闭坑地质报告编写规范》(DZ/T0033-2002)的规定。

3.6 作业危险性分析及安全措施

坑内钻探作业环境复杂，影响安全施工的不确定因素多[3]。冬瓜山铜矿铜矿床埋藏深，含硫高、规模大，存在深井热害、地压岩爆、深井涌水等自然灾害[4-5]。如钻探作业时遇含硫、磷等自燃矿体或受火花激化下发生火灾事故、通风不良或进入密闭空间作业遇有毒有害气体致使人员中毒窒息伤害、高温高湿热害作业降低劳动效率、危害人体身心健康、未进行必要的截、探、放、排水工作导致透水事故、遇不稳定围岩及深部地压产生冒顶片帮塌陷事故、爆破器材使用管理不善或爆破作业未采取有效安全防范措施导致爆炸伤害、凿岩作业产生粉尘等。因此项目要精心设计、精心组织、周密安排，严格按照相关规范要求施工，加强安全管理，从人员安排、人员职责、人员安全教育、劳动防护、安全检查、作业现场管理等方面着手，建立安全管理保障体系，明确岗位安全职责，加强劳动防护，增大安全隐患排查治理力度，完善现场作业管理，大力开展安全教育培训，增强风险应急管理机制。