中深孔探矿在有色金属矿山的应用

王 洁，曹 斌，周述峰

(1.大冶有色设计研究院有限公司， 湖北 黄石市 435000； 2.大冶有色责任有限公司丰山铜矿， 湖北 黄石市 435000； 3.东北大学 资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳 110006)

中深孔探矿在有色金属矿山的应用

王 洁1，曹 斌2，周述峰3

(1.大冶有色设计研究院有限公司， 湖北 黄石市 435000； 2.大冶有色责任有限公司丰山铜矿， 湖北 黄石市 435000； 3.东北大学 资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳 110006)

矿体特征对采矿方法的选择有决定性作用，特别对有色金属矿山而言，更是意义重大。在丰山铜矿的实际生产中，一般根据一二次矿体圈定矿体设计采矿方案，常因界线不准导致单个矿体的贫损率远超平均水平。因此，合理布置探矿工程，详细揭露矿体的所有特征是采矿前值得大量投入的工作，中深孔探矿在现场实际验证后，有良好的经济效益，值得有色金属矿山特别是在盲小矿体的回采中广泛推广应用。

采矿工程；中深孔探矿；矿体揭露；贫损指标

中国铜是一种短缺矿产资源，自给率仅为65%，供求矛盾突出。我国铜矿资源因存在贫矿多、富矿少、品位低的特点，要想更好的减少资源浪费必须严格控制贫损指标。结合丰山铜矿的实际应用，证明中深孔探矿技术在实际生产中切实达到了改善贫损指标，实现较好的经济效益的效果。

1 中深孔探矿技术的理论依据

在金属矿山的实际生产中，首先会根据初级地勘资料布置前期探矿巷道，再根据探矿巷道揭露的矿体特征(倾角、走向、厚度等)后布置采切巷道，同时确定采矿方法。随着该矿的持续开采，尖端部零星小矿体的回采实际贫损已远超过设计要求，而矿体边界的盲目性是导致贫损指标超高的重要因素。因此，我们必须通过完善探矿工作，更好的将矿体的实际走向、厚度、上下延伸高度以及平均地质品位进行描述，才可以更好的解决这一问题。

以丰山铜矿为例，矿山的坑探、水平钻探矿资料并不能完全实现上述特性(特别是上下延伸高度)，这会直接引发矿山开采设计中顺序的选择问题。而利用中深孔凿岩台车来揭露矿体上下延伸高度，可以优化中深孔参数、降低贫损，经实际应用后，改善效果明显。

2 中深孔探矿

2.1 丰山铜矿现有探矿方式存在的问题

丰山铜矿现有主要生产探矿方式为水平钻探矿，机型为KY-300型全液压坑道钻机。矿山岩石硬度系数f仅为7～8，导致岩芯取样率较低，约45%左右，对生产的指导性大大降低。仅仅起到指向作用，并不能精确揭露矿体各种特征。

以某矿体为例，根据现场岩芯取样计算平均品位、矿体厚度(Vm)、品位(Vc)变化系数及地质剖面岩石厚度 。根据计算结果确定钻孔矿体厚度及矿石体重。结合样品误差的计算和处理，真、视倾角换算以及勘探间距绘制地质剖面见图1。

图1 钻探地质剖面

然而，受岩芯取样率低影响，实际矿体剖面图见图2，对比图1、图2，说明水平钻探矿的指导程度比较低。尤其是在上下延伸高度的揭露上，可信度低。如果根据图1做回采设计，回采贫损将达到30%以上。因此，在水平钻和坑探完成后，需增加中深孔探矿，以更加精确的掌握矿体特征。

图2 实际矿体剖面

2.2中深孔探矿工作

根据水平钻和坑探揭露的结果，不定距离布置垂直上向探矿中深孔(见图3)，并做好岩芯收集工作，及时记录岩芯变化点。全过程地质工均跟班取样。

图3 中深孔探矿设计

在精确掌握中深孔岩芯变化点的基础之上，利用厚底计算公式再次圈定矿体。结合地质剖面岩石厚度计算公式，在矿体上下盘布置中深孔，记录其凿岩过程中的岩芯变化过程，依次确定矿体边界，进一步圈定矿体，即进行第三次圈定(见图4)。此时，矿体揭露的储量约增加了20%左右。

图4 三次圈定后矿体剖面

如果按照之前的二次圈定矿体做采切设计(见图5)，使用无底柱崩落法回采，且前排爆破后必须为下排创造足够自由面，依次得到的计算贫损为15%左右。而计算贫损是在部分矿体未知的情况下得到的，图6中的阴影部分计算在内。

图5 二次圈定后的中深孔设计

图6 两次圈定后矿体对比图

依据第三次圈定后的矿体中深孔设计推翻了之前的设计，采矿布局也发生了较大的变化(见图7)。

图7 三次圈定后的中深孔设计

对比图5、图7，三次圈定后中深孔设计完全不同，采矿贫损也存在较大差异。原有的设计贫损15%左右，而在三次圈定后的中深孔爆破实际贫损为10%左右，再加上现场利用遥控铲运机清理最终采矿区的残矿，可使贫损小于5%，由此可见三次圈定的意义重大。

3 结 论

通过合理利用中深孔布置来进行中深孔探矿，在整个采切过程布置前三次圈定矿体，能够有效地改善贫损指标。利用作业时的岩芯直接取样进行分析，其准确性也将大为提高，有利于矿体特征的描述和合理采矿。同时，中深孔施工过程还能为下一个自由面提供四次圈定，进一步优化中深孔参数。随着该项技术在丰山铜矿的应用，不仅有效解决了零星矿体回采贫损严重的问题，提高了经济效益；还为今后的生产提供了更广阔的思路和发展空间。

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2017-05-25)

王 洁(1984-)，女，山东淄博人，工程师，硕士，从事矿山开采设计工作，Email：Sanjing168@163.com。