矿体二次圈定在西藏玉龙铜矿的应用

2021-05-27刘申态陈学成

矿产与地质 2021年2期

廖勋，刘申态，周菲，陈学成，刘评

(西藏玉龙铜业股份有限公司，西藏昌都 854000)

0 引言

青藏高原地区铜矿床主要分布在玉龙铜矿成矿带、冈底斯铜矿成矿带及班公湖—怒江铜矿成矿带等3条铜矿带内，形成时代集中于喜马拉雅期和燕山期[1]。在玉龙斑岩铜矿带中发育着1个超大型，2个大型和2个中型斑岩铜矿床及20多个矿化点[2]，玉龙铜矿床就是该条成矿带中的典型代表。矿区属于青南藏东川西高原区，海拔高程4100～5245 m，高山峡谷，地形切割较强烈[3]。其已探明的铜金属量为658万吨，平均品位为0. 64%；钼金属量为41万吨，平均品位为0. 042%；铁金属量为1 270万吨，品位为41%，为超大型铜矿床[4]。

生产企业最关注的就是安全和效益，少采废石，就能大量节约开采、运输和选冶成本，围岩稳定，安全就有保障，多采出矿石，自然提高经济效益，要实现这两个目标，在开采过程中最有效的方法就是严格做好矿体二次圈定工作[5]。玉龙铜矿近三年通过开展矿体二次圈定工作，提高了资源准确程度，为精准配矿工作提供了可靠的地质依据，日配矿波动明显减小，经济效益稳步提升。

1 矿山概况

玉龙铜矿是目前中国少见的储量大、品位较高的斑岩、矽卡岩复合型铜矿，由Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ3个矿体组成[6]。Ⅰ号矿体为矿区的主要矿体，包括斑岩型铜钼矿和角岩型铜钼矿，铜金属量占总金属量79.5%，呈筒状，平面长轴约1.6 km，短轴约0.9 km；Ⅱ、Ⅴ矿体主要赋存于波里拉组与甲丕拉组的接触带之上的碳酸盐岩层中的层间破碎带中，呈环状包围Ⅰ矿体，似层状产出，主要由氧化铜矿层、铜铁矿层、铜硫矿层、铁矿层、矽卡岩型铜矿层、大理岩型铜矿层组成，倾角平缓，多在30°以内，东侧为Ⅱ矿体，西侧为Ⅴ矿体[7]。

玉龙铜矿目前开采的矿石位于矿体顶部，Ⅰ号矿体围岩多为土黄色黏土或第四系；Ⅱ、Ⅴ号矿体为次生富集形成，形态复杂，氧化矿多为土黄色或红褐色，上盘为灰白色大理岩，下盘为黑色铜硫矿，层位明显。穿爆设计中按照孔距4.5～5 m、排距3.3～4.2 m施工，后期孔网参数暂定为8 m×7 m[8]。

2 矿体二次圈定的含义

矿体的圈定根据勘探、生产探矿、采剥工程的逐项实施可以进行多次修正。针对生产矿山而言，生产探矿结束后提交的地质资料可以认为是第一次圈定[9-10]，该材料可以作为一个矿山年度采剥计划编制的重要依据；而月度、日计划的编制依据更多地需要参考二次圈定的结果，矿体二次圈定是地质和采矿工作的纽带[11]，能为矿体的开采提供更准确的数据，减少损失、控制贫化，是矿山地质工作中的特有阶段[12]。

目前成熟矿山多采用潜孔、牙轮在穿孔实施后得到岩、矿粉，进行取样、化验，对矿体进行再次圈定，得到该爆堆准确的矿石量、品位、空间形态等，为实施精准配矿提供准确的地质依据。与此同时，矿体二次圈定也能为整个矿床的研究、勘探阶段未查清的隐伏矿体的寻找和矿区外围的勘探工作提供更有效的信息[13]。

3 矿体二次圈定流程

采用“中深孔探矿”工作方法，在回采阶段通过钻机打眼、岩粉取样对矿体进行“二次圈定”，修改部分推断的地质界线，提高地质资料的可靠程度[14]。具体流程见图1。

图1 玉龙铜矿矿体二次圈定流程图Fig.1 Flow chart of secondary delineation of orebody in Yulong Copper Mine

1)边界确定。地质人员根据生产探矿成果、矿岩组分、围岩、构造情况现场对穿孔区域进行初步判断，再利用尼通XL3t 500手持荧光分析仪分析快速，成本低[15]的特点，现场对矿岩进行最终判定，若未发现矿物成分按照岩石处理；若发现有矿石矿物成分，按照矿石相关要求进行穿孔设计。

2)现场取样。施工单位按照审批后的《玉龙铜矿露天台阶中深孔穿孔设计说明书》进行现场穿孔，施工过程中操作人员若发现矿粉颜色与设计有变化，立即告知地质技术管理人员，技术人员根据矿粉颜色、矿石类型、品位高低，现场对穿孔深度进行修正，确保做到分穿作业，同时做好现场钻孔编录。目前Ⅰ号矿体斑岩矿、角岩矿化均匀，矿体厚度大，且均在矿体内部，笔者将一个孔的矿粉现场缩分成一个样，取样工具自制，取样方式为“掏心取样”(图2)；Ⅱ、Ⅴ号矿体在矿岩界限或者不同类型矿石之间连续取样，根据矿石类型不同化验Cu、Mo、S、Fe、氧化率。

图2 自制取样工具及掏心取样Fig.2 Self-made sampling tool and core sampling

3)样品送检。取样完成后，地质人员对取样数量及重量进行现场复核，无误后通知测量人员采用RTK对孔位进行实测，地质人员现场填写样品编号及送样单，当天送往化验室，并做好后期分析结果跟踪。

4)矿体二次圈定。化验室反馈分析结果后，立即进行矿体的二次圈定工作。利用三维软件Dimine的数据表格功能建立孔口、测斜、样品dmt文件，生成爆堆钻孔数据库dmg文件，根据氧化铜矿3个含量级(0.5%～0.7%、7%～1.5%、≥1.5%)、斑岩矿2个含量级(0.2%～0.3%、≥0.3%)进行不同品级矿体的再次圈定，按照氧化矿2 m、斑岩矿8 m进行夹石剔除；最后形成矿体的dmf块段模型，与之前的dmg文件一一对应，形成矿体模型，采用以距离幂为基础的块段模型进行估算储量[16]。

5)爆破设计编制及审核。采矿人员根据最新三维模型界限及矿石块度的不同要求进行爆破设计及审核，审核通过后进行爆堆现场钻孔的加密、堵塞、装药、连线、起爆、检查等工作，确保爆破效果。

6)现场管理。地质人员以Dimine软件[17]圈定的各个爆堆矿体(矿石量、品位、夹石、品级界限)为依据，编制日配矿计划。测量人员利用RTK协助地质人员完成各个爆堆品级界限的现场标识，合理利用彩条布、彩旗、标识牌等，不定期对乙方现场放线及放线记录进行检查，放线结果与指令不能出现偏离[18]，施工单位严格按照标识界限选择合理型号设备进行铲装。定期对采运一线作业人员进行矿岩辨识能力培训，防止废石当矿采或废石按矿石出[19]。

4 矿体二次圈定成果

2017年下半年开展该项工作，2018年完成矿体爆堆二次圈定144个，取样7150件；2019年完成矿体爆堆二次圈定129个，取样7915件。通过该项工作的实施，准确掌握了各个爆堆矿体的空间形态、矿石量和品位信息，为采剥计划、日配矿计划的实施提供准确的地质依据，配矿管理能力得到明显提高，同时损失贫化指标也得到一定改善。表1为Ⅰ、Ⅱ号矿体部分典型爆堆二次圈定前后对比结果。

表1 玉龙铜矿采区爆堆矿体二次圈定前后矿石量、品位对比Table 1 Comparison of ore quantity and grade before and after secondary delineation ofexplosive orebody in the mining area of Yulong Copper Mine

1)由表1可见，Ⅰ号矿体矿石性质简单，经过二次圈定后，9个爆堆矿石量增加了10 703.9 t、品位降低0.05%、金属量减少66.2t，3个数据相对误差范围均小于6%，说明矿体空间形态变化不大；Ⅱ号矿体经过二次圈定后，7个爆堆矿石量减少24 582.8 t、品位降低0.42%、金属量减少1122.9 t，矿石量、品位、金属量变化均超过15%，说明矿体空间形态发生巨大变化。

2)由于开展了爆堆矿体的二次圈定工作，推测矿岩界限在生产探矿的基础上得到修正、结果更为准确(图3)，矿区的损失贫化率得到优化，见表2。

损失率指标从2017年的3.24%降低到2019年的2.93%，贫化率指标从2017年的4.59%降低到2019年的3.09%。按照每年250万吨的原矿处理量，多回收铜金属量100 t、少采装废石3.25万吨，按照选厂回收率、采选成本计算，多增加经济效益870万元。

图3 4600m平台某爆堆矿体二次圈定对比图Fig.3 Comparison of secondary delineation ofan explosive orebody on 4600 m platform

由图3所示，Ⅱ号矿体氧化矿4600 m平台某爆堆利用潜孔钻机+Dimine软件完成爆堆矿体二次圈定后，北、西、南侧矿体界限变化较大，同时矿体内部出现夹石，根据化验结果对矿石进行了品位分级，划定了界限，为下一步精准配矿提供了准确矿体资料。

表2 玉龙铜矿2017—2019年损失贫化指标Table 2 Loss and dilution index ofYulong Copper Mine from 2017 to 2019

3)由于开展了矿体二次圈定工作，精准配矿水平逐步提高，品位波动范围明显降低，保证了矿石的稳定供应(图4)。

由图4可见，2017年配矿品位波动最大，极端时候达到60%；2018年经过矿体的二次圈定后，各个爆堆的地质信息准确度明显提高，配矿效果进步明显，大部分控制在20%幅度范围内；2019年对现场测量设备进行更新，由RTK测量平台顶底线结合Dimine软件绘制现状图改为利用XR3-CT三维激光扫描仪结合Maptek软件进行现状图的编制[20]，精度提高明显；同时加强了现场岩矿粉取样监管力度，配矿波动进一步减小，基本控制在10%范围，选厂回收率从78%提高至85%，效益增加显著。