坑内钻在明山金矿资源验证工作中的应用

肖 红 唐一昂

（中国黄金集团地质有限公司）

坑内钻探作为一种节约、高效的工作手段，在矿山的生产探矿、基建、生产等环节得到有广泛应用，包括但不限于矿山的生产勘探，提升资源储量级别［1］，钻进排水孔、吊罐孔［2］，代替部分穿脉探矿，以及加密矿体并建立矿块模型［3］。广西明山金矿是一座大型的卡林型金矿，为了验证矿区矿体连接的合理性，为矿山基建提供有力支撑，矿区开展了加密、验证工作，其中一项主要的工作是利用坑内钻加密、验证典型矿块。在本次工作中，本研究团队充分体会到坑内钻在加密、验证工作中的便捷与高效，同时也发现了该方法存在的一些问题，故对其进行总结，为相关研究者提供借鉴。

1 矿区地质概况

矿区位于广西凌云县罗楼镇名山村与凤山县江洲乡那林村交界处。区内出露的地层主要有中二叠统茅口组（P2m），岩性为浅灰—灰色微晶厚层灰岩；中三叠统百逢组（T2b），岩性主要为细砂岩、粉砂岩、泥岩等，矿体均位于中三叠统百逢组（T2b）中。矿区位于明山—牛峒梁—相圩向斜的北东翼，地层总体倾向SW，矿区主要发育NWW向、NE向和近SN向3组断裂，其中以F2、F6、F8等断裂为主的NWW向断裂为控矿断裂，断层带内岩石破碎，岩性多为断层泥、断层角砾岩等，构造破碎带在28#线以西较窄，在28#～40#线逐渐变宽，且破碎程度加剧。在矿区东部有燕山期侵入的石英斑岩，与金成矿关系不大［4］。矿区围岩蚀变有硅化、毒砂化、黄铁矿化、雄（雌）黄矿化、碳酸盐化、绢云母化，其中硅化、黄铁矿化和雄（雌）黄矿化与金成矿的关系较为密切。

矿区共圈定了32条金矿体，其中2#金矿体为主矿体，金资源量占全区资源总量的93.51%。该矿体分布在矿区35#～64#线，在地表断续出露，长约1 900 m，深部控制矿体长2 300 m，矿体斜深82～730 m。地表见矿最高标高890 m，钻孔见矿最低标高332 m。矿体主要赋存在F2断层构造破碎带及其顶底板的硅化、黄（褐）铁矿化砂岩或泥岩中。矿体呈似层状、透镜状产出，局部出现天窗。矿体产状总体与F2断裂产状一致。

2 坑内钻验证情况

2.1 矿床勘查类型及工程间距

以往勘查成果显示，矿体走向2 300 m，斜深730 m，矿体形态呈似层状或大透镜状，连续性较好，矿体形态简单；矿体基本无断层错动或岩脉穿插；矿体真厚度为0.84～18.10 m，平均3.86 m，厚度变异系数为98.12%，属厚度较稳定型；单工程平均品位为0.84～6.56 g/t，平均品位3.15 g/t，品位变化系数为66.04%，有用组分变化程度属均匀型。故本研究将矿区2#主矿体的勘查类型确定为I类型［5］，基本勘查工程间距取下限值，以100 m×80 m（走向×倾向）基本工程间距探求控制资源量，基本工程间距放大1倍探求推断资源量，基本工程间距缩小1/2探求探明资源量。

2.2 验证方式

2.2.1 验证思路

目前，矿区具备施工条件的坑道是620 m中段，本次坑内钻加密验证工作全部在该中段开展。28#线以西至16#线已形成50 m×40m（走向×段高）间距的穿脉工程，为进一步验证矿体的连续性，选择部分典型矿块，利用坑内钻按照25 m×8m（走向×段高）间距进行加密，坑内钻加密分布情况见图1。矿区28#线以东未形成系统的穿脉工程，部分穿脉工程缺少化验数据或未穿过预见的矿体，故按照50 m走向间距布设水平钻进行加密。

2.2.2 验证设备

各矿山在施工坑内钻时，因巷道的规模不同，采用的设备也不尽相同。例如贵州烂泥沟金矿，因其坑道断面规格为5 m×5 m，且具备施工钻机硐室的条件，施工钻孔多为下斜孔或上斜倾角小于30°的钻孔，深度为200～300 m，其采用的设备便与地表钻相同。在多数矿山，因坑道断面规格有限，则多采用易搬迁，对钻机硐室要求不高，能够360°施工的设备，主要采用设备有KY150、KY200、KY300等钻机［5-9］。

考虑到坑道位于矿体下盘，钻孔只能从矿体下盘往上施工，且矿区现有坑道断面不大，又不具备爆破施工新钻机硐室的条件，故只能选择能够水平或上向施工，占地面积不大的钻机，最终确认钻机设备型号为KY400。该设备具有占地小，搬家方便，效率高，采取率尚可等优势，3 m×3 m（钻机高×立轴宽）的空间便能满足该施工要求。

2.2.3 施工过程管理

为保障工程的施工质量，施工过程中，地质人员和测量人员按照以下工作要求对坑内钻进行管理。

（1）在施工队伍开展工作前，地质人员需对其进行技术交底，告知各项技术要求。

（2）对于每一个坑内钻工程，地质人员应制作相应的钻孔预想柱状图，并告知破碎带和矿体的预计位置，提醒施工人员在相应位置注意钻进速度，保障采取率。

（3）地质、测量以及机台人员同时到施工现场，基于已有穿脉，利用皮尺量取相对长度，确认坑内钻开孔位置。如开孔位置坑道规模过小，可酌情对开孔位置进行移动，移动范围一般在偏移勘查线5 m范围以内。如在可移动范围内没有可施工的场地，则采用冲击钻加凿或扩宽巷道。

（4）确认开孔位置后，利用红色喷漆进行标注，并利用罗盘和细线，确认钻机施工方位，在开孔位置对侧坑道壁上进行标注。在利用罗盘确认钻机施工方位时，应注意排除坑道中的铁器（矿车、轨道等）影响。

（5）机台人员按照上述的要求摆放好钻机后，地质人员至现场进行开孔确认工作，确认无误后即可开孔。

（6）地质人员需及时跟踪坑内钻施工进度，及时检查班报记录情况，并开展岩心编录，在钻孔达到设计深度后应及时判断是否达到设计目的，并下达钻孔终孔通知或孔深变更通知，加深的钻孔在达到设计目的后方可终孔。

（7）钻机搬离后，测量人员利用全站仪对孔口坐标进行复测，保障钻探数据的可靠性。

2.3 工程质量及其影响因素

本次共施工坑内钻18个，钻孔均为水平孔或上斜孔，孔深最小26.90 m，最大77.50 m，由于孔深较小，且均为水平孔或上斜钻孔，故主要依据工程岩（矿）心采取率评价工程质量。根据相关统计：28#线以西施工的15个钻孔岩心采取率均大于90%，矿心采取率均大于85%，质量良好；28#线以东的钻孔岩（矿）心采取率小于80%，达不到规范要求。通过对钻孔施工参数进行系统整理，本研究认为影响本次坑内钻工程质量的因素主要为：

（1）钻遇岩层破碎程度。28#线以西构造破碎带普遍较窄，且带内的岩性为断层泥、构造碎裂岩和构造角砾岩，带内岩石破碎程度相对较弱；28#线以东构造破碎带普遍较宽，带内岩石岩性主要为断层泥，岩石破碎程度较强。这是导致28#线以东的钻孔岩（矿）心采取率普遍偏低的主要原因。而钻遇岩性破碎时，也迫使钻探操作人员在取心时采用“少打多提”的方式，大大降低了钻进效率。此外，钻遇岩性可能会导致钻孔偏斜，进而影响资料的真实性［10］。

（2）施工的角度。从宏观上看，28#线以西的钻孔施工角度为0°～83°，采取率普遍较高，而28#线以东的钻孔施工倾角均不大于30°，采取率相对较低，表现出施工角度小对采取率有一定影响的特点。经系统统计分析28#线西侧钻孔采取率与施工倾角的关系，发现在该区域施工的倾角为0°～30°的钻孔岩心采取率为90.43%～93.40%，当倾角调整至30°～60°时，采取率为91.00%～95.05%，倾角调整至60°～90°时，采取率为90.79%～95.50%。可见，当倾角小于30°时，钻孔岩（矿）心采取率受到的影响较大，当倾角大于30°后，工程倾角对采取率的影响不再明显。

2.4 验证效果

2.4.1 28#线以西区域验证效果

28#线以西用于验证典型矿块的坑内钻工程质量符合相关规范要求，达到设计目的，其验证效果如图2所示。

对各剖面验证情况进行如下分析：

（1）剖面1。坑内钻加密前，矿体受2层坑探工程CM06和CM12控制，矿体厚度总体稳定；坑内钻加密后，矿体形态变化不大，局部矿体厚度增加。坑内钻加密前，剖面加权平均金品位为3.65 g/t，加密后降低至2.68 g/t。加密前后矿体形态基本不变，品位有明显降低。

（2）剖面2。坑内钻加密前，矿体受2层坑探工程CM05和CM09控制，矿体在CM09处有收缩的趋势；坑内钻加密后，在CM09至620 m中段间，矿体厚度急剧膨胀。坑内钻加密前，剖面加权平均金品位为4.13 g/t，加密后降低至3.47 g/t。加密前后矿体形态变化较大，品位明显较低。

（3）剖面3。坑内钻加密前，矿体受3层坑探工程CM04、CM08和CM11控制，在CM08处矿体有产状变陡、厚度减薄之趋势，往深部矿体厚度变化不大；坑内钻加密后，矿体厚度在KZ10继续减薄，至CM11逐渐增厚。坑内钻加密前，剖面加权平均金品位为2.34 g/t，加密后品位为2.50 g/t。加密前后矿体形态稍有变化，品位稍有升高。

（4）剖面4。坑内钻加密前，矿体受2层坑探工程CM03和CM07控制，在CM07处矿体有厚度减薄之趋势；坑内钻加密后，矿体厚度总体稳定，在KZ06继续减薄，但在KZ07便立即恢复。坑内钻加密前，剖面加权平均金品位为2.44 g/t，加密后降低至1.91 g/t。加密前后矿体形态稍有变化，品位明显较低。

（5）剖面5。坑内钻加密前，矿体受2层坑探工程CM02和CM10控制，矿体厚度总体稳定；坑内钻加密后，矿体出现蜿蜒曲折的特征。坑内钻加密前，剖面加权平均金品位为3.12 g/t，加密后降低至2.58 g/t。加密前后矿体形态变化较大，品位明显较低。

各剖面矿体品位、形态变化统计结果见表1。由表1可知：通过坑内钻加密，矿体形态在局部有较大变化，但总体连续性较好。利用坑内钻加密，更好地控制住了矿体形态，能有效指导矿山生产工作，控制损失贫化率。矿体品位除了在剖面3中有小幅提升，其他剖面均有不同程度的下降，其原因是坑内钻揭露到的矿体厚度虽然增大，但大多数样品品位偏低，从而导致了剖面品位下降。另外，相较于刻槽样品或地表钻岩心样品，坑内钻样品的采取率总体偏低，可能导致矿心有损失，进而引起样品品位降低，这也是许多矿山在利用坑内钻开展探矿工作时不可回避的问题［11］。

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2.4.2 28#线以东区域验证效果

28#线以东的坑内钻由于岩（矿）心采取率未达到规范要求，在报告编制时无法使用。但这些钻孔均揭露了不同程度的矿化或低品位样品，对判断矿（化）体的连续性有一定的指示意义（图3）。

30#线施工了穿脉工程CM30，但仅有1件样品达到边界品位，其真厚度小于可采厚度，无法圈连矿体，坑内钻KZ18的验证结果显示，该工程揭露到3层矿化带，在原穿脉矿化样品附近，见到3个样品，金品位分别为0.25，0.87，0.29 g/t，与穿脉揭露的低品位样品位置基本一致。

原32#线无穿脉工程控制矿体，本次施工的KZ19控制了3层矿化体，矿化体位置与利用图切确定的2#矿体位置基本吻合，金品位分别为0.15，0.21，0.20 g/t。

36#线施工的KZ20工程见到了一层较厚的矿化带，矿化样品品位为0.37～1.14 g/t，与之对应的是CM34控制了一段低品位矿体，单工程平均品位为1.28 g/t。在间隔不足30 m的范围内，矿体品位从低品位变成了矿化。

综上分析，28#线以东区域的坑内钻工程基本确定了矿（化）体的空间位置，该位置与利用地表钻和穿脉工程控制的矿体位置一致。但由于工程岩（矿）心采取率未达到规范要求，这些工程无法参与矿体圈连和资源量估算。综合来看，矿体既可能是受后期构造的破坏作用，在坑内钻控制位置发生了尖灭，也可能是因为工程采取率过低导致的漏矿，两种因素均有一定影响，28#线东部仍应利用穿脉工程来控制矿体。

3 方法优点与不足

通过本次加密验证工作，利用坑内钻开展验证工作突出了以下优势：①工作效率高，在完整或较完整的地层中，坑内钻每天能钻进20 m左右，而坑探只能掘进3～4 m，利用坑内钻更能实现快速验证、评价的效果；②较坑探和地表钻探更加节约，坑内钻相较于地表钻，能够节省大量的钻探进尺，相较于坑探，单价降低1 000～2 000元，同时没有废渣产生，不会占用提升系统；③安全，施工坑内钻无需爆破，没有炮烟，大大降低了安全隐患。

但是其不足也较为明显：①在遇到大段的构造破碎带时，无法保证岩（矿）心采取率；②没有相应的测斜手段，缺少钻孔弯曲度数据。

总体而言，利用坑内钻探矿是一项优缺点明显的探矿手段，实际工作中应根据矿区具体情况，综合考虑该方法的可行性。

4 结论

（1）本研究利用KY400钻机对矿区典型矿块进行加密，加密验证工程的岩（矿）心采取率与钻遇岩性、施工倾角有关。

（2）本次验证工作在28#线以西取得了良好的效果，验证结果显示，矿体的连续性较好，但验证后的品位有所下降，可能与坑内钻采取率偏低有关。28#线以东验证效果不佳，主要是受岩石破碎，钻孔岩（矿）心采取率无法保证以及矿体品位分布不均等因素影响。

（3）坑内钻探矿具有高效、节约、安全等优势，其缺点是遇到大段破碎带时无法保证岩（矿）心采取率，钻孔弯曲度没有保障，实际工作应根据矿区实际情况确定该方法的可行性。