中深孔探矿在有色金属矿山的应用

2022-12-17龙明睿

世界有色金属 2022年18期

龙明睿

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局六总队，贵州凯里 556000）

在有色金属矿山勘探当中，科学地应用中深孔探矿技术，获取更加全面和准确的矿山结构信息，为矿山开采项目运行提供信息参考，对于矿山开采企业发展有重要意义。更重要的是中深孔探矿技术应用的先进性和创新性，通过中深孔探矿技术应用矿体构造的研究水平大幅度提升。文章结合云南昭通铅锌矿的实际应用，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 有色金属矿山的结构特点及开采方法

有色金属矿山所处的地理位置一般都比较特殊，并且有色金属矿山的矿物质比较丰富，使得有色金属矿山的开采力度增加，实现了矿产开采的经济效益提升。因而在对有色金属矿山进行开采之前，需要对其结构特点进行全面且深入地了解，从而对应选择适宜的开采方法。

有色金属矿山开采的经济效益水平较高，对于有色金属矿山结构情况的掌握是开采工程顺畅与安全推进的前提。综合以往对有色金属矿山开采的经验来看，通常有色金属矿山分布区域都有火山岩结构，矿产资源的钙含量都比较高，为了提升矿产开采的质量和效率，保证矿石的回收率，根据矿体结构、构造特点来为开采方法选择提供依据。同时通过对有色金属矿山矿体结构的掌握，能够在开采期间对矿山安全生产进行有效的保护，避免在开采的过程中由于方法不当，造成安全生产事故，甚至造成资源的永久损失。

针对有色金属矿山的开采，比较常用的开采方法是空场法，实际应用空场法时需要更加全面具体的对矿体结构情况进行掌握，因而在开采之前会投入大量的人力与物力。由于有色金属矿山结构明显的特殊性，需要应用相应的矿产开采设备，现代机械设备的技术水平较高，很多都可以实现远程操控，能够独立运行。另外在进行凿岩的过程中，应用专业的凿岩设备开展作业，通过设备独立运行性能的优化，能够对岩石结构进行保护，降低岩石结构被破坏的概率，从而促进矿山生产活动的顺利实施。

2 中深孔探矿技术应用理论

金属矿山生产作业中，首要步骤是依照地质勘探相关资料对探矿巷道进行布置，探究矿山巷道内部的重点地质特征如矿体厚度、倾斜角度、矿体走向等等，再采取采切巷道的布置，并选择科学合理的采矿方式。采矿作业持续进行，部分小型矿体的回采作业是不符合巷道布设标准的，盲目对矿山进行开采直接导致矿体贫瘠。所以，矿企要不断细化探矿工作，了解矿体实际厚度、延伸情况、整体走向之后，方可降低矿体贫损概率。

2.1 中深孔探矿技术具体应用

在有色金属矿山项目当中，应用中深孔探矿技术对矿体结构进行勘探，能够收集更加全面的矿山地质结构信息，为矿山开采提供有价值的矿体结构数据，从而帮助矿山开采项目方案设计，规划人员优化开采手段，提升有色金属矿山开采的质量和效率，为矿山开采项目运行水平强化及效益增收奠定基础。在应用中深孔探矿技术时需要保证各项技术操作的规范性，在实际对有色金属矿山进行勘探时，需要对勘探技术手段选择的适宜性和应用的适时性进行合理掌控。

首先，在有色金属矿山第一次开采作业结束之后，需要应用技术手段对矿体结构进行勘探，进行综合分析，掌握矿山的实际状态，为第二次矿山开采活动规划奠定基础。开展中深孔探矿技术时需要先对初级地勘资料进行掌握，然后合理的施工探矿巷道，通过探矿巷道对矿体的倾角、厚度与方位走向等情况信息进行获取，为矿体开采方法的决策提供依据。目前中深孔探矿技术的先进性在不断提升，应用该技术还能够对矿体结构上下延伸的情况、平均地质水平进行详细的了解。

其次，在应用中深孔探矿技术施工的过程中，由于矿山环境比较复杂，因而需要对施工顺序进行严格规范的控制。并且在实际开采施工当中，难以避免的会出现各种各样的问题，应用技术手段对开采过程中可能出现的问题进行有效的分析，有针对性地制定解决措施，从而帮助开采施工人员对发现的问题准确掌握，在实践施工过程中进行有效的规避或处理，提升矿山开采的质效水平。同时在矿山开采当中安排专业的施工管理人员对开采过程进行监督与调节、管控，从而降低矿山开采期间问题出现的概率，能够第一时间进行解决，为矿产开采的质量提供保证，促进中深孔探矿技术施工达到相对理想的状态，符合矿山勘探的各项规范标准。重视管理人员的安排及管理工作落实，这对于中深孔探矿技术作业信息获取的全面性提升有直接的影响，能够有效督促施工技术人员工作能效水平的提升，从而促进开采技术应用优化。

最后，在应用中深孔探矿技术进行矿山勘探与开采期间，要对获取的信息准确性进行验证，进一步强化技术勘探质量。在矿山勘探与开采的过程中进行有效信息检验，能够实现在特定的时候进行信息交接，从而让矿山的勘察与开采施工操作连续进行，不出现中断现象。在实际矿山勘探之前，要对之前的矿山勘测记录信息进行查阅，并对其记录信息内容进行综合分析，对记录当中的信息准确性进行辨别，在保证原有记录没有问题的前提下，对矿产进行有效的勘察、开采作业。通常矿山开采都是采用爆破法，爆破时对炮孔设置位置的合理性保证非常重要，避免爆破操作对矿山造成不良性的伤害。

2.2 中深孔探矿圈定的作用

针对有色金属矿山应用中深孔探矿技术，需要进行两次圈定操作，也就是矿山开采项目的第三次圈定和第四次圈定。其中第三次圈定比较关键，其运行的作用为：

（1）炮孔的设置是在第三次圈定完成之后进行，因而第三次圈定对于炮孔设置的合理性和优质性有直接的影响，并且对矿体上延尖灭点和下垂尖灭点以及矿体的分支、转折部位有降低设计贫化损失的作用。

（2）通过第三次圈定的有效操作，矿山结构的上下盘的边界区域能够得到更好的控制，在凿岩分段期间出现的膨胀与摆动状态能够保持在可控的范围内。

（3）对矿体中夹石的进一步追索及矿体上下盘的小矿体的找探有控制作用。

（4）在第三次圈定的过程中，能够对矿体边界的外形、矿化的连续性情况、矿体厚度等具有复杂特定的结构特征进行深入的研究分析，从而更好的实现矿体及矿床的勘探类型分化，为有色金属矿山结构信息掌握深度的提升奠定基础。

而第四次圈定操作的主要目的是在矿体爆破之前对矿体结构进行编录，通过获取的炮孔矿岩岩粉的数据信息，来对爆破设计图纸进一步斟酌考量，进行优化调整，从而促进爆破设计装药优质性提升。

3 中深孔探矿案例分析

此次研究矿床为云南昭通铅锌矿，记录研究矿山的相关钻探资料较少，如坑深、矿体延伸高度等，缺少这些资料直接影响采矿设计方案制定。为此，在进行探矿前要先确定矿体的上下延伸高度，可使用中深孔凿岩台车，得到准确的中深孔参数，经过研究发现采用此方法得到的相关参数较精确。

3.1 云南昭通铅锌矿现有探矿方式存在的问题

云南昭通铅锌矿常用的采矿方式三维水平探矿，选用设备为全液压坑道钻机。矿物硬度系数为7～8，采用此种探矿方式得到的岩芯取样率不高，大致为40%左右，降低了矿产资源开采的指导性，铅锌矿的多种特征无法进行准确辨别。依照铅锌矿的品位变化系数、矿石品位、矿体厚度及矿物厚度，算出探矿矿体中矿石重量，从而计算出矿物样品误差值，推算矿体倾角，绘制出铅锌矿地质剖面图。受岩芯取样率不稳定情况的影响作用，云南昭通铅锌矿探矿指导工作落实不到位，特别是发掘矿体上下延伸高度方面，相关数据还要进行反复核实。进行回采作业时，损失率近30%左右，所以，铅锌矿坑探完毕后，增设中深孔探矿，能够更进一步了解矿体特征。

3.2 中深孔探矿工作

从中深孔探矿作业中得出的相关数据可断定，可在不固定距离设置垂直上向碳矿中深孔，利于收集岩芯，观察岩芯变化情况，要求地质勘查工作人员进行全程取样。

详细了解中深孔岩芯变化相关数据后，可划定矿体赋存范围，根据地质剖面矿石厚度情况，布设中深孔，探矿作业时随时关注岩芯变化，得出矿体边界参数，更利于准确圈定矿体，经过三次圈定后得出有效范围。估算研究区域的矿产资源储量大概增加了20%。

如果按照之前的二次圈定矿体做采切设计（见图1），使用盘区机械化下向膏体充填采矿法，且前排爆破后必须为下排创造足够自由面，以此得到的计算贫损为15%左右。而计算贫损是在部分矿体未知的情况下得到的，图2中的阴影部分计算在内。

图1 二次圈定后的中深孔设计

图2 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3）。

图3 三次圈定后的中深孔设计

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%，可见三次圈定很重要。

3.3 上向凿岩扇形中深孔探矿技术应用验证和作用总结

3.3.1 上向凿岩扇形中深孔探矿技术应用验证

在有色金属矿山当中应用上向凿岩中深孔探矿技术，经过实践验证能够实现科学、全面地探矿，获得的探矿信息具有真实性和可靠性。在中深孔探矿技术实施的后半阶段，可以在工程重叠的区域，利用岩心钻来验证中深孔探矿矿体信息，还可以通过对爆堆区揭露排位断面来对探矿技术获取的原始记录内容进行对照验证，另外切井坑道工程也可以证明上向凿岩扇形中深孔探矿技术应用的可行性。

3.3.2 中深孔探矿技术应用优势作用总结

中深孔探矿技术在有色金属矿山当中的应用非常广泛，面对极具复杂性的矿体结构，应用中深孔探矿技术能够保证探矿数据信息的可靠性，技术应用手段会根据矿山的特点进行合理规划，在进行矿山勘探的过程中，管控水平比较高，能够将密度控制到115m左右的水平，不会受到探矿网度的局限影响，并利用采场凿岩分段就能够实现综合探矿，有效节约了探矿的成本。还能够对矿体的上延、下垂、分支复合、尖灭再现以及矿体连续性和上下盘边界、夹石规模等在凿岩分段间的变化得到准确地控制。