坑內鉆探技術在冬瓜山銅礦的應用

汪 斌 ，黃壽元

(1.銅陵有色金屬集團股份有限公司冬瓜山銅礦， 安徽 銅陵市 244000；2.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司, 安徽 馬鞍山市 243000)

1 以往地質工作情況

根據獅子山礦區(qū)“多層樓”的成礦特點，深部存在找礦的可能，同時其相鄰礦床老鴉嶺深部已經在棲霞組找到花樹坡銅礦床。1989年對花樹破礦段繼續(xù)進行普查，以鉆探為手段對已知礦體進一步控制，施工鉆孔3個，投入鉆探工作量2407.8 m；同時對當時正在勘探的大團山銅礦床南西邊界(亦是本點的北東邊界)施工的鉆孔選擇4個鉆孔加深控制到棲霞組上部，投入鉆探1059.65 m。Zk197是其中4個鉆孔之一，該孔于棲霞組上部見兩段富銅、富金的礦體。孔深890.23～899.98 m，厚9.57 m,，含銅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，含銅1.19%；孔深906.00～916.61m，厚10.61m，含金8.07×10-6。在該孔的基礎上，2002年5月～2003年2月由桂林礦產地質研究院與銅陵有色金屬(集團)公司合作，通過大地電磁頻譜探測，查明該孔深部及附近有金銅礦化異常。2007年5月冬瓜山銅礦對該金、銅礦體進行了探礦設計，主要是在冬瓜山-850 m中段進風井附近開始施工巷道工程，最后利用鉆孔對該礦體進行控制。自2011年7月開始鉆探，截止2011年11月底，共施工了鉆孔11個共1110.25 m。探礦過程中有2個鉆孔見礦，AuⅠ-2#孔，見有2 m厚品位為9.57 t/g金礦，AuⅢ-1#孔，見有銅礦9.85 m厚，品位為2.455%。

2 探礦方法

由于本礦床已進行了開采，-520 m中段礦體已基本采完，礦區(qū)的地質工作程度較高，-850 m中段以上的地層、構造、巖漿巖等的特征已基本查明。隨著冬瓜山銅礦地質找礦的方向逐步轉移到深部隱伏礦床，找礦難度日益增加。一般地，在深部探礦中主礦體以地表鉆探礦為主，坑內鉆主要應用于對采礦設計的礦體邊界驗證，尖滅礦體的探邊摸底，周邊盲礦的掃盲增儲及勘探單孔見礦零星小礦體的追尋升儲工作[1-2]。本次工作主要是在以往地質工作成果的基礎上，結合礦山生產開拓資料，對區(qū)內的地質特征和成礦規(guī)律進行深入研究，充分運用新理論、新思路和新的技術方法去指導深部勘查工作，采用以鉆探為主，坑探為輔的探礦勘察手段，按照從已知到未知、由淺入深、循序漸進、總體部署、分步實施的原則開展工作。

QⅠ礦體是本礦床最大的礦體，賦存于棲霞組上部，局部肥厚地段頂界上跨至孤峰組底部，分布于24～36線之間，礦體走向長787 m，最大延深579 m，賦存標高-399～-722 m。工程見礦最大厚度29.75 m，最小1.40 m，平均8.45 m，厚度變化系數為100%，屬不穩(wěn)定變化類型。礦體單樣品位最低為0.03%，最高15.82%，一般為0.50%～2.00%，礦體平均品位為1.63%。礦體呈似層狀產出，分布較穩(wěn)定，形態(tài)簡單，礦體產狀與受控巖層產狀一致。礦體總體走向北東20°～25°，傾向110°～115°,傾角平均27°，在不同地段傾角略有變化，最大55°，最小10°，一般16°～35°。該礦體由于受青山背斜的影響，沿走向礦體均呈舒緩波狀起伏，尤以各線中部最明顯。礦體除局部有分支復合現象外，總體上看不是很完整。

根據銅礦地質勘查規(guī)范(DZ/T0214-2002)，勘探類型劃歸Ⅱ類型。根據確定的勘查類型和勘查手段，以50 m×(25～50) m間距布置鉆探工程，花樹坡Zk197金礦體-850 m水平的控制工程如圖1所示，對金礦體進行控制，以探求資源量。

圖1 花樹坡Zk197金礦體-850 m水平的控制

3 主要工作內容

3.1 測量工作

工程測量主要是為鉆探工程進行定位，第一批共布置鉆探工程點15個，每個點須進行初測、復測、定測，這樣工程測量點合計為45個。

每一孔位的測量分初測、復測和定測3步進行，可利用全站儀，采用極坐標法，在已知點上設站測定孔位坐標和高程，或采用GPS在已知點上設站，直接定孔位坐標和高程。要求孔位誤差≤2 cm，高程中誤差≤5 cm。測區(qū)的平面控制系統(tǒng)采用1954年北京坐標系，高程系統(tǒng)采用1956年黃海高程系。測量工作執(zhí)行《工程測量規(guī)范》(GB50026-93)、《地質礦產勘查測量規(guī)范》(DZ/T0091)。

3.2 鉆探工作

鉆探工程都布置在坑下,分別在19～21線。根據由已知到未知，由淺入深的原則，第一批施工15個鉆孔，然后根據見礦情況依次施工第二批鉆孔。第一批鉆孔鉆探工作量合計為1700 m，見表1。

3.3 采樣測試工作

采集的樣品包括基本分析樣、組合分析樣、小體重樣及巖礦鑒定樣?；痉治鰳悠吩阢@孔中采取，用于測定礦石中主要有用組分的含量，以圈定礦體，估算資源量，預計采樣800個，樣品總長1200 m，測試項目包括Au、S、Cu各項，Fe、Mo各項。組合分析樣來自基本分析副樣，用于確定礦石中伴生有益或有害組分，預計采樣50個，測試項目為As、Fe、Ag、Mo。小體重樣品從鉆孔中采取，用于確定不同類型礦石體重，預計采樣60個，測試項目主要為礦石體重及樣品中主要有用組分含量。巖礦鑒定樣品也從鉆孔中采取，用于確定巖礦名稱，礦物成分及其特征，預計薄片樣50個，光片樣30個。

表1 冬瓜山銅礦-850 m zk197金礦探礦設計鉆孔參數

(1) 基本分析樣品。采樣時應根據不同的礦化類型分別按礦體、礦化帶及夾石連續(xù)采取，采樣方法為劈芯法，樣長一般為1.2～1.9 m。采樣時應保證質量，防止漏采、重采和混入外來物，嚴禁選擇性采樣。

(2) 組合分析樣品。組合分析樣品來自基本分析副樣，一般按工程分礦體、礦石類型進行組合，樣品長度應與礦石類型自然分層一致，可從2～10件樣品中按長度比例抽取，合并組成一個組合樣，質量約500 g。

(3) 小體重樣。待基本分析樣品采完后，按不同的礦石類型從剩下的礦芯中采集，樣品應有代表性，空間分布應均勻，樣品體積一般為60～120 cm3。

(4) 巖礦鑒定樣品。樣品規(guī)格一般不小于3 cm×6 cm×9 cm，小口徑巖芯標本不小于巖芯直徑的二分之一，長度不小于6 cm。結構不均勻的巖礦石或特殊要求的樣品應適當加大樣品體積。

3.4 礦石選(冶)性能試驗與評價

本次工作范圍小，工作量少，根據規(guī)范，本次工作對礦石的加工技術性能不進行試驗，僅根據勘查獲得的礦石類型、結構、構造等特點，與類似礦山的資料進行對比研究，對區(qū)內礦石的選(冶)性能作出初步評價。

3.5 綜合整理

資料綜合整理應貫穿地質工作過程的始終，各工作項目結束后應及時提交原始和綜合資料，主要包括探礦工程資料、樣品分析結果、物探綜合圖件、測量資料及資源儲量估算所需的各種綜合圖表，應做到圖件清晰、文字簡練、文圖相符。工作質量按《固體礦產勘查地質資料綜合整理、綜合研究規(guī)定》(DZ/T0079)執(zhí)行。

資源儲量估算應根據礦床地質特征、礦體規(guī)模和形態(tài)、勘查工程布設情況及勘查階段等因素，合理選擇估算方法及估算參數，并對所獲得礦產資源儲量進行分類。

地質勘查報告編寫應符合《固體礦產勘查/礦山閉坑地質報告編寫規(guī)范》(DZ/T0033-2002)的規(guī)定。

3.6 作業(yè)危險性分析及安全措施

坑內鉆探作業(yè)環(huán)境復雜，影響安全施工的不確定因素多[3]。冬瓜山銅礦銅礦床埋藏深，含硫高、規(guī)模大，存在深井熱害、地壓巖爆、深井涌水等自然災害[4-5]。如鉆探作業(yè)時遇含硫、磷等自燃礦體或受火花激化下發(fā)生火災事故、通風不良或進入密閉空間作業(yè)遇有毒有害氣體致使人員中毒窒息傷害、高溫高濕熱害作業(yè)降低勞動效率、危害人體身心健康、未進行必要的截、探、放、排水工作導致透水事故、遇不穩(wěn)定圍巖及深部地壓產生冒頂片幫塌陷事故、爆破器材使用管理不善或爆破作業(yè)未采取有效安全防范措施導致爆炸傷害、鑿巖作業(yè)產生粉塵等。因此項目要精心設計、精心組織、周密安排，嚴格按照相關規(guī)范要求施工，加強安全管理，從人員安排、人員職責、人員安全教育、勞動防護、安全檢查、作業(yè)現場管理等方面著手，建立安全管理保障體系，明確崗位安全職責，加強勞動防護，增大安全隱患排查治理力度，完善現場作業(yè)管理，大力開展安全教育培訓，增強風險應急管理機制。

4 結 論

(1) 根據冬瓜山銅礦的“多層樓”的成礦模式，深部存在找礦的可能。前期通過大地電磁頻譜探測zk197孔深部及附近有金銅礦化異常，后期采用坑內鉆探技術繼續(xù)普查,在該孔周圍見有金礦體資源，為礦山尋求了可接替資源。

(2) 通過采用坑內鉆探技術進一步探明礦體賦存狀態(tài),并升級了儲量，降低和避免井下開拓工程和采礦工程的風險，提高了找礦經濟效益。

(3) 綜合大地電磁頻譜探測、坑內鉆探、地表鉆探等多種探礦技術，按照從已知到未知、由淺入深、循序漸進、總體部署、分步實施的原則開展探礦工作，對類似工程探礦設計工作具有一定的借鑒作用。

參考文獻：

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[3]朱萬存，曹衛(wèi)孝，井偉峰，等.地質勘查鉆( 坑) 探作業(yè)危險性分析及安全防護對策[J].探礦工程，2013,40(5):80-83.

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[5]胡國斌，袁世倫，楊承祥.冬瓜山銅礦床1000m深井采技術問題的思考[J].采礦技術，2004,4(3)：4-5.