坑內鉆探在下雷錳礦生產勘探中的應用

周雪燕

(廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西 南寧 530022)

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坑內鉆探在下雷錳礦生產勘探中的應用

周雪燕

(廣西錫山礦業(yè)有限公司，廣西 南寧 530022)

通過井下坑內鉆探的運用，分析各階段鉆探效果，闡述了布置井下生產探礦的依據(jù)，優(yōu)化了鉆探的方法，從而達到為生產服務的目的，提高了礦山的經(jīng)濟效益。

坑內鉆探；錳礦；勘探

0 前 言

廣西大新下雷錳礦礦區(qū)位于上映—下雷向斜的西南端，為近東西走向，向西端翹起的向斜構造。向斜兩翼不對稱，南翼產狀陡峻并倒轉，北翼產狀正常。向斜西部仰起部分構成次一級的復式向斜構造，褶皺及斷裂發(fā)育。礦區(qū)位于廣西左江流域，地勢復雜，屬低山丘陵地形，大部分為碳酸鹽類組成的裸露和半裸露型巖溶地貌。氣象為亞熱帶潮濕氣候，年平均氣溫為20.7℃，降水量充沛，年平均降水量為1 558.2 mm[1]。大氣降水是該區(qū)地下水的主要補給來源之一。

礦區(qū)出露的主要地層由老至新依次為中泥盆統(tǒng)東崗嶺組(D2d)、上泥盆統(tǒng)榴江組(D3l)和五指山組(D3w)、下石炭統(tǒng)巖關組(C1y)和大塘組(C1d)、中石炭統(tǒng)黃龍組(C2h)及第四系(Q)。含錳礦層賦存于上泥盆統(tǒng)五指山組(D3w2)中，由上、中、下3層錳礦層和兩個夾層組成。礦層產狀與圍巖一致，向斜南翼呈陡傾斜，傾角一般在70(°)以上；而向斜北翼產狀平緩，傾角一般在25(°)以下[2]，巖層產狀受地質構造的作用變化大。礦區(qū)內巖漿活動不強，目前只在礦區(qū)北部東段及南部西段28～29線南端發(fā)現(xiàn)一些基性巖小巖株、巖脈。主要巖石為納長石化輝綠巖、蝕變輝綠巖、蝕變輝綠玢巖、蝕變多孔狀玄武玢巖等淺成侵入—噴出巖。

下雷礦區(qū)工業(yè)礦層呈層狀，共3層，層位穩(wěn)定，其間有2層夾層，自下而上為Ⅰ礦層、夾一、Ⅱ礦層、夾二、Ⅲ礦層。由于工作區(qū)內夾二厚度小，一般小于夾石剔除厚度，因此，很難將Ⅱ、Ⅲ礦層分開，統(tǒng)稱為(Ⅱ+Ⅲ)礦層。

井下坑內鉆探的目的是修正原有的勘探資料，更準確的圈定礦體形態(tài)及地質構造，達到礦石儲量升級。為礦山的礦石質量管理、中段開拓方案和采準設計提供可靠的地質資料，從而降低采礦成本，提高礦山經(jīng)濟效益。

1 坑內鉆探在各階段的應用

1.1 礦山開拓初期

依據(jù)地質詳勘資料，開拓中實施“有疑必探，先探后掘”的方針，指導礦山的基建工作，做到開拓巷道中可能出現(xiàn)的含水層、破碎帶有預見性地指導施工，減少了投資費用，防止災害性的事故發(fā)生。在接近首采礦體的開拓巷道附近，用詳勘網(wǎng)度的一半內插，水平鉆孔大致摸清礦體在開拓水平平面的位置與形狀，為近礦體的開拓巷道發(fā)門指明方向，避免了主運巷偏離礦體或過于接近礦體。

1.2 礦山生產期

根據(jù)詳勘資料，探采結合的原則，在掘進探礦巷中，用平行原始勘探線的剖面，網(wǎng)度為(30～60)m×(30～60)m，全面探清礦體的空間形態(tài)分布，為礦體的采準設計提供詳細的資料，并減少大量的探礦巷道，同時結合采準的需要探清主要采準巷道如天井、溜井等的工程地質條件，指導合理、科學施工。根據(jù)礦山的生產規(guī)模，合理提供礦山的儲量升級，確保礦山的有序生產。

1.3 生產過程中的找礦

在礦體開采的邊界，為延續(xù)礦山的服務年限，按照正常生產勘探網(wǎng)度的兩倍，布置鉆孔進行就礦找礦，鉆孔布置的原則以礦區(qū)已揭露的地質現(xiàn)象、礦體賦存的規(guī)律以及必要的物探資料進行。

2 井下坑內鉆探方法和依據(jù)

2.1 坑內鉆探方法

坑內鉆探采用正循環(huán)鉆進的方法，采用KD-100與KD-150液壓鉆機相結合，金剛石鉆頭，孔徑58.5 mm，孔深控制在150 m內，礦巖芯采取率>75%，以平行剖面，扇形孔為主，根據(jù)鉆孔的巖礦芯可獲得大量的礦石品位的空間分布特征，便于建立三維空間模型，有利于礦山的數(shù)字化發(fā)展。

2.2 以原地質勘探工作取得的主要成果為依據(jù)

原勘探工作0～30線之間按Ⅰ勘探類型的工程間距布設施工探礦工程，30～38線之間按Ⅱ勘探類型的工程間距布設施工探礦工程。礦段內主要地段實際工程間距為：0～30線之間，探明(可研)的經(jīng)濟基礎儲量(111b)工程間距達到(200～300)m×(100～200)m；30～38線之間探求探明(可研)的經(jīng)濟基礎儲量(111b)工程間距達(100～150)m×(50～100)m，其控制程度達到規(guī)范要求。施工的各類探礦工程質量優(yōu)良，符合地質設計要求，達到控制礦體目的；礦體邊界已詳細圈定。各種試驗樣品的采取、加工、化驗、巖礦鑒定等工作質量符合規(guī)范要求。

2.3 以地勘剖面資料和現(xiàn)有中段工程為依據(jù)

西南24線～32線以原地質隊提供地質剖面圖結合220～340中段穿脈揭露礦體圈定礦體形態(tài)，有針對性地布置鉆孔驗證，并確定西南礦段220～340中段以上礦體標高和礦石相關參數(shù)。該區(qū)域主要存在6個斜歪褶皺影響，自東南向西北分布依次為ZⅢ-5、ZⅣ-1、ZⅤ-2、ZⅣ-3、ZⅢ-6、ZⅢ-7等三期6個影響比較大的斷層。伴隨著大斷層的出現(xiàn)，影響較大主要有F38、F23、F30這3個斷層將礦體錯段為幾個部分，因此該區(qū)域探礦的主要目的為探明構造，核實控礦斷層和褶皺的影響程度及其分布規(guī)律。

2.4 以已施工鉆孔資料為依據(jù)

6線～15線前期鉆孔布置間距50～200 m，對220 m水平以上礦體基本控制，其中前期13線以西未探明礦段可適當加密，160水平礦體的探礦工作以此為依托，結合原地質剖面圖設計鉆孔。

3 井下坑內鉆探效果

1) 6～13線的鉆探施工基本按設計完成，對該區(qū)域南北向長跨度褶皺的探邊摸底工作，同時進行了少部分斷裂構造的控制。包括對6～7線一帶長穿脈北翼緩礦體220水平走向延伸距離進行鉆探驗證，及對南翼的陡礦體的斷層位置、斷距大小及褶皺轉折端進行控制，為該區(qū)域的生產采切布置提供依據(jù)。為36～39號穿脈及40～41號穿脈的延伸工程提供了必要的地質資料。40～41號穿脈現(xiàn)已與北采準巷貫通，通過進行初步效果對比，圈定剖面基本一致。

2) 驗證13線以西勘探線剖面的可靠程度，開展西南區(qū)域220中段60號長穿的探礦工作。為13線以西一帶的采礦施工方案提供了可靠地質資料，同時對西南區(qū)域下步探礦提供了思路和指導方向。

3) 完成了東風井一帶風化巖的鉆探工作，雖部分鉆孔施工受阻，未能達到預定鉆探深度，探獲地質信息有限，但根據(jù)鉆具取出的巖芯，通過觀察分析巖層巖性，判斷其風化及穩(wěn)固程度，為第二運輸巷的設計施工及可行性研究提供依據(jù)。

4) 完成了280中段25～29號礦房的取樣鉆孔的施工，并進行了取樣，計算礦塊平均地質品位。通過巖礦芯取樣化驗跟坑道工程刻槽取樣化驗結果對比，驗證鉆探取樣化驗的準確性及可行性，為礦塊真實貧化指標的計算提供較準確地質品位。

5) 基本探明區(qū)域水文地質情況，斷裂不僅能貯存地下水，而且還是運移地下水的通道。根據(jù)所掌握的地質資料，礦區(qū)內斷裂構造發(fā)育，大多數(shù)為壓扭性斷層，破碎帶寬度較小且充填物膠結緊密，斷層導水、含水性能弱。表現(xiàn)為當采掘工程接近或是揭露時，水量瞬時大，水壓較高，持續(xù)小段時間后，水量、水壓急劇衰減。但少數(shù)發(fā)育并切穿含水層和隔水層中的斷層，其在擠壓特別強烈的彎曲轉折地段及斷層交匯處較寬，其導水、含水性能增強。在采礦活動的作用下，斷層會發(fā)生重新活動，即斷層活化[3]引起礦井充、突水。通過坑內鉆以探礦為主，探水為輔的方針，對區(qū)域斷層破碎帶含水、導水性有了基本認識，根據(jù)鉆進過程中對鉆孔涌水情況的記錄，為后續(xù)開拓、采準工程的布置提供了依據(jù)。

4 生產勘探的優(yōu)化

1) 當?shù)V體產狀變化較大，其走向與勘探線方向不垂直，為有效的控制和揭露礦體，盡可能垂直礦體，并采用平行剖面，與采掘的穿脈盡可能一致，指導穿脈的工程施工。

2) 根據(jù)圍巖穩(wěn)定性分類[4]，在圍巖不穩(wěn)定，常出現(xiàn)冒頂和片幫的地段掘進開拓巷道前，可適當考慮對圍巖進行布孔鉆探，取樣分析，以便指導開拓工程掘進，預先做好支護方案設計。

3) 設計探礦巷道要盡量為采準工程所用，發(fā)揮坑內鉆靈活、成本低的特點，在有疑問的地方，寧可多打一個鉆孔，決不無謂的掘進一米巷道，同時合理控制網(wǎng)度，做到礦體中間網(wǎng)度大，邊界網(wǎng)度小。確保礦體邊界的準確性，達到最佳效果。

4) 不斷地總結礦山已揭露的地質現(xiàn)象和探礦經(jīng)驗，采用對比、類比和經(jīng)驗法，結合影響勘探網(wǎng)度的因素及現(xiàn)狀，采用勘探網(wǎng)度(30～60)m×60 m可以達到目標，可滿足儲量升級，同時地質資料的正確對比，可減少巷道的工程量。

5) 采取有效的手段，提高巖礦芯的采取率，加強鉆孔質量的管理，提高鉆孔的效率，合理控制孔深，對巖礦芯及時分析，研究鉆孔反映的地質現(xiàn)象，及時指導后續(xù)工程的方向。

5 結 語

從280中段的采切工程揭露礦體來看，礦體受次級小褶皺和斷層影響很大，且一直沒有好的方法進行有效控制，礦體從縱向上產狀有向深部變復雜的趨勢，越靠近深部意味著礦體越靠近褶皺的轉折端部位，礦體變化越難以把握。過多的投入坑道探礦成本又大，且無法保證探礦坑道能在采礦設計中利用上，從而變成單一的為探礦而探礦。因此，從280往深部220、160中段，利用坑內鉆進行探礦將是最優(yōu)的方法，扇形孔的施工也能保證剖面上對礦體形態(tài)的控制。這樣，既節(jié)約了探礦成本，又達到了儲量升級的目的。

[1] 王建新, 楊家謙, 等. 廣西大新縣下雷礦區(qū)南部碳酸錳礦詳細勘探地質報告[R]. 南寧: 廣西第四地質隊, 1985.

[2] 地質礦產部區(qū)域地質礦產司. 中國錳礦地質文集[M]. 北京: 地質出版社, 1985.

[3] 許學漢, 王杰, 等. 煤礦突水預報研究[M]. 北京: 地質出版社, 1991.

[4] 李智毅, 王智濟, 楊裕云. 工程地質學基礎[M]. 武漢: 中國地質大學出版社, 1990.

An Application of Pit Drilling in the Production and Exploration of Lower Manganese Ore

ZHOU Xueyan

(GuangxiXishanMiningIndustryCo.Ltd.,Nanning,Guangxi530022,China)

Through the use of downhole drilling in pit, we have made an analysis of the various stages of drilling efficiency to expound the layout of mine production prospecting based on drilling optimization method to achieve production services for the purpose of improving the economic benefit of the mine.

Pit drill; Mn ore; Deploration

2016-10-06

周雪燕(1979-)，男，四川彭州市人，助理工程師，研究方向：地質工程，手機：18140027936，E-mail：308880479@qq.com.

TD853.3

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.020