勐糯鉛鋅礦區(qū)斷裂三角礦體的探采方法研究

楊世成，呂品翰，王家仁

(1.云南永昌鉛鋅股份有限公司，云南保山 678307；2.昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650032)

勐糯鉛鋅礦位于云南省保山市龍陵縣勐糯鎮(zhèn)，規(guī)模上屬于大型鉛鋅礦。由于勐糯鉛鋅礦為沿?cái)嗔颜共嫉臒嵋盒偷V床，礦體受斷層構(gòu)造控制明顯，礦山開(kāi)采至今已有六十多年的歷史，開(kāi)采過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)按原來(lái)的方向和方法布置采礦上山，當(dāng)掘進(jìn)到斷層附近時(shí)，因斷層附近巖石較破碎，探礦上山掘進(jìn)和支護(hù)難度很大，根本無(wú)法繼續(xù)掘進(jìn)探礦上山，更無(wú)法設(shè)置采礦上山和布置采場(chǎng)。因此就會(huì)在這些部位留下一部分無(wú)法開(kāi)采的礦體，又因?yàn)檫@些礦體在空間上形似三角形，因此也稱(chēng)它們?yōu)槿堑V體。該礦山開(kāi)采至今，遺留下了眾多的三角礦體，造成了資源上的極大浪費(fèi)。這一問(wèn)題長(zhǎng)期沒(méi)有得到解決。

1 礦區(qū)大地構(gòu)造位置

在“中國(guó)大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐帧敝衃1]，滇西勐糯鉛鋅礦地處一級(jí)大地構(gòu)造單元西藏—三江褶皺系的二級(jí)大地構(gòu)造單元保山微陸塊的西部，接近保山微陸塊和騰沖微陸塊連接部位的東部，同時(shí)也處于怒江—龍陵—瑞麗深大斷裂變質(zhì)帶內(nèi)。在“中國(guó)主要成礦區(qū)帶”劃分中[2]，勐糯鉛鋅礦區(qū)位于Ⅰ 級(jí)成礦帶東特提斯成礦域之下的二級(jí)成礦帶喀喇昆侖—三江成礦省之下的三級(jí)成礦帶保山-鎮(zhèn)康Pb、Zn、Ag及稀有金屬成礦帶之下的保山—施甸銅鉛鋅銀成礦亞帶之楊梅田—勐糯銅鉛鋅銀多金屬礦田(圖1)

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

2.2 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

勐糯鉛鋅礦位于姚關(guān)-酒坊復(fù)式向斜的次一級(jí)褶皺構(gòu)造勐糯向斜的東翼。該向斜受區(qū)域上擠壓作用形成，地層總體傾向西，傾角30°～55°，局部有地層倒轉(zhuǎn)巖層產(chǎn)狀變化大。

斷裂構(gòu)造分為三種類(lèi)型：一是近南北向的導(dǎo)礦斷裂(F10、F1)，此類(lèi)斷裂為地層深部含礦熱液運(yùn)移的通道，為區(qū)域上怒江深大斷裂東支的次級(jí)和伴生斷裂；二是層間破碎帶和破劈理，該類(lèi)斷裂產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀大體一致，受勐糯向斜東西向的擠壓作用形成，是礦區(qū)主要的容礦斷裂；三是近東西向的破礦斷裂(F2、F3、F4、F5、F6、F7等)，該類(lèi)斷裂與近南北向斷裂在走向上近乎垂直，在礦體形成后期對(duì)礦體有強(qiáng)烈的錯(cuò)斷作用，錯(cuò)斷距離最長(zhǎng)可達(dá)到幾百米遠(yuǎn)[3]，因此勐糯鉛鋅礦礦體受明顯的斷裂構(gòu)造控制。

圖1 勐糯鉛鋅礦礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)勐糯鉛鋅礦儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)(2016)修編)

3 礦體特征

勐糯鉛鋅礦區(qū)礦化帶總長(zhǎng)約9000m，目前已圈定的礦體有45個(gè)，歸并為三個(gè)礦體群。其中Ⅲ號(hào)是主要礦體群，礦體在產(chǎn)出形態(tài)上呈透鏡狀、似層狀、順層產(chǎn)出的特征，同時(shí)礦體厚度變化大，但平均品位高，產(chǎn)狀與圍巖基本一致；在空間形態(tài)上呈多層見(jiàn)礦、殲滅再現(xiàn)等特征(圖2)。礦體的總體特征為礦體多、厚度薄、品位高、完整性差。礦石中達(dá)到工業(yè)開(kāi)采品位的是方鉛礦和閃鋅礦，未達(dá)到工也開(kāi)采品位的是黃鐵礦、白鉛礦、砷鉛礦、鉛鐵礬等十多種金屬礦物[4-5]。

圖1 礦床剖面示意圖(據(jù)勐糯鉛鋅礦儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告(2016)修繪)

4 三角礦體的形成

勐糯礦區(qū)目前實(shí)用的采礦方法為：豎井、斜井聯(lián)合開(kāi)拓，在垂直距離上每隔50m沿礦體底板設(shè)置一中段采掘平巷。每條中段平巷中，在水平距離上每隔50m沿礦體并垂直與中段平巷的方向掘進(jìn)探礦上山，揭露礦體的完整賦存狀態(tài)。在礦山技術(shù)人員了解礦體的情況后，將原有的探礦上山拓寬、修直，改造為采礦上山。之后在兩相鄰的采礦上山之間布置采場(chǎng)，開(kāi)采相鄰兩中段間的礦體。但由于礦體受近東西向破礦斷裂的影響，礦體的完整性較差，許多礦體被該類(lèi)斷層錯(cuò)斷，礦體在空間位置上偏移幾米到幾百米不等的距離。在出現(xiàn)該類(lèi)斷層的位置，沿中段平巷礦體消失，需沿?cái)鄬渝e(cuò)動(dòng)方向探測(cè)、掘進(jìn)，直到礦體重新出現(xiàn)，再繼續(xù)沿礦體布置中段平巷、探采礦上山和采場(chǎng)。

但在斷層附近，按原來(lái)的方向和方法布置采礦上山時(shí)，當(dāng)掘進(jìn)到斷層附近時(shí)，因斷層附近巖石較破碎，探礦上山掘進(jìn)和支護(hù)難度很大，根本無(wú)法繼續(xù)掘進(jìn)探礦上山，更無(wú)法設(shè)置采礦上山和布置采場(chǎng)。因此就會(huì)在這些位置留下一部分無(wú)法開(kāi)采的礦體，有因?yàn)檫@些礦體在空間上形似三角形，因此也稱(chēng)它們?yōu)槿堑V體(圖3)。

圖3 三角礦體分布圖

A.三角礦體水平投影分布圖；B.三角礦體垂直投影分布圖

5 三角礦體的探采結(jié)合新方法研究

近幾年，公司投入了大量的人力物體資源，同時(shí)與昆明理工大學(xué)展開(kāi)合作，經(jīng)過(guò)雙方的努力，在礦區(qū)的找礦探礦及采礦方面取得重大突破，三角礦體的探采結(jié)合新方法經(jīng)過(guò)持續(xù)多次的研究和實(shí)踐，得以成功在礦山生產(chǎn)中運(yùn)用。

礦山原來(lái)的探礦上山、采礦上山和采場(chǎng)無(wú)法在近東西向破礦斷裂及附近布置，主要是因?yàn)樵擃?lèi)斷裂附近巖層較破碎，探礦上山無(wú)法穿過(guò)該類(lèi)斷裂，采礦上山和采場(chǎng)更無(wú)法布置在該類(lèi)斷裂附近。因此只要避開(kāi)該類(lèi)斷裂，將原有穿過(guò)該類(lèi)斷裂的垂直探礦上山掘進(jìn)方法為與斷裂平行且距斷裂一定距離的傾斜探礦上山掘進(jìn)方法，之后再改造掘進(jìn)上山為采礦上山，并布置采場(chǎng)。這樣就能完全避開(kāi)斷裂破碎帶，開(kāi)采三角礦體了。

改變后的探礦上山與破礦類(lèi)斷層間的距離怎么設(shè)置。這個(gè)距離越短，巖層就越破碎，探礦上山和之后改造后的采礦上山的安全性就越差，三角礦體的礦石開(kāi)采率就越高；這個(gè)距離越長(zhǎng)，巖層就越穩(wěn)定，探礦上山和之后改造后的采礦上山的安全性就越高，三角礦體的開(kāi)采率就越低。同時(shí)所有的破礦斷層的性質(zhì)和周?chē)鷰r層的穩(wěn)定性都有一定的差異，要找到這個(gè)滿(mǎn)足礦區(qū)絕大部分三角礦體開(kāi)采合適距離，十分困難。近幾年，公司投入了大量的人力物體資源，同時(shí)與昆明理工大學(xué)展開(kāi)合作，經(jīng)過(guò)雙方的努力，在礦區(qū)的找礦探礦及采礦方面取得重大突破，三角礦體的探采結(jié)合方法經(jīng)過(guò)持續(xù)多次的研究和實(shí)踐，終于得到完善。具體實(shí)施過(guò)程如下：

在破礦類(lèi)斷裂附近，布置探礦上山時(shí)，將原來(lái)的探礦上山垂直布置方法改變?yōu)榕c此類(lèi)斷裂平行的傾斜布置方法，同時(shí)在探礦上山與斷裂間保持5m的安全距離，待探察了解礦體賦存情況后，將探礦上山改造為采礦上山，并在相鄰兩采礦上山之間布置采場(chǎng)開(kāi)采礦石(圖4)。目前，該方法已在礦山生產(chǎn)中成功運(yùn)用，取得很好的實(shí)際效果。

圖4 三角礦體新探采方法布置圖

A.三角礦體新探采方法水平投影布置圖；B.三角礦體新探采方法垂直投影布置圖

6 取得經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

勐糯礦區(qū)因具有礦體多、厚度薄、品位高、完整性差的特點(diǎn)，所以整個(gè)礦區(qū)范圍內(nèi)存在眾多的三角礦體，目前已探明的三角礦體的礦石資源量有32000噸。按照國(guó)際鉛鋅價(jià)格和礦山年開(kāi)采量，運(yùn)用新方法對(duì)三角礦體進(jìn)行開(kāi)采，每年可為礦山創(chuàng)造效益2000萬(wàn)元，對(duì)礦山的可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。同時(shí)也為其它同類(lèi)型的礦山的三角礦體的探采礦工作提供參考和指導(dǎo)。