周雪燕

(广西锡山矿业有限公司，广西 南宁 530022)



坑内钻探在下雷锰矿生产勘探中的应用

周雪燕

(广西锡山矿业有限公司，广西 南宁 530022)

通过井下坑内钻探的运用，分析各阶段钻探效果，阐述了布置井下生产探矿的依据，优化了钻探的方法，从而达到为生产服务的目的，提高了矿山的经济效益。

坑内钻探；锰矿；勘探

0 前 言

广西大新下雷锰矿矿区位于上映—下雷向斜的西南端，为近东西走向，向西端翘起的向斜构造。向斜两翼不对称，南翼产状陡峻并倒转，北翼产状正常。向斜西部仰起部分构成次一级的复式向斜构造，褶皱及断裂发育。矿区位于广西左江流域，地势复杂，属低山丘陵地形，大部分为碳酸盐类组成的裸露和半裸露型岩溶地貌。气象为亚热带潮湿气候，年平均气温为20.7℃，降水量充沛，年平均降水量为1 558.2 mm[1]。大气降水是该区地下水的主要补给来源之一。

矿区出露的主要地层由老至新依次为中泥盆统东岗岭组(D2d)、上泥盆统榴江组(D3l)和五指山组(D3w)、下石炭统岩关组(C1y)和大塘组(C1d)、中石炭统黄龙组(C2h)及第四系(Q)。含锰矿层赋存于上泥盆统五指山组(D3w2)中，由上、中、下3层锰矿层和两个夹层组成。矿层产状与围岩一致，向斜南翼呈陡倾斜，倾角一般在70(°)以上；而向斜北翼产状平缓，倾角一般在25(°)以下[2]，岩层产状受地质构造的作用变化大。矿区内岩浆活动不强，目前只在矿区北部东段及南部西段28～29线南端发现一些基性岩小岩株、岩脉。主要岩石为纳长石化辉绿岩、蚀变辉绿岩、蚀变辉绿玢岩、蚀变多孔状玄武玢岩等浅成侵入—喷出岩。

下雷矿区工业矿层呈层状，共3层，层位稳定，其间有2层夹层，自下而上为Ⅰ矿层、夹一、Ⅱ矿层、夹二、Ⅲ矿层。由于工作区内夹二厚度小，一般小于夹石剔除厚度，因此，很难将Ⅱ、Ⅲ矿层分开，统称为(Ⅱ+Ⅲ)矿层。

井下坑内钻探的目的是修正原有的勘探资料，更准确的圈定矿体形态及地质构造，达到矿石储量升级。为矿山的矿石质量管理、中段开拓方案和采准设计提供可靠的地质资料，从而降低采矿成本，提高矿山经济效益。

1 坑内钻探在各阶段的应用

1.1 矿山开拓初期

依据地质详勘资料，开拓中实施“有疑必探，先探后掘”的方针，指导矿山的基建工作，做到开拓巷道中可能出现的含水层、破碎带有预见性地指导施工，减少了投资费用，防止灾害性的事故发生。在接近首采矿体的开拓巷道附近，用详勘网度的一半内插，水平钻孔大致摸清矿体在开拓水平平面的位置与形状，为近矿体的开拓巷道发门指明方向，避免了主运巷偏离矿体或过于接近矿体。

1.2 矿山生产期

根据详勘资料，探采结合的原则，在掘进探矿巷中，用平行原始勘探线的剖面，网度为(30～60)m×(30～60)m，全面探清矿体的空间形态分布，为矿体的采准设计提供详细的资料，并减少大量的探矿巷道，同时结合采准的需要探清主要采准巷道如天井、溜井等的工程地质条件，指导合理、科学施工。根据矿山的生产规模，合理提供矿山的储量升级，确保矿山的有序生产。

1.3 生产过程中的找矿

在矿体开采的边界，为延续矿山的服务年限，按照正常生产勘探网度的两倍，布置钻孔进行就矿找矿，钻孔布置的原则以矿区已揭露的地质现象、矿体赋存的规律以及必要的物探资料进行。

2 井下坑内钻探方法和依据

2.1 坑内钻探方法

坑内钻探采用正循环钻进的方法，采用KD-100与KD-150液压钻机相结合，金刚石钻头，孔径58.5 mm，孔深控制在150 m内，矿岩芯采取率>75%，以平行剖面，扇形孔为主，根据钻孔的岩矿芯可获得大量的矿石品位的空间分布特征，便于建立三维空间模型，有利于矿山的数字化发展。

2.2 以原地质勘探工作取得的主要成果为依据

原勘探工作0～30线之间按Ⅰ勘探类型的工程间距布设施工探矿工程，30～38线之间按Ⅱ勘探类型的工程间距布设施工探矿工程。矿段内主要地段实际工程间距为：0～30线之间，探明(可研)的经济基础储量(111b)工程间距达到(200～300)m×(100～200)m；30～38线之间探求探明(可研)的经济基础储量(111b)工程间距达(100～150)m×(50～100)m，其控制程度达到规范要求。施工的各类探矿工程质量优良，符合地质设计要求，达到控制矿体目的；矿体边界已详细圈定。各种试验样品的采取、加工、化验、岩矿鉴定等工作质量符合规范要求。

2.3 以地勘剖面资料和现有中段工程为依据

西南24线～32线以原地质队提供地质剖面图结合220～340中段穿脉揭露矿体圈定矿体形态，有针对性地布置钻孔验证，并确定西南矿段220～340中段以上矿体标高和矿石相关参数。该区域主要存在6个斜歪褶皱影响，自东南向西北分布依次为ZⅢ-5、ZⅣ-1、ZⅤ-2、ZⅣ-3、ZⅢ-6、ZⅢ-7等三期6个影响比较大的断层。伴随着大断层的出现，影响较大主要有F38、F23、F30这3个断层将矿体错段为几个部分，因此该区域探矿的主要目的为探明构造，核实控矿断层和褶皱的影响程度及其分布规律。

2.4 以已施工钻孔资料为依据

6线～15线前期钻孔布置间距50～200 m，对220 m水平以上矿体基本控制，其中前期13线以西未探明矿段可适当加密，160水平矿体的探矿工作以此为依托，结合原地质剖面图设计钻孔。

3 井下坑内钻探效果

1) 6～13线的钻探施工基本按设计完成，对该区域南北向长跨度褶皱的探边摸底工作，同时进行了少部分断裂构造的控制。包括对6～7线一带长穿脉北翼缓矿体220水平走向延伸距离进行钻探验证，及对南翼的陡矿体的断层位置、断距大小及褶皱转折端进行控制，为该区域的生产采切布置提供依据。为36～39号穿脉及40～41号穿脉的延伸工程提供了必要的地质资料。40～41号穿脉现已与北采准巷贯通，通过进行初步效果对比，圈定剖面基本一致。

2) 验证13线以西勘探线剖面的可靠程度，开展西南区域220中段60号长穿的探矿工作。为13线以西一带的采矿施工方案提供了可靠地质资料，同时对西南区域下步探矿提供了思路和指导方向。

3) 完成了东风井一带风化岩的钻探工作，虽部分钻孔施工受阻，未能达到预定钻探深度，探获地质信息有限，但根据钻具取出的岩芯，通过观察分析岩层岩性，判断其风化及稳固程度，为第二运输巷的设计施工及可行性研究提供依据。

4) 完成了280中段25～29号矿房的取样钻孔的施工，并进行了取样，计算矿块平均地质品位。通过岩矿芯取样化验跟坑道工程刻槽取样化验结果对比，验证钻探取样化验的准确性及可行性，为矿块真实贫化指标的计算提供较准确地质品位。

5) 基本探明区域水文地质情况，断裂不仅能贮存地下水，而且还是运移地下水的通道。根据所掌握的地质资料，矿区内断裂构造发育，大多数为压扭性断层，破碎带宽度较小且充填物胶结紧密，断层导水、含水性能弱。表现为当采掘工程接近或是揭露时，水量瞬时大，水压较高，持续小段时间后，水量、水压急剧衰减。但少数发育并切穿含水层和隔水层中的断层，其在挤压特别强烈的弯曲转折地段及断层交汇处较宽，其导水、含水性能增强。在采矿活动的作用下，断层会发生重新活动，即断层活化[3]引起矿井充、突水。通过坑内钻以探矿为主，探水为辅的方针，对区域断层破碎带含水、导水性有了基本认识，根据钻进过程中对钻孔涌水情况的记录，为后续开拓、采准工程的布置提供了依据。

4 生产勘探的优化

1) 当矿体产状变化较大，其走向与勘探线方向不垂直，为有效的控制和揭露矿体，尽可能垂直矿体，并采用平行剖面，与采掘的穿脉尽可能一致，指导穿脉的工程施工。

2) 根据围岩稳定性分类[4]，在围岩不稳定，常出现冒顶和片帮的地段掘进开拓巷道前，可适当考虑对围岩进行布孔钻探，取样分析，以便指导开拓工程掘进，预先做好支护方案设计。

3) 设计探矿巷道要尽量为采准工程所用，发挥坑内钻灵活、成本低的特点，在有疑问的地方，宁可多打一个钻孔，决不无谓的掘进一米巷道，同时合理控制网度，做到矿体中间网度大，边界网度小。确保矿体边界的准确性，达到最佳效果。

4) 不断地总结矿山已揭露的地质现象和探矿经验，采用对比、类比和经验法，结合影响勘探网度的因素及现状，采用勘探网度(30～60)m×60 m可以达到目标，可满足储量升级，同时地质资料的正确对比，可减少巷道的工程量。

5) 采取有效的手段，提高岩矿芯的采取率，加强钻孔质量的管理，提高钻孔的效率，合理控制孔深，对岩矿芯及时分析，研究钻孔反映的地质现象，及时指导后续工程的方向。

5 结 语

从280中段的采切工程揭露矿体来看，矿体受次级小褶皱和断层影响很大，且一直没有好的方法进行有效控制，矿体从纵向上产状有向深部变复杂的趋势，越靠近深部意味着矿体越靠近褶皱的转折端部位，矿体变化越难以把握。过多的投入坑道探矿成本又大，且无法保证探矿坑道能在采矿设计中利用上，从而变成单一的为探矿而探矿。因此，从280往深部220、160中段，利用坑内钻进行探矿将是最优的方法，扇形孔的施工也能保证剖面上对矿体形态的控制。这样，既节约了探矿成本，又达到了储量升级的目的。

[1] 王建新, 杨家谦, 等. 广西大新县下雷矿区南部碳酸锰矿详细勘探地质报告[R]. 南宁: 广西第四地质队, 1985.

[2] 地质矿产部区域地质矿产司. 中国锰矿地质文集[M]. 北京: 地质出版社, 1985.

[3] 许学汉, 王杰, 等. 煤矿突水预报研究[M]. 北京: 地质出版社, 1991.

[4] 李智毅, 王智济, 杨裕云. 工程地质学基础[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 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，助理工程师，研究方向：地质工程，手机：18140027936，E-mail：308880479@qq.com.

TD853.3

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.020