彭树忠

(深圳市中金岭南凡口铅锌矿地质科， 广东 韶关市 512325)

凡口铅锌矿自2008年扩产为年产18万t铅锌金属量以来，中深孔无底柱后退式采矿方法（简称VCR采矿法）在上部间柱中选用采场成功试验后，在深部盘区得到进一步推广，该采矿工艺简单，比较其它采矿方法更具有回采的安全保障性，并有高效、贫化率矿损可控的特点，大幅度地提高了矿山的生产能力，解决了矿山井下生产中段多，采场个数多，生产管理难度大等问题，目前 VCR采矿法是最主要的采矿方法，多年来的实践，矿山已成熟应用该采矿爆破工艺并总结出一系列的安全采出措施，每年完成采矿总量约 1/3，目前每年计划安排VCR法采场约20个，以确保持续稳定生产。据不完全统计，现阶段已结束的VCR法采场有40多个，其中矿房VCR法采场有20多个，VCR法采场对地质资料的准确性要求比较高，生产探矿的网度控制的矿体能否满足 VCR法采矿的要求，爆破能否最大限度回采资源，以及如何才能控制贫化是矿山地质工作者所探讨和密切关注的问题。并且矿房VCR法采场矿体赋存状况了解的详细程度对以后回采相邻的间柱采场有密切关系，因此对矿房VCR法采场进行探采对比分析研究，对间柱回采具有重要意义。

1 探采对比分析

1.1 探采对比对象的选择

主要是针对矿房采场开采后所获取的地质资料与地质生产探矿所获地质资料进行比较，以矿体的形态、探采储量、矿体控制程度3个方面作为对比对象，选择深部盘区矿房 VCR法结束采场布置的排剖面与之相对应的生产探矿穿脉剖面进行对比，具有较高的代表性。深部盘区在-360 m以下，对比矿体有 Sh6a、Sh32a、Sh214a，Sh209a，是各矿段中主要赋存的矿体。矿体产出形态、产状及构造大致如下：

Sh6a矿体产于D3tb地层的中上部，规模最大，依附在矿区的主要控矿构造F3逆断层的上盘，走向在 12°～192°之间，倾向东南，倾角为 60°～85°，从各剖面上看形态简单稳定，厚度较大，分支延伸一般不远即会自然尖灭，矿石类型除少量黄铁矿石外其余均为块状硫化铅锌矿石。Sh32a矿体产于 D3ta和D3tb地层中，在F3下盘、矿体向上呈狭长态尖灭并逐渐远离断层，因D3ta和D3tb地层的交汇处矿体产生分支，在空间形态上有中间成囊上下分叉体，走向北东或北西，倾向东南或东北，规模中型偏小；Sh214a矿体产于D3ta中，下盘围岩为D2db,是与矿区Sh209a矿体区别划分的地层界线，受F3构造断裂的控制，上盘为Sh217a矿体，Sh214a矿体规模中等，沿走向上矿体有分支复合膨胀等现象，在空间形态上总的来说较为规整，矿体产状较稳定，走向北东，倾向东南，矿石类型表现为单一黄铁矿和硫化铅锌矿共生。

1.2 探采对比参数的确定

探采对比的参数为地质生产探矿所确定的参数和矿山开采所确定的最终参数。

1.2.1 矿体的形态验证

（1）面积误差。包括绝对误差 ΔS=Su-Sc，相对误差Sr=(Su-Sc)/Su×100%，式中，Su为开采后最终圈定的矿块面积，Sc为生产探矿资料所确定的矿块面积。

（2）面积重合率。Dr=Sd/Su×100%，Sd为地质生产探矿所圈定的矿块面积与开采后最终圈定的矿块重合的面积。

（3）形态歪曲率。Wr=∑(Sn+Sp)/Su×100%，式中，∑(Sn+Sp)为开采后所增加的面积Sn=Su-Sd与生产探矿所增加的面积Sp=Sc-Sd之和，也就是歪曲面积W§。

（4）矿块偏移距离。m=m探-m采，在对比穿脉地质剖面图上，量取生产探矿所圈定的矿块与开采揭露矿块的水平或垂直距离表示偏移距离，以开采揭露矿块为标准，生产探矿所圈定的矿块向顶板或右偏移为正，向底板或左偏移为负，分别计算矿块平均偏移距离和最大偏移距离。

1.2.2 储量探采对比

探采储量对比包括矿石量绝对误差和相对误差，金属量绝对误差和相对误差，矿石品位绝对误差和相对误差。

1.2.3 矿体控制程度对比

矿体控制程度以探矿手段、方法、网度来对比说明。

2 探采对比结果

2.1 矿体形态验证对比

选择已采矿房VCR采场布置的排剖面与之对应的生产探矿的穿脉剖面进行对比，见表1。

表1 穿脉剖面与排剖面矿体形态验证对比

2.2 矿块偏移对比

因Sh6a、Sh32a、Sh214a、Sh209a矿体厚度均超过单一采场的厚度，不能进行各矿体的厚度对比，但对划分矿块的位移可进行对比，反映矿体的局部变化情况。中段选择-360 m、-400 m、-550 m、-600 m、-650 m。矿块选择 Sh6a[1]、Sh32a[1]、sh32a[2]、Sh33a[2]、 Sh214a[1]、 Sh214a[2]、Sh217a[1]、Sh209a[1]，Mx表示水平最大偏移距离，My表示垂直最大偏移距离，结果见表2。

2.3 矿体控制程度对比

深部盘区的生产探矿以40～50 m划分中段，在每个中段布置穿脉巷道以坑钻为主对 C1级储量的矿体加密网度为 25 m×（15～17）m 控制，达到 B级储量精度，VCR采场在采准后进行炮孔设计，炮孔参数以2 m（行距）×2.2 m（列距）布置，对各个炮孔的各段见矿情况统计，对个别孔须进一步了解孔内情况则利用返水物取样，用元素分析仪器测定其样本品位。对矿体的控制采用的探矿网度、手段、取样方法如表3所示。

表2 矿块偏移距离对比

表3 生产探矿与采场探矿对比

2.4 生探储量与备采矿量的对比分析

生探储量根据 VCR采场设计前利用生产探矿资料所做的两帮剖面，一般为8 m的采场宽度，高度为上部硐室的底板到下部硐室的顶板，计算出生探储量，备采矿石量根据揭露上下部硐室及炮孔完成后修改完善的地质资料，同样按8 m的采场宽度和上硐底到下硐顶的高度，计算备采矿石量，再以采场的矿石品位为计算参数（因炮孔探矿只对生产上有特殊要求的个别孔进行化验分析，一般只做定性分析，所以矿石品位所能利用的数值有限，这里不作具体的品位误差对比），对比分析其矿石量绝对误差和相对误差，金属量的绝对误差和相对误差，结果见表4。

3 误差分析

凡口矿在《矿山调查报告》中所制定的B级矿量对比误差标准为：储量误差≤30%，面积重合率≥70%，面积误差率≤30%，形态歪曲率≤75%，合格率≥70%。采矿生产技术规程对VCR采场的贫损指标为：贫化率≤15%，损失率≤2.5%。

形态误差对比结果表明：已采的 VCR法矿房采场的面积重合率为 77%～96.3%，形态歪曲率为10.6%～49.1%，面积相对误差为-20.7%～17.2%，均符合误差衡量标准，生产探矿控制的矿体形态能达到B级要求，但生产探矿所圈定的矿体形态与实际用炮孔探矿圈定的矿体形态相比在局部的变化还比较大，通过炮孔取样加密了钻孔间距，而且孔内数据倍增，使得矿体的勘探程度达到A级以上，实际采矿生产中有些采场因为歪曲率大会导致矿灰混采带来较大的矿石贫化，降低矿石的质量。面积相对误差大的采场也会因采不完全导致矿石的损失。所以生探阶段的勘探程度只能提供做采准设计，还不能满足 VCR法采场爆破设计对贫化率≤15%的控制精度要求。

矿块偏移距离对比及矿体控制程度对比结果表明：生产探矿控制的矿块水平偏移的最大距离为-8.48～7.5 m，垂直偏移距离为-6.62～8.61 m，在钻孔孔距为15～17 m的网度下失控率为6.6%～57.4%。产生偏差的原因一是矿块局部连续性较差；二是钻孔在穿过断层面时容易发生偏移，影响取样结果；三是部分穿脉对矿体的边部及外延部分控制不够；四是地质平面连图时对矿体的特征和变化规律研究不够，空间位置的偏移变化较大；五是矿块本身内部或夹石在矿体中存在分支、复合、膨大现象，把握难度增大。

由表 4可以看出：矿石资源储量误差为-5.08%～20.66%，金属量误差为-5.06%～20.65%，矿石量总误差为8.0%，金属量总误差为7.3%，与VCR采场的损失控制指标 2.5%相差较大，如果仅以生产探矿获得的B级储量来指导采矿，对分支边角盲矿或因局部的膨大收缩而引起的矿体变化摸清程度不够会造成较大的矿石与金属量损失。另外，生产探矿很多情况下是单孔见单一黄铁矿，对单一黄铁矿的圈定存在不确定因素，在采矿实际生产中不能很好地做到对矿石的分类分出。

表4 生探储量与备采矿量的对比

4 返水取样法在探采一体中的合理应用

4.1 探采结合一体的意义

实行探采结合是实际生产中地质采矿技术相结合的产物，它不仅可将生产探矿与开拓、采准及回采密切结合起来，减少探矿的巷道掘进量，而且节省了大量的人力物力和投入成本，又可使矿山的坑道系统和采掘计划布置更为优化，采切工程得以合理利用。

4.2 探采结合主要方法

目前 VCR法采场探采结合的主要方法是利用VCR法采场布置的炮孔返水矿岩粒状物作为地质观测及取样对象，根据各孔观测和取样鉴定的结果对矿体进行二次圈定，其最终目的是可以通过观测炮孔及样品采集的数据积累，修正矿灰界线，取样可以抓重点部位，比如矿灰变化复杂部位，或是前期探矿工程未及时加密部位，不需要全面铺开，而且所取样用元素分析仪器检测，根据实际有针对性的对样品做定性或定量的分析，大大缩短了样品化验时间，这种方法是凡口矿在生产实际中摸索出来的炮孔返水取样法。炮孔取样与生产探矿的岩心取样对比，炮孔取样更加接近实际，在一定意义上是针对生产中的具体问题的对比，也方便地质日常管理，有利于地质人员对实际情况更好地加以分析和对数据的利用。

4.3 返水取样法在探采结合中的应用

因采矿工艺的改进，VCR法采场与分层采矿法采场不同，分层采矿法采场压顶高度一般控制在5.5 m，对空场及空场充填后的找边切采均能做详细的地质编录，而 VCR法采场采矿高度一般为 20～50 m，只布置了上部硐室和下部的出矿硐室，除上部硐室及下部的出矿硐室能获得准确的地质编录资料外，对采场内部无法采用编录手段。VCR法采场要求准确、有效地控制每一次爆破的贫化损失率。所以在前期的工作中就有必要做好探矿工作，为后续的爆破作准备。在实际的生产实践中，合理利用炮孔返水取样法进行探矿在这里起到关键性的作用，它不仅解决了爆破空场不能编录的问题，而且使矿体的摸清程度得到大幅度的提高，可以边补探边采，并指导分次爆破所要控制的贫损指标，与实际生产紧密结合，提高了对生产指标的控制能力。

4.4 返水取样法样品误差分析

返水取样法对采场布置的每一个炮孔返水物进行观测或取样分析，返水物返出孔口一般以每米进尺用纱布包裹取样，用元素分析仪进行样品分析，可以准确地划分出矿岩的分界面。炮孔返水物从孔底返上孔口所需要的时间与钻杆从孔底的进尺所花费的时间相同，按目前凡口矿机台的钻探进度， 以每个班打30 m的进尺需5 h计算，再进尺的速度大致等于 1.67 mm/s，炮孔返水物从孔底返上孔口所需要的时间跟水压和钻杆所处深度有关系，按水速10 m/s计算，孔深30 m，返水物从孔底上升到孔口所需时间等于3 s，所以按30 m的进尺，编录时的读数偏差最多为1.67 mm/s×3 s=5 mm，相对误差仅0.0167%。其次是钻探工人对出现矿岩变化点的人为读数误差，也是影响准确度方面的因素，但这是不可避免的。可以通过提升操作工的业务素质或安排较有经验人员来减小这种人为误差。在控制矿体边部、采场两头及矿灰变化复杂处加密取样探矿孔，炮孔所覆盖的面基本上达到对采场矿体的有效控制99%以上，所获得的一手资料整理编辑后，形成炮孔探矿后的完整修正资料，直接提供做爆破设计使用。

5 结 论

通过 VCR法矿房采场的探采对比，从矿体形态、矿块偏移、储量、矿体控制程度对产生的误差进行对比分析，说明生产探矿所得到的地质资料还无法达到 VCR采场所要求的精准度；论述了返水取样法在生产实践中的灵活应用，实现了探采一体质的飞跃，不仅解决了生产中的实际问题，节约了探矿成本，减少了矿体圈定时间，简化了生产环节，大大提高了工效，同时间接降低了生产成本，并且为以后回采相邻的间柱采场提供了可靠和准确的地质资料，对采矿计划安排和应用合理的采矿工艺开采间柱采场有很好的帮助作用。