四川省XXX磷礦區(qū)布設(shè)沿脈工程的嘗試

張玉龍 劉 凱 李修杰

中國寰球工程公司華北規(guī)劃設(shè)計(jì)院，河北涿州，072754

四川省 XXX磷礦為一即將投入開發(fā)的為化工廠和礦山配套的工程項(xiàng)目，礦山采出的礦石為化工廠提供原料。

1 地質(zhì)概況

1.1 成礦地質(zhì)背景

XXX磷礦區(qū)屬于雷波磷礦帶，位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺（Ⅰ級）西緣，康滇地軸（Ⅱ級）東緣，涼山陷褶束（Ⅲ級）之美姑凹褶束（Ⅳ級）與雷波穹褶束（Ⅳ級）交界處，區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂構(gòu)造與區(qū)內(nèi)麥地坪組磷礦床出露和分布密切相關(guān)。區(qū)內(nèi)磷礦床均賦存于較大的背、向斜中，65%分布于背斜中、35%的磷礦床分布于向斜中。而較大的斷裂構(gòu)造則往往對磷礦床產(chǎn)生切割破壞作用。

XXX磷礦成因?qū)贉\海相層狀碳酸鹽巖磷塊巖礦床。古生代以來，康滇地軸長期為一隆起帶并成為古陸剝蝕區(qū)，上揚(yáng)子準(zhǔn)地臺為一相對坳陷帶并成為海域沉積區(qū)，同時(shí)也因東西向的古斷裂、古隆起構(gòu)造的存在與分割，使整個(gè)坳陷區(qū)內(nèi)又形成了一些次一級的隆起和坳陷，這些次一級的隆起、坳陷區(qū)，對磷礦富集和磷礦帶的分布起著直接的控制作用。而 XXX磷礦就主要形成于這些隆起構(gòu)造之間的坳陷盆地中，有較好的成礦構(gòu)造條件。在早寒武世麥地坪組沉積期，位于康滇古陸（古島鏈）和川黔碳酸鹽臺地之間的川西南海灣潮坪正處于三面局限，僅東南方向開闊，并與廣海相連的有利環(huán)境，隨著產(chǎn)生大規(guī)模的海侵時(shí)，海水不斷從東南方向涌進(jìn)區(qū)內(nèi)寬闊的海灣潮坪淺水地帶，帶來了豐富的磷酸鹽物質(zhì)，后經(jīng)盆內(nèi)成屑改造再最后聚集形成磷塊巖礦床?？傊瑓^(qū)內(nèi)磷塊巖受古構(gòu)造和古地理環(huán)境的制約，局限海灣有利于上升洋流所攜磷質(zhì)的聚集，是形成巨大礦床必不可少的先決條件，同時(shí)在高能的海灣水下淺灘，則是富集優(yōu)質(zhì)磷塊巖礦床的關(guān)鍵。

1.2 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層簡單，主要見有第四系、寒武系中統(tǒng)、寒武系下統(tǒng)及震旦系上統(tǒng)燈影組等地層。

區(qū)內(nèi)磷礦賦存于寒武系下統(tǒng)麥地坪組中段（?1m2），該段厚度一般為 16～39m，平均厚度22.84m。磷礦層底界下距麥地坪組底界5～136m，磷礦層頂界上距麥地坪組頂界41～72m。

1.3 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)位于牛牛寨復(fù)式背斜南段西翼，剎水壩-馬頸子斷裂帶西側(cè)，地層總體傾向?yàn)槲?、北西西方向。區(qū)內(nèi)構(gòu)造線及地層走向近南北向展布，次級褶皺發(fā)育，斷裂不發(fā)育，主要發(fā)育有F1、F2、F3三條斷層，對XXX磷礦區(qū)地層、構(gòu)造有明顯的控制作用，其中F1逆斷層該斷層將礦區(qū)內(nèi)礦體切分為Ⅰ、Ⅱ號兩個(gè)磷礦體。

1.4 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)磷礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)出形態(tài)較簡單，層位穩(wěn)定。礦體產(chǎn)狀與上、下含磷地層產(chǎn)狀一致，以南北向或近于南北向?yàn)橹?。礦體不但在走向上出露較連續(xù)穩(wěn)定，而在傾斜方向上的延伸、變化亦比較穩(wěn)定，傾向?yàn)槲?、北西西方向?/p>

本礦區(qū)礦體被F1斷層分割為Ⅰ、Ⅱ號兩個(gè)礦體。

Ⅰ號礦體：位于F1斷層以東，礦體為層狀，層位穩(wěn)定，地表出露連續(xù)，近南北向延展，在礦區(qū)內(nèi)展布長度為5200m，地層總體呈單斜構(gòu)造，傾角變化較大，從35～45°到50～60°，部分地方高達(dá)70°以上。根據(jù)北部三個(gè)老采硐、地表調(diào)查資料，礦體厚度為2.5～4.0m，厚度變化不大，屬全區(qū)可采的穩(wěn)定礦層。

施工技術(shù)流程的質(zhì)量是保證整個(gè)建筑產(chǎn)品合格的基礎(chǔ)，工藝流程的標(biāo)準(zhǔn)化是企業(yè)施工能力的表現(xiàn)，尤其是當(dāng)面對新工藝、新材料、新技術(shù)時(shí)，正確的施工順序和工法，合理的施工用料，規(guī)范的施工過程，將對施工質(zhì)量起決定性作用。

Ⅱ號礦體：位于F1斷層以西，礦體為層狀，層位穩(wěn)定，地表出露連續(xù)，礦體展布方向從北至南由北東—南西逐漸轉(zhuǎn)為近南北向，在礦區(qū)內(nèi)分布長度為3500m，Ⅱ號礦體南部地層總體呈單斜構(gòu)造，傾角變化較小，一般為30～45°，Ⅱ號礦體北部，地層產(chǎn)狀變化大，次級褶皺構(gòu)造發(fā)育。根據(jù)采礦坑硐和地表調(diào)查資料，礦體厚度為2.0～3.5m，厚度變化不大，屬全區(qū)可采的穩(wěn)定礦層。

2 礦區(qū)勘探開發(fā)面臨的形勢

XXX磷礦所在地區(qū)是四川省主要磷礦富集區(qū)，該區(qū)遠(yuǎn)景資源量達(dá)非常可觀，磷礦開發(fā)利用已被列入國家川南地區(qū)國土資源規(guī)劃。

XXX磷礦區(qū)資源儲量豐富，建設(shè)條件也已基本具備，具有良好的發(fā)展?jié)摿?，?yīng)盡快進(jìn)行正規(guī)的設(shè)計(jì)開采，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。與此同時(shí)，本礦區(qū)磷礦資源的開采不僅可以保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益能夠得以較大提升，對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展也將取到十分積極的促進(jìn)作用。由此可見，加快 XXX磷礦區(qū)資源的開采是十分必要的。目前項(xiàng)目所在區(qū)己建成或正在規(guī)化建設(shè)數(shù)家磷化工企業(yè)（磷肥廠、黃磷廠），需要大量磷礦石，開發(fā)磷礦市場前景看好。業(yè)主對該礦區(qū)取得探礦權(quán)后，受地方及各種情況影響，勘探施工進(jìn)度緩慢，不能滿足業(yè)主工程總體進(jìn)度要求。

鑒于上述原因，需要加快 XXX磷礦區(qū)的勘探及開發(fā)進(jìn)程。針對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，考慮地形等因素，擬在礦床開發(fā)初期布設(shè)沿脈工程，作為首采區(qū)進(jìn)行開采設(shè)計(jì)、施工手段以便達(dá)到加快后續(xù)勘探工作進(jìn)程的目的。

3 坑探工程布置

3.1 坑探工程布置原則【1】

（1）盡可能與首期開發(fā)工程配套，施工方便、經(jīng)濟(jì)；

（2）坑探工程布置與其它勘查手段協(xié)調(diào)合理；

（3）在有利條件和許可的前提下，能為后期利用或留有技術(shù)改造余地；

（4）根據(jù)實(shí)際需要，坑探巷道盡可能延礦體走向脈內(nèi)布置。

3.2 坑探工程方法

根據(jù)礦體出露情況，考慮礦體賦存情況，結(jié)合地表地勢，本次坑探工程主要采用沿脈平巷。

3.3 坑探工程布置

考慮到該礦區(qū)的地形條件、水源、電力及交通運(yùn)輸條件對探礦施工的適宜性，同時(shí)兼顧探礦坑道為今后礦山開采所利用，坑探巷道在礦區(qū)北部1號礦體P0～P8勘探線之間沿脈布置4條探礦巷道（PD2、PD4、PD6和PD8），分別到P2、P4、P6、P8看探險(xiǎn)剖面【2】。探礦坑道布置詳見

I號礦體探礦巷道布置平面圖（圖1）。

在礦區(qū)南部Ⅱ號礦體P24～P32勘探線之間兩處山谷，利用原有1396.25m標(biāo)高和1376標(biāo)高硐口，分別沿脈自下往上布置5條探礦巷道（PD1、PD3、PD5、PD7 和 PD9）【2】探礦巷道，各探礦巷道之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)道。探礦坑道布置詳見圖2和圖 3。

探礦巷道斷面形狀為三心拱，巷道一般不支護(hù)，若需噴砼支護(hù)，支護(hù)厚度100mm；若遇斷層，則采用混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度250mm【3】。巷道斷面具體參數(shù)見表1。探礦巷道工程量詳見表2。

表1 巷道斷面參數(shù)表Table 1 Parameter list of roadway section

表2 工程量表Table 2 Bill of quantities

4 首采區(qū)坑探工程的意義

（1）選擇滿足建設(shè)條件的礦段作為首采區(qū)，并進(jìn)行坑探設(shè)計(jì)，可加速工程進(jìn)度，滿足業(yè)主進(jìn)度要求。

（2）礦山1、2號礦體都有連續(xù)的露頭分布，而且部分地段有道路或者簡易道路通過，具備布置坑口的條件，有條件進(jìn)行巷道坑口布置。從地表露頭延脈掘進(jìn)平巷，合理布置坑道，也可為后期采礦工程利用。

（3）利用坑探巷道工程，可進(jìn)一步查明礦體向深部延伸情況，控制礦體分布、形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模及其沿走向和傾向的變化情況，收集揭露含水層和斷層帶的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)資料。為首采區(qū)設(shè)計(jì)施工提供依據(jù)。

（4）在不宜采用鉆探控制（山高、交通不便等）的情況下，利用坑探工程進(jìn)行延伸，以代替深鉆孔，可以達(dá)到加密工程網(wǎng)度、估算深部資源量的目的。

（5）坑探工程也有利于選礦大樣的采集。

（6）合理布置坑探巷道，為后期采礦利用。在不不計(jì)算鉆孔費(fèi)用的條件下，可節(jié)約采礦巷道施工成本2400萬元以上，高處進(jìn)行鉆探修筑施工便道的費(fèi)用1500萬元以上，同時(shí)還有副產(chǎn)礦石。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

1 DZ/T0209-2002，磷礦地質(zhì)勘查規(guī)范[S].北京：地質(zhì)出版社，2003

2 DZ0141-1994，地質(zhì)勘查坑探規(guī)程[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994

3 張富民，主編.采礦設(shè)計(jì)手冊（井巷工程卷）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1989