巴基斯坦杜達(dá)鉛鋅礦生產(chǎn)探礦方案優(yōu)化

申大元

(中國(guó)華冶科工集團(tuán)有限公司)

巴基斯坦杜達(dá)鉛鋅礦生產(chǎn)探礦方案優(yōu)化

申大元

(中國(guó)華冶科工集團(tuán)有限公司)

巴基斯坦杜達(dá)鉛鋅礦為賽克杜—胡茲達(dá)爾鉛鋅成礦帶上重要的礦床之一，由于礦體形態(tài)復(fù)雜多變，生產(chǎn)探礦方案有必要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行不斷優(yōu)化。通過(guò)對(duì)探礦手段的科學(xué)選取，工程網(wǎng)度的適當(dāng)抽稀及探礦工程的合理調(diào)整，取得了較為明顯的探礦效果和經(jīng)濟(jì)效果。

鉛鋅礦 生產(chǎn)探礦 方案優(yōu)化

杜達(dá)鉛鋅礦[1-2]自1988年以來(lái)，由澳大利亞等4家公司先后多次勘查，從地表施工了約百余口鉆孔進(jìn)行深部探礦，對(duì)礦床進(jìn)行了較詳細(xì)的勘探工作。依據(jù)地質(zhì)資料，該礦采用地下開(kāi)采方式，混合副井-斜井聯(lián)合開(kāi)拓方式，采礦方法為點(diǎn)柱式上向膏體分層充填采礦法、分段充填采礦法、分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法。以100 m標(biāo)高為界分為上部采區(qū)和下部采區(qū)兩部分，現(xiàn)已回采上部2個(gè)中段，段高100 m，分段高20 m，采幅4 m，正準(zhǔn)備三中段的回采和四中段開(kāi)拓及生產(chǎn)探礦。為了進(jìn)一步指導(dǎo)礦山生產(chǎn)，有必要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)現(xiàn)階段的生產(chǎn)探礦方案進(jìn)行優(yōu)化。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

巴基斯坦地處印度板塊、歐亞板塊及阿拉伯板塊交匯部位，地質(zhì)演化歷史較長(zhǎng)，地層出露較齊全，所處位置區(qū)域構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜多樣。礦床位于印度板塊西北緣向阿拉伯板塊俯沖拼合地帶，構(gòu)造總體上沿著近SN向的杰曼斷裂從阿富汗邊界至貝拉將其分為東西兩部分，以西為火山弧帶，表現(xiàn)為火山活動(dòng)強(qiáng)烈，以東為新生代造山帶。在地殼運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，印度板塊向西偏北方向斜切碰撞，層間逆沖推覆現(xiàn)象十分普遍，形成弧形構(gòu)造，創(chuàng)造良好的成礦環(huán)境。杜達(dá)鉛鋅礦即為賦存于岡瓦納古陸沉降和盆地形成期間的海浸運(yùn)動(dòng)所堆積的侏羅系碳酸鹽和碎屑沉積巖的層控性鉛鋅礦床。

杜達(dá)鉛鋅礦屬賽克杜—胡茲達(dá)爾鉛鋅成礦帶。礦區(qū)地層主要由中生代侏羅紀(jì)安吉拉組至勞瑞萊組碳酸鹽和碎屑沉積巖組成，礦區(qū)廣泛分布中生界侏羅系的塞姆班組至勞瑞萊組期間的地層，該套地層具有典型的盆地沉積特征。礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造極為發(fā)育，有褶皺和相互穿切的斷裂，由于受東西向的擠壓作用，地層彎曲變形形成褶皺，礦化帶嚴(yán)格受構(gòu)造控制。礦體賦存于產(chǎn)狀近南北向的向斜地層中，向斜軸向北傾伏，兩翼不對(duì)稱，呈西偏，平均傾角為30°，局部為為45°，O斷層以北向斜兩翼較為舒緩。向斜的分布受構(gòu)造控制，向斜東翼受杜達(dá)逆斷層切割，西翼被D、E、F、Spingwar、Khauri斷層切斷，向斜北部在以上2個(gè)方向斷層的交匯點(diǎn)處尖滅，南部隨向斜抬高而終止。礦化帶嚴(yán)格受構(gòu)造控制，近礦圍巖以灰黑色細(xì)粒塊狀灰?guī)r和泥巖為主，其中工業(yè)礦體在圍巖中順層產(chǎn)出。

鉛鋅等有用組份的遷移和富集，隨水分連續(xù)不斷地向與沉積同時(shí)發(fā)生大范圍的斷裂作用而引起的構(gòu)造不穩(wěn)定環(huán)境區(qū)運(yùn)移，大量的流體沉淀和松軟沉積物變形引起在地層和構(gòu)造上的不穩(wěn)定，并不斷地成巖和角礫巖化，使得硫化物碎屑與杜達(dá)地層的上段、中段的大量流體物質(zhì)更好地結(jié)合，從而形成在不同層位上的硫化物堆積層狀礦化帶。因此在層狀礦化帶之下同樣有斷層通道供給，從而形成了硅化脈體及浸染型的SW向礦化帶。

在100 m中段，地處礦床核心地帶，自下盤(pán)至上盤(pán)鋅帶、黃鐵礦帶、角礫巖帶等3條礦體大致平行相間產(chǎn)出，礦體無(wú)論在走向上或傾向上均表現(xiàn)出較連續(xù)的層狀、似層狀礦體，只是在產(chǎn)狀上具波狀起伏呈“S”形，并受后期構(gòu)造的錯(cuò)動(dòng)和位移。礦體最大走向長(zhǎng)度約320 m，最大厚度22 m，最小厚度1 m至尖滅，整體上呈南高北低的側(cè)伏狀。礦體傾向表現(xiàn)不一，在構(gòu)造的南西翼礦體呈NE傾向，而核部北傾，南東翼礦體呈NW傾向，傾角不等在向斜的核部略緩，兩翼變陡。

礦體形態(tài)不僅受制于不對(duì)稱向斜構(gòu)造，而且受兩翼外圍的斷層錯(cuò)失阻擋，東翼礦體及深部均受杜達(dá)斷層的控制。礦石礦物以閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦及白鐵礦等為主，脈石礦物由石英、方解石、綠泥石、磷灰石、有機(jī)碳等組成。

2 生產(chǎn)探礦現(xiàn)狀

目前，礦山三中段以上生產(chǎn)探礦已基本結(jié)束，正在進(jìn)行四中段開(kāi)拓生產(chǎn)探礦。由于礦山生產(chǎn)的調(diào)配，其間沒(méi)有進(jìn)行專門(mén)的礦山補(bǔ)充探礦，直接利用中段開(kāi)拓巷進(jìn)行探礦。開(kāi)拓生產(chǎn)探礦均采用 20 m×20 m工程網(wǎng)度，利用中段下盤(pán)運(yùn)輸巷和向斜的低盤(pán)繞道每20 m刷掘鉆探硐室，在平面和剖面上均以鉆代坑，采用20 m間距控制礦體的產(chǎn)狀、位置及控間形態(tài)等，為采準(zhǔn)設(shè)計(jì)和編制生產(chǎn)采掘計(jì)劃提供地質(zhì)依據(jù)，所探明的資源即基礎(chǔ)儲(chǔ)量為111b。因此，造成了探礦方法比較單一、難以形成平面或剖面系統(tǒng)、探礦比較大、缺少采準(zhǔn)二次圈定環(huán)節(jié)。

3 工程抽稀可行性分析

將采準(zhǔn)之前的開(kāi)拓生產(chǎn)探礦網(wǎng)度從20 m× 20 m抽稀至40 m×40 m，現(xiàn)以三中段200 m平面圖和9820N剖面圖為例進(jìn)行討論。

3.1 礦體的產(chǎn)狀及其連續(xù)性

礦體仍然以條帶狀礦體為主，抽稀后礦體更連續(xù)，形態(tài)規(guī)則，沒(méi)有出現(xiàn)斷續(xù)分支等現(xiàn)象，礦體產(chǎn)狀和空間位置基本沒(méi)有較大變化。

3.2 礦體面積重疊穩(wěn)合情況

通過(guò)抽稀工程網(wǎng)度，礦體的邊界由于工程抽稀，自然產(chǎn)狀局部有限波動(dòng)，從而產(chǎn)生正負(fù)不重疊現(xiàn)象，礦體重疊、不重疊面積統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 礦體重疊、不重疊面積

由表1可知，6個(gè)礦體面積不重疊程度較小，最小為2.43%，最大為41.24%，整體礦體面積重疊率82.49%，由此可見(jiàn)，礦體的穩(wěn)合程度高，礦體形態(tài)變化非常有限。

3.3 礦體品位變化情況

300余件樣礦石品品位統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，通過(guò)工程抽稀，5條礦體平面工程中礦石品位變化均在20%之內(nèi)，最小3%，最大

表2 工程抽稀前后礦石品位變化統(tǒng)計(jì)

19.13%，大部分品位變化率為3%～8%。因此，工程抽稀前后礦石品位穩(wěn)定。

綜上所述，杜達(dá)鉛鋅礦開(kāi)拓生產(chǎn)探礦工程網(wǎng)度以40 m×40 m為宜，求得控制的資源量，作為采準(zhǔn)設(shè)計(jì)的依據(jù)，在此基礎(chǔ)上通過(guò)采準(zhǔn)分層聯(lián)絡(luò)道、鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)路等采準(zhǔn)工程再次揭露礦體，進(jìn)行最終圈定，是生產(chǎn)探礦的有效途徑。

4 生產(chǎn)探礦方案優(yōu)化措施

4.1 坑鉆組合，以鉆代坑

(1)原始方案。首先在礦體的西翼下盤(pán)及向斜構(gòu)造的底盤(pán)繞道中，以20 m間距掘刷探礦硐室，然后在剖面上布置斜孔控制礦體，底盤(pán)繞道內(nèi)采用輔助剖面南北方向上布置斜孔，以達(dá)到探明礦體的目的。輔助剖面上預(yù)切的礦體界線是推斷的，工程大致在走向上布置，需要的工程量較大，鉆孔的地質(zhì)效果不理想。

(2)優(yōu)化后方案。在10100N線選擇坑探穿脈，目的是在礦體的中心轉(zhuǎn)折地帶進(jìn)行穿脈探礦，在探明礦體的同時(shí)，對(duì)原鉆探效果進(jìn)行驗(yàn)證對(duì)比，同時(shí)在140 m分段利用鏟運(yùn)機(jī)斜坡道同部位布置穿脈工程，上下形成剖面系統(tǒng),并在其剖面以南的向斜核部采用水平扇形孔控制平面礦體，分別以100 m中段，140 m分段及200 m中段采用同樣手段探礦，形成了平面探礦系統(tǒng)。該方案優(yōu)點(diǎn)是揭露的地質(zhì)信息全面可靠，節(jié)省了向斜低盤(pán)繞道聯(lián)絡(luò)道和大量鉆孔，經(jīng)濟(jì)效益及探礦地質(zhì)效果好，為深部探礦創(chuàng)造了條件。

4.2 抽稀工程網(wǎng)度

原始方案采用20 m×20 m工程網(wǎng)度布置工程，利用中段下盤(pán)運(yùn)輸巷和向斜的低盤(pán)繞道每20 m刷掘鉆探硐室，在平面和剖面上均以鉆代坑，采用 20 m間距控制礦體的產(chǎn)狀、位置及控間形態(tài)等。

優(yōu)化后的方案為：首先將生產(chǎn)探礦工程網(wǎng)度優(yōu)化為40m×40m，計(jì)算出控制的資源量作為采準(zhǔn)設(shè)計(jì)和編制采掘計(jì)劃的依據(jù)；然后在采準(zhǔn)工程施工的過(guò)程中，通過(guò)采準(zhǔn)分層聯(lián)絡(luò)道、鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)路等采準(zhǔn)工程再次揭露礦體，必要時(shí)適當(dāng)增加探礦工程進(jìn)行補(bǔ)探，最終圈定礦體。

4.3 優(yōu)化探礦工程布置

取消負(fù)角度鉆孔、減少小角度鉆孔、杜絕重復(fù)工程。

(1)負(fù)角度鉆孔。即下向鉆孔，由于礦石及近礦圍巖破碎，巖礦芯大多呈短柱狀、碎塊狀甚至粉狀，巖芯管內(nèi)取芯完全依靠卡簧取芯，提鉆時(shí)難以有效提取巖礦芯，鉆進(jìn)工藝不能滿足探礦要求。

(2)小角度鉆孔。即鉆孔工程方向與巖礦體平均走向的夾角小于30°的鉆孔，該類鉆孔所探明的地質(zhì)信息可靠程度低，并且在鉆孔施工過(guò)程中易發(fā)生卡鉆等孔內(nèi)事故。

(3)重復(fù)工程。易出現(xiàn)在中段之間的銜接部位以及主剖面工程與輔助剖面工程的交錯(cuò)部位，需要綜合對(duì)接，防止工程重復(fù)。

5 結(jié) 語(yǔ)

杜達(dá)鉛鋅礦床為沉積環(huán)境下嚴(yán)格受構(gòu)造控制的鉛鋅礦床，即便如此,礦體及圍巖的層位特征和含礦層的相對(duì)空間位置仍比較清晰。針對(duì)原地質(zhì)勘探工作的薄弱環(huán)節(jié)，總結(jié)以往生產(chǎn)探礦工作的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，合理選擇探礦手段和探礦方法，遵循“技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、安全可靠”的原則，抽稀探礦網(wǎng)度，合理布置工程，明確開(kāi)拓生產(chǎn)探礦、采準(zhǔn)時(shí)期的生產(chǎn)探礦以及礦體回采時(shí)期的地質(zhì)指導(dǎo)目的以及各階段所要達(dá)到的探礦程度，有利于提高礦山生產(chǎn)探礦工作效率。

[1] 郭艷亮，劉 號(hào).巴基斯坦杜達(dá)鉛鋅礦斜井提升鋼絲繩損壞的分析及預(yù)防[J].中國(guó)外資，2013(7):311-312.

[2] 謝永生.分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法在巴基斯坦杜達(dá)鉛鋅礦的研究與應(yīng)用[J].有色金屬工程，2012(1)：39-44.

2014-09-19)

申大元(1964—)，男，高級(jí)工程師，100176 北京市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)康定街1號(hào)B2座。