之前介紹了勘查工程的布置原則,、總體布置形式,,下面針對每一個勘查工程的具體布置或單項工程的設計以及勘查工程的施工質量問題進行討論。 勘查工程的選擇 1.地質條件和礦產(chǎn)特征 緩傾斜的,,埋藏不深的地表礦多適用于淺井勘查,;殘余、殘坡積及砂礦多適用于淺井或淺鉆勘查,;中等-較陡產(chǎn)狀的礦體地表適合于槽探勘查,,深部適合于鉆探勘查:礦體產(chǎn)狀較陡-直立的礦體適合于坑道工程查;對于礦化極不均的貴金屬及稀有金屬、含量極低的寶石和特種原料礦,、顆粒粗大的偉晶巖礦多適合于坑道勘查,。 2.自然地理條件 自然地理條件系指工作區(qū)的地形地貌、氣候,、水系發(fā)育程度,、基巖的剝蝕發(fā)育程度第四系覆蓋層的發(fā)育程度等。這些條件在某些時候往往是影響勘查方法選擇的主要因素,。 1)高山區(qū):地形復雜,,地勢較高,切割強烈,,基巖出露較廣,,水系發(fā)育,交通困難,。該區(qū)適合的勘查工程主要為坑探工程(槽探和坑道),。 2)大面積覆蓋的平原區(qū):第四系覆蓋面積大且厚,基巖露頭很少見到,,地勢平坦交通方便,。可選用輕型山地工程和鉆探工程,。 三個影響條件在礦產(chǎn)勘查中必須綜合考慮,,才能獲得最佳勘查工程選擇方案。 勘查工程設計主要包括地表坑道工程,、地下坑道工程及鉆探工程的設計,。 1.地表坑探工程設計 在揭露接近地表的礦體時,要設計地表坑探工程(槽探,、淺井)和淺鉆,。這時需要注意和深部工程配合。如第一個探槽或淺井,、淺鉆等,,一般都設計在礦體的中部,然后根據(jù)所確定的距離(如探槽間距離)向兩邊擴展,,布置其他與其平行的探槽,。在向兩邊擴展時,如遇礦體露頭,,一般用剝土代替,。當?shù)V體成群成帶出現(xiàn)時,要設計主干探槽,,其位置要選擇可能遇到平行礦體機會最多的位置,。對地表覆蓋層下面的傾斜狀礦體或礦脈,確定探槽位置要考慮“V”字形法則,,判斷礦層可能出現(xiàn)的位置(圖6-8),。 圖 6-8 探槽布置的“v”字形法則 1)探槽(TC)。是從地表挖掘的一種槽形坑道,,其橫斷面為倒梯形,,探槽深度一般不超過3~5m,探槽斷面規(guī)格(表6-1)視浮性質及探槽深度而定,。探槽的布置應垂直礦體走向或平均走向(根據(jù)目的和意義不同還有走向槽和十字槽),。探槽有兩種,即主干探槽和輔助探槽,。主干探槽應布置在工作區(qū)主要的剖面上或有代表性的地段,,以研究地層、巖性,、礦化規(guī)律,、揭露礦體等。而輔助探槽是在主干探槽之間加密的一系列短槽,,用于揭露礦體或地質界線,,可平行主干探槽,也可不平行,。所有探槽適用于浮土厚度不大于3m,,當?shù)叵滤娴蜁r,覆蓋層厚達5m時也可使用探槽,。槽探施工長度和深度根據(jù)實地情況,,達基巖一定深度和設計要求目的實際所需長度,如揭穿礦層(體)上,、下界線或蝕變帶等所需的地質目的便可竣工,。 表 6-1 探槽斷面規(guī)格參考 2)探井。探井包括圓井和淺井,。圓井主要用于地質填圖中遇到第四系覆蓋,,而槽探又達不到地質目的時,用以了解第四系厚度及下伏基巖巖性,。因其施工方便,,在礦區(qū)勘查中經(jīng)常使用。淺井主要用于覆蓋區(qū)揭露礦化,、蝕變帶,、礦層和物化探、重砂異常,。①圓井(YJ):圓井的設計施工深度一般不超過5m,,但如果第四系穩(wěn)定性好、井下不充水或少水,經(jīng)安全人員實地查看批準,,在有預防措施的條件下,,圓井深度可適當加深。圓井揭露至基巖0.3~0.6m深度即視為達到地質目的,。當施工條件有利,,而且礦層厚度較小,在允許的施工深度內可以揭穿礦層時,,圓井可起到淺井的探礦作用,。②淺井(OJ):淺井的施工深度較大,為便于井壁支護,,一般設計成方井,,有時也設計成長方形井。它是由地表垂直向下掘進的一種深度和斷面均較小的坑道工程,。淺井深度一般不超過20m,,斷面形狀可為正方形、長方形,,斷面面積為1.2~2.2m淺井的布置由于礦體規(guī)模產(chǎn)狀不同,,其布置型式也不同。當?shù)V體產(chǎn)狀較陡時,,在淺井下拉石門或穿脈,,當?shù)V體產(chǎn)狀較緩時,淺井應布置在礦體上盤(圖6-9),。淺井主要用于揭露松散層掩蓋下的礦體,,深度一般不超過20m。對某些礦床如風化礦床,,淺井是主要的勘探手段,,對于大體積取樣的金剛石砂礦或水晶砂礦來說,只能用淺井來勘探,。 圖 6-9 淺井布置型式圖 A一緩傾斜淺井布置,;B一陡傾斜淺井帶石門;C一陡傾斜帶岔淺井 1一殘積層,;2一圍巖,;3一礦體 2.地下坑道工程設計 由于地下坑道工程施工技術復雜,工程量大,,物質消耗也大,,投資費用多,所以設計時必須有充分的地質依據(jù)和明確的目的,。要提出不同的設計方案,,進行地質效果和經(jīng)濟效果的比較,,選擇最優(yōu)方案進行設計。 (1)設計原則 ①勘查坑道的設計必須考慮以后開采時利用的可能性,。為此,,必須了解該礦床的開采方法和開拓方法,以及開采中段的高度,。而開采方法又決定于礦體的埋藏條件,、礦體頂?shù)装宓姆€(wěn)定程度以及礦體本身的物理機械性質,因此,,應與開采設計部門共同研究,在滿足地質勘查要求的前提下盡量考慮開采時可利用原有的原則進行布置,。②水平坑道間的垂直距離要和中段高一致,,或為其整倍數(shù)。一般急傾斜礦體厚度大時,,中段高為50~60m,,厚度不大,中段高30~40m,;而緩傾斜的礦體,,中段高度為25~30m。③同屬一個開采系統(tǒng)的同一水平層的勘查坑道標高應當一致,。上述與開采塊段或開采中段相一致的勘查坑道系統(tǒng),,可作為采準坑道,這種坑道的斷面可以小些,。如果勘查時用于通風的水平坑道,,其斷面形狀與大小、坡度,、通風支護方式等設計要與開采要求相一致,。這種坑道多開在礦體附近的圍巖中,以免保留大量的保安礦柱而造成礦石的損失,。④在地表有直接出口的平坑口應有比較開闊的場地,,以便建筑附屬車間,并堆放廢石,??涌跇烁邞哂跉v年的最大洪水位。 (2)地下坑道工程類型及設計 平硐(PD):從地表向礦體內部掘進的水平坑道(圖6-10a),。斷面形狀為梯形或拱形,。主要用于揭露、追索礦體,,可供行人,、運輸,、通風、排水之用,。在地形條件有利時應優(yōu)先使用平坑道,。 石門(SM):在地表無直接出口與含礦巖系走向垂直的水平坑道(圖6-10b)。石門常用來連接豎井和沿脈,,揭露含礦巖系和平行礦體等,。 沿脈(YM):在礦體中沿走向掘進的地下水平坑道(圖6-10c),用以了解礦體沿走向的變化,,在礦體之外的沿脈坑道,,可供行人、運輸,、通風,、排水之用。 圖 6-10 地下坑探工程 穿脈(CM):垂直礦體走向并穿過礦體的地下水平坑道(圖6-10d),。穿脈用以揭露礦體厚度,、圈定礦體,了解礦石組分及品位,,查明礦體與圍巖的接觸關系等,。 各水平坑道的斷面規(guī)格:礦車與坑道一側的安全間隔為0.2~0.25m,人行道寬度為0.5~0.7m,;其形狀一般為梯形或拱形,,坑道凈高不小于1.8m;水平坑道應有3%~7%的坡度:彎道曲率半徑應不小于礦車軸距7~10倍,。 暗井(AJ),、天井(TJ):在地表設有直接出口的垂直向上或向下的井。在坑道中垂直向下的叫暗井,、垂直向上的稱天井,。斷面一般為長方形,規(guī)格為1.5mx2.5m,。主要用于揭穿礦體上下界線,,追索和圈定礦體。 上山(SS)或下山(XS):在地下坑道中傾斜施工的斜井稱上山或下山(圖6-10g),。上山或下山用于在地下坑道中向上或向下勘探礦體,,追索圈定被錯斷的礦體、貫通相鄰中 斷水平坑道,。斜井(XJ):是在地表有直接出口的傾斜坑道(圖6-10)適用于探產(chǎn)狀穩(wěn)定傾角小于45°的礦體,。斜井與豎井相比,可減少石門長度,,但斜井長度比豎井深度大,。斜井斷面形狀有梯形和矩形,,凈高不低于1.6m。 豎井(SJ):是直通地表且深度和斷面都較大的垂直向下掘進的坑道(圖6-10e),。 堅井是人員出入,、運輸、通風,、排水的主要坑道,,豎井在礦床勘探和采礦時均可應用,采礦豎井有主井,、副井及通風井之分,。豎井應布置在礦體的下盤,以確保采礦時使用安全也可減少礦量損失,,保證其他地下坑道的穩(wěn)固,。堅井斷面面積有4、4.5,、5.5、6,、6.5,、7m2等。設計豎井不宜過多,,一般情況,,多在礦山開采中使用,一個礦床設計1~2個為宜,。 布置豎井時要求:①井簡應布置在礦體下盤,,而且在開采后所形成的地表移動帶范圍之外,以確保井筒的安全,,并避免維護井筒而保留大量的礦柱,。②井簡要避開斷層地帶流沙層及含水量較大的破碎帶,或者厚度大而又非常堅硬的巖層(如花崗巖,、石英巖等),。③井筒位置不宜在湖沼、低地,、河谷或易被洪水淹沒的山谷中,,井口標高要高出歷年最高水位。④井口附近有良好地形條件,,便于建筑,,排水和堆放廢石及運輸?shù)取"蓍_采時地下石門要最短,。 地下坑道工程,,由于成本高,,施工困難,因此多用于礦床勘探階段,,在使用時應考慮礦床開采時的需要,。 向深部延伸的豎井、斜井以及石門,,主要用于運輸,,勘探階段較少應用。但對筒狀巢狀,、囊狀等形狀復雜或產(chǎn)狀較陡,、變化較大而價值高的礦床常用豎井配合一系列水平坑道進行勘查??辈樨Q井一般在開采時被用來作通風或其他用途的副井,。因此,勘查豎井的位置與開采豎井要相適應,。 3.鉆探工程的設計 鉆探工程設計包括確定鉆孔截穿礦體的部位,、開孔位置及鉆孔的技術要求和鉆孔理想柱狀圖的編制。 (1)鉆穿礦體部位的確定 首先要根據(jù)勘探線(或勘探網(wǎng))和地質資料編制勘探線剖面圖,,然后以地表礦體出露位置或已施工探礦工程截穿礦體位置為起點,,沿礦體傾斜方向按選定的工程間距,根據(jù)礦體傾角大小,,沿礦體中心線測出鉆孔截穿礦體的位置,。勘探線工程間距為斜距,,勘探網(wǎng)為水平或緩傾斜礦體,,工程間距為水平距離。 若礦體成群分布,,鉆孔穿過礦體的位置則以含礦帶的底板邊界為準,;若有數(shù)個彼此并行、大小不等的礦體時,,則以其中主礦體為依據(jù):若為盲礦,,則以第一個見礦鉆孔位置為點,按選定的工程間距沿礦體的上下兩端定出鉆孔截穿礦體的位置,。 (2)鉆孔的孔口位置和鉆孔傾斜角度及深度的確定 孔口位置根據(jù)勘探線剖面設計鉆孔后確定高程,,再投影到設計平面圖上便可確定平面坐標。設計的鉆孔孔位要有便于施工的場地,,要避開陡崖,、建筑物、道路等,。否則要移動孔位或改用其他勘查工程手段,,允許移動的距離視所探明的儲量/資源量級別確定,,一般在勘探線上可移動10~20m,在探線兩側可移動數(shù)米,。 鉆孔傾角是指鉆孔軸線與水平面的夾角,,天頂角是鉆孔軸線與垂線之間的夾角,其傾角根據(jù)設計直接測量,。 孔深根據(jù)地質要求確定,,鉆孔穿過礦體后在圍巖中鉆進1~2m即可,若礦體與圍巖界線不清或有平行礦體,,則要繼續(xù)向下鉆進,,并以相鄰鉆孔之資料或參考開采深度來確定終孔深度。 (3)鉆孔技術要求 ①巖心和礦心采取率要求巖心平均采取率不低于65%~70%(具體按相應礦種規(guī)范執(zhí)行),,礦體及頂?shù)装?~5m內的圍巖,、近礦巖帶、控礦構層的采取率不低于80%,;若連續(xù)有兩個回次(或厚大礦體中連續(xù)5m以上)采取率低于80%時,,必須采取補救措施。②保持巖心原狀,,對回次進尺長度應提出要求,,對穿礦孔徑要提出最低要求(滿足取樣),一般要求不低于65mm,。③鉆孔彎曲度要求直孔每鉆進100m測量一次,當頂角超過5°時,,測斜距離按斜孔對待,;斜孔每鉆進50m測量一次。鉆孔頂角要求:金剛石鉆進直孔<1°/100m,,斜孔<2°/100m,;鋼粒鉆進直孔<2°/100m,斜孔<3°/100m,。特殊情況可根據(jù)礦區(qū)實際情況確定最大允許偏離范圍,。④孔深測量要求每鉆進100m或見主礦層、重要標志層,、下套管前和終孔后均需測量井深,。孔深校正最大允許誤差為1/1000超出時要及時消除,。⑤簡易水文觀察,,觀測孔內靜止水位、沖洗液消耗量,、涌水位置,、涌水量及水頭高度,、漏水位置和漏失量等。⑥原始記錄報表,,由專人負責,,做到及時、準確,、詳細和整潔,,終孔后成冊、歸檔,。⑦封孔,,凡要封孔的鉆孔,要求機臺認真執(zhí)行,,并埋設孔口標志,。 (4)在勘查設計過程中鉆孔通過礦體時要求 鉆孔盡可能地沿礦體的厚度方向及鉆孔軸線與礦體表面相垂直。在難以滿足上述要求時,,則鉆孔與礦體表面的夾角不得小于25°~30°,,以防止鉆孔不能通過礦體而發(fā)生孔斜事故;鉆孔盡可能在礦體的上盤方向穿過礦體,,極少鉆孔從下盤穿過礦體,。 (5)鉆孔類型 根據(jù)礦體和圍巖的產(chǎn)狀、物理技術性質及鉆探技術可能,,鉆孔按其角度和方位有以下幾種類型:①直孔,。鉆孔沿垂直方向鉆進,適用于傾角不大于45°時產(chǎn)狀平緩的礦體,、均質無層理的火成巖,,以及較厚的松散沉積層中。這是一種施工方便,、常采用的鉆進類型,。②斜孔。鉆孔與鉛垂線成一定夾角鉆進,,一般適用于產(chǎn)狀較陡(45°~60)的礦體和巖石,,以保證鉆孔沿著或近似地沿著厚度方向鉆進,斜孔的方向一般向下,,向礦體傾斜方向的相反方向鉆進,,但在坑道中的地下鉆孔,可以任何角度進行鉆進,,其中包括斜孔和水平鉆孔,,而斜孔也有向上鉆進的。③定向孔是鉆孔在施工所允許的彎曲范圍內,隨著深度的變化有規(guī)律地將傾角變化,,使鉆孔以理想的角度穿過礦體,。定向孔的施工技術更加復雜,設計前要有足夠的地質資料,,如巖層與礦層的厚度深度,、傾角、硬度變化等,。定向鉆孔一般用于傾斜大于60°,,且片理發(fā)育軟硬相間的地層,或者是上部平緩,、下部變陡的地層中,,使鉆孔按一定深度間隔,以θ1,、θ2,、θ3......進行鉆進(圖6-11)。避免直孔與巖層或礦體表面夾角過小或用斜孔造成進尺太長的缺點,。定向孔的方向和斜孔一樣,,要求與巖層走向垂直。 圖6-11鉆孔的人工彎曲 6)編制鉆孔理想狀圖 鉆孔理想柱狀圖是鉆孔技術設計和施工的地質依據(jù),,是根據(jù)地質設計剖面圖編制的比例尺一般為1:500~1:1000,。內容包括由上而下的巖性分層、各層鉆進的起止深度,、礦層(礦體)起止深度,、鉆孔的技術要求及鉆孔施工中應注意的事項(如巖層破碎、坍塌涌水,、流沙,、溶洞等)。 鉆孔設計完成后,,再將鉆孔編號、坐標,、方位角,、開孔傾角、設計孔深,、施工目的施工順序等列表歸總,,提交審批和提交鉆探部門。 勘查工程的施工順序 上面所講的勘查工程的設計,,是涉及不同種類,、不同位置、不同深度、不同技術要求的一大批工程,,這些工程不可能也不允許全部同時開工,,而需要先后逐步地進行,因而,就涉及施工的順序問題,。施工順序遵循由已知到未知,、由淺到深、由近及遠,、由稀到密的原則,。 1)由已知到未知。是把首先施工的工程放在地質情況最清楚,、最有把握的地段上然后,,再根據(jù)它的結果去推測下一個工程的情況,這樣依次進行,。 2)由近及遠,。是指首批施工的工程應當是靠近已知礦體中心地段的工程,然后,,逐漸擴展到未知的地段,。 3)由淺到深。是指先施工地表和淺部的工程,,然后再逐漸向深部擴展,。 4)由稀而密。是指首先應當概括地了解礦床的全貌,,迅速圈定礦床,、礦體的大致分布范圍,然后再了解各部分的細節(jié),。所以開始的工程間距要大,,逐漸加密,逐漸提高可靠程度,。 5)工程的施工可以依次進行,,也可以分批進行,還可以兩者結合起來,,既依次而又并列進行,。 以上1)、2)3)原則實質上是把首批工程放在地質情況最熟悉,、最為有利,、礦化較好、厚度較大,、礦體延深最有把握的地方,,這樣比較穩(wěn)妥,,第一批工程為第二批工程提供施工依據(jù),可以避免浪費,。 一個礦床應當按什么樣的順序進行勘查除遵循上述原則外,,也要考慮勘查設備的情況,以及國家對該礦種的急需程度,,還要考慮對礦床地質規(guī)律的掌握情況,。一般設備較多、力量較強就可以采用分批按次方式進行施工,;如果國家急需該礦產(chǎn)時,,為了加快勘查的速度,可以采用并進的施工方式,;在對礦床的地質規(guī)律尚不十分清楚的情況下,,不宜過急地并列進行勘查。此外還要考慮到鉆機搬遷是否方便,??傊鶕?jù)具體條件進行分析,,采用合理的施工順序,。 勘查工程施工管理 勘查工程施工是地質勘查工作的一個重要環(huán)節(jié),其投入的費用和人力大于其他任何工作,,因此勘查工程施工和管理顯得尤為重要,。地質、測量及工程方必須攜手做好這項工作,。 工程實地布置和施工必須嚴格按設計書的目的和要求執(zhí)行,,并由地質、測量和施工方現(xiàn)場布置,。如有特殊情況需要調整和更改必須取得上級主管技術部門的同意并下達變更通知書,。 1)坑探工程施工中,地質,、測量需要現(xiàn)場指導,,發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。及時掌握地質情況的變化,,根據(jù)實際需要調整設計,。工程結束后需對工程進行編錄、驗收,,并交工程質量驗收報告。 2)鉆探工程施工需要有專門地質人員現(xiàn)場管理,,下達探礦工程定位和機械安裝通知書,,孔位、方位角、傾角檢查,,確認符合設計要求后下達施工通知書,;施工中及時進行編錄、取樣,,指導施工,,對發(fā)現(xiàn)的問題及時反映,及時解決,,對出現(xiàn)的質量問題及時提出及時采取補救措施,。終孔前地質人員必須親臨現(xiàn)場,并確認按設計要求,,達地質質量要求和地質目的后,,下達終孔通知書后方能終孔。 3)鉆探施工的質量監(jiān)督:①鉆孔編錄人員要隨時到施工現(xiàn)場檢查核對巖礦心擺放順序及采取率,、孔斜,、簡易水文觀測等質量指標是否滿足要求,配合施工單位搞好質量管理工作,。②對鉆探施工人員填寫的鉆探施工報表,、鉆孔施工概況表、孔深校正和彎曲度測量記錄表,、鉆孔回次記錄表和提交的巖礦心要認真查看,,若發(fā)現(xiàn)問題應要求施工單位立即采取補救措施。 4)槽,、井,、坑探施工的質量監(jiān)督。槽,、井,、坑探編錄人員應到施工現(xiàn)場檢查施工的工程是否符合“地質勘查坑探規(guī)程”要求。對工程的質量進行監(jiān)督,、指導,,做到及時確保地質目的及要求。 來源:《固體礦產(chǎn)勘查技術》 |
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