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冬瓜山铜矿勘探网度的优化胡新付【摘要】简要介绍了矿石品位变异函数理论与计算方法,对冬瓜山铜矿床不同分区Cu品位变异函数进行了计算.利用变异函数分析结果,认为在矿体走向上的勘探工程间距应为20～32 m,矿体倾向上的勘探工程网距应为10～ 13 m.%The theory and the calculation method of variation function for ore grade were briefly introduced. Then,the variation function of Cu grade in different district of Dongguashan copper mine was calculated. The analysis results by the variation function showed that the space of the exploration engineering along the ore-body should be 20 ~32 m,and the exploration grid be 10 ~ 13 m.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】3页(P121-123)【关键词】变异函数;铜矿床;勘探网度;优化【作者】胡新付【作者单位】铜陵有色金属集团股份有限公司冬瓜山铜矿【正文语种】中文为了提高铜矿设计、生产的可靠性、合理性，需要进行矿床地质的可靠性评价。
而地质统计学［1］越来越受到地学领域的关注，其核心部分就是变异函数理论。
通过变异函数的分析，对铜矿的勘探网度进行优化，能更好地服务于铜矿的生产工作。
1.1 变异函数原理变异函数是地质统计学中用以研究区域化变量空间变化特征和强度的手段和工具，而通过计算、分析变异函数曲线来推断矿体的变化特征和变化类型，是用于表征矿体变化特征的新方法，其理论核心是区域化变量［2-3］。
1.矿山简况冬瓜山矿床是目前国内发现的埋深最大的一个铜矿床。
矿床位于狮子山矿区，属安徽铜都铜业股份公司狮子山铜矿的深部矿体。
冬瓜山铜矿床共有铜、硫、铁矿体140多个，其中主矿体1个(编号为I)，其储量占总储量的98．8％。
主矿体赋存于泥盆系上统五通组顶界和石炭系中上统层位中，位于青山背斜深部的轴部及两翼，属层控矽卡岩型大型铜矿床。
主矿体水平投影走向长18l0 m，最大宽度882m，最小宽度204m，平均宽度500 m，最大厚度100.67 m，最小厚度l.13 m，平均厚度34m，矿体走向NE35°～40°，矿体两翼分别向北西、南东倾斜，倾角最大可达30°～40°；矿体沿走向向北东侧伏，侧伏角l0°左右。
矿体埋藏较深，赋存于-690~-1007 m之间。
矿体直接顶板主要为大理岩，矿体底板主要为粉砂岩和石英闪长岩。
矿体主要为含铜磁铁矿、含铜蛇纹石和含铜矽卡岩。
主矿体乎均含铜1.0l％，含硫19 .7％，含金O．29 g ／t。
矿山设计年生产能力300万t，选用的采矿方法为“阶段空场嗣后充填采矿法”2.矿床开采技术条件冬瓜山1#矿体是冬瓜山矿床的主矿体，其储量占总储量的98％。
主矿体位于青山背斜的轴部，赋存于石炭系黄龙——船山组层位中，受层位控制，呈似层状产出，产状与背斜形态吻合。
矿体中部厚大、沿两翼及走向向外逐渐变薄并尖灭。
矿体走向NE35°，倾向随围岩产状分别向北西、南东倾斜，倾角缓，倾角平均20°，最大可达30°～35°。
矿体沿走向向北东侧伏，侧伏角100°左右。
矿体埋藏较深，赋存于-682～-1 000m之间。
矿体所处地段地应力高，-910m原岩应力测试点最大=38.1MPa，大于20MPa，地应力系数K>0．2，属高应力区。
矿床分布范主应力δ1围广，水平走向长度1810m，最大宽度882m，最小宽度204m。
ISSN1671-2900 CN43-1347/TD 采矿技术 第4卷 第3期MiningTechnolo gy,Vol.4,No.3 2004年9月Sep.2004冬瓜山铜矿床1000m深井开采技术问题的思考胡国斌1,袁世伦2,杨承祥1 (1.铜都铜业狮子山铜矿, 安徽铜陵市 244000;2.铜陵有色金属(集团)公司技术中心, 安徽铜陵市 244000) 摘 要:针对冬瓜山铜矿床开采需要解决的技术问题以及前期开展的一些研究工作,在矿井热害防治、深井地压管理、采矿方法以及深井涌水等方面提出了建议和解决措施。
关键词:冬瓜山;铜矿床;深井开采;开采技术1 冬瓜山矿床简况 冬瓜山矿床位于狮子山矿区,属安徽铜都铜业股份公司狮子山铜矿的深部矿体。
冬瓜山铜矿床共有铜、硫、铁矿体140多个,其中主矿体1个(编号为Ⅰ),其储量占总储量的98.8%。
主矿体赋存于泥盆系上统五通组顶界和石炭系中上统层位中,位于青山背斜深部的轴部及两翼,属层控矽卡岩型大型铜矿床。
主矿体水平投影走向长1810m,最大宽度882 m,最小宽度204m,平均宽度500m,最大厚度100.67m,最小厚度1.13m,平均厚度34m,矿体走向NE35°～40°,矿体两翼分别向北西、南东倾斜,倾角最大可达30°～40°;矿体沿走向向北东侧伏,侧伏角10°左右。
矿体埋藏较深,赋存于-690～-1007m之间。
矿体直接顶板主要为大理岩,矿体底板主要为粉砂岩和石英闪长岩。
矿体主要为含铜磁铁矿、含铜蛇纹石和含铜矽卡岩。
主矿体平均含铜1.01%,含硫19.7%,含金0.29g/t。
矿山设计年生产能力300万t,选用的采矿方法为“阶段空场嗣后充填采矿法”2 冬瓜山矿床深井开采的技术问题 冬瓜山矿床是目前国内发现的埋深最大的一个铜矿床。
该矿床埋藏深、含硫高、规模大,开采时许多技术问题需要解决,且有些问题的解决目前国内尚无成熟的经验可供借鉴。
Se rial No .474Oc t ober .2008
矿 业 快 报
EXPRESS INFORMATIO N
OF M I N I NG I ND USTRY
总第474期
2008年10月第10期
汪令辉(1974-),男,工程师,244000安徽省铜陵市。
#技术交流#
冬瓜山铜矿采空区激光探测技术的研究与应用
汪令辉
(安徽铜都铜业冬瓜山铜矿)
孟稳权 张 保 刘晓明
(中南大学资源与安全工程学院)
摘 要:介绍了C MS 探测采空区的原理及探测方法,以冬瓜山铜矿探测空区参数为主要依据,运用Surpac 等软件工具,分析了采场周边超挖、顶板巷道安全等问题,阐述了空区的超挖量、存留矿量及贫化损失的可视化计算方法。
关键词:地下采矿;空区激光探测系统;三维模型
中图分类号:TD178 文献标识码:B 文章编号:100925683(2008)1020054202
我国采矿工作者针对矿山采空区隐患做了大量的研究工作,如采用探地雷达及高密度电法、地震映象法等地球物理方法开展空区探测工作。
这些方法对地下矿山、尤其是地下金属矿山空区信息的获取
能力及相关信息掌握的准确程度明显不足,因而对回采质量控制、空区安全性及空区充填处理等方面产生重要影响。
由加拿大Noranda 技术中心和Optech 系统公司共同研制开发的C MS 空区监测系统,为危险地段人员无法进入的空区探测提供了一种有效的精密探测手段。
自2006年以来,冬瓜山铜矿利用该先进的精密探测手段完成了首采区的12个空区的探测,并以此为平台综合运用Surpac 、CAD 等软件,开展了空区超挖、矿柱回采、顶板巷道安全、存留矿、贫化损失等方面的应用性研究和计算,取得了良好的效果。
1 C MS 工作原理及空区探测方法
空区探测系统C MS(Cavity Mon itoring Syste m )是一种基于激光的三维空区精密探测系统,通过可旋转并集成有激光测距仪的扫描头来实现对空区的探测。
扫描头作360b 旋转并收集距离和角度参数,每完成一个圆周的扫描后,扫描头将按预先设定的参数自动抬高一定角度(通常为1b ~3b )进行连续循环扫描直至完成全部扫描工作。
C MS 系统基本构成包括激光扫描头、控制箱、手持式控制器、支撑杆架及数据处理软件。
C MS 空区探测方法为:¹将激光扫描头置于待测空区;º设置扫描参数并进行初始化调零;»开始
扫描,扫描数据通过电缆传输到控制箱,同时控制箱以无线方式将探测数据发送到手持式控制器;¼将探测数据从手持式控制器下载到计算机进行数据处理。
2 采空区三维模型构建
运用C MS 探测空区所获得的原始探测数据仅是角度和距离值参数,在对原始数据进行应用之前,需采用将原始数据文件转换成Surpac 软件能够识别的文件,以便生成采空区的三维实体模型。
目前冬瓜山铜矿采用C MS 空区探测技术已完成-760m 水平52线和54线的12个采空区的探测工作,其空区三维模型空间分布见图1。
图1 冬瓜山铜矿探测空区三维模型
3 空区精密探测技术应用3.1 采场超挖分析
矿房回采中往往由于钻孔设计及施工的偏差,以及受爆破震动的影响产生空区冒顶、片帮等诸多情况,从而出现超挖。
对采场周遍超挖的了解程度,直接影响到后续矿柱回采和空区周遍的安全性。
采场周边超挖是以设计回采单元模型为依据,为此要首先利用爆破设计图建立回采设计单元模型,并与探测采空区模型复合,可清晰地展示出采场实测边界与设计边界的出入情况[6~9]。
图2是以52214#
采场的实测模型和设计模型的复合图,以此为例可见
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该空区靠近52215#
采场和52213#
采场方向的局部超挖量较大,而两侧超挖很少。
通过爆破设计图发现52线边界有部分废石未爆破下来,这与靠52线处
未出现超挖的事实相吻合。
图2 探测模型与设计采场模型复合
3.2 顶板安全分析
通过采场探测边界与设计边界三维对比,发现多数采场的顶板存在不同程度的跨落现象,为掌握各采场顶板上面硐室或巷道工程的安全情况,以采空区实际探测成果为基础进行采场顶板上硐室或巷道工程的安全分析。
现仍运用52214#
采场设计模型与采场空区探测模型的复合模型为例,选择空区顶板最高最危险位置,对模型进行剖切,并将之与其采场的爆破设计剖面一起形成空区上部边界与采场顶部工程位置对比分析图见图3。
从图3中可以看出,采场上部凿岩硐室顶板与-730m 老巷道顶板最小距离仅为0.8m,此距离比较危险,在受到外界震动时,很容易出现跨落或坍塌。
建议53线老巷道应
立刻封闭,禁止人员或设备入内,并及时对52214#
采空区充填,避免上部53线老巷道大面积跨落。
图3 顶板巷道安全分析图
3.3 存留矿量计算
由于受出矿进路结构的影响和设备能力的限制,采场内部必然存留部分矿石无法完全回收,采场底部的存留矿量是造成采场回采损失率的主要原因。
由于人员无法直接进入采场,存留量的计算只能凭借设计矿量与实际出矿量的差值来估算,很难掌握真实情况。
利用探测空区模型与采场设计单元模型、底部结构模型进行复合,每隔一定间距(一般取2~3m )提取复合模型剖面,根据提出的剖面圈定存留矿石范围,生成存留矿石模型,从而可计算存留
矿量体积。
图4是通过该方法生成的52214#
采场存
留矿石三维模型。
从图4中可以看出,在靠近出矿进路的一侧存留矿石很少,另一侧存留较多。
通过Surpac 的体积报告功能,可以精确地算出存留矿量的体积。
图4 存留矿石三维模型
3.4 回采贫化损失率计算
传统的方法难以准确获得采场贫化率和损失率指标。
就冬瓜山而言,用C MS 对采空区探测获得的空区信息生成采空区的三维实体模型,将其与采场设计单元的三维模型复合形成复合模型后,进行相关的布尔运算,可准确测定采场回采时的超挖废石量和欠挖矿石量,结合上面计算的存留矿量以及空区的体积、回采设计单元的体积、底部结构的体积,从而精确计算出该采场回采的贫化率和损失率指标[11,12]。
表1为已探测12采空区各项参数的统计汇总表。
表1 采场指标汇总表
采场
编号体积/m 3
回采设计单元探测空区超挖
欠挖存留矿量/t 损失率/%贫化率/%5222#10945412019397333197140472.92 3.795226
#
6299278282111084566147164.418.465228#37251452523623293976413.7012.7652210#
567775023326496052893916.7015.9052214#57901
46656
4286
174048023.389.705422#142963139382191834144280775.160.445426#
115192106488132935261204774.75 2.765428
#
668134950735196180
116314.96 2.53
54210#59152380158083804197337.21 5.6854212#63754561305234197857552.68 4.3654214#67978625249092331974421.35 1.2254216#
69443
57008
2807
3934
5548
2.48
1.20
4 结 语
通过目前探测-760m 水平的12个采空区分析可知,空区精密探测技术在冬瓜山铜矿的应用,为矿山的采空区信息的获取提供了可视化手段,并且将空区体积、超欠挖量,存留矿量、贫化损失等参数用量化指标准确地表达出来,改变了以往只能凭主观经验估算的方法。
同时该技术的应用也为后续矿柱回采提供了极其重要的设计依据。
(收稿日期2008206216)
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汪令辉 孟稳权等:冬瓜山铜矿采空区激光探测技术的研究与应用 2008年10月第10期。
