6勘查学(勘查工程系统)

勘查工程系统《矿产勘查学》第六章systemofexplorationengineeringTheexplorationofengineeringsystem要目1.矿体形态的基本类型2.勘查工程布置的原则与形式3.确定勘查工程间距的原则与方法4.勘查工程设计5.勘查工程施工管理6.勘查工程施工顺序1.矿体形态的基本类型矿床勘查是对矿体及矿床的追索和圈定过程，其最基本方法就是编矿床的勘探剖面。只有通过各个方向的剖面才能正确而客观地反映矿体的形状、产状、厚度变化，有用和有害组分、矿石自然类型和工业品级的分布，获得储量计算所需的各种参数。所以要想获得矿体的完整概念，各种勘查工程手段必须按一定的距离有规律地布置构成勘查工程系统，尽可能地把几个相邻的勘探工程布置在一个剖面内，以便据此编制剖面图。勘探工程的具体布置取决于矿体的基本形态。矿体的几何形态有三种基本类型。1)一个方向(厚度)短、两个方向(走向及倾向)长的矿体包括薄层状、似层状、脉状及扁豆状矿体2)一个方向(延深)长、两个方向(走向及倾向)短的矿体筒状矿体南非的Kimberley大坑3)三向延长的等轴状矿体全岩矿化的斑岩型矿体矿体的形态特征除了考虑矿体在三维空间的几何标志外,还要注意矿体的产状变化标志侧伏角:矿体的最大延伸方向(即轴向)与矿体走向线之间的夹角倾伏角:矿体的最大延伸方向(即轴向)与其水平投影之间的夹角倾角:矿体的倾斜面与水平面之间的夹角2.勘查工程布置的原则与形式1）勘查工程布置的基本原则2）勘查工程总体布置的形式1）勘查工程布置的基本原则①按一定间距系统而有规律地布置；②尽量垂直矿体的走向（平均走向或主要构造线的走向)；③由已知到未知，由地表到地下，由稀到密④坑探工程要尽量考虑开采的应用2）勘查工程总体布置的形式目前所采用布置形式有(1)勘探线、(2)勘探网、(3)水平勘探和(4)灵活布置工程四种(1)勘探线:一组勘探工程从地表到地下按一定间距布置在与矿体走向基本垂直的铅垂剖面内，在不同深度揭露和追索矿体。要求：在一个勘探剖面可以是同一工程（如钻孔），在多数情况下是各种勘查工程手段的综合应用，所有工程都必须保证在同一个剖面内。勘探线的延长方向与矿体的走向或平均走向垂直。一般情况下一个矿体或矿带的勘探线应相互平行。适用：两个方向延长，产状中等至陡倾斜的层状、似层状、透镜状及脉状矿体。用勘探线勘探矿脉立体图钻孔探槽矿体矿体矽卡岩矿体勘探线剖面图钻孔矿体平硐花岗岩灰岩(2)勘探网：勘探工程布置在两组不同方向的勘探线的交点上，构成网状工程的总体布置方案。其特点是可以依据工程资料编制二组至四组不同方向的剖面图。要求：所有的工程都必须严格地布置在网格的交点上，工程必须垂直的（钻孔和浅井）。适用：地形起伏不大，无明显走向倾向的等向延长矿体，产状呈水平或缓倾斜的层状、似层状以及无明显边界的大型网脉状矿体。网型：正方形、长方形、菱形、三角形正方形网矩形网菱形网适用于:在平面上近于等向，矿体无明显边界的矿体，如斑岩型矿体、产状平缓或近于水平的沉积矿床、似层状内生矿床及风化壳矿床等。这些矿床的矿体形态、厚度、品位的空间变化都具有各向同性可编制两组垂直的剖面，沿对角线方向也可以编制精度较低的剖面适用于:沿一个方向延伸的矿体,或矿化强度及品位变化明显地沿一个方向延伸较大,而另一个方向较小的矿体,工程密的一边应与矿体变化最大的方向一致.三角形网:特别是正三角形网是一种较好的工程布置形式,用相同的工程量可以比其它形式取得更好的地质效果.尽管三角形网有很多优越性,但实际工作中用起来远没有正方形方便.菱形网:沿矿体长轴方向或者垂直于矿体的长轴方向每组勘探工程相间地控制矿体(3)水平勘查:用水平勘查坑道(有时也配合应用钻孔沿不同深度的平面揭露和圈定矿体.适用于陡倾斜的层状、脉状、透镜状、筒状和柱状矿体（4）灵活布置工程：从概率的角度看，当所要勘查的矿床的信息（各种矿体参数）了解的先验概率很小时，采用规则勘查网布置工程获得信息的概率要大。反之，当我们加强了地质规律研究，对矿床变化规律有了一定的认识，就不一定要用规则的勘查网，可以有目的、有根据、有的放矢地布置工程。3.确定勘查工程间距的原则与方法勘查工程间距(又称勘查工程网密度、勘查工程网度、或勘查工程密度)：指每个截穿矿体的工程所控制矿体的面积，通常以沿矿体走向的距离和沿矿体倾斜方向的距离来表示。100×50m：指沿矿体走向工程间距离为100m，沿矿体倾向或变化最大的方向的工程间距离为50m。A（走向）×B（倾向）1）勘查工程间距确定的基本原则2）确定勘查工程间距的基本方法A相邻勘探线之间的距离B勘探线中心线沿倾向的工程间距离正方形网矩形网菱形网AAABBBB相邻勘探段面之间的距离A走向上工程间距离1）勘查工程间距确定的基本原则考虑技术和经济双重因素。(1)以勘查类型为基础，勘查类型简单的工程间距相对稀疏，复杂的则相对密集，不漏掉工业矿体(2)相邻勘查类型及控制程度之间的勘查工程间距原则上为整数级关系(3)勘查工程间距可有一定的变化范围，以适应同一勘查类型的不同矿床，或同一矿床的不同矿段（矿体）的实际变化差异(4)由稀到密、先稀后密的次序进行，不断地调整。2）确定勘查工程间的基本方法确定勘查工程间距的方法有两类：验证方法和分析方法。验证方法：通过对正在勘查的矿床，和已勘查完毕或已经开采的矿床进行勘查工程的间距验证，检查原选择的间距是否合理。我国常有的验证方法有：(1)类比法；(2)加密法；(3)稀空法；(4)探采资料对比法.分析方法：根据矿体的参数的变化程度和对勘查精度的要求来研究。常用的分析方法有：(5)根据变化系数及给定精度确定合理网度；(6)根据参数的方差及给定的精度要求确定勘查网密度；(1)类比法将准备勘查的矿床与已经进行过勘查而在主要特点上与之相似的矿床进行比较，采用与其相近似的勘查工程间距。参照规范是类比法的一种具体运用。应用规范：①没有两个完全一样的矿床，勘查类型的划分必须同矿床地质研究结合起来；②以主矿体为主要对象，对变化地段补加工程；③勘查程度的高低，不仅取决于工程控制的密度，还取决于地质规律的综合研究。(2)加密法在代表性地段加密工程，根据两种网度所得的勘查成果分别绘制图件和计算储量，验算对比加密工程前后矿体的地质因素及储量的变化情况，如果矿体变化不大，储量误差也没有超出允许的范围，就说明原平确定的勘查网度是合理的；反之，则说明原定的勘查网度太稀，应该加密。(3)稀空法按照一定的规则放稀勘查工程间距，分析对比放稀前后的资料成果，从中选择合理的勘查网度。（先密后稀）一般只供同一矿床的其它地段，或特点类似的矿床参考。(4)探采资料对比法根据开发勘查或开采所取得的地质资料与开采前相同地段的勘查资料进行分析、对比从而检查与验证勘查工程间距是否合理，并指导类似矿床确定勘查工程比，间距。首先是勘探-开采资料对比，其次是开采和放稀后的资料对比(5)根据变化系数及给定精度确定合理网度在对矿体的厚度及矿石有用组分的均匀程度进行统计分析的基础上进行，勘查网度取决于给定的精度要求和矿体厚度及有用组分的变化情况，即利用矿体厚度及品位的变化系数以及为求得储量估算需要的参数的算术平均值(平均厚度及平均品位)所要求的精度(允许误差)来确定所需要的必要工程数量。其中V为矿体某参数值的变化系数，P为确定参数平均值的相对精度，是根据勘查程度要求给定的；t为概率系数，n为必要的工程数。222tVnP当整个矿床的矿化范围或勘查面积(A)已定时，则可求得一个勘查工程所控制的面积(S)：勘查工程的数量只与矿体参数值的变化程度及允许误差有关，与矿体的面积无关，矿体的参数有多种，变化程度也不同，一般选用变化程度最大的参数来计算，也可以用反映诸参数变化特点的总变化系数Vo概率/%t值概率/%t值概率/%t值9995902.581.961.638580751.441.291.167065601.040.940.85222APSAntV概率系数t值表222omcdVVVV(6)根据参数的方差及给定的精度要求确定勘查网密度222124tSnnd根据矿床参数的方差史太因公式:n1为已施工的工程数,n2为需要增加的工程数,t为概率系数,根据置信水平查表,一般采用置信水平为95%时,t=2,d2为允许方差范围,S2为参数的方差.4.勘查工程设计1)地表坑道(探槽)设计针对地表出露的矿体(或矿化体、铁帽等)，探槽与矿体走向垂直。2)地下坑道设计~主要用于矿体形态复杂，有用组分分布不均匀至极不均匀的稀有金属、有色金属和贵金属矿床，要有充分地质证据坑道设计必须考虑以后开采时利用的可能。水平坑道间垂直距离要和中段标高一致或为其整数倍竖井与开采竖井相适应,具体要求:(1)在矿体的下盘,在开采所形成的地表移动带以外;(2)井筒要避开断层、流沙层及含水量大的破碎带，坚硬层(3)避开洪水淹的低地、井口要高出历年最高水位；(4)地形条件好，便于建筑、排水、运输等(5)开采时地下石门要最短3)钻孔设计•根据预测矿体的情况编制设计剖面图，按勘查网度的有关要求确定钻孔截穿矿体的位置，根据有关技术施工的要求确定钻孔在地表的位置、钻孔工程的类型及终孔的深度；•如果有充分的资料显示除了勘查的矿体外不再有平行的盲矿体存在，穿过矿1~2米后即终孔，如果还有平行的或无明显界线的浸染状矿体存在，则要继续下钻；•钻孔要尽可能地沿矿体的厚度方向穿过矿体，钻孔的轴线要与矿体的表面相垂直，在难以满足时，钻孔与矿体表面的夹角不小于25o~30o;•钻孔要尽可能地从上盘穿过矿体•钻孔的类型有(1)直孔:铅垂孔,适合于倾角不大于45o的产状平缓的矿体.(2)斜孔:与垂线有一定的夹角,适合产状较陡的矿体(3)定向孔:随着深度的变化有规律地变化倾角ZK据倾角垂直钻斜钻扇形钻地表钻地下钻据地表地下类型型类孔钻钻探工程钻孔要素钻孔的天顶角：轴线与铅垂线之间的夹角钻孔的倾角：轴线与水平面之间的夹角钻孔的方位角：轴线与投影于水平面与正北之间的夹角αβ•钻孔设计书的内容:理想的钻孔柱状图,包括:钻孔编号、孔口位置、座标、钻孔类型、各孔钻进深度的天顶角及方位角、可能见矿的深度、矿石的性质、主要地质界线的位置、矿体顶底板是否有标志层、标志层的特点、截穿的矿石及岩石的种类、裂隙发育程度、湧水漏水情况、各钻进深度的钻孔直径和岩心、岩心采取率的要求、终孔位置及终孔深度、测量孔斜的方法等。5.施工管理施工管理：对工程所揭露的地质现象及时进行编录，以保证资料的系统性和完整性，同时对施工过程中的质量提出具体要求。包括：1）探槽地质编录2）浅井地质编录3）穿脉地质编录4）沿脉地质编录5）岩心钻探地质编录6）冲击钻探地质编录7）钻孔的弯曲及校正概述一、概念为了解矿床地质特征，在各个矿产普查及勘探阶段施工了大量坑探工程、钻探工程，并在这些工程中采集了大量样品。但是，工程掘进或钻进过程中，如果不把某些地质现象及时描写下来，就会失去大量有用地质信息，特别是有些工程施工结束后，时间久了，就会遭到破坏，若不及时用文字或图表把地质现象描述出来，那些地质现象就会破坏，而达不倒工程的目的。地质编录就是在找矿工作中，通过对工程（包括坑探钻探工程）揭露的各种地质现象，采样分析鉴定成果及综合研究成果，直观地、正确地、系统地用文字、图表表示、描绘下来。地质编录是地质工作中一项基本作业，是每个地质人员必备的技能。概述一、概念二、地质编录的种类地质编录按照性质、反映内容以及研究程度分为：原始地质编录和综合地质编录（一）原始地质编录1、概念对探矿工程和天然露头所揭示的各种地质现象进行观察记录和素描，照像（包括各种采样，分析，鉴定成果）等方法记录反映出来。2、取得成果(包括三个方面)：★文字材料：地质现象的描述记录（包括对坑探工程，钻探工程所揭示的地质现象）；取样记录，光薄片的鉴定的文字报告。★图表材料：各种坑探工程的素描图，钻孔柱状图，照片，样品分析及结果表等。★样品和标本材料：一系列有代表性的样品，标本。概述一、概念二、地质编录的种类（一）原始地质编录1、概念概述（二