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工程地質勘探鑽探方法有哪些

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工程地質勘探鑽探方法有哪些

巖金礦(床)的勘查是通過運用一定的工程手段,採用一定的工程佈置形式和一定的工程間距(走向和傾向),獲取需要的地質資料、資料、資訊,反映礦床、礦體特徵,總稱“勘探方法”。

一、礦床地質勘查手段及其選擇

用來揭露礦體及地質現象,並能獲取反映礦體和地質現象的客觀資料的各種工程和方法,稱地質勘查手段。目前我國用於巖金礦床地質勘查工作的手段可分為淺部地表工程、坑探工程、鑽探工程三大類。技術方法主要有地質的、物理的和化學的探礦方法。國家要求地質勘查工作,要採取綜合勘查的方法,進行綜合評價,提交最終勘查報告。因此,勘查階段要根據礦床地質條件,不同的勘查工作階段、不同的地質任務,去選擇探礦手段和技術方法,以達到預期的勘查效果。

1、勘探工程種類及應用條件

(1)淺部地表工程(輕型山地工程)

主要用於揭露礦體地表露頭和探明、控制礦體淺部。

1)剝土(BT)清除地表礦體露頭上浮土的一種工程。一般浮土厚度不超過0.5~1m。無一定形狀和規格,主要用來追索礦體,在礦體上取樣和揭露地質界線。

2)探槽(TC)用於地表浮土覆蓋厚度2~5m,揭露礦體或地質界線。一般垂直礦體走向佈置,挖掘一個溝槽,其斷面呈倒梯形,槽底寬一般不小於1m,槽底要挖入基岩0.3m以上,槽長取決於地質工作需要。又可分為主幹槽與輔助槽,主幹槽佈置在勘探線上,橫切礦區含礦構造帶、礦化帶或脈群輔助槽位於主幹槽之間,專門用來加密揭露礦體。探槽也可用來沿礦體走向佈置,用來追索礦體或特殊的用途。3)淺井(QJ)通常用於地表浮土覆蓋厚>3~5m,由地表垂直下掘的一種探礦坑道,斷面形狀多為長方形,斷面規格1.2×2.2(短軸×長軸)m2,深度一般不超過20m。斷面形狀為圓形的淺井,又稱小圓井(YT)。對礦體產狀較陡時,淺井深處適當位置拉岔控制礦體。對緩傾斜的礦體,淺井可以垂直穿過厚度方向(圖6-4)。(2)坑探工程(重型山地工程)

主要用來探明、控制礦體的淺部和一定深度,探求高型別地質資源儲量。

坑探工程有:水平坑道——平硐、沿脈、穿脈、石門豎直坑道——豎井、天井、盲豎井、盲天井傾斜坑道——斜井、上山、下山(表6-7)。1)平硐(PD)(又稱平窿)按一定規格從地表向礦體內掘進的水平坑道,地表有出口。是地質勘探階段用來開拓勘探工程的關鍵性工程同時也常用來揭露、追索和研究礦體。適用於地形較陡,距地表較近的礦體,尤其當礦體順地形坡度傾斜時最為適用。平硐也可用於連線地面與地下水平的和豎直的坑道工程。平硐還是人員通行、通風、排水和運輸的坑道。

2)石門(SM)在地表無直接出口的、在圍巖中掘進的水平坑道。它主要用來連線地下坑道之間的水平坑道,如豎井、斜井、平硐、沿脈及穿脈等工程之間的連線。

3)沿脈(YM)沿礦體走向掘進的水平坑道。在地面有或無直接出口,用於探明、控制礦體沿走向的延長和變化。用於對薄礦脈、細脈狀礦體的勘探。對厚礦體和產狀變化較大的礦體、緩傾斜礦體,則需佈置一定的穿脈控制。沿脈也可以佈置在礦體的上、下盤圍巖中(脈外沿脈坑道),用來運輸、通風和排水,或附以穿脈探礦。

4)穿脈(CM)是垂直礦體走向佈設的水平探礦坑道,用來揭穿礦體沿厚度方向的變化、瞭解礦石組分的變化、礦化強度及品位變化,觀察礦體與圍巖的接觸關係,以及構造和其他地質現象。是坑探手段中最主要的探礦工程,對礦床的探索和礦體的控制起重要作用。

5)豎井(SJ)地面或地下向下掘進的直立坑道。多用來開拓其他坑道,如深部探礦的石門、沿脈和穿脈,在地形平緩、礦體埋藏較深,為提高勘探程度,獲得高型別資源儲量,就必須下掘豎井,開拓其他坑探工程。豎井常用做提升礦石、材料、裝置和人員,鋪設通往井下的電纜、通風和排水管路。豎井一般佈置在礦體的下盤。一般不直接起探礦作用。

在地表沒有出口的豎井稱盲豎井,其作用與豎井一樣。

6)天井(TJ)在下一層水平坑道中自下向上掘進貫通上一層水平坑道的垂直或陡傾角的坑道,稱為天井。不透過上一層水平坑道的天井稱盲天井。天井主要用來追索礦體沿傾斜方向的變化。在地質勘探階段一般探求一定比例高型別地質資源儲量(一般指111b型別以上)需要掘一定數量的天井及副穿。如大型以上的金礦床要求一定比例的111b型別儲量,就必須打一定的天井及副穿進行探礦(副穿是在天井中掘進的穿脈方向的工程)。

7)斜井(XJ)由地表或地下向下掘進的傾斜坑道,坡度小於30°稱為斜井。由坑內下掘的稱盲斜井(MX)。斜井(和盲斜井)的作用和用途與豎井相同。在礦體產狀緩或地形不利於選擇豎井時,為了減少石門的工程量,選擇斜井來開拓探礦。

8)上山(SS)和下山(XS)在下一層水平坑道中上掘的緩傾斜的坑道,與上一層水平坑道貫通稱上山。反之稱下山。用來探索緩傾斜礦體沿傾向上的變化,其傾角小於30°,作用和用途與天井相同。

山地工程的特點是揭露地質現象面積較大,地質人員可直接進去觀察、描述、取樣,以及部分坑道開採時可以利用。但是,山地工程受地形的影響,施工技術複雜,進度慢,成本高。所以,山地工程多用於礦床的勘探階段,提高勘探程度和獲得高型別地質資源儲量。

(3)鑽探工程

利用鑽機裝置通過鑽孔取得岩心、礦心、岩屑、巖粉觀察瞭解地質情況,研究構造和礦產情況,達到探礦目的的手段,稱鑽探工程。

鑽探工程廣泛應用於地質探礦上。與坑探工程比,鑽探工程具有速度快、成本低,手段靈活、適應性強、探礦深度大,手段機械化程度高、勞動條件好。運用得好同樣取得很好的地質效果。

1)鑽探工程的種類和用途

按破碎岩石外力作用分為:迴轉鑽、衝擊鑽、振動鑽以及迴轉衝擊鑽,迴轉振動鑽等複合式鑽機。

按破碎岩石所用的磨料分為:硬質合金鑽進、鑽粒鑽進和金剛石鑽進。

按是否取岩心分類:有岩心鑽進和無岩心鑽進。

按施工地點分為:地表鑽和坑內鑽。

鑽探工程應用越來越廣泛,在地質勘查各階段都可以使用,在普查階段可以用來檢查物探、化探異常詳查和勘探階段,可以施工不同角度的鑽孔控制不同形態、不同傾角的礦體在坑內採用的鑽探,可以代替穿脈坑道或加密控制礦體,也可以用於指導坑探的施工、探清邊部和下延礦體。

近年來,隨著鑽探工程的廣泛應用,鑽探技術也不斷提高,鑽探的新技術、新工藝,如金剛石鑽進,繩索取心,水力取心,岩心定向技術等都已開始應用到地質勘查和礦山地質上來。

2)鑽探工程的特點

鑽探工程應用廣泛,不同地形、不同地質條件均可使用。鑽進效率高,成本低,鑽進深度大。但是由於岩心磨損大,巖礦心採取率低,孔斜彎曲度大,不易保證鑽探質量,不同程度的影響地質效果,應用時應注意。鑽探工程仍是重要勘探手段。