焦家主断裂下盘次级构造带矿体定向预测及赋存规律综合研究.pdf

2023年8月下 世界有色金属59采矿工程Mining engineering焦家主断裂下盘次级构造带矿体定向预测及赋存规律综合研究卢威（山东黄金矿业股份有限公司新城金矿，山东 烟台 2 6 1 4 3 8）摘 要：山东黄金矿业股份有限公司新城金矿自开展焦家断裂带下盘深部找矿工作以来，对前期野外地质普查、-3 8 3 m中段及-5 3 0 m中段坑探等成果进行综合研究所取得的成果。利用研究理论对已揭露的矿体延伸形态进行定向预测并科学布施探矿工程，高效确定矿体形态及资源储量。建立成矿模式，分析探讨找矿有利区域和找矿前景，为找矿突破提供指导。可以对深部成矿构造的空间位置、空间形态、空间样式、岩性分布、物质组分和时间序列的研究和分析，具有一定的参考价值。关键词：焦家主断裂下盘；次级构造带矿体；定向预测；赋存规律中图分类号：P 6 1 2 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2-5 0 6 5（2 0 2 3）1 6-0 0 5 9-3Comprehensive study on directional prediction and occurrence patterns of ore bodies in the secondary structural zone of the lower wall of the Jiaojia Main FaultLUWei(S h a n d o n g G o l d Mi n i n g C o.,L t d.X i n c h e n g G o l d Mi n e,Y a n t a i 2 6 1 4 3 8,C h i n a)Abstract:S h a n d o n g G o l d Mi n i n g C o.,L t d.X i n c h e n g G o l d Mi n e h a s c o n d u c t e d c o mp r e h e n s i v e r e s e a r c h o n t h e r e s u l t s o f p r e l i mi n a r y f i e l d g e o l o g i c a l s u r v e y,-3 8 3 m mi d d l e s e c t i o n a n d -5 3 0 m mi d d l e s e c t i o n p i t e x p l o r a t i o n s i n c e c o n d u c t i n g d e e p o r e e x p l o r a t i o n w o r k i n t h e l o w e r w a l l o f t h e J i a o j i a F a u l t Z o n e.Ut i l i z e r e s e a r c h t h e o r i e s t o ma k e d i r e c t i o n a l p r e d i c t i o n s o n t h e e x t e n s i o n f o r ms o f e x p o s e d o r e b o d i e s a n d s c i e n t i f i c a l l y i mp l e me n t e x p l o r a t i o n e n g i n e e r i n g t o e f f i c i e n t l y d e t e r mi n e t h e s h a p e o f o r e b o d i e s a n d r e s o u r c e r e s e r v e s.E s t a b l i s h a mi n e r a l i z a t i o n mo d e l,a n a l y z e a n d e x p l o r e f a v o r a b l e a r e a s a n d p r o s p e c t s f o r mi n e r a l e x p l o r a t i o n,a n d p r o v i d e g u i d a n c e f o r b r e a k t h r o u g h s i n mi n e r a l e x p l o r a t i o n.I t c a n p r o v i d e a c e r t a i n r e f e r e n c e v a l u e f o r t h e r e s e a r c h a n d a n a l y s i s o f t h e s p a t i a l l o c a t i o n,s p a t i a l mo r p h o l o g y,s p a t i a l s t y l e,l i t h o l o g i c a l d i s t r i b u t i o n,ma t e r i a l c o mp o s i t i o n,a n d t i me s e r i e s o f d e e p mi n e r a l i z a t i o n s t r u c t u r e s.Keywords:J i a o J i a z h u f r a c t u r e f o o t w a l l;S e c o n d a r y s t r u c t u r a l z o n e o r e b o d i e s;D i r e c t i o n a l p r e d i c t i o n;Oc c u r r e n c e l a w收稿日期：2 0 2 3-0 6作者简介：卢威，男，生于1 9 9 0 年，汉族，山西运城人，本科，工程师，研究方向：资源勘查，金矿探找矿。本项目的主要研究内容为：焦家主断裂下盘-河西断裂蚀变带矿体群定向预测及赋存规律综合研究。焦家主断裂下盘-侯家断裂蚀变带矿体群定向预测及赋存规律综合研究，多中段探矿成果类比研究。本项目主要创新点及应用前景是：延长矿山服务年限，调节和维稳矿山矿石入选品位，创造良好社会效益和经济效益，完善区域地质资料，提供技术支持。旨在通过理论和技术创新实现深部找矿突破，通过高素质技术革新、合作研究和文化创新，提高矿业企业的持续创新能力。1 焦家主断裂下盘次级构造带矿体研究背景山东黄金矿业股份有限公司新城金矿已有四十多年的开采历史。近几年，随着开采中段逐步下移，矿山保有资源量消耗严重，矿石入选品位连年下降。寻找新的矿量、品位增长点成为矿山持续发展的重要环节。侯家断裂位于矿区中部，长千余米，宽20m40m，最大控制斜深800m。走向40，倾向NW，倾角35 45。向南西出现分支，束状裂隙发育，向北东汇入焦家主干断裂，南、北两段与河西断裂相交，形成结环状控矿构造型式。根据工程揭露，其深部与河西断裂呈交汇趋势。该带以细脉状、网脉状矿化为特征，主要由钾化花岗闪长岩和绢英岩化花岗闪长岩组成。带内矿体规模较小，多块矿体即赋存在该断裂带内。河西断裂分布于侯家断裂南部，总长2000余米，宽60m180m，最大斜深2000m，由于两端分别向NE、SW偏转，平面上呈波状展布。倾向NW，倾角25 50，中 段 近 东 西 向，走 向 60 70，NE 及 SW 段 的 走 向40 50，东段倾角稍陡，端部出现分支，西段向SW延伸交于焦家主干断裂。该断裂与焦家主干断裂之间，节理裂隙十分发育，形成结环状控矿断裂构造，其上盘尤其中段形成的引张裂隙密集带，是良好的赋矿容矿空间。通过对-383m中段、-530m中段坑探结果类比、研究，新城矿区内河西-侯家断裂蚀变带具备较好的成矿条件，通过河西-侯家靶区定向预测，实施多中段联合探矿1。2 焦家主断裂下盘次级构造带矿体的研究意义2.1 延长矿山服务年限经 前 期 野 外 地 质 勘 探 及 坑 探 结 果，-383m 中 段至-530m中段为河西-侯家断裂蚀变带矿体群最为集中的位置，-530m中段坑探探获矿石量76.27万吨，品位2.50g/t；-383m中段坑探探获矿石量18.10万吨，品位3.10g/t,合计金属量2467.8千克，且两矿体均未闭合尖灭。后期通过-330m中段、-422m中段、-477m中段等多中段联合世界有色金属2023年8月下60采矿工程Mining engineering探矿，本次项目总计新增矿量101.93万吨，金属量2566.28千克。可延长矿山服务年限0.57年，增加服务年限比例32.7%。后期工程可充分利用第一期工程的地质资料和处理措施，为后期工程节省大量勘测、交通及施工等基础工程费用。2.2 完善区域地质资料，提供技术支持通过多中段的探矿工程布施，完善了区域地质资料，建立区域成矿模型，为下一步探矿工作提供技术支持2。由于该地区以往地质工作程度低，资料少，找矿潜力主要是根据本次工作研究进行的，区域地质调查工作一方面可以为找矿工作提供依据，另一方面也可以为工程选址提供基础资料。本地区建设了不少工程，取得了不少工程经验，但该地区工程地质问题仍很多，因此对该区域的工程地质选线进行研究具有现实意义。2.3 研究内容及结论2.3.1 焦家主断裂下盘-河西断裂蚀变带矿体群的成矿规律和定位预测经地探所揭示的矿体形态和普查阶段略有差异，大致呈上、下两条并列的透镜体。普查探矿受钻孔位置限制，推断矿体走向NE40，倾向NNW。通过施工前期对控矿构造、矿体产状讨论分析，矿体主要受河西主断层（产状：349/32）控制，在-530m中段北东翼受产状：12/61构造控制，该构造上向延伸揉皱扭曲变形，产状接近345/21。矿体产状沿走向和倾向性变化较大，局部有分枝复合、膨大缩小，矿体一般较薄，但品位较高。地质体的变形强度分带明显，越靠近主断面，褶皱变形越强，劈理越发育，地层产状越混乱，裂隙越发育，裂隙密度越大，含矿脉体越多，矿化程度越强。在设计阶段及时变更探矿穿脉方位、优先施工推断矿体最大位置HX8、HX10探矿穿脉。施工过程中，根据HX8和HX10见矿效果，及时修改补充探矿设计并调整探矿网度，多举措优化探矿设计方案，做到以最少工程量取得最大探矿效果。最终矿体由-422m中段和-477m中段8个见矿穿脉圈定。-422m中段及-477m中段圈定矿体赋存于河西断裂带上盘HX2-HX12线之间。生探矿体整体走向NE80，倾向NNW，倾角约32，产状较平稳。-422m中段矿体走向长93m，平均水平厚度19.3m。-477m中段矿体走向长188m，平均水平厚度42.3m。通过矿体延伸形态对比，整体呈上向锥形尖灭，且矿体内部夹石上向增大将矿体分为两块。区域内主要有倾向“310”和“350”两组含矿节理呈“X型”分布，导致矿体边界不稳定，回采过程中需加强现场地质技术管控。2.3.2 焦家主断裂下盘-侯家断裂蚀变带矿体群成矿规律研究及定向预测侯家断裂带矿体群主要矿床类型为裂隙充填型。矿体的赋存形态、产状和成矿带的裂隙、矿岩节理产状有紧密联系。通过前期-380m中段地探阶段地质资料收集分析，发现侯家断裂蚀变带内裂隙、节理发育且连续性强，产状稳定（含矿裂隙和节理倾角为50 80），无明显错断和褶皱现象。另有部分钻孔信息加以验证，重新圈定在-330m中段延伸的矿体靶区位置，对比原普查报告提交矿体（倾角24）位置底板正向漂移60m（往断裂带上盘方向位移定为正向）。多次探讨变更设计后，-330m中段探矿工作自2015年11月全面展开，到2016年12月份进入矿体圈定和回采阶段。本次探矿完成-380m中段矿体上下圈闭及-330m中段推断矿体圈定。圈定矿体分布在146线-155线之间，主要分为两块小矿体近平行分布且规模较小有夹石，走向北东40 60（-矿体走向近东西），倾角55 80，矿体沿走向长100m140m不等，平均水平厚度5m20m不等，矿体厚度变化较稳定。有用组分分布较为均匀，除局部裂隙充填面外，品位变化相对稳定，属矿化均匀型矿体。矿岩结构破碎，节理裂隙发育，稳固性差。3 焦家主断裂下盘次级构造带矿体研究的创新点3.1 准确定位预测通过-430m中段及-480m中段探采对比，所对比的矿体展布范围、侧伏规律没有太大差别。通过成果论证-330m中段、-430m中段、-480m中段靶区定位准确，均取得了良好的探矿效果。进一步论证了河西-侯家断裂带的成矿规律，为下一步探矿计划提供准确定位预测。勘探区圈定了2个成矿预测靶区，经异常查证发现硅化破碎蚀变带，符合客观地质条件，为下一步找矿指明了方向。在圈定预测区时，根据各要素之间的相互关系，结合各要素的实际情况，确定出找矿靶区。离控矿岩体越近，上覆围岩受力越大，裂隙越发育，裂隙密度越大，含矿脉体越多，矿化程度越强。3.2 优化设计探矿工程，降本增效通过对河西断裂带的矿体赋存形态研究分析，XI#矿 体 主 要 依 附 于 河 西 断 裂 带 主 构 造 断 层（产 状：倾向 340 355，倾 角 30 44）上 盘，矿 体 走 向NE80。原探矿设计中，中段运输巷设计均为断层下盘沿走向NE80施工，探矿穿脉设计则沿用原“54系勘探线”NW310方位施工。为更好地控制矿体的厚度，求得有效的资源量，确保矿体更有效地回采。因此在-422m中段及-477m中段探矿过程中，建立以“512900”经线为HX0号初始线，序号依次往正东（E）方位增加间距15m的河西勘探线系统。设计优化后中段运输巷施工方位不变，探矿穿脉方位变更为沿新河西“54系勘探线”N0方位，垂直于矿体施工。优化后取得了显著的经济效益和社会效益。3.2.1 经济效益按优化后的“运输巷、探矿穿脉设计方案”施工，提高了推断矿体控制精度，同时可累计减少-430m中段及-480m中段井巷长度215m，工程量降低11%，按掘进工程成本1400元/米计算，可累计节省成本：215米1400元/米=30.1万元。同时，矿体下盘主运输巷长度缩减20%，且各探矿穿脉长度均不同程度缩减，大幅度降低了作业面运距，提高了作业面出渣效率，加快了作业面施工进度，使-477m中段比原定施工计划提前一个月进入回采阶段。缩短了工程工期，降低了成本，提高了工程质量。3.2.2 社会效益优 化 后 设 计 探 矿 穿 脉 由 原 平 均 122.8m 降 至 平 均85.4m，大幅缩减长距离独头掘进，探矿穿脉与运输巷夹角由原来40变为80。多方面综合改善作业面通风条件，有效缩短通风时间，提高作业人员、设备的工作效率，延长2023年8月下 世界有色金属61采矿工程Mining engineering设备服务年限，缩短探采循环周期。同时通风条件改善后，作业环境明显好转，对施工人员身心健康具有积极改善作用3。同时，对施工改造方案进行了进一步优化，有效地减少了现场焊接工作量，施工时间由12天逐步缩短到5天以内，降低了人工投入，加快了施工进度，降低了安全风险。4 焦家主断裂下盘次级构造带矿体探矿投资预算情况4.1 该项目计划探矿投资估算情况-330m中段探矿巷1040m/6698m3/322.3万元。-430m中段探矿巷710m/4572m3/220.1万元。-480m中段探矿巷860m/5538m3/488.1万元。项目探矿估算投资总额=322.3+220.1+488.1=1030.5万元4.2 新增利润情况2017年度新增利润：-330m中段已回采矿量18689吨，平均品位1.82g/t，金属量34.01千克。按当前市场金价，新增利润价值=186891.82270（1-5%）93.3%-(30018689)/10000253（万元）。-430m中段已回采矿量10321吨，平均品位1.84g/t，金属量18.99千克。按当前市场金价，新增利润价值=103211.84270（1-5%）93.3%-(30010321)/10000145（万元）。-480m中段已回采矿量44553吨，平均品位3.02g/t，金属量134.55千克。按当前市场金价，新增利润价值=445533.02270（1-5%）93.3%-(30044553)/100001883（万元）。2017年度新增利润总额=253+145+1883=2281（万元）。上式中，黄金价格按270元/、采矿损失率按5%、选冶回收率按93.3%、吨矿成本按300元估算。本评估项目的安全费用为采矿安全费用和选矿安全费用之和即6元/吨，正常生产年安全费用为4950.00万元。金属矿山安全费用提取标准（原矿）为：露天矿山每吨5元；井下矿山每吨10元。4.3 总体新增利润在项目研究成果的指导下，通过井下坑探共新增111b+333矿石储量101.93万吨，平均品位2.52克/吨，金属量2566.28千克。进一步的地质探矿工作仍在进行，随着探矿工作的不断深入，将取得更多的探矿成果。总体而言，公司对项目实施的矿山和选矿情况比较熟悉，方案可行性较高，项目经济效益比较明确。按当前市场金价，总新增利润价值=2571.791000270（1-5%）93.3%-(3001019300)/1000030967.7（万元）黄金价格按270元/、采矿损失率按5%、选冶回收率按93.3%、吨矿成本按300元估算。本项目工期为42个月，公司将按照施工进度在工期内确认收入，若项目顺利实施，将对公司经营业绩产生积极影响。4.4 社会效益和间接经济效益4.4.1 延长矿山服务年限通过-330m中段、-430m中段、-480m中段等多中段联合探矿，总计新增矿量101.93万吨，平均品位2.52g/t,金属量2566.28千克。可延长矿山服务年限0.57年，增加服务年限比率32.7%。不但可以节省矿山建设时间，提高生产效率，延长矿井服务年限，而且可以更合理地优化矿井生产布局，提高公司收益水平。4.4.2 节约和维稳矿山矿石入选品位根据最新山东黄金矿业股份有限公司新城金矿三级矿量表显示现保有开拓矿量品位2.25g/t，本项目新增矿石量平均品位2.52g/t，比总体品位高0.27g/t。项目新增矿体分布相对集中且系统工程较为完善，能较快形成大规模采矿能力。可调节和维稳矿山矿石入选品位，降低吨矿和克金成本，生产效率高、操作方便，解决了制约生产的瓶颈问题。4.4.3 创造良好社会及经济价值按当前市场金价，新增利润价值30967.7万元，开采难度较低，整体日生产能力达1000t/d以上。可解决100人以上的就业难题4。项目经济效益分析：项目投产后正常年份可实现销售收入37,290万元，净利润3,963.9万元，税金2,399万元。4.4.4 完善区域地质资料，提供技术支持通过多中段的探矿工程布施，共完成河西-侯家断裂蚀变带区域内井巷工程施工及地质素描2527.4m，刻槽1859个。完善了区域地质资料，建立区域成矿模型，为下一步探矿工作提供技术支持。新装备、新工艺、新技术的应用，使采掘效率提高30%以上，为矿山建设提供了有效的示范和借鉴。该项目具有较高的科技含量和较好的经济效益，在中国有色金属矿业企业具有广阔的应用前景和推广价值。本项目的技术路线和实施方案科学合理，建议与工程公司及相关企业加强合作，加快技术研发和项目实施，推动技术产业化进程。4.4.5 优化设计，改善作业环境设计优化从多方面综合改善作业面通风条件，有效缩短通风时间，提高作业人员、设备的工作效率，延长设备服务年限，缩短探采循环周期。同时通风条件改善后，作业环境明显好转，对施工人员身心健康具有积极改善作用。同时，对施工改造方案进行了进一步优化，有效地减少了现场焊接工作量，施工时间由12天逐步缩短到5天以内。5 结论综上所述，该矿在保证安全的前提下，实现了安全生产和经济效益的“双丰收”，可创造良好的经济效益和社会效益，为后续矿井安全高效开采和经济开采提供了宝贵的经验。针对矿区可持续发展存在的实际问题，我们注重理性思考，多方面探究，优化中长期发展规划，理清工作思路，明确未来发展方向。在新形势下，我们积极创新发展思路、调整战略布局、优化资源管理，加快推动矿业经济向绿色循环和集约高效方向发展。1李文东,简锡明,詹术霖,黄明清.厚大矿体自然崩落岩层移动角BP神经网络预测J.福建冶金,2023,52(01):15-19.2陈志强,王红心,杨清平,梁权宇.某铜矿主矿体采矿方法优化选择研究J.铜业工程,2022(06):41-46+52.3任庆伟.地下金属矿山沿矿体走向布置矿房两率指标管控技术应用与实践J.采矿技术,2022,22(06):176-179.4刘海波,李朋涛,李佳文,李智斌.冀东遵化石人沟铁矿矿体分布特征及矿石加工技术性能研究J.能源与环保,2022,44(11):58-62.