勘查学讲稿_勘查学5(勘查工程系统).ppt

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1、,勘查工程系统,矿产勘查学第五讲,矿产勘查学第六章,要 目矿体形态的基本类型勘查工程布置的原则与形式确定勘查工程间距的原则与方法勘查工程设计勘查工程施工管理勘查工程施工顺序,1. 矿体形态的基本类型,矿床勘查的过程就是对矿体及矿床的追索和圈定的过程，而追索和圈定的最基本方法就是编制矿床的勘探剖面。因为只有通过各个方向的剖面才可能正确而客观地反映矿体的形状、产状、厚度的变化，有用和有害组分、矿石的自然类型和工业品级的分布，以及储量计算所需的各种参数。所以要想获得矿体的完整的概念，就要求用来揭露矿体的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，也就是尽可能地把几个相邻的勘探工程布

2、置在一个剖面内，以便根据它们来编制剖面图。,勘探工程的具体布置取决于矿体的基本形态。 勘探工程应垂直于矿体的最大延伸方向布置 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, 爆破角砾岩筒、金伯利岩筒,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

3、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,按一定间距系统而有规律地布置；尽量垂直矿体的走向 (平均走向或主要构造线的走向)；由已知到未知，由地表到地下，由稀到密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,目前所采用的勘查工程的总体布置形式有四种：(1)勘探线：垂直勘查工程布置在一组线上(2)勘探网：垂直勘查工程布置在两组线的交点上(3)水平勘探：水平布置勘探工程(4)灵活布置：根据了解信息的深入而改变工程布置,(1) 勘探线: 一组勘探工程从地

4、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，并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。应使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。,(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）。

5、 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,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

6、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，当人们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，就不一定要用规则则的勘查网，可以有目的地、有根据地、有的放矢地布置工程。,3. 确定

7、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。10050m：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。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,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

8、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）确定勘查工程间距的基本方法,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合适。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

9、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，应用规范时必须注意： 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； 以主矿体为主要对象，对变化较大的地段补加工程； 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进行储量计算，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，储量的误差也没有超出允许的范围，就说明原来确定的各类储量的勘查网度是合理的；反之，则说明原定的勘查网度太

10、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，对比不同工程间距所圈矿体的边界、平均品位和储量的变化，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的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

11、厚及有用组分的变化情况，即利用矿体厚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。,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,概率系数 t 值表,(6) 根据参数的方差

12、及给定的精度要求确定勘查网密度,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.,(7) 根据变异函数确定勘查工程网度,a: 变程，又称极限变程；c0：块金常数；c: 跃迁常数；s: 基台值变异函数曲线示意图,勘探工程的间距应该与矿体的标志变量的变程相适应，两个主要方向（矿体走向和倾向）上的工程间距不能小于其变程，如果要达到最理想的控制程度，这两个方向的工程间距不能大于该方向变程的1/2，这样才能保证任何一个用于估值的变异椭球体内至少有4个样品值

13、为依据，这样才能保其估值的可靠性。,4. 勘查工程设计,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) 地下坑道设计地下坑道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，要有充分的地质证据.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; (

14、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12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25o30o;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

15、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。,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。,设计实例,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

16、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,1）探槽地质编录,通常是绘制一壁一底的素描图，两壁相差较大时，要绘制两壁一底，一般1:501:100探槽素描图展开方法 坡度展开法：槽壁按地形坡度作图，槽底平面投影图 平行展开法：槽壁和槽底平行展开，坡度用数字和符号表示 (2) 素描图的作图步骤 观察研究 测量定点 采样 素描成图 整理清绘当坡度大,探槽长时,分段;(素描与照相配合),坡度展开法探槽编录,坡度较大较长时分段编录拐弯时分段编录,2）浅井地质编录,浅井编录一般按四壁平行展开作素描, 比例尺 1:501:100,3）穿脉地质编录,穿脉编录

17、通常画一顶两壁的素描图,比例尺1:50100. 素描图通常按压平(压顶法)展开两壁一顶,即两壁往外掀起,顶板下压,好像把坑道压平似的.此法地质现象相互衔接,作图和阅图都比较方便.,压平法穿脉坑道素描,4）沿脉地质编录,沿脉坑道素描通常只画顶板及掌子面,可以视需要画一壁一顶或两壁一顶(方法同于穿脉), 掌子面的素描应每掘进一定距离后进行一次,比例尺同于顶板素描,一般为1:501:100。,5）岩心钻探地质编录,编录工作包括如下几项：检查孔深 检查岩矿心：岩心整理编号、描述记录修改钻孔预想柱状图：实测岩心柱状图，并预测下面情况检查孔斜测量：是否在设计的间距进行了孔斜测量检查钻孔简单水文观察情况岩矿

18、心采取率计算：岩心长度 / 进尺长度换层孔深计算岩层倾角测量终孔验收和小结,6）冲击钻探地质编录,击冲主要用于勘查巨砾砂矿或打深爆孔，编录如下内容：钻孔编号、位置、目的、开孔和终孔的时期为研究第四系的钻孔，要描述每个成因沉积物成分、含量、特征，对基岩要准确定名对了解基岩的钻孔，要详细描述基岩岩矿心的颜色、结构、构造、矿物成分及含量、矿化蚀变等对勘查砂矿的钻，岩心要分层描述定距或分层取样；机动冲击钻所得均为岩屑，含矿部分要经过淘洗才能确定,7）钻孔弯曲及校正,在施工过程中,由于地质和技术的原因,往往使钻孔的倾角(或天顶角)偏离原来设计的值,必须先校正孔斜和方位,如果未经过校正,则编绘出的地质界线

19、和矿体在空间位置上就会产生很大的误差,会歪曲矿体的形态、产状及其空间分布，影响储量估算的可靠性和以后的开采、开拓港道的设计。 弯钻弯曲校正包括倾角(或天顶角)弯曲校正及方位角偏移校正。 (1) 中点转换校正倾角：一个测点的倾角(或天顶角)各向上下影响与相邻测点距离的一半 (2) 法线投影图解法校正方位角： (3) 走向投影的图解法校正方位角：,钻孔法线投影图,钻孔走向投影图,勘查施工管理要根据勘查资料的系统整理成果调整施工方案和设计方案.,6. 勘查工程施工顺序,勘查工程的施工顺序一般遵循下列原则： 由已知到未知、由浅到深、由近到远、由稀到密 除了上述原则外，还要考虑国家的急需以及施工设备搬迁的方便等。,