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之前介紹了勘查工程的布置原則、總體布置形式，下面針對每一個勘查工程的具體布置或單項工程的設(shè)計以及勘查工程的施工質(zhì)量問題進行討論。

1.地質(zhì)條件和礦產(chǎn)特征

緩傾斜的，埋藏不深的地表礦多適用于淺井勘查；殘余、殘坡積及砂礦多適用于淺井或淺鉆勘查；中等-較陡產(chǎn)狀的礦體地表適合于槽探勘查，深部適合于鉆探勘查：礦體產(chǎn)狀較陡-直立的礦體適合于坑道工程查；對于礦化極不均的貴金屬及稀有金屬、含量極低的寶石和特種原料礦、顆粒粗大的偉晶巖礦多適合于坑道勘查。

2.自然地理條件

自然地理條件系指工作區(qū)的地形地貌、氣候、水系發(fā)育程度、基巖的剝蝕發(fā)育程度第四系覆蓋層的發(fā)育程度等。這些條件在某些時候往往是影響勘查方法選擇的主要因素。

1）高山區(qū)：地形復(fù)雜，地勢較高，切割強烈，基巖出露較廣，水系發(fā)育，交通困難。該區(qū)適合的勘查工程主要為坑探工程（槽探和坑道）。

2）大面積覆蓋的平原區(qū)：第四系覆蓋面積大且厚，基巖露頭很少見到，地勢平坦交通方便。可選用輕型山地工程和鉆探工程。

三個影響條件在礦產(chǎn)勘查中必須綜合考慮，才能獲得最佳勘查工程選擇方案。

勘查工程設(shè)計主要包括地表坑道工程、地下坑道工程及鉆探工程的設(shè)計。

1.地表坑探工程設(shè)計

在揭露接近地表的礦體時，要設(shè)計地表坑探工程（槽探、淺井）和淺鉆。這時需要注意和深部工程配合。如第一個探槽或淺井、淺鉆等，一般都設(shè)計在礦體的中部，然后根據(jù)所確定的距離（如探槽間距離）向兩邊擴展，布置其他與其平行的探槽。在向兩邊擴展時，如遇礦體露頭，一般用剝土代替。當?shù)V體成群成帶出現(xiàn)時，要設(shè)計主干探槽，其位置要選擇可能遇到平行礦體機會最多的位置。對地表覆蓋層下面的傾斜狀礦體或礦脈，確定探槽位置要考慮“V”字形法則，判斷礦層可能出現(xiàn)的位置（圖6-8）。

圖 6-8  探槽布置的“v”字形法則

1）探槽（TC）。是從地表挖掘的一種槽形坑道，其橫斷面為倒梯形，探槽深度一般不超過3~5m，探槽斷面規(guī)格（表6-1）視浮性質(zhì)及探槽深度而定。探槽的布置應(yīng)垂直礦體走向或平均走向（根據(jù)目的和意義不同還有走向槽和十字槽）。探槽有兩種，即主干探槽和輔助探槽。主干探槽應(yīng)布置在工作區(qū)主要的剖面上或有代表性的地段，以研究地層、巖性、礦化規(guī)律、揭露礦體等。而輔助探槽是在主干探槽之間加密的一系列短槽，用于揭露礦體或地質(zhì)界線，可平行主干探槽，也可不平行。所有探槽適用于浮土厚度不大于3m，當?shù)叵滤娴蜁r，覆蓋層厚達5m時也可使用探槽。槽探施工長度和深度根據(jù)實地情況，達基巖一定深度和設(shè)計要求目的實際所需長度，如揭穿礦層（體）上、下界線或蝕變帶等所需的地質(zhì)目的便可竣工。

表 6-1  探槽斷面規(guī)格參考

2）探井。探井包括圓井和淺井。圓井主要用于地質(zhì)填圖中遇到第四系覆蓋，而槽探又達不到地質(zhì)目的時，用以了解第四系厚度及下伏基巖巖性。因其施工方便，在礦區(qū)勘查中經(jīng)常使用。淺井主要用于覆蓋區(qū)揭露礦化、蝕變帶、礦層和物化探、重砂異常。①圓井（YJ）：圓井的設(shè)計施工深度一般不超過5m，但如果第四系穩(wěn)定性好、井下不充水或少水，經(jīng)安全人員實地查看批準，在有預(yù)防措施的條件下，圓井深度可適當加深。圓井揭露至基巖0.3~0.6m深度即視為達到地質(zhì)目的。當施工條件有利，而且礦層厚度較小，在允許的施工深度內(nèi)可以揭穿礦層時，圓井可起到淺井的探礦作用。②淺井（OJ）：淺井的施工深度較大，為便于井壁支護，一般設(shè)計成方井，有時也設(shè)計成長方形井。它是由地表垂直向下掘進的一種深度和斷面均較小的坑道工程。淺井深度一般不超過20m，斷面形狀可為正方形、長方形，斷面面積為1.2~2.2m淺井的布置由于礦體規(guī)模產(chǎn)狀不同，其布置型式也不同。當?shù)V體產(chǎn)狀較陡時，在淺井下拉石門或穿脈，當?shù)V體產(chǎn)狀較緩時，淺井應(yīng)布置在礦體上盤（圖6-9）。淺井主要用于揭露松散層掩蓋下的礦體，深度一般不超過20m。對某些礦床如風(fēng)化礦床，淺井是主要的勘探手段，對于大體積取樣的金剛石砂礦或水晶砂礦來說，只能用淺井來勘探。

圖 6-9  淺井布置型式圖

A一緩傾斜淺井布置；B一陡傾斜淺井帶石門；C一陡傾斜帶岔淺井

1一殘積層；2一圍巖；3一礦體

2.地下坑道工程設(shè)計

由于地下坑道工程施工技術(shù)復(fù)雜，工程量大，物質(zhì)消耗也大，投資費用多，所以設(shè)計時必須有充分的地質(zhì)依據(jù)和明確的目的。要提出不同的設(shè)計方案，進行地質(zhì)效果和經(jīng)濟效果的比較，選擇最優(yōu)方案進行設(shè)計。

（1）設(shè)計原則

①勘查坑道的設(shè)計必須考慮以后開采時利用的可能性。為此，必須了解該礦床的開采方法和開拓方法，以及開采中段的高度。而開采方法又決定于礦體的埋藏條件、礦體頂?shù)装宓姆€(wěn)定程度以及礦體本身的物理機械性質(zhì)，因此，應(yīng)與開采設(shè)計部門共同研究，在滿足地質(zhì)勘查要求的前提下盡量考慮開采時可利用原有的原則進行布置。②水平坑道間的垂直距離要和中段高一致，或為其整倍數(shù)。一般急傾斜礦體厚度大時，中段高為50~60m，厚度不大，中段高30~40m；而緩傾斜的礦體，中段高度為25~30m。③同屬一個開采系統(tǒng)的同一水平層的勘查坑道標高應(yīng)當一致。上述與開采塊段或開采中段相一致的勘查坑道系統(tǒng)，可作為采準坑道，這種坑道的斷面可以小些。如果勘查時用于通風(fēng)的水平坑道，其斷面形狀與大小、坡度、通風(fēng)支護方式等設(shè)計要與開采要求相一致。這種坑道多開在礦體附近的圍巖中，以免保留大量的保安礦柱而造成礦石的損失。④在地表有直接出口的平坑口應(yīng)有比較開闊的場地，以便建筑附屬車間，并堆放廢石?？涌跇烁邞?yīng)高于歷年的最大洪水位。

（2）地下坑道工程類型及設(shè)計

平硐（PD）：從地表向礦體內(nèi)部掘進的水平坑道（圖6-10a）。斷面形狀為梯形或拱形。主要用于揭露、追索礦體，可供行人、運輸、通風(fēng)、排水之用。在地形條件有利時應(yīng)優(yōu)先使用平坑道。

石門（SM）：在地表無直接出口與含礦巖系走向垂直的水平坑道（圖6-10b）。石門常用來連接豎井和沿脈，揭露含礦巖系和平行礦體等。

沿脈（YM）：在礦體中沿走向掘進的地下水平坑道（圖6-10c），用以了解礦體沿走向的變化，在礦體之外的沿脈坑道，可供行人、運輸、通風(fēng)、排水之用。

圖 6-10  地下坑探工程

穿脈（CM）：垂直礦體走向并穿過礦體的地下水平坑道（圖6-10d）。穿脈用以揭露礦體厚度、圈定礦體，了解礦石組分及品位，查明礦體與圍巖的接觸關(guān)系等。

各水平坑道的斷面規(guī)格：礦車與坑道一側(cè)的安全間隔為0.2~0.25m，人行道寬度為0.5~0.7m；其形狀一般為梯形或拱形，坑道凈高不小于1.8m；水平坑道應(yīng)有3%~7%的坡度：彎道曲率半徑應(yīng)不小于礦車軸距7~10倍。

暗井（AJ）、天井（TJ）：在地表設(shè)有直接出口的垂直向上或向下的井。在坑道中垂直向下的叫暗井、垂直向上的稱天井。斷面一般為長方形，規(guī)格為1.5mx2.5m。主要用于揭穿礦體上下界線，追索和圈定礦體。

上山（SS）或下山（XS）：在地下坑道中傾斜施工的斜井稱上山或下山（圖6-10g）。上山或下山用于在地下坑道中向上或向下勘探礦體，追索圈定被錯斷的礦體、貫通相鄰中

斷水平坑道。斜井（XJ）：是在地表有直接出口的傾斜坑道（圖6-10）適用于探產(chǎn)狀穩(wěn)定傾角小于45°的礦體。斜井與豎井相比，可減少石門長度，但斜井長度比豎井深度大。斜井斷面形狀有梯形和矩形，凈高不低于1.6m。

豎井（SJ）：是直通地表且深度和斷面都較大的垂直向下掘進的坑道（圖6-10e）。

堅井是人員出入、運輸、通風(fēng)、排水的主要坑道，豎井在礦床勘探和采礦時均可應(yīng)用，采礦豎井有主井、副井及通風(fēng)井之分。豎井應(yīng)布置在礦體的下盤，以確保采礦時使用安全也可減少礦量損失，保證其他地下坑道的穩(wěn)固。堅井斷面面積有4、4.5、5.5、6、6.5、7m2等。設(shè)計豎井不宜過多，一般情況，多在礦山開采中使用，一個礦床設(shè)計1~2個為宜。

布置豎井時要求：①井簡應(yīng)布置在礦體下盤，而且在開采后所形成的地表移動帶范圍之外，以確保井筒的安全，并避免維護井筒而保留大量的礦柱。②井簡要避開斷層地帶流沙層及含水量較大的破碎帶，或者厚度大而又非常堅硬的巖層（如花崗巖、石英巖等）。③井筒位置不宜在湖沼、低地、河谷或易被洪水淹沒的山谷中，井口標高要高出歷年最高水位。④井口附近有良好地形條件，便于建筑，排水和堆放廢石及運輸?shù)取＂蓍_采時地下石門要最短。

地下坑道工程，由于成本高，施工困難，因此多用于礦床勘探階段，在使用時應(yīng)考慮礦床開采時的需要。

向深部延伸的豎井、斜井以及石門，主要用于運輸，勘探階段較少應(yīng)用。但對筒狀巢狀、囊狀等形狀復(fù)雜或產(chǎn)狀較陡、變化較大而價值高的礦床常用豎井配合一系列水平坑道進行勘查?？辈樨Q井一般在開采時被用來作通風(fēng)或其他用途的副井。因此，勘查豎井的位置與開采豎井要相適應(yīng)。

3.鉆探工程的設(shè)計

鉆探工程設(shè)計包括確定鉆孔截穿礦體的部位、開孔位置及鉆孔的技術(shù)要求和鉆孔理想柱狀圖的編制。

（1）鉆穿礦體部位的確定

首先要根據(jù)勘探線（或勘探網(wǎng)）和地質(zhì)資料編制勘探線剖面圖，然后以地表礦體出露位置或已施工探礦工程截穿礦體位置為起點，沿礦體傾斜方向按選定的工程間距，根據(jù)礦體傾角大小，沿礦體中心線測出鉆孔截穿礦體的位置。勘探線工程間距為斜距，勘探網(wǎng)為水平或緩傾斜礦體，工程間距為水平距離。

若礦體成群分布，鉆孔穿過礦體的位置則以含礦帶的底板邊界為準；若有數(shù)個彼此并行、大小不等的礦體時，則以其中主礦體為依據(jù)：若為盲礦，則以第一個見礦鉆孔位置為點，按選定的工程間距沿礦體的上下兩端定出鉆孔截穿礦體的位置。

（2）鉆孔的孔口位置和鉆孔傾斜角度及深度的確定

孔口位置根據(jù)勘探線剖面設(shè)計鉆孔后確定高程，再投影到設(shè)計平面圖上便可確定平面坐標。設(shè)計的鉆孔孔位要有便于施工的場地，要避開陡崖、建筑物、道路等。否則要移動孔位或改用其他勘查工程手段，允許移動的距離視所探明的儲量/資源量級別確定，一般在勘探線上可移動10~20m，在探線兩側(cè)可移動數(shù)米。

鉆孔傾角是指鉆孔軸線與水平面的夾角，天頂角是鉆孔軸線與垂線之間的夾角，其傾角根據(jù)設(shè)計直接測量。

孔深根據(jù)地質(zhì)要求確定，鉆孔穿過礦體后在圍巖中鉆進1~2m即可，若礦體與圍巖界線不清或有平行礦體，則要繼續(xù)向下鉆進，并以相鄰鉆孔之資料或參考開采深度來確定終孔深度。

（3）鉆孔技術(shù)要求

①巖心和礦心采取率要求巖心平均采取率不低于65%~70%（具體按相應(yīng)礦種規(guī)范執(zhí)行），礦體及頂?shù)装?~5m內(nèi)的圍巖、近礦巖帶、控礦構(gòu)層的采取率不低于80%；若連續(xù)有兩個回次（或厚大礦體中連續(xù)5m以上）采取率低于80%時，必須采取補救措施。②保持巖心原狀，對回次進尺長度應(yīng)提出要求，對穿礦孔徑要提出最低要求（滿足取樣），一般要求不低于65mm。③鉆孔彎曲度要求直孔每鉆進100m測量一次，當頂角超過5°時，測斜距離按斜孔對待；斜孔每鉆進50m測量一次。鉆孔頂角要求：金剛石鉆進直孔<1°/100m，斜孔<2°/100m；鋼粒鉆進直孔<2°/100m，斜孔<3°/100m。特殊情況可根據(jù)礦區(qū)實際情況確定最大允許偏離范圍。④孔深測量要求每鉆進100m或見主礦層、重要標志層、下套管前和終孔后均需測量井深?？咨钚Ｕ畲笤试S誤差為1/1000超出時要及時消除。⑤簡易水文觀察，觀測孔內(nèi)靜止水位、沖洗液消耗量、涌水位置、涌水量及水頭高度、漏水位置和漏失量等。⑥原始記錄報表，由專人負責，做到及時、準確、詳細和整潔，終孔后成冊、歸檔。⑦封孔，凡要封孔的鉆孔，要求機臺認真執(zhí)行，并埋設(shè)孔口標志。

（4）在勘查設(shè)計過程中鉆孔通過礦體時要求

鉆孔盡可能地沿礦體的厚度方向及鉆孔軸線與礦體表面相垂直。在難以滿足上述要求時，則鉆孔與礦體表面的夾角不得小于25°~30°，以防止鉆孔不能通過礦體而發(fā)生孔斜事故；鉆孔盡可能在礦體的上盤方向穿過礦體，極少鉆孔從下盤穿過礦體。

（5）鉆孔類型

根據(jù)礦體和圍巖的產(chǎn)狀、物理技術(shù)性質(zhì)及鉆探技術(shù)可能，鉆孔按其角度和方位有以下幾種類型：①直孔。鉆孔沿垂直方向鉆進，適用于傾角不大于45°時產(chǎn)狀平緩的礦體、均質(zhì)無層理的火成巖，以及較厚的松散沉積層中。這是一種施工方便、常采用的鉆進類型。②斜孔。鉆孔與鉛垂線成一定夾角鉆進，一般適用于產(chǎn)狀較陡（45°~60）的礦體和巖石，以保證鉆孔沿著或近似地沿著厚度方向鉆進，斜孔的方向一般向下，向礦體傾斜方向的相反方向鉆進，但在坑道中的地下鉆孔，可以任何角度進行鉆進，其中包括斜孔和水平鉆孔，而斜孔也有向上鉆進的。③定向孔是鉆孔在施工所允許的彎曲范圍內(nèi)，隨著深度的變化有規(guī)律地將傾角變化，使鉆孔以理想的角度穿過礦體。定向孔的施工技術(shù)更加復(fù)雜，設(shè)計前要有足夠的地質(zhì)資料，如巖層與礦層的厚度深度、傾角、硬度變化等。定向鉆孔一般用于傾斜大于60°，且片理發(fā)育軟硬相間的地層，或者是上部平緩、下部變陡的地層中，使鉆孔按一定深度間隔，以θ₁、θ₂、θ₃......進行鉆進（圖6-11）。避免直孔與巖層或礦體表面夾角過小或用斜孔造成進尺太長的缺點。定向孔的方向和斜孔一樣，要求與巖層走向垂直。

圖6-11鉆孔的人工彎曲

6）編制鉆孔理想狀圖

鉆孔理想柱狀圖是鉆孔技術(shù)設(shè)計和施工的地質(zhì)依據(jù)，是根據(jù)地質(zhì)設(shè)計剖面圖編制的比例尺一般為1：500~1：1000。內(nèi)容包括由上而下的巖性分層、各層鉆進的起止深度、礦層（礦體）起止深度、鉆孔的技術(shù)要求及鉆孔施工中應(yīng)注意的事項（如巖層破碎、坍塌涌水、流沙、溶洞等）。

鉆孔設(shè)計完成后，再將鉆孔編號、坐標、方位角、開孔傾角、設(shè)計孔深、施工目的施工順序等列表歸總，提交審批和提交鉆探部門。

上面所講的勘查工程的設(shè)計，是涉及不同種類、不同位置、不同深度、不同技術(shù)要求的一大批工程，這些工程不可能也不允許全部同時開工，而需要先后逐步地進行，因而,就涉及施工的順序問題。施工順序遵循由已知到未知、由淺到深、由近及遠、由稀到密的原則。

1）由已知到未知。是把首先施工的工程放在地質(zhì)情況最清楚、最有把握的地段上然后，再根據(jù)它的結(jié)果去推測下一個工程的情況，這樣依次進行。

2）由近及遠。是指首批施工的工程應(yīng)當是靠近已知礦體中心地段的工程，然后，逐漸擴展到未知的地段。

3）由淺到深。是指先施工地表和淺部的工程，然后再逐漸向深部擴展。

4）由稀而密。是指首先應(yīng)當概括地了解礦床的全貌，迅速圈定礦床、礦體的大致分布范圍，然后再了解各部分的細節(jié)。所以開始的工程間距要大，逐漸加密，逐漸提高可靠程度。

5）工程的施工可以依次進行，也可以分批進行，還可以兩者結(jié)合起來，既依次而又并列進行。

以上1）、2）3）原則實質(zhì)上是把首批工程放在地質(zhì)情況最熟悉、最為有利、礦化較好、厚度較大、礦體延深最有把握的地方，這樣比較穩(wěn)妥，第一批工程為第二批工程提供施工依據(jù)，可以避免浪費。

一個礦床應(yīng)當按什么樣的順序進行勘查除遵循上述原則外，也要考慮勘查設(shè)備的情況，以及國家對該礦種的急需程度，還要考慮對礦床地質(zhì)規(guī)律的掌握情況。一般設(shè)備較多、力量較強就可以采用分批按次方式進行施工；如果國家急需該礦產(chǎn)時，為了加快勘查的速度，可以采用并進的施工方式；在對礦床的地質(zhì)規(guī)律尚不十分清楚的情況下，不宜過急地并列進行勘查。此外還要考慮到鉆機搬遷是否方便。總之，要根據(jù)具體條件進行分析，采用合理的施工順序。