基于稀空法的安徽李樓礦區生產勘探網度優選

趙恩平 劉楠祥 開政濱

(1.五礦邯邢礦業有限公司;2.五礦邯邢礦業邯鄲地質勘查有限公司)

安徽李樓鐵礦是20世紀60年代安徽省地礦局337隊發現的大型沉積變質型鐵礦床。2006年經五礦邯邢礦業邯鄲地質勘查有限公司補充詳查，采用200 m×(100～200)m的勘查網度計算了控制的經濟基礎儲量(122b)，用400 m×(200～400)m的勘查網度計算了控制的內蘊經濟資源量(333)，同年完成采礦初步設計，年產原礦500萬t，目前屬于礦山開采生產階段。在后續生產過程中延用200 m×(100～200)m的勘查網度，以該網度為基礎設計的開拓工程，在施工過程中多次揭露礦體，延誤采礦，導致采礦成本增加，因而有必要重新研究該礦的生產勘探網度。

1 礦區地質背景

1.1 礦區地質特征

1.1.1 地 層

李樓鐵礦區地層較簡單，由老到新依次為上太古界霍邱群周集組巖層(Ar4Z)、上元古界青白口系劉老碑組巖層(Qnl)和第四系(Q)，上元古界青白口系巖層(Qnl)呈角度不整合上覆于上太古界霍邱群巖層(Ar4Z)。

1.1.2 構 造

(1)褶皺。礦床賦存于霍邱群周集組倒轉向斜西翼，近 SN走向，傾向 W，傾角大于70°，在標高－400～－600 m水平附近產狀近直立，－600 m水平以下向E傾斜，標高－600 m水平以下產狀為倒轉向斜西翼的次級轉折部，由此推測整個向斜核部轉折端標高約－1500 m。

(2)斷層。①縱向斷層，為因倒轉褶皺而發生軸向斷裂，性質為逆斷層;②斜交斷層，屬于同期的“X”形斷裂，性質為正-平移斷層。斷層空間大多為輝綠巖、石英輝綠巖、偉晶巖、石英脈巖等侵入充填，表明曾多期次活動。

(3)破碎帶。斷層以外的一系列破碎和斷裂與褶皺、斷裂為同一應力場的產物，與斷層的區別為未造成巖層明顯錯移，但其內部相對錯移可能更復雜，也更難確定。

1.1.3 巖漿巖

礦床內巖漿巖不發育，但分布廣泛，所見厚度多為1 m以下，少數達數米，為順層或斜切片理呈脈狀侵入體，巖性為基性和酸性。

1.2 礦體特征

礦床賦存于霍邱群周集組倒轉向斜西翼中，主要產于新太古界霍邱群周集組中段白云石大理巖中，礦體頂板巖性主要為白云石大理巖，黑云斜長片麻巖和石英二云片巖。礦床內褶皺和斷層較發育，部分礦體產狀因褶皺發生較大變化，局部礦體因斷層錯動而斷裂。

2 勘探網度研究

2.1 對比方法選擇

(1)類比法。亦稱經驗法，該方法首先劃分礦床的勘探類型，然后將被勘探礦床(區段)與同類型礦床(區段)的勘探工程網度(經實踐證明是正確的)進行對比。李樓鐵礦屬沉積變質型鐵礦床，可采用類比法確定礦床的勘查類型。

(2)數理統計法。采用數理統計法分析計算合理工程數目和合理工程間距，學術界對于該方法的有效性尚有一些爭論，李樓鐵礦剛轉入生產階段，對于新建礦山不宜采用。

(3)驗證法。分為稀空法和加密法2種。結合李樓鐵礦生產現狀，加密法無法在短期內取得成效，并影響到礦山正常生產。該礦部分塊段取得了最終圈定的地質資料，能夠滿足勘查網度稀空法驗證的工作要求。

2.2 對比塊段選擇

李樓鐵礦現有－140～－220 m水平6#～28#線、－300～－425 m水平20#～36#線采場均已形成或充填完畢，形成了最終地質圈定資料，基本能夠代表現階段礦床地質特征、礦石質量特征、水文地質特征、工程地質特征和礦床勘查類型。為確定該礦的特征的生產勘探網度，選擇該區域為工程抽稀對比對象。

(1)對比地段Ⅰ#主礦體資源儲量為3789.19萬t，參與對比地段的范圍內采礦工程對控礦地層和礦體夾巖均有揭露，可代表該礦區地層特征。

(2)對比地段影響礦體的 F2、F3、F4斷層、構造和巖漿巖均有工程揭露，可代表該礦區地質特征。

(3)對比地段礦石礦化連續，有用組分分布均勻，可代表該礦區礦石質量特征。

(4)對比地段除對第四系松散巖層孔隙、溶隙含水巖組無揭露外，對青白口系裂隙含水巖組、周集組風化帶裂隙含水巖組、礦體頂板裂隙含水巖組、含礦帶裂隙、溶隙含水巖組、礦體底板裂隙以及巖溶含水巖組均有工程揭露，且對隔水斷層F2、F3及充水斷層F4皆有工程揭露，可代表該礦區水文地質特征。

(5)對比塊段內周集組風化帶有工程揭露，大部分為弱風化，局部呈強風化。新鮮巖石的工程地質特征也有工程揭露，包括礦體及礦體的頂、底板，可代表該礦區工程地質特征。

2.3 礦體參數對比分析

采用逐步抽稀法進行勘探網度研究，1次抽稀至50 m×50 m的勘探網度;2次抽稀至100 m×100 m的勘探網度;3次抽稀至200 m×100 m的勘探網度。礦體參數為資源儲量誤差、礦體面積誤差、礦體面積重合率、礦體形態歪曲率、礦石品位誤差、礦體頂(底)板位移等。

2.3.1 礦體資源儲量誤差

資源儲量誤差對比以最終圈定的地質資料為基礎，采用1次抽稀圈定礦體、2次抽稀圈定礦體、3次抽稀圈定礦體的方式分別計算資源儲量，分別與最終圈定礦體資源儲量進行對比。該塊段最終圈定的資源儲量3789.19萬t。1次抽稀網度圈定礦體塊段38個，總資源儲量3775.79萬t，資源儲量絕對誤差13.40萬t，相對誤差0.35%，礦體資源儲量誤差和塊段合格率均未超差。2次抽稀網度圈定礦體塊段19個，總資源儲量3943.03萬t，資源儲量絕對誤差153.84萬 t，相對誤差4.06%，資源儲量誤差共有4處塊段超差，資源儲量塊段合格率未超差。3次抽稀網度圈定礦體塊段10個，總資源儲量3656.98 萬 t，資源儲量絕對誤差 132.21 萬 t，相對誤差3.41%，資源儲量誤差有3處超差，資源儲量塊段合格率超差。從資源儲量角度考慮，采用1次抽稀和2次抽稀網度計算探明的經濟基礎儲量(121b)均較可靠。

2.3.2 礦體面積誤差

統計1次抽稀勘查網度圈定的礦體面積誤差數據40組，可知均無超差，礦體面積誤差算術平均值為1.8%。統計2次抽稀勘查網度圈定的礦體面積誤差數據21組，可知均無超差，礦體面積誤差算術平均值為4.33%。統計3次抽稀勘查網度圈定的礦體面積誤差數據20組，可知有1組超差，礦體面積誤差算術平均值為11.7%。單從礦體面積誤差角度考慮，理論上1次、2次和3次抽稀均在誤差允許范圍內。

2.3.3 礦體面積重合率

統計1次抽稀勘查網度圈定的礦體面積重合率數據40組，可知均無超差，礦體面積重合率誤差算術平均值為97.92%。統計2次抽稀勘查網度圈定的礦體面積重合率數據21組，可知均無超差，礦體重合率誤差算術平均值為96.85%。統計3次抽稀勘查網度圈定的礦體面積重合率數據20組，可知有4組超差，礦體面積重合率算術平均值為91.05%。據此可知:1次、2次、3次抽稀后礦體面積重合率均在誤差允許范圍內，但3次抽稀后多數超差塊段超差較嚴重。

2.3.4 礦體形態歪曲率

統計1次抽稀勘查網度圈定的礦體形態歪曲率數據40組，可知均未超差，礦體形態歪曲率算術平均值為4.1%。統計2次抽稀勘查網度圈定的礦體形態歪曲率數據21組，可知均未超差，礦體形態歪曲率算術平均值為8.24%。統計3次抽稀勘查網度圈定的礦體形態歪曲率數據20組，可知均未超差，礦體形態歪曲率算術平均值為18.65%。就礦體形態歪曲率而言，采用該3種勘探網度圈定的礦體均較可靠。

2.3.5 礦石品位變化

統計1次抽稀網度圈定的礦體(121b)礦石品位數據38組，可知有1組超差，礦石品位誤差超差最大值為11%，礦石品位誤差算術平均值為0.42%。統計2次抽稀網度圈定的礦體(121b)礦石品位數據19組，可知均未超差，礦石品位誤差算術平均值為－1.16%。統計3次抽稀網度圈定的礦體(121b)礦石品位數據20組，可知有2組超差，礦石品位誤差超差最大值為9%，礦石品位誤差算術平均值為1.22%。據此可知:1次、2次、3次抽稀后礦石品位誤差均在誤差允許范圍內。

2.3.6 礦體頂(底)板位移

以開采揭露的頂(底)板界線為準，水平方向上頂板方向為正，底板方向為負。具體過程:①1次抽稀與2次抽稀在剖面上每20～25 m取1次勘查網度圈定的頂(底)板邊界線水平位移距離，并統計位移值;②3次抽稀在平面圖上每隔50 m取1次勘探網度圈定的礦體頂(底)板邊界線水平位移距離，并統計位移值。統計1次抽稀網度圈定礦體的頂(底)板位移值160組，可知有2組超差，礦體位移平均值:頂板 －1.31 m、底板0.22 m。統計2次抽稀網度圈定礦體的頂(底)板位移值126組，可知有6組超差，礦體位移平均值:頂板 1.02 m、底板－0.88 m。統計3次抽稀網度圈定礦體的頂(底)板位移值112組，可知有28組超差，礦體位移平均值:頂板－0.51 m，底板1.46 m。據此可知:采用1次、2次、3次抽稀網度圈定的礦體頂(底)板位移值均在誤差允許范圍內，但3次抽稀網度圈定超差的28組數據中多數超差較大。

2.4 礦區地質特征對比

(1)地層。李樓鐵礦地層較簡單，在勘查網度逐步抽稀的過程中，根據現有工程揭露，礦床地層與詳查階段鉆孔揭露的情況基本一致。

(2)構造?，F有工程揭露F2斷層，主要由綠泥石片巖、輝綠巖充填，近SN走向。－200 m水平揭露其傾向W，傾角65°，有較大涌水，－425 m水平揭露其傾角近直立，因倒轉褶皺而發生的斷裂產狀較穩定，對采礦有一定的影響?？傮w構造與詳查階段鉆孔揭露的情況基本一致。

(3)巖漿巖?，F有工程揭露礦床巖漿巖不甚發育，僅在礦床局部有巖漿巖脈侵入礦體，對礦體的連續性和完整性基本無影響。

2.5 合理勘探網度確定

李樓鐵礦屬井下礦山，現有工程間距一般為20 m×25 m。結合各參數對比情況推薦采用100 m×100 m計算探明的經濟基礎儲量(121b)。通過稀空法對李樓鐵礦－140～－220 m水平6#～28#線間、－300～－400 m水平20#～36#線間的Ⅰ#礦體采用1次、2次、3次抽稀。各參數對比情況見表1。

表1 礦體參數對比

由表1可知:1次、2次抽稀圈定礦體的各對比參數均在誤差允許范圍內;3次抽稀圈定的礦體資源儲量塊段合格率超差，礦體頂(底)板位移多數塊段超差嚴重。

3 結語

通過分析李樓鐵礦區現有工程揭露的地質資料，結合稀空法對比結果認為，1次、2次抽稀對礦床的地層、構造、巖漿巖、工程地質、水文地質皆有較好的控制，但從經濟角度考慮，推薦該礦區采用2次抽稀勘探網度(100 m×100 m)計算探明的經濟基礎儲量(121b)。