四川省XXX磷矿区布设沿脉工程的尝试

张玉龙 刘 凯 李修杰

中国寰球工程公司华北规划设计院，河北涿州，072754

四川省 XXX磷矿为一即将投入开发的为化工厂和矿山配套的工程项目，矿山采出的矿石为化工厂提供原料。

1 地质概况

1.1 成矿地质背景

XXX磷矿区属于雷波磷矿带，位于扬子准地台（Ⅰ级）西缘，康滇地轴（Ⅱ级）东缘，凉山陷褶束（Ⅲ级）之美姑凹褶束（Ⅳ级）与雷波穹褶束（Ⅳ级）交界处，区内褶皱和断裂构造与区内麦地坪组磷矿床出露和分布密切相关。区内磷矿床均赋存于较大的背、向斜中，65%分布于背斜中、35%的磷矿床分布于向斜中。而较大的断裂构造则往往对磷矿床产生切割破坏作用。

XXX磷矿成因属浅海相层状碳酸盐岩磷块岩矿床。古生代以来，康滇地轴长期为一隆起带并成为古陆剥蚀区，上扬子准地台为一相对坳陷带并成为海域沉积区，同时也因东西向的古断裂、古隆起构造的存在与分割，使整个坳陷区内又形成了一些次一级的隆起和坳陷，这些次一级的隆起、坳陷区，对磷矿富集和磷矿带的分布起着直接的控制作用。而 XXX磷矿就主要形成于这些隆起构造之间的坳陷盆地中，有较好的成矿构造条件。在早寒武世麦地坪组沉积期，位于康滇古陆（古岛链）和川黔碳酸盐台地之间的川西南海湾潮坪正处于三面局限，仅东南方向开阔，并与广海相连的有利环境，随着产生大规模的海侵时，海水不断从东南方向涌进区内宽阔的海湾潮坪浅水地带，带来了丰富的磷酸盐物质，后经盆内成屑改造再最后聚集形成磷块岩矿床。总之，区内磷块岩受古构造和古地理环境的制约，局限海湾有利于上升洋流所携磷质的聚集，是形成巨大矿床必不可少的先决条件，同时在高能的海湾水下浅滩，则是富集优质磷块岩矿床的关键。

1.2 矿区地层

矿区出露地层简单，主要见有第四系、寒武系中统、寒武系下统及震旦系上统灯影组等地层。

区内磷矿赋存于寒武系下统麦地坪组中段（Є1m2），该段厚度一般为 16～39m，平均厚度22.84m。磷矿层底界下距麦地坪组底界5～136m，磷矿层顶界上距麦地坪组顶界41～72m。

1.3 矿区构造

矿区位于牛牛寨复式背斜南段西翼，刹水坝-马颈子断裂带西侧，地层总体倾向为西、北西西方向。区内构造线及地层走向近南北向展布，次级褶皱发育，断裂不发育，主要发育有F1、F2、F3三条断层，对XXX磷矿区地层、构造有明显的控制作用，其中F1逆断层该断层将矿区内矿体切分为Ⅰ、Ⅱ号两个磷矿体。

1.4 矿床地质特征

矿区磷矿体呈层状、似层状产出，产出形态较简单，层位稳定。矿体产状与上、下含磷地层产状一致，以南北向或近于南北向为主。矿体不但在走向上出露较连续稳定，而在倾斜方向上的延伸、变化亦比较稳定，倾向为西、北西西方向。

本矿区矿体被F1断层分割为Ⅰ、Ⅱ号两个矿体。

Ⅰ号矿体：位于F1断层以东，矿体为层状，层位稳定，地表出露连续，近南北向延展，在矿区内展布长度为5200m，地层总体呈单斜构造，倾角变化较大，从35～45°到50～60°，部分地方高达70°以上。根据北部三个老采硐、地表调查资料，矿体厚度为2.5～4.0m，厚度变化不大，属全区可采的稳定矿层。

施工技术流程的质量是保证整个建筑产品合格的基础，工艺流程的标准化是企业施工能力的表现，尤其是当面对新工艺、新材料、新技术时，正确的施工顺序和工法，合理的施工用料，规范的施工过程，将对施工质量起决定性作用。

Ⅱ号矿体：位于F1断层以西，矿体为层状，层位稳定，地表出露连续，矿体展布方向从北至南由北东—南西逐渐转为近南北向，在矿区内分布长度为3500m，Ⅱ号矿体南部地层总体呈单斜构造，倾角变化较小，一般为30～45°，Ⅱ号矿体北部，地层产状变化大，次级褶皱构造发育。根据采矿坑硐和地表调查资料，矿体厚度为2.0～3.5m，厚度变化不大，属全区可采的稳定矿层。

2 矿区勘探开发面临的形势

XXX磷矿所在地区是四川省主要磷矿富集区，该区远景资源量达非常可观，磷矿开发利用已被列入国家川南地区国土资源规划。

XXX磷矿区资源储量丰富，建设条件也已基本具备，具有良好的发展潜力，应尽快进行正规的设计开采，为我国经济的发展作出贡献。与此同时，本矿区磷矿资源的开采不仅可以保证企业的经济效益能够得以较大提升，对当地经济的发展也将取到十分积极的促进作用。由此可见，加快 XXX磷矿区资源的开采是十分必要的。目前项目所在区己建成或正在规化建设数家磷化工企业（磷肥厂、黄磷厂），需要大量磷矿石，开发磷矿市场前景看好。业主对该矿区取得探矿权后，受地方及各种情况影响，勘探施工进度缓慢，不能满足业主工程总体进度要求。

鉴于上述原因，需要加快 XXX磷矿区的勘探及开发进程。针对当地地质条件，考虑地形等因素，拟在矿床开发初期布设沿脉工程，作为首采区进行开采设计、施工手段以便达到加快后续勘探工作进程的目的。

3 坑探工程布置

3.1 坑探工程布置原则【1】

（1）尽可能与首期开发工程配套，施工方便、经济；

（2）坑探工程布置与其它勘查手段协调合理；

（3）在有利条件和许可的前提下，能为后期利用或留有技术改造余地；

（4）根据实际需要，坑探巷道尽可能延矿体走向脉内布置。

3.2 坑探工程方法

根据矿体出露情况，考虑矿体赋存情况，结合地表地势，本次坑探工程主要采用沿脉平巷。

3.3 坑探工程布置

考虑到该矿区的地形条件、水源、电力及交通运输条件对探矿施工的适宜性，同时兼顾探矿坑道为今后矿山开采所利用，坑探巷道在矿区北部1号矿体P0～P8勘探线之间沿脉布置4条探矿巷道（PD2、PD4、PD6和PD8），分别到P2、P4、P6、P8看探险剖面【2】。探矿坑道布置详见

I号矿体探矿巷道布置平面图（图1）。

在矿区南部Ⅱ号矿体P24～P32勘探线之间两处山谷，利用原有1396.25m标高和1376标高硐口，分别沿脉自下往上布置5条探矿巷道（PD1、PD3、PD5、PD7 和 PD9）【2】探矿巷道，各探矿巷道之间设置联络道。探矿坑道布置详见图2和图 3。

探矿巷道断面形状为三心拱，巷道一般不支护，若需喷砼支护，支护厚度100mm；若遇断层，则采用混凝土支护，支护厚度250mm【3】。巷道断面具体参数见表1。探矿巷道工程量详见表2。

表1 巷道断面参数表Table 1 Parameter list of roadway section

表2 工程量表Table 2 Bill of quantities

4 首采区坑探工程的意义

（1）选择满足建设条件的矿段作为首采区，并进行坑探设计，可加速工程进度，满足业主进度要求。

（2）矿山1、2号矿体都有连续的露头分布，而且部分地段有道路或者简易道路通过，具备布置坑口的条件，有条件进行巷道坑口布置。从地表露头延脉掘进平巷，合理布置坑道，也可为后期采矿工程利用。

（3）利用坑探巷道工程，可进一步查明矿体向深部延伸情况，控制矿体分布、形态、产状、规模及其沿走向和倾向的变化情况，收集揭露含水层和断层带的水文地质、工程地质资料。为首采区设计施工提供依据。

（4）在不宜采用钻探控制（山高、交通不便等）的情况下，利用坑探工程进行延伸，以代替深钻孔，可以达到加密工程网度、估算深部资源量的目的。

（5）坑探工程也有利于选矿大样的采集。

（6）合理布置坑探巷道，为后期采矿利用。在不不计算钻孔费用的条件下，可节约采矿巷道施工成本2400万元以上，高处进行钻探修筑施工便道的费用1500万元以上，同时还有副产矿石。具有显著的经济效益。

1 DZ/T0209-2002，磷矿地质勘查规范[S].北京：地质出版社，2003

2 DZ0141-1994，地质勘查坑探规程[S].北京：中国标准出版社，1994

3 张富民，主编.采矿设计手册（井巷工程卷）[S].北京：中国建筑工业出版社，1989