JK590履带式潜孔钻在鸡南铁矿生产勘探中的应用

赵东明，王笔梁

吉林天池矿业股份有限公司，吉林 和龙 133500

0 引言

鸡南铁矿位于吉林省延边朝鲜族自治州和龙市，行政区划隶属和龙市西城镇。矿区共圈出工业矿体48条，Ⅸ-2矿体为矿区规模最大的矿体，矿体为层状。矿体走向近东西，倾向近南，倾角25°。控制延长1477m，倾斜延深831m，最大厚度17.77m，最小厚度1.00m，平均厚度5.25m。平均品位29.89%。

经矿山实际生产发现，矿体走向近东西，倾向南，倾角25°～35°。矿体呈似层状，局部有分叉、合并现象。区内地质构造发育，断层多，脉岩多沿断裂分布，穿切矿体，造成矿体被切割零散，断距大，夹层多，形态复杂，原100 m×100 m勘探网度控制程度偏低，为提高矿体的控制程度和研究程度，降低开采Ⅸ-2号矿体的风险。因此，需要在原工程基础上做进一步勘探工作。

1 生产勘探手段、方法的选择

鸡南铁矿区的勘查工作，经常采用的方法是坑探、钻探、槽探和浅井探等几种手段[2]，本次生产勘探范围从26勘探线至36勘探线之间。由于矿体埋藏深度在0～50 m左右，且腐殖土及坡积层较厚等实际情况。本次采用钻探手段进行探矿。

钻探设备的选择

方案一：岩心钻机，优点是能够采取岩心，孔深满足设计要求，探矿成果准确可靠；缺点是设备安装时间长，移动不方便，设备维护及人工成本高，钻进速度慢。计划400 m钻孔需要1个多月时间，影响公司生产计划进度。

方案二：JK590履带式潜孔钻，钻孔直径Φ90～Φ165 mm、钻孔深度50m、走行速度3 km/h、适应岩石硬度f=6～20。优点是机动灵活，工作效率高，成本低，平均进尺约10m/h，预计探矿时间为一周，费用参照本矿山结算标准27.74元/m计算，预计总探矿费用为1.1万元。缺点是无法采取岩心，只能通过岩粉编录，且钻孔深度不足。

通过对比，尽管岩心钻机技术更成熟，但是兼顾成本及效率以及本次生产勘探目的和矿体特征，因此，以JK590履带式潜孔钻为首选。进行生产勘探，指导矿山决策。

图1 鸡南铁矿床西矿段地形地质图Fig.1 The topographic geologic map of the west ore domain of Jinan iron ore

2 JK590履带式潜孔钻探矿的应用

潜孔钻探矿实质就是利用潜孔钻机替代常规勘查手段，通过对钻孔岩粉编录，对矿体进行二次圈定。以达到提高矿体控制程度。

2.1 工作部署

（1）部署原则。在原有勘探基础上，布置勘探工程。勘探工程采取潜孔钻。力争在最短时间内完成相应勘探工作。遵循由已知到未知，重点勘探区段是在28线至32线间。

（2）生产勘探网度确定。本次生产勘探在原勘探网度基础上加密。沿矿体走向与倾斜方向由原报告的100 m×100 m间距加密至50 m×50 m间距。探求探明的经济基础储量（111b）。

（3）编录化验。钻孔施工过程中，对岩粉进行岩性描述，分层取样化验分析。

（4）储量核实。根据生产勘探成果，重新圈定地质剖面图、地质平面图和资源储量估算水平投影图。依据新提交图件，重新核实资源储量。

（5）工程量。按生产勘探设计施工，地测技术人员根据实际探矿情况做调整，具体工程量按实际验收确定。

2.2 技术要求

（1）生产勘探网度确定。在原100 m×100 m勘探间距基础上，按50 m×50 m布置钻孔，以达到全面控制矿体的目的。

（2）设计钻孔孔位依据原报告槽探和钻孔位置加密确定孔位。测点数据使用RTK放点，并喷漆标识。钻孔施工完后重新测量已施工的钻孔的方位、倾角、孔深，岩粉等。并随时根据钻孔实际揭露情况，及时作出后续孔的调整，力求达到最佳的地质效果。

（3）岩粉编录。对揭露到的重要地质现象进行简单描述，钻孔编录工作，随钻孔施工的进展及时进行，编录地点必须在钻探施工现场。施工及编录时间必须保证白天。

表1 岩粉地质编录Table1 Record of dive drilling rock powder

图2 岩粉波状层理Fig.2 Wavy bedding of rock powder

图3 潜孔钻机野外施工现场Fig.3 Field construction site of DTH drilling

表2 JK590履带式潜孔钻孔与岩心钻孔相邻工程品位对比Table 2 Grade comparison between DTH drill and adjacent core drill

（4）岩粉取样化验：布样时样长一般每米一个，矿层变化小时可全段连续取样，考虑到钻杆的长度为3米，一般样长最大不超过3米。取样时钻孔周围按四点法，四周等量取岩粉，并记录样长。每取一个样品，重新清理岩粉后方可继续施工。当日样品，当日送至质检中心，并于次日施工前反馈样品化验单，指导探矿。

（5）验收：在施工过程中和施工完毕后，地测技术人员严格按照有关规定对其进行严格验收，只有完全达到了设计所需的地质目的，才认定合格，同时对验收合格的工程及时整理成图，为以后做采矿设计作准备。

3 潜孔钻勘探成果

鸡南铁矿区的勘查工作，采用潜孔钻探矿，工程量390米，共施工钻孔12个，其中10个钻孔见矿，钻孔累计见矿厚度为77米，按平行断面法计算26勘探线至36勘探线铁矿石储量为35万吨。较原提交的50万吨，负变30%。钻孔见矿平均品位TFe：26.17%，MFe：16.95%。采样化验分析样品75个。钻探费用为1.08万元。

4 潜孔钻勘探的问题及分析

（一）、地质品位偏低。最近一次报告提交地质品位29.89%，本次勘探地质品位26.17%。全铁品位减少3.72%。由于无法采取岩心，依靠风压获取岩粉，一定程度上造成矿岩界线误差。采取样品时，也会造成矿粉损失和岩粉混入的情况。因此潜孔钻化验品位略低于实际地质品位。

（二）、钻孔深度不足。矿山生产过程中，潜孔钻主要作用为爆区穿孔爆破，穿孔深度在10～20米。其生产勘探深度一般不超过50米。

（三）、钻孔孔位布置受地下水制约。钻孔见水时，形成水孔。获取岩粉难度极大，矿岩界线分辨不清。只能就近避开地下水，重新开孔。

5 结语

通过对比分析及本次生产勘探实践证明。潜孔钻可做为小于50米孔深的矿山生产勘探和储量核实的重要手段。尤其是对于开采中的露天矿及外围埋藏较浅的矿体，可充分发挥潜孔钻机动性强、方便快捷且使用成本低等探矿优势。值得在周边同类矿山推广。[R],吉林省有色金属地质勘查局603队，2013,1

[1]胡春廷,等.吉林省和龙市鸡南铁矿床资源储量核实报告

[2]田志恒.潜孔钻在南泥湖钼矿生产勘探中的应用[J],现代矿业,2013,4