浅谈探矿工程坑道编录成图的一些问题

张作东, 杨晓敏

(云南地矿国际矿业股份有限公司, 云南 昆明 650051)

在地质找矿工作中, 坑道工程是最能直观的揭露矿体的形态、 产状、 规模、 以及与围岩的关系的探矿工程。 但坑道地质编录工作中, 方位变化、 坡度变化会较大、 以及在方位坡度变化较大时样品投影的问题等都存在着争议, 特别是对初学者来讲未能详尽解释, 针对这些问题的处理本人也曾有诸多疑问不解。 通过多年工作实践, 觉得压平展开法绘制两壁一顶, 将重要的地质要素按基线垂直投影到相应位置上, 均符合各类编录规范的要求。 本人针对实际工作中方位变化较大、 坡度变化较大、 以及在方位坡度变化较大时样品投影等问题做了推演、 图解。 以此成文, 供大家讨论。

图1 《云南省地质矿产图示图例》 中坑道转弯时的表示方法Fig 1. Indication of Tunnel Turning in 《Legend of Yunnan Geological and Mineral Resource Map》

1 对以往坑道方位变化较大时素描图绘制规范述评及图解

在坑道编录过程中, 多以皮尺作为基线, 对坑道展开编录测量, 故皮尺(基线) 是坑道编录中最为主要参照物。 在坑道编录中处理方位变化较大、 坡度变化较大的问题以及样品投影应以皮尺(基线)进行参照投影绘制。 不同时期, 不同单位都作过规范要求

1.1 《云南省地质矿产图示图例》 (云地办字 【1984】 12 号) 要求

坑道壁和顶按规则或按实际形态绘制, 沿脉要按设计要求绘制章子面素描图; 坑道拐弯时应裂开表示(图1)。

1.2 《固体矿产勘查原始地质编录规程(试行) 》 (DD2006-01) 要求

坑道方向变化在15°以上是, 要求分段编录, 编录时要在顶板上留出叉口, 弯壁上留出空白(注意: 导线始终为连续的), 叉口开口在内弯角较小一侧, 叉口的夹角即方向改变在坑道素描图的下方应画一个坑道平面位置图(图2)。

图2 坑道编录方位变化大于15°时素描图Fig 2. Sketch of Tunnel Documentation Direction Change More than 15°

1.3 《固体矿产勘查原始地质编录规程(DZ/ T 0078—2015) 》 要求

坑道方向变化或坡度改变在15°以上时, 应分段编录(图3)

(1) 绘图时在顶板上留出扇形叉口, 弯壁上留出与叉口等宽的空白, 叉口的夹角即方向改变的角度差。

图3 坑道编录方位变化大于15°时素描图Fig 3. Sketch of Tunnel Documentation Direction Change More Than 15°

(2) 顶板上的基线连续不断开, 基点绘在前一段基线的终点处, 基点处沿前进方向绘约1cm 长的箭头线段, 线段上、 下方分别标注基线方向和坡度角; 图下方的水平标尺连续绘制不断开。

(3) 坑道方向改变后, 坑壁上岩矿层的倾角线、 顶板上的走向线在绘图时, 方向和角度都有变化,出现岩石花纹不连续, 可用直线在转向处分开。

1.4 上述三种表示方法的的投影过程及优缺点

以上三种方法均要求分段编录, 分段位置、 分段方法都影响分段后素描图的绘制。

例如: 某坑道1-2 导线方位30°, 长度10m, 坡度0°; 2-3 导线方位50°, 长度10m, 坡度0°, 这两段导线方位变化为20° (图4)。 采用垂直基线投影, 两导线分别编录, 1-2 导线编录至O-O′, 2-3导线编录自O-O′开始, 如图5; 1-2 导线编录至A-A′, 2-3 导线编录自A-A′开始, 如图6。

(1) 将图5 沿左壁重叠, 即为 《云南省地质矿产图示图例》 (云地办字 【1984】 12 号) 表达的制图样式; 其采用垂直基线投影法投影, 两段导线投影分开处为O-O′ (图4), 1-2 导线右壁能完全投影在基线上, 左壁局部投影在了基线的延长线上; 2-3 导线右壁能完全投影在基线上, 左壁局部投影在了基线的反向延长线上; 将分别投影的两段沿左壁对接即为其表达的制图样式, 该制图方法样品、 地质界线左壁连续、 无重叠、 无遗漏, 顶及右壁断开、 基点出现了两次、 基线断开、 标尺断开。

图4 方位变化为20°的坑道平面示意图Fig 4. Plane Sketch of Tunnel Direction Change 20°

图5 以O-O′分段素描图示意Fig 5. Sketch Map of 0-0 Section Division

图6 以A-A′分段素描图示意Fig 6. Sketch Map of A-A Section Division

(2) 将图5 沿 “2” 号基点重叠, 即为 《 固体矿产勘查原始地质编录规程( 试行) ( DD2006-01) 》 表达的制图样式; 其采用垂直基线投影法投影, 两段导线投影分开处为O-O′ (图4), 1-2 导线右壁能完全投影在基线上, 左壁局部投影在了基线的延长线上; 2-3 导线右壁能完全投影在基线上, 左壁局部投影在了基线的反向延长线上; 将分别投影的两段沿基点对接即为其表达的制图样式, 该制图方法样品、 地质界线左壁重叠表示, 顶及右壁断开、 基点重合、 基线连续、 标尺连续。

(3) 将图6 沿左壁重叠, 即为 《固体矿产勘查原始地质编录规程(DZ/ T 0078-2015) 》 表达的制图样式; 其采用垂直基线投影法投影, 两段导线投影分开处为A-A′ (图4), 1-2 导线顶、 壁均能完全投影在基线上; 2-3 导线右壁能完全投影在基线上, 左顶、 左壁局部投影在了基线的反向延长线上; 将分别投影的两段沿左壁对接即为其表达的制图样式, 该制图方法样品、 地质界线左壁连续、 无重叠、 无遗漏, 顶及右壁断开、 基点出现了两次、 基线断开、 标尺断开; 但其要求中, b) “基线” 和 “水平标尺” 不断开, 若此处 “不断开” 为断开较小, 可忽略不计, 尚可理解; 若此处 “不断开” 为原本没有断开, 当存争议!

图7 坡度变化较大时素描图绘制Fig7. Drawing Method of Trenching Sketch When the Gradient Changes greatly

综上所述: 《固体矿产勘查原始地质编录规程(试行) (DD2006-01) 》 的制图样式及诠释较为全面严谨, 《云南省地质矿产图示图例》 (云地办字 【1984】 12 号) 无文字诠释, 其分段编录处与 《固体矿产勘查原始地质编录规程(试行) (DD2006-01) 》 一致, 其区别为重合部分为一壁或者基点差异,笔者认为应遵循基线连续为参照物进行绘制, 即应在基点处重合为妥! 而在 《固体矿产勘查原始地质编录规程(DZ/ T 0078-2015) 》 中, “b) ” 中 “基线” 和 “水平标尺” 不断开的要求, 存在争议。

2 以往坑道坡度变化较大时素描图绘制规范述评

2.1 《云南省地质矿产图示图例》 (云地办字 【1984】 12 号) 要求

无明确要求。 可参考探槽编录法: 坡度变化较大时, 分段编录, 顶板水平绘制, 两壁按实际坡度分别展开绘制(图7)。 该方法较为直观的反应两壁实际形态, 但绘图时较为复杂。

2.2 《固体矿产勘查原始地质编录规程(试行) (DD2006-01) 》 要求

如在沉积岩中编录时, 岩石成层性明显, 坑道坡度改变后, 坑道壁上的倾角线、 顶板上的走向线在投影时, 方向和角度有变化, 出现岩石花纹不连续, 用直线在转向处分开(图8)。

图8 规范要求制图样式Fig8. Standardized Drawing Method of Trenching Sketc

2.3 《固体矿产勘查原始地质编录规程(DZ/ T 0078-2015) 》 要求

坑道施工坡度改变在15°以上时, 也要分段编录, 但素描图可连续绘制。

2.4 坡度变化时视倾角的矫正

在坡度变化较大时(大于15°), 坑道素描图的绘制, 断开、 重叠两部分及样品投影绘制原理与方位变化较大时的投影方法类同, 参照 《固体矿产勘查原始地质编录规程(试行) (DD2006-01) 》 要求绘制。 此外, 应注意的是斜井段坑道编录时的视倾角计算, 斜井段绘制角度= | 平巷视倾角{ tan-1{cos (方位-倾向) ×tan (倾角) } } | ± ( | ±坡度角| ) (图8、 9), 倾向与坡向相同 “-”, 倾向与坡向相反 “+”。

例如1: 0-1 导线方位30°, 长度10m, 坡度0°; 1-2 导线方位30°, 长度10m, 坡度-20°; 2-3 导线方位30°, 长度10m, 坡度0°, 产状30°∠20°, 这三段导线坡度变化均为20°; 斜井段绘制角度= | 平巷视倾角{tan-1{cos (30-30) ×tan (20) } } | - ( | -20 | ) = 0 (倾向与坡向相同 “-” ) (图9);

例如2: 0-1 导线方位30°, 长度10 米, 坡度0°; 1-2 导线方位30°, 长度10m, 坡度+20°; 2-3导线方位30°, 长度10m, 坡度0°, 产状30°∠20°, 这三段导线坡度变化为20°; 斜井段绘制角度= |平巷视倾角{tan-1{cos (30-30) ×tan (20) } } | + ( | -20 | ) = 40 ( 倾向与坡向相同 “+” )(图10)。

图9 坡度变化坑道变化较大时倾向与坡向相同(沿倾向的岩脉坑道)Fig 9. Dip as Same as Slope, Slope and Tunnel Change Very Greatly

图10 坡度变化坑道变化较大时倾向与坡向相反Fig 10. Dip in Reverse to Slopr, Slope and Tunnel Change Very Greatly

3 结论

综上所述: 在坑道编录制图过程中, 采用垂直导线投影法, 遵循以皮尺为参照物不变的原则, 在处理坑道编录过程中的方位、 坡度、 以及样品投影的各问题时, 采用 《固体矿产勘查原始地质编录规程(试行) (DD2006-01) 》 制图样式绘制素描图, 能真实的反应坑道形态的变化和准确的反映地质现象的变化, 另外应特别注意斜井中视倾角的矫正。