终了台阶斜交勘探线估算边坡压覆资源量分析

费 磊

(江西省地质局二六三大队,江西 南昌 343100)

0 引言

在矿山开发利用方案设计过程中,有些矿山的资源量估算界线和矿界基本重合,设计的采场边坡坡向与矿界基本垂直,设计的采场终了边坡压占了资源量。沿用勘查报告估算资源量的方法(平行垂直断面法),使用原勘查报告中与矿界斜交的勘探线计算相邻断面间的终了边坡压占资源量与使用垂直矿界的辅助剖面计算该块段的终了边坡压占的资源量相比,结果差别为多少。

1 问题的由来

地质勘查过程中,勘探线总体布设原则是垂直矿体走向,但在实际工作中,由于矿体产状的变化和测量产状地段的局限性,布设的勘探线不可能完全垂直矿体的走向,一般勘探线方位与矿体总体走向间夹角必须＞75° (或80°)。勘探范围(或矿区范围) 在勘探线布设前已经划定,故勘探线会与矿界呈现各种角度相交的情况。有些矿山的矿体会延伸到勘探范围(或矿区范围) 外,此时矿山的估算范围边界会到矿界,矿山开发利用方案设计只能沿着矿界从上往下设计边坡平台。

根据垂直设计终了台阶布置的辅助剖面上的地层或矿体信息在勘探工程直接控制方面相对不足(辅助剖面被设计台阶的形状所限,经过的位置离勘探工程的距离不确定。此时对于含有多层夹石的矿体,辅助剖面经过勘探线处的地层信息(除地表) 为工程相连的结果,在该处按视倾角往辅助线两端推导,会导致可信度下降)。下面使用MapGis 6.7 制图软件制图及量取数据,分别用勘探线剖面和垂直台阶方向的辅助剖面沿用平行垂直断面法计算1 个压覆矿体块段的结果,进行对比分析。

2 终了边坡压占矿体简化模型的建立与数据验证

2.1 模型的相关参数

①号和②号勘探线平行且与矿界的夹角为60°,①号和②号勘探线之间的距离为86.6 m;设计采场边坡的方向与矿界的方向垂直,设计台阶高度为10 m,共设计5 个平台,每隔2 个安全平台设1 个清扫平台,其中+10 m、+20 m、+40 m、+50 m 高程的平台为安全平台宽4 m,+30 m 高程的平台为人工清扫平台宽6 m;台阶边坡坡比取值为1∶0.546;A、B 剖面垂直于矿界并分别经过C1、C2点,A、B 剖面线平行且之间的距离作图量算为100 m。见图1。

图1 采场最终境界平面示意图Fig.1 Plane sketch of the ultimate boundary of open pit

由于勘探报告使用平行垂直断面法估算矿体资源量时在勘探线剖面上会根据矿产勘查规范给定一个采场最终边坡角,为减少论证的重复工作,将模型的该角度取值为90°。为方便运算,假设设计采场边坡下均为压覆的矿体,不含夹石。

A 剖面与①号勘探线之间矿体压占体积V1和B 剖面与②号勘探线之间矿体压占体积V2简化模型见图2。V1模型中O1 点与矿界组成的面为铅垂面α,平面E1F101为水平面,平面C101F1为A剖面中终了边坡压占的矿体断面,平面C101E1为①号勘探线中终了边坡压占的矿体断面。平面α与平面C101F1的夹角为90°,平面α 与平面C1O1E1的夹角为60°,V2模型与V1模型的参数相同。

图2 V1、V2 简化模型图Fig.2 Simplified model of V1 and V2

2.2 模型的推导

由于平面C101F1和平面C202F2平行且分别与铅垂面α 和水平面垂直,C101=C202=50 m,F101=F202=50×0.546+4×4+6=49.3 m,E1F1=E2F2=31.6 m,故V1=1/6×C101×F101×E1F1=1/6×C202×F202×E2F2=V2。设①号和②号勘探线之间矿体压占体积为V,A 和B 剖面之间矿体压占体积为VAB,则V=VAB-V1+V2=VAB。

2.3 数据验证

由图1 分别做①、②号勘探线及A/B 剖面线的剖面图,在剖面图上量取线压覆面积,见图3。估算采用梯形体公式：V1=(S1+S2) ×L/2。估算结果见表1。上述2 组剖面估算的结果基本一致,估算结果的差值率为-0.12 ‰,可能由于制图误差或保留的有效位数引起的误差。

图3 A/B 号剖面线及①/②号勘探线边坡压覆示意图Fig.3 Schematic diagrams of section line A/B and exploration line ①/② of overlaid slope

表1 边坡压占体积估算表Tab.1 Estimation table of overlaid volume of slope

3 结语

在一定的条件下,当勘探线与矿界斜交时,使用原勘探线计算相邻断面间的终了边坡压占资源量与使用垂直矿界的辅助剖面计算该块段的终了边坡压占的资源量相比,结果基本一致。可直接使用原勘探线计算相邻断面间的终了边坡压占资源量,不需在额外增加辅助剖面计算压覆量。