鐵礦地質(zhì)勘查的技術(shù)及方法

         1.鐵礦地質(zhì)勘探類型和探礦工程密度   
    在鐵礦地質(zhì)勘探中，按照經(jīng)濟(jì)的原則使用探礦工程控制礦體，首要的是確定探礦工程密度。依據(jù)礦體分布范圍、規(guī)模大小、形態(tài)變化、構(gòu)造復(fù)雜程度和礦石質(zhì)量變化情況等，也就是按照控制礦體難易程度，將鐵礦床劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四種勘探類型，然后分別不同勘探類型采用不同的工程密度布置工程，以控制鐵礦體的變化和圈定礦體。
在我國鐵礦地質(zhì)勘探工作中，常常采用經(jīng)驗法、類比法、勘探線剖面精度分析法、稀空法、探采資料對比法確定勘探類型及勘探工程網(wǎng)度。近年來開始采用數(shù)理統(tǒng)計分析法來確定礦床的勘探網(wǎng)度，其中地質(zhì)類比法是經(jīng)常采用的方法。我國已知鐵礦中，第Ⅰ類型有受變質(zhì)沉積成因的南芬鐵礦、海相沉積成因的龐家堡鐵礦；第Ⅱ類型有巖漿成因的攀枝花鐵礦，水廠、梅山和大頂鐵礦因形態(tài)簡單、品位變化小，也屬此類型；第Ⅲ類型有大冶鐵山、金嶺、西石門、姑山鐵礦等，一般是接觸交代型和陸相火山巖型鐵礦床；第Ⅳ類型鐵礦規(guī)模小，形態(tài)復(fù)雜，產(chǎn)狀變化大，礦石質(zhì)量和數(shù)量分布不穩(wěn)定、不連續(xù)等。
       2.鐵礦地質(zhì)勘探程度和深度

       鐵礦勘探的深度要根據(jù)礦山建設(shè)和生產(chǎn)實際要求來確定。根據(jù)我國當(dāng)前開采技術(shù)條件，鐵礦勘探深度一般為300～500m，垂深大于500m的礦體以稀疏鉆孔控制其儲量遠(yuǎn)景，為礦山總體規(guī)劃提供資料。鐵礦勘探規(guī)范中所確定的深度，是按礦山開采下降速度每年10m深，服務(wù)年限30年計算的，因此從礦床露頭起向下延深300m，即為礦床的勘探深度。大型礦床勘探要分期、分階段進(jìn)行，防止過早勘探而造成浪費；礦床地質(zhì)勘探應(yīng)以探明礦山**期設(shè)計規(guī)模所需要的各級儲量為原則。

        在鐵礦地質(zhì)勘探中，因要滿足礦山設(shè)計對地質(zhì)資料和礦產(chǎn)儲量的需要，故對礦體不同部位應(yīng)確定不同的勘探控制程度。通常將鐵礦儲量劃分為A、B、C、D四個級別：A級儲量供礦山編制采掘計劃用，一般由礦山生產(chǎn)部門勘探；B級儲量是地質(zhì)勘探階段取得的**儲量，分布于礦山建設(shè)的首采地段；C級儲量是礦山設(shè)計的依據(jù)，其勘探工程密度較B級儲量控制稀疏；D級儲量是由稀疏探礦工程控制，只能作為礦山遠(yuǎn)景規(guī)劃或進(jìn)一步勘探的依據(jù)。

        在地質(zhì)勘查的不同階段，以及不同類型礦床，各種級別的儲量比例要求不同：礦區(qū)勘探階段，鐵礦床B級儲量要達(dá)到10%～20%，B+C級儲量要達(dá)到50%；礦區(qū)詳查階段一般不要求B級儲量，其中，C級儲量占主要比例，D級儲量占10%～30%；礦體比較復(fù)雜的礦床，只要求探明C+D級儲量，C級儲量占全部儲量的40%即可。在主要勘探區(qū)段或**期開采范圍以外的礦體或區(qū)段，只用稀疏工程配合物探方法大致查明礦體規(guī)模、形態(tài)和分布范圍，控制D級儲量，作為今后擴(kuò)大礦山規(guī)模和延長礦山服務(wù)年限的依據(jù)。
        3.鐵礦勘探技術(shù)要求

       為確保鐵礦地質(zhì)研究程度，提供可靠的地質(zhì)資料，各項地質(zhì)技術(shù)工作均要遵循有關(guān)勘探規(guī)范，使勘探工作質(zhì)量保證有章可循，達(dá)到規(guī)定的要求指標(biāo)。例如礦區(qū)地質(zhì)圖比例尺要達(dá)到1／1000～1／5000，地質(zhì)底圖必須采用國家測地坐標(biāo)系統(tǒng)的相應(yīng)比例尺正規(guī)地形底圖；地質(zhì)測量的填圖密度要符合相應(yīng)比例尺要求，并結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)復(fù)雜程度確定每平方公里觀測點；磁性鐵礦床必須運用磁力勘測方法對礦區(qū)(體)進(jìn)行不同精度的地磁測量，對鉆孔要運用三分量磁測井工作；探礦工程，包括探槽、淺井、坑道、鉆孔必須根據(jù)礦體產(chǎn)狀、形狀和地形條件正確使用，合理配布，每種工程都應(yīng)以*大交角穿透礦體；鉆探工程要有嚴(yán)格質(zhì)量要求，如礦心采取率(包括頂、底板5m范圍內(nèi)的圍巖)不得低于75%，巖心平均采取率不得低于65%等。

         查明鐵礦石質(zhì)量是勘探中*主要的地質(zhì)工作，所有勘探工程的目的就是*大限度地穿切礦體并系統(tǒng)采取礦樣。因此，礦石的樣品采取、加工和測試都有明確規(guī)定，以保證樣品及化驗結(jié)果的可*性和代表性。其中：

         (1)基本分析 主要查明礦石中鐵組分含量，要求按礦石類型分段連續(xù)取樣，一般樣長1～2m，槽井和坑道采樣一般用刻槽法，斷面規(guī)格5cm×2cm或10cm×3cm。基本分析項目為全鐵(TFe)，但當(dāng)硅酸鐵、硫化鐵及碳酸鐵含量達(dá)到5%時，應(yīng)增做磁性鐵(mFe)，用mFe圈定礦體，并用來圈定氧化礦體界線。對礦石中的伴生有用組分、有害雜質(zhì)、造渣組分等，應(yīng)根據(jù)其含量變化和工業(yè)指標(biāo)要求，確定是否做基本分析或組合分析。

        (2)組合分析 查明有益、有害組分含量與分布，并計算伴生組分的含量。組合樣須分礦體、礦石類型等按工程組合，重量一般為100～200g，從基本分析樣的副樣中按樣長比例提取。分析項目一般根據(jù)光譜全分析和化學(xué)全分析結(jié)果確定，分析項目主要是SiO2、S、P等。

        (3)光譜全分析 及化學(xué)全分析前者是了解礦石和圍巖中的元素及其大致含量，以作為確定化學(xué)全分析項目的依據(jù)，樣品從礦體不同部位及不同礦石類型樣品中采取。后者是定量查明各種礦石類型中主要元素及其組分含量，以確定鐵礦石的性質(zhì)與特點，它是在光譜全分析及巖礦鑒定基礎(chǔ)上進(jìn)行的。樣品或從組合分析副樣中提取，或單獨采集有代表性的樣品。每種礦石類型一般需做1～3件，全分析總和應(yīng)在99.3%～100.7%范圍以內(nèi)。

        (4)物相分析 主要是利用物理化學(xué)相分析方法，確定鐵礦石中鐵的賦存狀態(tài)、含量及分配率，以確定礦石的自然分帶，為確定礦石選冶工藝及條件提供依據(jù)。鐵礦物相分析一般分析磁性鐵、硅酸鐵、碳酸鐵、硫化鐵及赤褐鐵礦5個類別。

        (5)單礦物分析 查明礦石中鐵礦物化學(xué)成分，伴生有用組分的賦存狀態(tài)及分布規(guī)律，主要為工業(yè)利用確定選冶流程。易分選的單礦物樣一般重2～20g。

        鐵礦石樣品加工要按Q=Kd2公式進(jìn)行，并抽3%～5%樣品進(jìn)行內(nèi)檢，樣品縮分誤差不大于3%。化學(xué)測試的質(zhì)量要進(jìn)行內(nèi)、外檢查，以確定基本分析的偶然和系統(tǒng)誤差。內(nèi)檢數(shù)量要達(dá)到10%，外檢數(shù)量要達(dá)到3%～5%，樣品總數(shù)較少時，必須不少于30件。鐵礦石的化學(xué)分析和物相分析允許偶然誤差不能超過“規(guī)范”的規(guī)定。

        為確定礦石工業(yè)利用性能和選冶加工工藝流程，凡需選礦石均應(yīng)采取選礦試驗樣。詳細(xì)普查階段和礦區(qū)勘探階段都應(yīng)進(jìn)行可選性試驗及流程試驗。選礦試驗結(jié)果是評價鐵礦床工業(yè)價值及確定含量計算工業(yè)指標(biāo)的依據(jù)，選礦試驗樣必須具有充分的代表性。實驗室擴(kuò)大連續(xù)試驗樣品重量一般為數(shù)噸，半工業(yè)和工業(yè)試驗所需樣品重量隨著試驗工廠的生產(chǎn)規(guī)模和試驗時間而定。選礦試驗一般由勘探單位負(fù)責(zé)進(jìn)行，半工業(yè)試驗由勘探單位和工業(yè)部門配合進(jìn)行，工業(yè)試驗則由工業(yè)部門負(fù)責(zé)進(jìn)行。

         礦床開采技術(shù)條件的查明和研究是鐵礦勘探工作中的重要環(huán)節(jié)。在工作中要測定礦石和近礦圍巖的物理技術(shù)性能，為鐵礦開采提供必要的技術(shù)參數(shù)：包括體重、塊度、濕度、孔隙度、松散系數(shù)和安息角等。其中，鐵礦石的大、小體重也是儲量計算的重要參數(shù)，按“規(guī)范”規(guī)定鐵礦石體重測定，小體重測定每一種類礦石不得少于30件；大體重測定，每件(次)體積不得小于0.125m3。

         鐵礦床地質(zhì)勘探*終工作要進(jìn)行儲量計算。勘探階段計算儲量所采用的工業(yè)指標(biāo)不同于普查和詳查階段所采用的通用指標(biāo)，而要由地質(zhì)勘探部門根據(jù)各個礦床地質(zhì)實際資料來確定邊界品位、工業(yè)品位、可采厚度和夾石剔除厚度等，并經(jīng)工業(yè)利用部門和有關(guān)上級部門審定批準(zhǔn)，然后根據(jù)批準(zhǔn)下達(dá)的指標(biāo)圈定礦體和計算礦石儲量。通常應(yīng)嚴(yán)格按照指標(biāo)圈定礦體，并選擇*合理和正確的儲量計算方法，按礦體、分礦石類型劃分各類邊界和塊段，分別計算其儲量和平均品位，同時計算能綜合回收利用組分的儲量，劃定采空區(qū)和氧化帶深度等。
        4.礦區(qū)水文地質(zhì)勘查技術(shù)要求

       鐵礦地質(zhì)勘查各個階段均需開展水文地質(zhì)工作。普查階段在分析區(qū)域水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦區(qū)水文、地貌和地質(zhì)特征，一般評述礦區(qū)水文地質(zhì)條件；詳細(xì)普查階段則需開展相應(yīng)的礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查及簡易水文觀測工作；礦區(qū)勘探階段則需部署礦區(qū)水文地質(zhì)詳查和專門水文地質(zhì)工作。礦區(qū)水文地質(zhì)工作是在研究區(qū)域水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，查明礦床充水原因，礦床水文地質(zhì)條件復(fù)雜程度，礦區(qū)含水層各種特征和富水性。通過專門的水文地質(zhì)工程及抽水試驗，取得可*的水文數(shù)據(jù)。正確計算和預(yù)計礦坑(井)的*大涌水量，以便提供研究礦床開拓方案、開采方法、礦山用水和防水措施。
        5.礦山開采技術(shù)條件的研究要求

        該項研究主要是在礦區(qū)勘探階段實施。要求查明巖、礦石性質(zhì)和構(gòu)造破碎帶對礦山開采的影響；測定礦體和礦體頂、底板巖石的力學(xué)物理性質(zhì)，包括礦石技術(shù)物理特性，礦體頂、底板巖石的穩(wěn)定性，巖石硬度，抗壓、抗拉和抗剪強度；確定和計算開采剝離比、幫坡角、貧化率；確定氧化帶及其他不利開采條件等。要根據(jù)鐵礦區(qū)地質(zhì)條件，分析確定礦床工程地質(zhì)類型和復(fù)雜程度，以便進(jìn)一步開展工程地質(zhì)勘查工作。對礦山可能帶來的環(huán)境污染和人為災(zāi)害做出預(yù)測評價，以及一切對礦山生產(chǎn)建設(shè)有影響的因素，都要在地質(zhì)勘探階段給予充分的估計和預(yù)測。
        6.礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價要求

       根據(jù)地質(zhì)勘探提供的地質(zhì)資料、探明儲量和礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，對礦床未來工業(yè)開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)價值進(jìn)行**、系統(tǒng)、確切的評價，以及論證礦山建設(shè)的合理性，保證鐵礦山基建投資的可*，預(yù)估礦床未來開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)價值和經(jīng)濟(jì)效果。在鐵礦床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價中，要充分考慮共生礦產(chǎn)和伴生礦產(chǎn)的綜合利用、礦產(chǎn)資源保護(hù)、環(huán)境污染和生態(tài)平衡等因素對礦山開發(fā)的影響。       鐵礦地質(zhì)勘探工作的成果、實施過程和技術(shù)要**按統(tǒng)一的規(guī)范進(jìn)行的。我國的《鐵礦地質(zhì)勘探規(guī)范》，于1958年**次頒布，以后隨著鋼鐵工業(yè)和鐵礦采掘業(yè)的發(fā)展而不斷修改補充。*初的鐵礦勘探規(guī)范全稱為《礦產(chǎn)儲量分類規(guī)范(鐵)》。1977年頒布了《金屬礦床地質(zhì)勘探規(guī)范總則(試行)》。1981年地質(zhì)部和冶金工業(yè)部聯(lián)合頒布了《鐵礦地質(zhì)勘探規(guī)范(試行)》。1989年國內(nèi)儲量管理委員會試編新的鐵礦地質(zhì)勘探規(guī)范，增加了礦床綜合經(jīng)濟(jì)評價的內(nèi)容等，給鐵礦勘探注入了經(jīng)濟(jì)分析的新內(nèi)容。