設計地質工作

礦山設計地質工作(geologic work of mining design)

在採礦工程設計準備階段、設計階段和礦山基建施工階段所進行的地質工作。礦山設計地質工作範圍包括礦床工業指標確定和礦山防治水設計等。中等以上規模的礦山設計階段的地質工作，須在礦產儲量審批機關批准的地質勘探報告基礎上進行。小規模的礦山設計階段的地質工作，一般在經上級主管部門批准的詳查地質報告基礎上進行。礦山設計地質工作主要內容包括：礦產資源評價、評審地質勘探報告、編製礦床地質設計依據資料、基建探礦設計、生產探礦設計、礦石選冶試驗採樣設計、礦山地質化驗設施設計和礦床地質經濟評價等。

礦產資源評價 設計前，須對礦產資源的工業價值和地質資料的可靠性進行評審，對能否作為設計依據提出意見，並對地質資料中存在的問題提出解決建議。評審中著重分析：礦區和礦床地質研究程度、礦床勘探控制程度、礦石質量查明程度、礦床開採技術條件和水文地質條件、地質勘探質量、礦產儲量計算和礦坑涌水量預測的正確性及礦床遠景評價等。

(1)礦區和礦床地質研究程度。要基本查明礦區地質條件；礦床工業類型和控制因素；礦床地質特徵；主要有益有害元素的賦存狀態和富集規律；區內變質作用及圍岩蝕變的種類、強度及其與礦化關係；礦床次生氧化作用的發育程度和規律。氧化帶、混合帶及次生富集帶的劃分要有充分依據。

(2)礦床勘探控制程度。礦床分布範圍、礦體走向兩端和礦體頂端邊界要基本控制。大中型礦床的勘探深度一般為400m，小型礦床勘探深度為300m左右；確定勘探類型、選擇勘探手段和確定勘探工程間距要有充分依據；礦體的形態、產狀、規模和空間位置要基本控制；對控制和破壞礦體和對採掘(剝)工程有較大影響的褶皺、斷層、破碎帶等地質構造的性質、規模、產狀，以及對岩漿岩的時代、岩性、分布和對礦體的影響要基本查明；首采地段主礦體的上下盤的小礦體應與主礦體同時勘探；對區內共生礦產及其分布範圍、規模和質量要基本查明；各級儲量應符合規範要求和建設需要，高級儲量分布應在首采地段；對伴生有益組分須進行綜合評價和綜合勘探。

(3)礦石質量查明程度。基本查明礦石有用礦物和脈石礦物的種類、含量、化學成分，以及有害元素的種類、含量、賦存狀態及分布規律；查明礦石的結構構造，主要有益和有害礦物的共生組合、嵌布特徵和粒度；自然類型和工業類型的劃分要符合礦床地質特徵和開採需要，並闡明各類礦石的空間分布；對各類礦石的工業利用性能作出評價；礦石加工技術條件試驗樣品要有代表性，試驗深度應達到規定要求。

(4)礦床開採技術條件和水文地質條件。基本查明礦區水文地質條件，礦床充水因素和補給排泄條件；抽(放)水試驗要有代表性，試驗深度要達規範要求；礦坑涌水量預測要正確；基本查明礦體頂底盤圍岩穩定性；測定礦石和圍岩物理力學性質，包括密度、硬度、抗壓和抗剪、抗拉強度、內摩擦角、濕度、鬆散係數、自然安息角等；樣品數量和測定質量應滿足要求；評價自燃性礦物(如含硫量較高的礦床)的自燃性；礦體和圍岩中有高硅礦物時，要查明Si0₂和遊離Si0₂含量；說明影響露天礦邊坡或重要井巷工程穩定性的地質因素。必要時須測定岩芯壓縮性、軟化係數、彈性模量、變形模量、完整性係數及RQD值(岩心完整性指標：指長度等於或大於10cm的岩心累計長度與鑽孔總長度之比，以百分率表示。)，對威脅礦山安全的滑坡、泥石流、溶洞、塌陷或沉降等不良工程地質現象，需闡明其特徵，評價其危害程度。

(5)地質勘探工作質量。主要審查各類探礦工程規格、方位以及鑽探工程的口徑、彎曲度、孔深等測定及礦岩芯採取率是否符合規定要求；地質測量、地質編錄、取樣、樣品加工、化驗、岩礦鑒定等應經質量檢查，其精度應符合規定要求；礦區平面控制測量、高程式控制制測量、工程測量和地形測繪的精度須符合規範要求；坐標系統、高程系統須統一。

(6)礦產儲量計算。評價儲量計算工業指標的合理性和應用的正確性；礦體圈定與推斷要有充分的地質依據；採用的計算方法應符合礦體形態產狀特徵及勘探工程布置原則；儲量計算參數選取合理，特高品位的確定標準和處理方法正確；儲量級別的劃分符合規範規定的級別條件，計算了能綜合利用的伴生組分的儲量；經儲量驗算誤差不大；採用新方法或電子計算機計算時，要說明所採用的理論原理(理論模型)、數學模型和計算參數的確定方法，說明採用的計算單元、計算程序框圖、計算語言、計算程序及使用的機型等。

評審地質勘探報告 主要審查地質勘探報告資料內容的完整性和可靠性；報告書的內容深度和精度要符合地礦部頒布的各類礦產儲量規範的要求。報告的文字、圖表和附件等要系統齊全，相互一致；對報告書能否作為設計依據提出意見，對地質工作中存在的問題提出補救措施和意見。

編製礦床地質設計依據資料 在礦山規劃、可行性研究和初步設計階段，向採礦、選礦、冶煉等工藝專業提供經審查、加工後的地質設計資料，包括礦區、礦床、礦體的地質條件和礦化特徵及相應的地質參數、礦石性質和質量、礦床開採技術條件和水文地質條件資料，礦體、圍岩物理力學性質，礦石類型及儲量級別，各階段(或台階)的儲量和礦坑涌水量等。

(1)地質圖件加工編製。在原地質圖件基礎上，根據採礦設計確定的範圍、階段高度和設計需要，加工編製地形地質圖、階段(或台階)地質平面圖、勘探線(或輔助)地質剖面圖和礦體垂直(或水平)投影圖。有時還編製礦體底板等高線圖、礦體(或覆蓋層)等厚線圖及礦石品級分布圖等。

(2)設計地質儲量計算。根據採礦設計確定的開採範圍、階段(或台階)標高，按地質規律，分別計算礦體各階段各類型礦石的儲量和主要有益、有害組分的含量。露天礦需計算開採境界內礦岩量。當地下開採設計有保安礦柱時，須計算其儲量。設計儲量計算方法根據礦體形態產狀和工程布置分別選用面積(或體積)分配法、水平或垂直斷面法、開採塊段法、克立格法(D．G．Krige)、距離反比法等。設計儲量計算成果通常與原地質報告的儲量進行對比、誤差分析或平差。對原地質儲量計算在礦體圈定、推斷、分級、計算中存在的問題，應予修正。

基建探礦設計 當首采地段勘探程度不足、高級儲量達不到規範要求或其位置不在首采地段，而影響基建開拓(剝離)、基建采准工程正常施工時，須在基建開拓(剝離)範圍內進行探礦。目的是提高基建開拓範圍內礦體的控制程度和地質研究程度，使首采地段儲量級別滿足礦山投產時貯備礦量的要求。設計主要內容有：確定基建探礦範圍；編製探礦工程平、剖面圖；確定地質編錄、取樣化驗及其他測試工作量；儲量計算；施工進度及工程概算。

露天開採礦山的探礦手段一般採用鑽探、井(硐)探和槽探。地下開採礦山採用坑探和鑽探，常用「坑鑽組合」方式。坑探工程應考慮儘可能為生產利用。探礦深度應滿足礦山投產時對貯備礦量的要求。

生產探礦設計 為保證礦山正常、持續生產，根據開採對儲量和地質資料的要求所進行的探礦工作。旨在提高近期開採地段礦體勘探程度和研究程度，不斷使儲量升級，為採礦設計提供依據。其費用計入礦山生產成本。主要設計內容有：確定探礦手段、工程間距、工程布置、取樣方法；計算年探礦、取樣、樣品加工和化驗工作量。探礦工作量計算方法有；探礦比(探礦長度／採礦量)法、年標準礦塊消耗量法和單位探礦工程式控制制礦量法等。生產探礦通常根據探礦、采准和切割工程施工周期，超前1～3a進行。

礦石選冶試驗採樣設計 根據採樣設計委託書、試驗要求、礦床地質資料、設計文件和已有的選冶試驗成果等，編製為礦石選冶試驗而進行的採樣設計工作。主要內容為：確定採樣數量和採樣方法；布置採樣點；配樣計算、試樣採取與製備要求；試樣的包裝存放與運輸要求和工程概算等。

試樣重量由試驗單位根據試驗種類、礦石性質和選擇的選冶工藝確定。試樣應取自對全礦床或近期開採範圍內有代表性的各類礦石。包括礦石的礦物組成、化學成分、結構構造、有用礦物粒度和嵌布特徵、主要和伴生有益有害組分的含量及其賦存狀態、礦石主要物理力學性能等。按預計採礦貧化率採集一定比例的各種近礦圍岩摻入試樣。各類型礦樣比例須與開採範圍內各類型礦區的比例一致。根據不同類型礦石分采分選或混采混選，決定採取的單一類型試樣或混合試樣。各類型的試樣不少於3～5個採樣點，且空間分布均勻。考慮地質變化，應有貧富備用的樣點。試樣代表的年限，冶金礦山一般為5～10a。

礦山地質化驗設施設計 當採區離中心化驗室較遠或企業無選冶設施時，應設計礦山化驗室和樣品加工房。設計工作的主要內容包括：確定化驗任務、規模，加工房位置、建築面積；儀器設備選擇；勞動定員和投資概算。對工藝配置、供電、照明、給排水、採暖通風等提出要求。並對岩礦鑒定室和岩心庫進行設計或提出設計要求。

礦床地質經濟評價 根據礦區資源、建設條件、社會經濟條件和預計礦山經營參數等，對近期開發項目的經濟價值進行初步評價，為勘探決策提供依據。一般在地質詳查基本結束後進行。主要內容包括：礦山企業經濟效益評價；資源風險分析；經營參數敏感性分析；工業利用綜合經濟評價及前景預測等。經濟效益評價有靜態和動態兩種計算方法。常用凈現值法、內部收益率法和投資償還期