中深孔采矿法在山东黄金新城金矿应用

山东黄金新城金矿V#矿体属于十分典型的厚大破坏矿体,常规采矿技术难以满足V#矿体的生产需求,所以技术人员结合V#矿实际情况选择使用中深孔采矿法,利用预控顶上向中深孔分段充填的开采技术进行生产,并且在实践中取得十分显著的成绩。本文首先对山东黄金新城金矿V#矿的开采条件进行了简述,并详细讨论了中深孔采矿法在V#矿开采中的具体应用。

新城金矿破碎岩体巷道涨壳端锚中空注浆锚索支护试验

针对现有水泥注浆锚索施工工艺复杂、养护前期承载力差,无法在支护初期提供预紧力问题,选用涨壳端锚中空注浆锚索对新城金矿深部破碎围岩巷道进行加固支护。为验证该支护方法的支护能力和效果,分别在新城金矿9-3中段下盘运输巷和9-8中段斜坡道上坡段进行井下工业试验。试验结果表明,涨壳端锚中空注浆锚索锚固力在310 kN左右,并可在安装张拉后立即承载预定预紧力,支护效果优于传统注浆锚索。

黄金矿山深部地应力测试与分布规律研究

高地应力是深部开采不可避免的难题。为确保新城金矿在高地应力环境下的安全高效开采,采用瑞典LUT地应力测定仪,运用应力解除法对新城金矿-830 m、-930 m、-1030 m中段共计6个钻孔岩芯进行地应力测量,并用LUT-str专用岩体应力计算程序对测试结果进行综合分析,采用赤平极射投影软件绘制出测点主应力方位赤平面投影图,使用线性回归方法,对所测6个测点的应力值进行回归分析。研究结果表明:新城金矿地应力场主要是水平构造应力,矿区围岩含有较多的节理裂隙,巷道开挖后,矿岩较为破碎、易风化,片帮等灾害现象易发生,应在开挖后及时支护。此研究为新城金矿深竖井工程的安全施工、合理支护设计及深部开采支护等提供了基础资料与依据,同时也为类似矿山竖井掘进与矿山开采起到示范作用。

浅谈市场经济体制下的黄金矿山地质工作

市场经济体制下黄金矿山地质工作的特点和挑战包括赋存形式多样、难以预测性、环境影响问题和社会冲突风险等方面。这些特点对于黄金矿山勘探、资源评估、风险管理和环境治理都提出了更高的要求。在市场竞争激烈的背景下,充分认识并应对黄金矿山地质工作的特点和挑战,将有助于提高资源利用效率、减少环境风险,并为黄金矿山地质工作的可持续发展提供支持和指导。基于此,本篇文章对市场经济体制下的黄金矿山地质工作进行研究,以供参考。

黄金矿山地质探矿的特点探析

黄金矿山地质探矿是为了寻找黄金矿产资源并有效开发利用而进行的关键环节,黄金矿山地质探矿是一项关键性的工作。黄金作为一种重要的贵金属,具有很高的经济价值和广泛的应用领域。然而,由于黄金矿床的复杂性和难以预测性,黄金矿山地质探矿工作面临着诸多挑战。因此,深入研究黄金矿山地质探矿的特点和解决方案具有重要意义,以供参考。

山东新城金矿床矿体特征及矿床成因分析

新城金矿床是著名的“焦家式”金矿床产地,为山东焦家-新城矿田的特大型蚀变岩型金矿床之一,赋存于焦家主断裂面下盘。焦家断裂上盘走向NE40°±,倾向NW,倾角26°~30°,沿走向和倾向舒缓波状。本文对山东新城金矿床矿体特征进行分析研究。

山东新城金矿床焦家断裂及下盘次级断裂形成机制研究

焦家金矿带位于焦家断裂带的控制范围,以焦家断裂(高家庄子-新城-焦家-寺庄-紫罗姬家)为西界为例,东界的划分区域从宋家-金岭为界线,北界是以黄山馆的断裂为边界,南西至焦家断裂带,其范围是向南西方向延展;焦家断裂下盘的大型金矿床为新城金矿床,本文对山东新城金矿床焦家断裂及下盘次级断裂特征和形成机制进行了研究。

胶西北新城金矿床硫同位素地球化学

新城金矿床是胶西北金矿集区中典型的破碎带蚀变岩型金矿床,其热液成矿作用可划分为四个阶段:黄铁矿-石英-绢云母阶段(I)、石英-黄铁矿阶段(II)、石英-多金属硫化物阶段(III)和石英-方解石阶段(IV),其中金主要赋存于II和III阶段的黄铁矿内。该矿床赋矿围岩为郭家岭岩体,岩性为石英二长岩和二长花岗岩,主要为胶东群变质基底经部分熔融形成。胶东群变粒岩硫同位素较为均一(δ34S值介于6.9‰~9.4‰,均值为8.0‰);郭家岭岩体的δ34S值介于6.0‰~16.0‰,均值为8.6‰,反映了其硫同位素组成总体上继承了变粒岩的硫同位素特征;长英质脉岩的δ34S值变化范围为0.8‰~8.5‰(均值为6.7‰),其中4件样品的δ34S值变化范围为7.4‰~8.5‰,反映了其硫主要源自于郭家岭岩体,变粒岩可能提供了部分硫源;而其中1件样品的δ34S值仅为0.8‰,符合岩浆硫来源特征,表明深部岩浆可能也提供了部分硫源。新城金矿床矿石中硫化物δ34S值变化范围较大(4.3‰~10.6‰,均值为8.3‰),表明矿石硫可能源于郭家岭岩体、变粒岩和长英质脉岩,最终主要来源于胶东群变质基底。I阶段黄铁矿颗粒较小(5~600μm),晶形主要为立方体,反映其处于温度较高(300~350℃)、成矿流体的过饱和度较低、低氧逸度和硫逸度、冷却快速、物质供应不足的成矿环境;黄铁矿δ34S值变化范围为8.4‰~10.6‰,均值为9.7‰,反映了矿石硫可能源自于δ34S值较高的郭家岭岩体和变粒岩。II和III阶段黄铁矿粒径变化较大(3μm^2.5mm),晶形主要为五角十二面体,反映其处于中-低温度(200~300℃)、成矿流体过饱和度高、高氧逸度和硫逸度、缓慢冷却同时物质供应充分的成矿环境。其中,II阶段黄铁矿δ34S值变化范围为7.7‰~9.7‰,均值为8.7‰,表明矿石硫源除郭家岭岩体和变粒岩外,δ34S值较低的长英质脉岩可能也提供了部分硫源。III阶段硫化物δ34S值变化范围较大(4.3‰~9.4‰,均值为7.1‰),闪锌矿-方铅矿硫同位素热力学平衡温度范围为180~282℃,氧逸度约为10-37.3~10-36.8,反映了矿石硫源自于郭家岭岩体、变粒岩和长英质脉岩,硫化物δ34S值变化范围较大可能是硫同位素分馏达到平衡的结果。IV阶段黄铁矿粒径最小(1~5μm),为晶形完好、表面光滑的立方体晶形,表明其处于较低温度(<200℃),成矿流体的过饱和度较低、氧逸度和硫逸度较低、物质供应不足的成矿环境。

胶西北新城金矿床二长花岗岩岩石地球化学、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

胶东是我国最重要的金矿集区,也是环太平洋中、新生代金成矿系统的重要组成部分,其内花岗质岩石分布广泛,95%以上的金资源储量赋存在晚侏罗世玲珑型花岗岩和早白垩世早期郭家岭型花岗质岩中。关于花岗岩类的成因,尤其是早白垩世花岗质岩的岩石类型及其源区仍存有争议。新城金矿床位于胶东西北部焦家断裂带北段,是迄今为止在胶东矿集区内发现的赋存在早白垩世花岗质岩中最大的金矿床,其内已探明金资源储量大于200t。该金矿床的赋矿围岩为新城花岗岩体,由中细粒石英二长岩和中粗粒似斑状二长花岗岩组成,形成于127~132Ma。进一步的地质观察表明中粗粒似斑状二长花岗岩两侧的岩石粒度逐渐变细,斑晶逐渐变小,长英质矿物增多,明显不同于中粗粒似斑状二长花岗岩,应为中细粒似斑状二长花岗岩。论文对该中细粒似斑状二长花岗岩进行了系统的岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS定年和Lu-Hf同位素组成研究,并进一步探讨了该类岩石的地球化学类型、形成时代、岩浆源区性质及其与新城花岗岩体的关系。岩石地球化学研究表明中细粒似斑状二长花岗岩具有高的SiO2(71.18%~73.72%)、全碱(K2O+Na2O=7.07%~8.64%)、Ba(>793×10-6)、Sr(>729×10-6)和轻稀土含量(>71.14×10-6),低的Al2O3(13.57%~15.73%)、MgO(0.22%~0.39%)、Rb(<91.7×10-6)、Th(<7.4×10-6)、U(<4.51×10-6)、Nb(<4.49×10-6)、Ta(<0.26×10-6)、Y(<3.67×10-6)和重稀土含量(<7.47×10-6),无明显的铕异常,明显亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,显示出典型的高Ba-Sr花岗岩所具有的地球化学特征,属高BaSr花岗岩。锆石LA-ICP-MS定年结果表明中细粒似斑状二长花岗岩形成于123±1Ma,而石英二长岩和中粗粒似斑状二长花岗岩的锆石LA-ICP-MS年龄为127±2Ma^132±1Ma,3种类型岩石具有相似的主量元素组成及稀土和微量元素分布模式,表明新城花岗岩体的形成时代应为123±1Ma^132±1Ma。Lu-Hf同位素测试结果显示中细粒似斑状二长花岗岩岩浆锆石的εHf(t)为-20.76^-18.66,二阶段模式年龄tDM2为2351~2479Ma;在εHf(t)-锆石U-Pb年龄图解中,所有数据点均落在球粒陨石演化线之下的壳源区域。金矿床已有石英二长岩、中粗粒似斑状二长花岗岩和区域玲珑型花岗岩Hf同位素组成及该中细粒似斑状二长花岗岩中2个太古代(2629±14Ma、2402±18Ma)和3个中生代(150±7Ma、151±1Ma、147±1Ma)的继承锆石年龄,表明新城金矿床内中细粒似斑状二长花岗岩应来源于前寒武纪变质基底岩石,岩浆上升过程中遭受了上地壳(主要是玲珑黑云母花岗岩)的混染。

胶西北新城金矿床热液蚀变作用

新城金矿床是胶西北金矿集区中典型的破碎带蚀变岩型金矿床,其矿体受控于NE-NNE向焦家断裂及其次级断裂系统,主要赋存于断裂下盘(黄铁)绢英岩与红化花岗岩体中。焦家断裂下盘分带性明显,自主断裂面向外依此发育主断裂面和断层泥、挤压片理带、构造透镜体带、密集节理带和稀疏节理带。其中,主断裂面和断层泥发育粘土化蚀变;挤压片理带发育面状黄铁绢英岩化蚀变,其内赋存黄铁绢英岩型矿体;构造透镜体带发育脉型(黄铁)绢英岩化、面状绢英岩化和硅化蚀变,其次级断裂内赋存石英硫化物脉型矿体;节理带(包括密集节理带和稀疏节理带)主要发育成红化和细脉型(黄铁)绢英岩化,沿节理面赋存细脉型矿体。碳酸盐化蚀变叠加于上述热液蚀变之上。焦家断裂带表现为以水平为主的蚀变-矿化特征,(黄铁)绢英岩化蚀变与金成矿关系最为密切。论文在厘定断裂构造分带与蚀变-矿化分带空间关系的基础上,通过对各类蚀变岩与新鲜新城花岗岩体元素地球化学分析,剖析了热液蚀变作用过程及其机制。选取TiO_2作为不活动组分,质量平衡计算表明,成矿前新城花岗岩体发生红化作用时,带入组分有Fe_2O_3、K_2O、Al_2O_3以及少量Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Sb和Bi等,而被带出组分有SiO_2、CaO和Na_2O等;成矿期红化花岗岩体蚀变为(黄铁)绢英岩过程中,明显带入组分有SiO_2、Fe_2O_3、FeO、Al_2O_3、Mg O、K_2O、Au、Ag、As、Cu、Pb、Zn、Sb和Bi等,而被带出组分为Na_2O。稀土元素地球化学特征与REE球粒陨石标准化配分模式曲线表明,红化和(黄铁)绢英岩化热液蚀变作用影响REE迁移。REE分别在红化和(黄铁)绢英岩化蚀变中带入和带出;Eu在红化过程中呈显著带入,表现为显著Eu正异常(δ_(Eu)=1.34),而在(黄铁)绢英岩化蚀变中活化带出,表现出Eu负异常(0.89~0.95)。成矿期发生(黄铁)绢英岩化蚀变时,Eu从氧化态Eu^(3+)转变为Eu^(2+),进入流体被带走,造成Eu负异常。金主要以Au(HS)^-_2形式在变质流体中运移。成矿流体沿片理面运移时,在挤压片理带发生黄铁绢英岩化蚀变,硫化作用使得流体还原硫活度降低,导致Au(HS)^-_2络合物失稳沉淀并赋存于黄铁矿和石英等矿物裂隙或晶格中,形成黄铁绢英岩型矿化;在构造透镜体带,成矿流体沿次级断裂面和碎裂岩裂隙发生蚀变形成脉型(黄铁)绢英岩,成矿元素在次级断裂面/裂隙内沉淀并形成石英硫化物脉型矿化;在节理带,成矿流体压力瞬时降低导致流体发生不混溶现象,使得Au(HS)^-_2络合物失稳沉淀并充填节理中形成细脉型矿化。

新城金矿蚀变带构造与地球化学特征

通过新城金矿的构造和蚀变岩剖面实测、构造测量和岩石地球化学分析,获得以下构造和岩石地球化学同步变化特点:(1)以焦家断裂为中心蚀变岩分带为断层泥-硅化带-黄铁绢英岩带-强钾化花岗岩带-弱钾化花岗岩带-未蚀变花岗岩带;(2)金矿化主要集中在硅化带及黄铁绢英岩带;(3)断裂下盘依次发育糜棱岩-碎裂岩-花岗质碎裂岩-碎裂花岗岩的构造岩分带;(4)构造测量显示,断裂下盘各蚀变带的构造主压应力依次显示东西向、北西向、北西向和北北西向,而蚀变岩石差应力分别为107.46MPa、135.58MPa、115.21MPa和86.75MPa,正常似斑状花岗岩仅71.56MPa的变化趋势;(5)蚀变带岩石常量元素分析揭示,Fe2O3、CaO、FeO、H2O、CO2的迁移量较大且与Au元素变化同步,明显在弱钾化花岗岩带向强钾化花岗岩带过渡地段变化量最大;微量矿化元素Au、Ag、Zn、As、Bi、Cu和Pb在蚀变过程中处于迁入状态,且在钾化和绢云母化强烈发育带迁入量最大。野外构造测量、室内岩石学观测和岩石化学测试结果充分说明,新城金矿的热液蚀变成矿过程与构造应力场的分布变化密切相关,揭示成矿元素富集强度与构造的强弱有一定相关性,在北西方向挤压且构造应力处于较高强度阶段,伴随强烈绢云母化和钾长石化蚀变而元素集中富集成矿。

新城金矿Ⅴ^#矿体-580m中段顶柱采矿方法研究

针对新城金矿Ⅴ#矿体-580 m中段顶柱回采存在安全隐患的问题,提出垂直于矿体走向布置采场的上向进路充填采矿方案。介绍了开采方案的盘区及采场划分、采准工程布置、回采顺序、回采工艺和巷道掘进及顶板管理等。为了验证开采方案的正确性,运用振弦式锚杆测力计和钢尺收敛计对采场和巷道的稳定性进行了监测。结果表明所采用的采矿方法是合理的,为顶柱的回采提供了理论依据,具有重要的实践意义。

新城金矿深部热环境分析及围岩温度测试

随着开采深度的增加,新城金矿已经进入深部开采阶段,逐步面临高温热害问题。鉴于此,开展地下深部热环境分析,分析矿区主要热源及其形成机理,应用工程热力学手段量测不同开采深度下巷道风流温度、湿度以及风速等环境因素。采用深孔测量法测定不同深度的围岩温度,研究地温梯度变化规律。测试结果表明,巷道风温、水温均随着开采深度的增加而增大,主要生产中段相对湿度在80%RH以上,矿区恒温带温度为23℃,正常地温梯度为0.018℃/m,调热圈半径为17～18 m。该结果为有效控制井下作业场所的热环境状况以及热害防治研究提供了基础数据。

新城金矿尾砂胶结充填体固结性能研究

随着充填工艺的不断完善,充填采矿法在矿山得到了广泛应用,研究充填体的力学性能对防止地表变形具有重要的现实意义。以山东新城金矿充填材料为研究对象,研究了龄期为7d、14d、28d,灰砂比为1∶8、1∶10的充填试块在不同的加载压力等级条件下的压缩变形规律,并对充填试块在不同加载压力下与压缩率之间的关系进行了拟合分析。研究了不同配比的充填试块在固结试验后,不同养护天数条件下的抗压强度变化规律,为矿山充填设计及预防地表变形提供科学依据。

新城金矿主成矿期构造应力场对矿体倾伏、侧伏、富矿柱的控制及成矿深度的估算

成矿构造应力场研究是控矿构造研究、认识矿体空间展布形态、位置、预测及布置探矿设计的基础。依据弹性力学和莫尔库仑剪切破裂理论,推导出形成共轭及在剪切构造带内形成羽列、雁列等构造应力场的产状和形成羽列、雁列主应力大小的数学解析表达式,进而应用计算机对新城金矿床主矿体进行了测算。结果显示:该矿主容矿构造是在NNW向缓倾拉张主应力、NE向陡倾主压应力、焦家构造带平面呈右行扭动下形成的。NWW向中间主应力控制新城Ⅰ号主矿体在NW向倾斜平面上延深的长轴方向。该轴在水平面上投影的倾伏向为281°,与水平面的夹角倾伏角为26°,在N40°E纵投影面上向SW侧伏,侧伏角为45°,富矿柱产状亦与中间主应力轴产状一致。在已获取容矿构造产状基础上,据相关岩石力学性质测试成果,分析并建立了主容矿羽列与控制剪切构造带两者的力学关系和剪切破裂方程式。联立解出成矿应力场的最大和最小主应力的量值,再由陡倾主应力大小估算出该矿头部的成矿深度在2 750m左右。

短波红外光谱、X射线荧光光谱、黄铁矿热电性分析在胶东新城金矿田深部找矿中的应用

胶东半岛是我国最重要的金矿集区之一,其矿床是典型受北东向断裂构造(焦家断裂带、三山岛断裂带和招平断裂带),以及次生断裂构造(如望儿山断裂和灵北断裂等)控制的矿床类型。前人在该区域做了大量研究,但主要集中在地表和浅层成矿段,对于深部成矿规律与预测的研究相对较少。新城金矿田是胶东半岛的特大型金矿之一,由新城矿床、曲家矿床和招贤矿床三部分组成。由于受到焦家断裂带控制,在招贤矿区中的科研深钻达到2500 m以下,为我们研究深部成矿规律提供了良好的样品。本文通过该地区蚀变矿物的短波红外光谱特征(short-wave infrared spectroscopy,SWIR),并结合X射线荧光光谱(X-ray fluorescence spectrometry,XRF)法和黄铁矿热电性法,选取该地的不同成矿阶段的蚀变岩石和典型载金矿物黄铁矿,并在三维环境中,定量化分析了主要的蚀变矿物——白云母族的短波红外光谱的特征值,揭示其找矿规律与指示意义,进一步提取矿床中蚀变矿物的找矿标志。研究结果表明:(1)在靠近焦家主断裂构造蚀变岩型矿体的位置,伊利石结晶度(≥1.2)和绢云母Al—OH吸收位置(≥2205 nm)偏高,而在远离焦家主断裂构造蚀变岩型矿体的位置伊利石结晶度和绢云母Al—OH吸收位置偏低,分别为0.2~1.2和2198~2205 nm。(2)X射线荧光光谱结果提取了该地区20种元素含量,通过对元素的主成分分析和聚类分析,Al—OH吸收峰位置偏移与Al、K、Si含量变化有一定相关性。(3)黄铁矿热电性导型在近焦家主断裂构造蚀变岩主要为P型,远离主断裂的主要为N型。在新城矿区的Ⅰ号和Ⅴ号矿体的顶部到底部整体呈现N-P→P→P-N→N→N-P→P-N和P-N→N-P的规律;在招贤矿区中绝大部分是P型。剥蚀度整体处于在25%~50%,因此在新城矿区约-800 m以下和招贤矿区约-1500 m以下,仍有较好的深部找矿前景。整体上P型黄铁矿成矿温度主要为180~250℃,N型成矿温度主要区间值在380~460℃;利用温度场进行三维插值建模,其与三维矿体品位模型空间展布趋势一致。本文综合研究方法为深部矿产资源评价提供新的研究思路,将光谱数据、地化数据等多维度信息集成整合,同时使用三维模型可视化功能,对于矿产模型定量化构建具有重要参考价值。

新城金矿滕家矿区深部巷道围岩破坏与数值分析

针对新城金矿滕家矿区深部巷道围岩进行现场工程地质调查、岩石力学实验,分别应用RMR、Q和GSI方法对巷道围岩进行岩体质量分级,确定其围岩体质量等级为Ⅲ级,岩体质量差～一般。以岩体质量分级为基础,应用Hoek-brown准则和经验公式估算岩体力学参数。应用弹塑性力学解析巷道围岩塑性区破坏范围,并以此为基础应用Phase2对巷道围岩稳定性进行分析。结果表明:巷道顶板塑性破坏范围为0.598 m,两帮塑性破坏范围分别为0.84m和0.695 m;巷道顶板位移为7.2 mm,两帮位移分别为7.6 mm和6.8 mm;从巷道围岩应力分析可以看出,深部巷道开挖产生的应力集中超过岩体强度,由此判断深部巷道围岩破坏主要是开挖扰动应力作用在节理化岩体上致使巷道围岩失稳破坏,本研究结果对该矿深部巷道围岩支护提供依据。

新城金矿V~#矿体-680m中段踏步式回采研究

回采顺序的合理选择有助于地下金属矿山控制地压活动、改善回采条件以及提高经济效益。新城金矿V#矿体采用上向水平分层充填法回采,采场垂直矿体走向布置并按照"隔一采一"顺序分为一步回采和二步回采,这种回采顺序导致二步采场两侧均为充填体支撑,顶板条件较差。本研究以新城金矿V#矿体-680 m中段为研究对象,基于原有的"隔一采一"回采顺序提出"踏步式回采"方案,通过FLAC3D软件模拟分析、比较2种方案对采场岩体稳定性的影响。数值模拟结果表明,无论采用"隔一采一"还是"踏步式回采"方案,在两侧为充填体支撑的情况下,中间矿体的回采条件均较差,但相比而言,"踏步式回采"在控制顶板变形、避免产生大范围塑性区方面优于"隔一采一"方案。本研究成果对类似矿山的矿体回采设计有重要的借鉴意义。

胶东新城金矿元素地球化学特征

通过对胶东新城金矿床金品位分形分布和多元素聚类分析,讨论多阶段成矿作用叠加信息。新城金矿Ⅰ号矿体的金品位分形分布具有分段拟合特征,分维值分别为2.2948和0.5845,说明存在两个阶段的叠加成矿作用。Ⅴ号矿体的金品位分形分布具有单一拟合特征,分维值为0.8831,说明不存在多阶段叠加成矿作用。多元素聚类分析显示,金元素与银及其他多金属成矿元素相关性较差,可能是独立的成矿作用,后期有银多金属成矿作用的叠加。金品位分形特征和多元素聚类分析得到的认识与前人通过地质研究得到的认识是一致的。

上向水平分层充填采矿法在新城金矿的应用

新城金矿矿体赋存在断裂破碎带中,矿体及围岩破碎,开采难度大。为进一步提高采场生产能力,结合矿体赋存状况,提出上向水平分层充填采矿法。该采矿方法采用无轨出矿设备,实现了断裂带中破碎矿体的安全高效开采,有效防止了冒顶、片帮等安全事故。经工业试验,取得了铲运机台效300 t/台班,矿块生产能力220 t/d,以及采矿损失率和矿石贫化率分别为9.93%和7.89%的良好指标。研究成果也可为类似条件的矿山开采提供借鉴和参考。