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  • 86. 黏土和页岩资源如何勘探?
  •  黏土和页岩资源勘探做法如下:

    (1)储量分级

    根据对黏土和页岩的勘探程度和用途,将储量级别划分如下:

    开采储量——A级;

    设计储量——B级、C级;

    远景储量——D级;

    预测储量。

    开采储量和时间储量合称工业储量。

    (2)各级储量应具有的条件

    A级储量是生产期间准备开采的储量,是在开采过程中在B级储量基础上进一步探明的储量。预测储量是根据矿层分部规律等进行预测的储量,仅作生产远景鬼狐参考,建厂设计中经常要求的B级、C级、D级储量应具有的条件如表6所示。

    表6  各级储量应具有的条件

     

    储量级别

    各级储量应具有的条件

    各级储量圈定的方法

    B级

    矿层的形状、构造及产状应交代清楚

    矿层的开采条件及一般水文地质条件要有足够的说明

    矿床地层层次划分、定名、岩性、质量变化、厚度及分布规律等应说明,各层岩石的可用性根据应有足够数量的物理、化学试样及半工业试样加以鉴定

    储量是用较密实的勘探工程控制

    C级

    应确定有用矿层的一般产状、形状及矿床的地址类型

    一般的开采条件应做初步了解

    矿层岩性、种类、沉积次序应分清,对原料质量及可用性,根据为数不多的物理化学式样及少量半工业试验加以明确

    储量用系统的勘探工程圈定或地表用探槽控制,深部用个别钻孔控制

    D级

    对矿层的厚度计其质量,可按个别取样点,肉眼鉴定

    可由工程控制的C级储量外推

     

    (3)各级储量的勘探类型及勘探网度

    各级储量的勘探类型及勘探网度如表7

    表7 各级储量的勘探类型及勘探网度

    勘探类型

    矿床特征

    勘探网度(m)

    B级

    C级

    D级

    I

    连续延长1500m以上,矿床质量、厚度稳定,地址构造简单的大型层状或透镜状矿床

     

    100~200

     

    200~400

     

    400~800

    II

    连续延长500~1000m以上,矿床质量、厚度稳定,地址构造比较简单的大中型层状或透镜状矿床

     

    50~200

     

    100~200

     

    200~400

    III

    连续延长500~1000m以上,矿床质量和厚度比较大,地址构造比较复杂的中小型层状或透镜状矿床

     

    25~50

     

    50~100

     

    100~200

    IV

    连续延长几十米到几百米,矿床质量和厚度变化剧烈,地址构造复杂的透镜状或不规则状矿床

     

    —

     

    25~50

     

    50~100

     

    (4)勘探成果要求

    1)          工业储量

    机械化程度较高的砖瓦厂应满足30年以上的生产需要,机械化程度较低的砖厂应满足20年以上的生产需要。其中:

        B级  25%;

        C级  75%。

    2)          地质情况

    ①剥离系数<0.2。

    ②矿床最低可才厚度>2m。

    ③夹石最大剔除厚度:

    人工开采  0.5m;

    机械开采  1m。

    3)          物理性能

    ①外观特性:如颜色等;

    ②天然颗粒组成;

    ③塑性指数;

    ④自然含水率(最好有不同季节的数据);

    ⑤表观密度和松散系数;

    ⑥硬度(普氏硬度系数);

    ⑦干燥线收缩和干燥敏感性系数;

    ⑧烧成温度和烧结温度范围;

    ⑨烧成线收缩;

    ⑩含杂质情况。

    4)          化学成分

    5)          矿物成分

    (5)勘探手段

    如矿山地质狗仔不完整,且露出面小或呈透镜体等,应采用钻探。有时也可以用槽探或前进勘探。如矿山地质构造较完整,层理明显、露出面大,可全采用槽探方法进行。

    中硬和硬质页岩,或页岩与硬度较大的砂岩互层,小型钻机或手摇钻难以钻探。常采用回转式钻机,一般由地质部门进行钻探。

        现就常用的几种简易勘探手段介绍如下:

    1)          钻探

    钻探设备的主要技术性能、使用范围、优缺点如表8所示。

    表8  钻探设备的主要技术性能、使用范围、优缺点

    设备名称

    主要技术性能

    使用范围

    优缺点

    洛阳铲

    由铲头、木杆、绳子组成。铲头为半圆筒状,固定于长约1.5m的木柄上,为了探察地层深处的土质,另备有长约2m的可以套节的木柄2~3节。探土时将铲头垂直向下戳入土内。戳时随时将铲头转动120°~150°。普氏硬度系数1~1.5的土层则需戳4~5次才能装满铲。

    探戳深度可达10m,只需1人操作

    适用于地下水位较低及不含砂砾十层的地区

    工具简单,使用方便

    北京铲

    钻杆为直径34mm的合金铝杆,每根长2m左右,用螺丝扣连接,管壁厚4mm,钻头为勺型。探戳深度可达16m。需3~4人轮换操作,旋转进尺。正常情况下每班探戳深度为8~10m

    适用于普氏硬度系数不大于1的原料,遇到稍厚的砂砾层就不能进尺

    进尺可比洛阳铲深些。缺点是容易混层

    争光-10型轻便钻机

    为天津探矿机械厂生产的一种小型轻便的手提式钻机,可取原状土

    可用于普氏硬度系数大于2的原料

    操作时较省力,但需供油、供水,不如北京铲简单

    2)          探井

    探井的用途、规格、挖法及采样方法如表9所示。

    表9 探井的用途及规格

    项目

    内容

    探井用途

    (1)观察产状、家啊呜的含量及分布情况

    (2)检查钻孔的质量

    (3)简易的观察试验

    (4)半工业试验取样机大范围内松散系数的测定

    探井规格

    (1) 一般在地下水位以上采用小圆井,其直径为

    0.8~1.0m,深度可挖至地下睡眠或地面以下6m,视土层情况而定。圆井有利于井壁稳定,但有时为了操作方便也可挖成矩形井,井口尺寸为0.8m×1.2m

    (2) 在地下水位以下挖井时一般应加木支撑,以保证安全。此时开口尺寸

    应加大到2.0m×2.0m(按挖深6m考虑),木支撑可以在静水位一下开始支撑

    挖井

    挖井需要2~3人轮换经行,一般6 m深的井2~3天可挖一个。如地层不好,地下水位较高,又需支撑时约需5~6天挖一个

    采样方法

    (1)探井内的物化试样用直线刻槽法取样

    (2)采样规格:宽×深=10×5~10×10(mm),长=0.5×1.0(m)

     

    3)          探槽

    探槽用途、规格、挖法及采样方法如表10所示。

    表10  探槽的用途及规格

    项目

    内容

    探槽用途

    在地形较陡的山坡地上用探槽揭露水平或缓倾斜的层状矿体,可以取得很好的效果

    探槽规格

    (1)覆盖层风化严重的松土

    槽深:1~3m;底宽:1m;口宽:1.6~6.0m;边坡:65°~75°

    (2)覆盖层风化比较严重的松土

    槽深:1~3m;底宽:1m;口宽:1.5~5.8m;边坡:75°~78°

    挖槽

    虽然探槽挖土量大,但操作方便安全,可以几个人同时挖。人工挖槽效率:深度在3m以内,挖普氏硬度系数为1.5一下的原料,每工可挖3~4m3,挖普氏硬度系数为1.5~2.0m的原料,每工可挖1~2m3

    采样方法

    探井内的取样方法相同