1. 引言
博茨瓦纳(Botswana)是世界钻石的盛产之地，《计算岩土力学》之前讨论过的著名露天钻石矿有Orapa【Orapa钻石矿边坡稳定性】，Jwaneng和Letlhakane【采矿边坡倾倒破坏 (flexural toppling failure)】。2024年8月，加拿大卢卡拉钻石公司 (Lucara Diamond)从其博茨瓦纳的多产 Karowe 矿中挖出了一颗 2,492 克拉的钻石(498.4克)，按尺寸计算，这是世界上有史以来开采的第二大钻石，也是100多年来发现的最大钻石，如下图所示。 ![]()
这颗“史诗级”钻石是通过该公司的巨型钻石回收 (MDR) X 射线传输 (XRT) 技术检测和回收的，该技术于 2017 年安装，用于识别和保存大型高价值宝石。这颗钻石的尺寸仅次于 3,106 克拉的库里南(Cullinan)钻石，库里南钻石于1905年在南非发现，经过切割和抛光后成为英国皇冠珠宝的一部分。这一发现不仅展示了 Karowe 矿的巨大潜力，而且也维护了Lucara 对尖端 XRT 技术的战略投资。
Karowe 矿近年来出产了几颗大型钻石，包括 2019 年生产的1,758 克拉 Sewelô 、2015 年生产的1,109 克拉 Lesedi La Rona以及同样于 2015 年生产的 813 克拉 Constellation。博茨瓦纳迄今为止最大的彩粉红钻石是Boitumelo。
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2. Karowe露天矿
博茨瓦纳是世界上最大的钻石生产国，贸易已将其转变为中等收入国家。Karowe矿仍然是世界上利润最高的钻石矿之一，平均每年生产300,000 克拉高价值钻石。Karowe 钻石矿于2012年第二季度全面投产，总部位于加拿大的卢卡拉钻石公司 (Lucara Diamond)拥有该矿100%的股份，并拥有10%的特许权使用费。该矿是露天作业，采用传统的钻孔和爆破方法，预计露天开采将持续到 2025 年中期，然后转入地下开采，将持续到 2040 年。矿山规划基于从地表到 324 m 深度的可能储量，含 260 万克拉。
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3. Karowe地下扩建
2021年9月，Karowe矿地下扩建项目获得批准，地下矿将采用块体崩落法回采。地下矿将从 765 m 深的生产/服务井进入，配备两台 21 吨的料斗来提升矿石。将建造第二个直径 6 m、深度 715 m 的竖井，用于大型设备并作为第二出口，地下扩建预计将使矿山寿命延长一倍。2024年3月发布的最新可行性研究结果显示，地下矿扩建的预生产资本成本为6.83亿美元。4. 岩土工程勘察
Karowe矿地下扩建可行性评估的岩土技术方面是通过收集和分析新的岩土技术数据以及分析候选采矿方法的地质力学可行性来解决的。岩土工程数据的收集和分析工作由 SRK负责，该公司为岩土工程数据调查项目的设置、质量保证和监督以及岩土工程模型的更新提供了技术建议。实验室测试项目是在南非比勒陀利亚(Pretoria)的 Rocklab 实验室进行的。岩体强度估算和地质力学可行性分析由 Itasca提供，Pierce 工程公司【Dr. Pierce荣获2023年采矿岩石力学奖 (1968-2023)】提供技术监督和指导。地质力学可行性分析由 SRK审查，该公司还为目前正在进行的竖井下沉工程提供了支持规范。在 2017 年开展的 OP 和 UG PEA 岩土工程模拟的基础上，开展了岩土工程勘察计划，以支持 UG 矿山设计。岩土钻探、取样和测试计划旨在满足可行性研究的数据置信度要求，以支持可行性级矿山设计，并最终优化设计实施。调查的重点是确定围岩的岩土特征，包括 37 个金刚石钻孔（总长度超过 23500 米）的钻探、岩土记录和取样，以及岩芯样本的现场和实验室测试。此外，还对部分钻孔进行了声学远程观测器 (ATV) 测井，以确定开放节理和层理，并补充定向岩芯测井数据。对不同岩性的样本进行了近 11,000 次测试，包括:(1) 单轴抗压强度试验与杨氏模量和泊松比测量（UCM）
(2) 巴西拉伸强度试验（UTB）
(3) 三轴抗压强度试验（TCS）
(4) 岩石节理直剪试验 (SHJO)；
(5) 岩基摩擦角试验（BFA）
(6) 岩石孔隙度试验（POR）
(7) 岩石Slake耐久性指数试验（SDI）
(8) 岩石Duncan膨胀指数测试 (DSI)
勘察计划的主要成果如下：
(1) 在额外钻探的基础上更新了围岩、结构和岩体模型；
(2) 建立详细的岩土工程钻孔数据库，包括实验室和现场强度测试结果以及结构定向测井；
(3) 创建三维岩体模型，提供项目岩土工程数据的统计和空间分布情况；
(4) 记录高光谱成像项目的岩心照片，这也为岩性接触提供了最可靠的鉴别，并详细划分了粘土含量和易受风化影响的岩体单元，以及
(5)降低之前发现的若干岩土工程风险。
5. 参考
[1] (2024) Lucara Announces Updated Feasibility Study For Karowe Underground Project.[2] (2024) Karowe Diamond Mine 2023 Feasibility Study Technical Report.
