[科普中國]-礦體可崩性

研究意義

礦巖的可崩性是自然崩落法應(yīng)用的首要問題，是指礦體和圍巖能否適合于自然崩落采礦法的一個綜合特性，反映了礦巖在這一過程中表現(xiàn)出來的綜合力學(xué)特性。

巖體是一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，自然崩落法中礦體、巖體的崩落是在復(fù)雜的應(yīng)力場作用下遭到破壞的動力學(xué)過程，它包含了兩個方面的含義：(1)礦體在拉底、削幫等人工破壞之后，在礦巖自重和構(gòu)造應(yīng)力場作用下發(fā)生破壞崩落的難易程度，以及崩落繼續(xù)向上穩(wěn)定發(fā)展的可能性；(2)在現(xiàn)有技術(shù)水平條件下，礦體自然崩落的塊度能否滿足出礦設(shè)備和出礦工藝的要求。

可見，對于應(yīng)用自然崩落法的礦山，通過對礦巖的可崩性分析和塊度分布規(guī)律研究，確定礦體崩落的難易程度、預(yù)測崩落礦石的塊度是一項非常重要的工作，它對于礦山應(yīng)用自然崩落法的可行性、適用性起著決定性的作用，對于礦山的生產(chǎn)和日常管理有著重要的指導(dǎo)意義。2

影響因素影響礦體可崩性的主要因素有：(1)節(jié)理的間距和狀態(tài);(2)礦石試塊、礦體和節(jié)理面的單軸抗壓、抗拉和抗剪強度;(3)巖體原始應(yīng)力分布;(4)地下水情況;(5)階段高度和拉底面積等。

可崩性預(yù)測方法可崩性分析評價主要采用巖體質(zhì)量分級方法。近兒十年來，國內(nèi)外提出的工程巖體分類方法有百余種，其中比較有代表性的有RQD法、RMR法、Q法、MRMR法等十幾種?？傮w來看，用于可崩性分析的巖體質(zhì)量分級方法尚沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但總體的趨勢是：定性描述和定量描述相結(jié)合。對反映巖體性狀固有地質(zhì)特征的定性描述是正確認識巖體的第一步，這些地質(zhì)特征是劃分巖體類別的依據(jù)。但只有定性描述而無定量評價則缺乏判定類別的明確標(biāo)準(zhǔn)，隨意性大，失去了分類的意義。故多采用定性描述和定量評價相結(jié)合的方法。巖體工程的地質(zhì)特征決定了多因素的復(fù)合影響，必須充分考慮各種因素的影響和相互作用，因而往往采用多因素多指標(biāo)綜合分類法。

在塊度分析預(yù)測方面，從最初以經(jīng)驗和工程類比為主的直接預(yù)測階段進入到采用數(shù)值模擬方法的定量分析階段，從單指標(biāo)評價方法發(fā)展到隨機模擬方法，預(yù)測可靠性大大提高。

巖性指標(biāo)評價法巖性指標(biāo)(RQD)是不小于10cm長的巖芯段累計長與鉆孔長度的比值。求出礦體的巖性指標(biāo)后用表1劃分礦體可崩性等級。該法是美國人迪爾(D.U.Deere)于1964年提出的。

表1 巖性指標(biāo)與礦體可崩性的對應(yīng)關(guān)系

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聲波評價法礦體完整性系數(shù)是礦體內(nèi)聲波傳播速度與礦石試塊內(nèi)聲波傳播速度的平方之比。求出礦體完整性系數(shù)后用表2劃分礦體可崩性等級。

表2 礦體完整性系數(shù)與礦體可崩性的對應(yīng)關(guān)系

完整性
系數(shù)Kv0.8～1.00.6～0.80.4～0.60.2～0.40～0.2可崩性非常差差中 等好非常好地質(zhì)力學(xué)評價法根據(jù)巖性指標(biāo)、巖石強度、節(jié)理間距、節(jié)理狀態(tài)和地下水情況等五個因素將節(jié)理巖體在0～100分范圍內(nèi)以20分為一級，劃分為五個等級，又按10分為一子級將每個等級劃分為A和B兩個子級(表3)。1

表3 節(jié)理巖體可崩性分級