濱海大型金礦床礦巖節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)與分析

王 平,王瑞星,王 輝,王德全

(山東黃金集團(tuán)三山島金礦, 山東萊州市 261442)

濱海大型金礦床礦巖節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)與分析

王 平,王瑞星,王 輝,王德全

(山東黃金集團(tuán)三山島金礦, 山東萊州市 261442)

三山島金礦為濱海硬巖地下開(kāi)采礦山,井下爆破震動(dòng)有可能使節(jié)理裂隙貫通海底,引發(fā)海水潰井事故。在三山島金礦的8個(gè)深部采場(chǎng)進(jìn)行了節(jié)理裂隙調(diào)查。通過(guò)對(duì)調(diào)查區(qū)域調(diào)查的1592條節(jié)理及節(jié)理裂隙玫瑰圖的分析,發(fā)現(xiàn)上盤(pán)圍巖靠近F1斷層,節(jié)理較發(fā)育,下盤(pán)圍巖與礦體節(jié)理整體相對(duì)不發(fā)育,大多數(shù)巷道節(jié)理產(chǎn)狀呈隨機(jī)分布,整體優(yōu)勢(shì)方位不太明顯。通過(guò)節(jié)理裂隙的調(diào)查,了解到三山島金礦的巖體質(zhì)量,為該礦的井下工程布置、支護(hù)設(shè)計(jì)、采場(chǎng)穩(wěn)定性分析提供了依據(jù)。

節(jié)理裂隙;現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查;三山島金礦

山東黃金礦業(yè)(萊州)有限公司三山島金礦是我國(guó)瀕海大型地下黃金礦山,設(shè)計(jì)采用豎井+斜坡道開(kāi)拓,盤(pán)區(qū)上向分層充填采礦法開(kāi)采,目前礦山生產(chǎn)能力為8000 t/d。節(jié)理裂隙是巖體在應(yīng)力作用下形成的結(jié)構(gòu)面,是構(gòu)造斷裂的一種形式,同時(shí)裂隙不發(fā)生位移或位移量很小,雖然延長(zhǎng)不遠(yuǎn),縱深發(fā)展不大,但數(shù)目很多。節(jié)理裂隙的大小、數(shù)量、方位和形態(tài)的不同決定了礦巖穩(wěn)固性。同時(shí),節(jié)理裂隙作為一種構(gòu)造特征,可反映出區(qū)域巖體內(nèi)主要構(gòu)造的特點(diǎn)。由于三山島金礦為濱海開(kāi)采,若爆破震動(dòng)使節(jié)理裂隙與海底貫通將引發(fā)海水潰井事故。通過(guò)對(duì)三山島金礦進(jìn)行節(jié)理裂隙的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和分析,為三山島工程布置提供了科學(xué)依據(jù)。

1 節(jié)理裂隙調(diào)查內(nèi)容

在三山島金礦直屬礦區(qū)-465 m中段、-510 m中段、-555 m中段、-600 m中段及各分段深部開(kāi)采的8個(gè)采場(chǎng)對(duì)礦體和上、下盤(pán)圍巖進(jìn)行了工程地質(zhì)與水文地質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,測(cè)量時(shí)舍去了微節(jié)理裂隙。調(diào)查內(nèi)容包括斷層、節(jié)理、裂隙及產(chǎn)狀和質(zhì)性、各組裂隙切割關(guān)系、裂隙的透水性及地下水情況等。

2 礦巖節(jié)理裂隙調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析

三山島金礦直屬礦區(qū)調(diào)查測(cè)線總長(zhǎng)508.3 m,共測(cè)節(jié)理1592條。其中上盤(pán)測(cè)得節(jié)理61條,節(jié)理間距為21.4 cm;礦體測(cè)得節(jié)理741條,節(jié)理密度為31.44 cm;下盤(pán)測(cè)得節(jié)理790條,節(jié)理密度為33.94 cm。

2.1 上盤(pán)節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)分析

上盤(pán)測(cè)得節(jié)理61條,由于礦體上盤(pán)靠F1斷層,巖體破碎,開(kāi)挖暴露面少,只在-510 m中段的516采場(chǎng)布置一條測(cè)線,測(cè)得一組數(shù)據(jù),節(jié)理裂隙產(chǎn)狀玫瑰圖如圖1所示,上盤(pán)節(jié)理優(yōu)勢(shì)方位按傾向大體分為3組:第一組傾向?yàn)?～50°,占節(jié)理總數(shù)的19.67%,平均傾向?yàn)?2.08°,平均傾角為47.5°;第二組傾向?yàn)?60°～230°,占節(jié)理總數(shù)的49.18%,平均傾向?yàn)?91.8°,平均傾角為64.3°;第三組傾向?yàn)?20°～360°,占節(jié)理總數(shù)的16.39%,平均傾向?yàn)?37.2°,平均傾角為68.3°。三組優(yōu)勢(shì)節(jié)理面所包含的節(jié)理數(shù)占上盤(pán)節(jié)理數(shù)的85.24%。優(yōu)勢(shì)走向大體分為3組,75°、275°、315°,傾角多分布在40°～90°。

圖1 上盤(pán)節(jié)理產(chǎn)狀玫瑰

2.2 礦體節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)分析

礦體測(cè)得節(jié)理741條,節(jié)理裂隙產(chǎn)狀玫瑰圖如圖2所示,礦體節(jié)理優(yōu)勢(shì)方位按傾向大體分為4組:第一組傾向?yàn)?0°～60°,占節(jié)理總數(shù)的13.63%,平均傾向?yàn)?2.46°,平均傾角為61.16°;第二組傾向?yàn)?0°～170°,占節(jié)理總數(shù)的28.47%,平均傾向?yàn)?28.03°,平均傾角為60.47°;第三組傾向?yàn)?10°～250°,占節(jié)理總數(shù)的10.93%,平均傾向?yàn)?28.94°,平均傾角為65.14°;第四組傾向?yàn)?60°～310°,占節(jié)理總數(shù)的20.78%,平均傾向?yàn)?85.4°,平均傾角為55.42°。四組優(yōu)勢(shì)節(jié)理面占礦體節(jié)理總數(shù)的73.82%。優(yōu)勢(shì)方位按走向大體可分3組:5°、30°、300°;傾角多分布在50°～90°。

圖2 礦體節(jié)理產(chǎn)狀玫瑰

2.3 下盤(pán)節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)分析

下盤(pán)測(cè)得節(jié)理790條,節(jié)理裂隙產(chǎn)狀玫瑰圖如圖3所示。

圖3 下盤(pán)節(jié)理產(chǎn)狀玫瑰

礦體節(jié)理優(yōu)勢(shì)方位按傾向大體分為4組:第一組傾向?yàn)?0°～50°,占節(jié)理總數(shù)的9.1%,平均傾向?yàn)?8.16°,平均傾角為63.81°;第二組傾向?yàn)?0°～170°,占節(jié)理總數(shù)的32.15%,平均傾向?yàn)?26.21°,平均傾角為57.76°;第三組傾向?yàn)?80°～240°,占節(jié)理總數(shù)的12.28%,平均傾向?yàn)?09.79°,平均傾角為61.28°;第四組傾向?yàn)?70°～330°,占節(jié)理總數(shù)的24.43%,平均傾向?yàn)?03.42°,平均傾角為24.43°。四組優(yōu)勢(shì)節(jié)理面占下盤(pán)節(jié)理總數(shù)的77.97%。傾角多分布在40°～90°,優(yōu)勢(shì)方位按走向大體可分2組: 30°、280°。

2.4 節(jié)理裂隙調(diào)查結(jié)果分析

從上盤(pán)、礦體、下盤(pán)的節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(見(jiàn)表1)及節(jié)理玫瑰圖可得出,礦區(qū)節(jié)理裂隙分布比較離散,優(yōu)勢(shì)走向有一組集中在300°左右,礦體和下盤(pán)的優(yōu)勢(shì)走向有兩組接近,都在30°、300°左右;優(yōu)勢(shì)傾向大多在30°、200°、300°,傾角范圍主要在40°～90°,礦體和下盤(pán)的節(jié)理裂隙優(yōu)勢(shì)傾向、傾角基本一致?？傮w優(yōu)勢(shì)傾向都是3～4組。上盤(pán)節(jié)理密度分布比較廣,礦體和下盤(pán)等密度圖差不多。從節(jié)理裂隙平均間距來(lái)看,上盤(pán)節(jié)理分布比較密,平均每隔21.4 cm就有一條節(jié)理,依次為礦體、下盤(pán),分別為平均每隔31.44,33.94 cm就有一條裂隙,說(shuō)明巖體完整性依次由下盤(pán)、礦體、上盤(pán)遞減。

表1 上盤(pán)、礦體、下盤(pán)節(jié)理優(yōu)勢(shì)走向、傾向統(tǒng)計(jì)

3 結(jié) 語(yǔ)

在整個(gè)調(diào)查區(qū)域用測(cè)線法共調(diào)查節(jié)理1592條,得到節(jié)理傾角范圍主要為40°～90°。分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到上盤(pán)圍巖靠近F1斷層,節(jié)理較發(fā)育,下盤(pán)圍巖與礦體節(jié)理整體相對(duì)不發(fā)育,大多數(shù)巷道節(jié)理產(chǎn)狀呈隨機(jī)分布,整體優(yōu)勢(shì)方位不太明顯。從上、下盤(pán)及礦體優(yōu)勢(shì)方位對(duì)比可知,共同的節(jié)理整體優(yōu)勢(shì)走向?yàn)?0°、300°左右,優(yōu)勢(shì)傾向主要為30°、200°、300°。通過(guò)節(jié)理裂隙的調(diào)查了解到三山島金礦的巖體質(zhì)量,為支護(hù)設(shè)計(jì)、采場(chǎng)穩(wěn)定性分析提供了科學(xué)依據(jù)。

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2012-02-28)

王 平(1977-),男,山東萊州人,助理工程師,工程碩士,從事礦山工程設(shè)計(jì)、研究與安全管理工作。