普朗銅礦自然崩落法底部結(jié)構(gòu)所處區(qū)域巖體分區(qū)研究

孫 偉，劉華武，馮興隆，趙冰峰，侯克鵬＊

（1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；2.云南迪慶有色金屬有限責任公司，云南 香格里拉 674400）

巖石工程地質(zhì)分類、工程地質(zhì)巖組、結(jié)構(gòu)面分級、結(jié)構(gòu)體分級、巖體結(jié)構(gòu)分類和工程地質(zhì)分區(qū)，構(gòu)成了巖體工程地質(zhì)力學觀點指導下的可操作的技術(shù)方法，也成為了工程地質(zhì)條件評價的基本內(nèi)容、基礎(chǔ)和依據(jù)。其中，工程地質(zhì)條件評價是目標，核心是工程地質(zhì)問題預測，工程地質(zhì)巖組和工程地質(zhì)分區(qū)等是研究結(jié)果的表現(xiàn)形式和工程應用的接口[1,2]。

本文主要在普朗銅礦前期工程地質(zhì)工作研究基礎(chǔ)上，結(jié)合施工現(xiàn)場巖體揭露與支護情況，對普朗銅礦首采區(qū)3720m底部結(jié)構(gòu)所處區(qū)域巖體進行分區(qū)，為后續(xù)的支護結(jié)構(gòu)及采場地壓的研究提供依據(jù)。

1 巖體分區(qū)范圍

3720m巖體分區(qū)范圍為普朗銅礦首采區(qū)，即N4-S9出礦穿脈之間構(gòu)成的區(qū)域，首采區(qū)域及基建拉底范圍如圖1所示。

2 巖體的單因素分區(qū)

2.1 根據(jù)斷層分布情況分區(qū)

斷層、軟弱破碎帶通常對巖體質(zhì)量有著重要的影響，因此根據(jù)首采區(qū)3720m出礦層斷層分布狀態(tài)，將3720m出礦層巖體劃分為3個區(qū)域。

圖1 普朗銅礦首采區(qū)及基建拉底范圍

I區(qū)：首采區(qū)出礦穿設計沿東西方向布置，首采區(qū)內(nèi)近東西向分布的F1、F2、F5斷層對自然崩落法底部出礦結(jié)構(gòu)影響最大。因此將上述斷層影響區(qū)域及斷層分布密集區(qū)域劃分為I區(qū)，主要分布于首采區(qū)中下偏東南部，具體為以F1、F2、F5斷層為邊界封閉構(gòu)成的區(qū)域。

II區(qū)：F6、F3、F4斷層呈近南北向分布，對3720m出礦層底部結(jié)構(gòu)影響相對小于F1、F2、F5斷層的影響，且F6、F3、F4斷層分布密集度相對較低，因此將以F6、F3、F5斷層封閉構(gòu)成的區(qū)域劃分為II區(qū)。II區(qū)主要位于首采區(qū)西北部。

III區(qū)：該區(qū)域內(nèi)大的構(gòu)造斷層相對較小，巖體質(zhì)量相對較高，主要分布于首采區(qū)的東北部和西南部。

2.2 根據(jù)巖性進行分區(qū)

普朗銅礦前期開展了大量工程地質(zhì)調(diào)查工作，多家單位對普朗銅礦的巖性及巖體質(zhì)量進行了研究，因此在分析其他單位研究成果基礎(chǔ)上，根據(jù)巖性情況分別對3720m巖體質(zhì)量進行分區(qū)。分區(qū)時綜合考慮中國恩菲、云南南方地勘工程總公司大理分公司提交的巖體質(zhì)量分級結(jié)果及云南省迪慶普朗銅礦區(qū)勘探地質(zhì)報告等資料進行分區(qū)。

圖2 3720m出礦水平綜合分區(qū)圖

采用RQD、RMR、Q、BQ四種方法對首采區(qū)巖性進行了評價。

根據(jù)RQD指標分類得到：石英二長斑巖為差-好巖體（Ⅳ-Ⅱ），石英閃長玢巖為較好-很好巖體（Ⅲ-Ⅰ），角巖為好巖體（Ⅱ）；根據(jù)RMR分級結(jié)果得到：三類巖體質(zhì)量分級為Ⅲ級，其中石英閃長玢巖相對較好，石英二長斑巖次之，角巖相對較差；根據(jù)Q系統(tǒng)分類結(jié)果得到：普朗銅礦首采區(qū)域出礦層三種巖性Q值均不是很高，石英二長斑巖巖體級別為Ⅲ-Ⅳ級（好-很好），石英閃長玢巖巖體級別為Ⅳ-Ⅴ級（一般-好），角巖巖體級別為Ⅴ級（一般）；BQ系統(tǒng)分類結(jié)果表明，各巖層的穩(wěn)定性狀況為石英二長斑巖和角巖為Ⅳ（堅硬巖，巖體破碎），石英閃長玢巖為Ⅲ級（堅硬巖，巖體較破碎）?？傮w來說石英閃長玢巖質(zhì)量相對較好，石英二長斑巖次之，角巖巖體質(zhì)量相對較差。

2.3 根據(jù)現(xiàn)有支護形式來進行分區(qū)

普朗銅礦在實際生產(chǎn)中，根據(jù)現(xiàn)場遇到巖體對3736m拉底層初步劃分為三個區(qū)域進行支護。

I區(qū)（S4S以南）：巖體質(zhì)量最差，特別是S4S穿脈，采用了噴錨網(wǎng)（噴漿時未添加鋼纖維）支護。II區(qū)（S4SS2N）：巖體質(zhì)量中等。采用了噴錨支護（噴漿料中添加鋼纖維）。III區(qū)（S2N以北）∶巖體質(zhì)量相對較好，采用了素噴進行支護。

3 綜合分區(qū)

綜合前面分區(qū)結(jié)果，考慮現(xiàn)場調(diào)查實際情況，綜合對3720m出礦層進行分區(qū)，分為3個區(qū)域，詳見圖2。

I區(qū)：首采區(qū)出礦穿沿東西方向布置，首采區(qū)內(nèi)近東西向分布的F1、F2、F5斷層對自然崩落法底部出礦結(jié)構(gòu)影響最大。因此結(jié)合巖性分區(qū)，將上述斷層影響區(qū)域及斷層分布密集區(qū)域劃分為I區(qū)，主要分布于首采區(qū)中下偏東南部,具體為以F1、F2、F5斷層為邊界封閉構(gòu)成的區(qū)域加上角巖分布區(qū)域。

II區(qū)：F6、F3、F4斷層呈近南北向分布，對3720m出礦層底部結(jié)構(gòu)影響相對小于F1、F2、F5斷層的影響，且F6、F3、F4斷層分布密集度相對較低，因此將以F6、F3、F5斷層封閉構(gòu)成的區(qū)域劃分為II區(qū)。II區(qū)主要位于首采區(qū)西北部。

III區(qū)：該區(qū)域內(nèi)大的構(gòu)造斷層相對較小，巖體質(zhì)量相對較高，主要巖性為石英二長斑巖和石英閃長玢巖，該區(qū)域主要位于首采區(qū)的東北部和西南部。

4 結(jié)論

在普朗銅礦前期研究基礎(chǔ)上，通過綜合考慮斷層分布、巖性-巖體質(zhì)量、現(xiàn)有支護方式等幾種單因素分區(qū)結(jié)果，綜合將普朗銅礦底部結(jié)構(gòu)所處區(qū)域巖體分為3個區(qū)域，即I區(qū)巖性最差，主要分布于首采區(qū)中下偏東南部,具體為以F1、F2、F5斷層為邊界封閉構(gòu)成的區(qū)域加上角巖分布區(qū)域；II區(qū)巖性中等，主要位于首采區(qū)西北部；III區(qū)巖性較好，主要位于首采區(qū)的東北部和西南部。