磁鐵礦石雙軸壓縮破壞特征

邊 境，郭 君，高 鋒，張?jiān)迄i

(1.唐山簡(jiǎn)道文化藝術(shù)交流有限公司，河北 唐山 063000；2.唐山學(xué)院土木工程學(xué)院，河北 唐山 063000; 3.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063210)

巖爆是深井礦山的主要災(zāi)害之一，我國(guó)金屬礦淺部資源日益減少，深井開采的金屬礦山數(shù)量會(huì)越來(lái)越多，預(yù)計(jì)未來(lái)10年內(nèi)金屬礦山的開采深度將達(dá)1 000～2 000 m，隨著開采深度的增大以及地應(yīng)力的升高，巖爆發(fā)生概率增大[1]。

巖石是內(nèi)含節(jié)理裂隙不連續(xù)缺陷的非均質(zhì)體，破壞特征差異較大，充分了解巖石的破壞特征是預(yù)防和控制巖爆發(fā)生的前提。巖石破壞是內(nèi)部損傷積累成核、裂隙擴(kuò)展交接至塊體切割分離的過(guò)程，通過(guò)損傷破壞過(guò)程探測(cè)、碎塊粒度分布特征和微觀裂隙擴(kuò)展分析可以理解巖石破壞過(guò)程和破壞結(jié)果的本質(zhì)特征。很多學(xué)者采用振鈴計(jì)數(shù)和能量計(jì)數(shù)等聲發(fā)射信號(hào)特征參數(shù)研究巖石不同加載階段的損傷活動(dòng)和損傷程度，進(jìn)而明確巖石的損傷破壞過(guò)程，了解巖石性質(zhì)的區(qū)別與變化[2-3]。對(duì)于巖石加載破壞過(guò)程中裂隙擴(kuò)展特征的研究，一些學(xué)者采用了巖石CT掃描成像的先進(jìn)方法，實(shí)時(shí)記錄加載過(guò)程中損傷破壞過(guò)程，量化孔隙、裂隙的擴(kuò)展演化規(guī)律，減小巖石力學(xué)性質(zhì)與破壞過(guò)程分析的誤差[4-7]。近年來(lái)，部分學(xué)者將聲發(fā)射研究技術(shù)與CT掃描成像技術(shù)相結(jié)合，即可以通過(guò)聲發(fā)射信息參數(shù)和應(yīng)力應(yīng)變曲線對(duì)試件內(nèi)部損傷活動(dòng)進(jìn)行宏觀分析，定位巖石內(nèi)部損傷破壞源，又可以顯現(xiàn)裂隙形態(tài)變化全過(guò)程，并合理提出裂隙的表示方法，進(jìn)而得到巖石破壞機(jī)制[8-9]。巖石受載破壞后的斷口特征包含巖石破壞性質(zhì)的信息，很多學(xué)者采用掃描電鏡試驗(yàn)的方法研究斷口微觀形貌特征，提取裂隙信息，得到巖石破壞的加載速率效應(yīng)和層理效應(yīng)，明確巖石微觀斷裂形式和破壞內(nèi)在機(jī)制，并通過(guò)微觀裂隙的特征參數(shù)值建立細(xì)觀損傷本構(gòu)模型[10-15]。另外，王浪等[16]采用偏光顯微鏡觀察破壞巖體切片的方法研究微裂隙擴(kuò)展規(guī)律。趙程等[17]采用數(shù)字圖像全場(chǎng)應(yīng)變技術(shù)，研究加載過(guò)程中巖體表面裂隙成核發(fā)育過(guò)程及裂隙擴(kuò)展與巖石應(yīng)變區(qū)變化的關(guān)系。Nakata等[18]在石英砂單軸壓縮單顆粒破碎試驗(yàn)中深入研究顆粒破碎現(xiàn)象，總結(jié)了顆粒破碎的力學(xué)特征。

以上研究均是對(duì)巖石破壞特性的研究，缺乏對(duì)磁鐵礦石破壞特性的探討。磁鐵礦是我國(guó)金屬礦山產(chǎn)量最大的礦石產(chǎn)品，一般情況下磁鐵礦礦體規(guī)模較大，隨著采礦工藝與技術(shù)裝備的不斷進(jìn)步，服務(wù)時(shí)間較長(zhǎng)的采準(zhǔn)工程在脈內(nèi)掘進(jìn)，采場(chǎng)或礦柱經(jīng)常處于雙軸壓縮狀態(tài)。磁鐵礦石是典型的硬巖，脆性較大，進(jìn)行深部采準(zhǔn)或開采時(shí)，容易發(fā)生巖爆。運(yùn)用聲發(fā)射檢測(cè)和細(xì)觀試驗(yàn)的手段從能量的角度研究磁鐵礦石雙軸壓縮破壞過(guò)程與細(xì)觀特征，有助于豐富深部巖石物理力學(xué)性質(zhì)的研究，指導(dǎo)深部開采過(guò)程中將礦石應(yīng)變能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏媚芰浚瑥亩Ｕ暇锱c采場(chǎng)安全，降低開采成本?？紤]CT掃描試驗(yàn)成本和巖爆碎屑對(duì)設(shè)備的傷害，通過(guò)磁鐵礦石雙軸加載試驗(yàn)，采用聲發(fā)射技術(shù)來(lái)研究磁鐵礦石的損傷破壞過(guò)程。同時(shí)使用掃描電鏡和偏光鏡觀測(cè)磁鐵礦石的裂隙擴(kuò)展特征，多方位探討磁鐵礦石在深部采場(chǎng)中的破壞過(guò)程。

1 雙軸加載試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

采集冀東地區(qū)沉積變質(zhì)型磁鐵礦，平均品位為30%，單軸抗壓強(qiáng)度為168.8 MPa，挑選質(zhì)地均勻的礦石樣品加工成150 mm×150 mm×75 mm的試件，加載面平行的誤差小于0.02 mm。使用RLW-3000液壓伺服控制試驗(yàn)機(jī)對(duì)磁鐵礦石試件雙軸加載，豎直方向和水平方向的加載端與承載端間距均為150 mm，使用美國(guó)物理聲學(xué)公司生產(chǎn)的Disp聲發(fā)射系統(tǒng)測(cè)試試件內(nèi)部損傷活動(dòng)，聲發(fā)射探頭與試件之間涂抹凡士林保證良好接觸，試件安裝如圖1所示。

圖1 磁鐵礦石雙軸加載與聲發(fā)射監(jiān)測(cè)Fig.1 Biaxial loading and acoustic emission monitoring of magnetite ore

1.2 試驗(yàn)過(guò)程

首先對(duì)試件施加不大于5 kN的預(yù)載荷，然后采用位移控制方式同時(shí)施加豎直應(yīng)力與水平應(yīng)力，加載速率均為0.15 mm/min，最大水平應(yīng)力設(shè)計(jì)為10、15、20 MPa，每種最大水平應(yīng)力采用4塊試件，水平應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)停止加載，繼續(xù)加載豎直應(yīng)力直至試件發(fā)生崩裂性破壞。試驗(yàn)過(guò)程中使用壓力機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)記錄豎直方向和水平方向的力與位移，通過(guò)計(jì)算得到雙軸加載的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系(見(jiàn)圖2)。使用聲發(fā)射系統(tǒng)記錄試件損傷破壞過(guò)程中的振鈴計(jì)數(shù)和能量計(jì)數(shù)，振鈴計(jì)數(shù)反映了損傷活動(dòng)頻率，能量計(jì)數(shù)反映了損傷程度的大小，通過(guò)應(yīng)力應(yīng)變曲線、聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)和能量計(jì)數(shù)的時(shí)程曲線描述試件破壞過(guò)程。

圖2 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系Fig.2 Relationship of stress and strain

試驗(yàn)結(jié)束后，收集磁鐵礦石碎塊，將不同尺寸的碎塊切割制作成10 mm×10 mm方形試樣進(jìn)行電鏡掃描，觀察分析碎塊斷面的細(xì)觀特征；制作0.02 mm顯微鏡薄片進(jìn)行偏光顯微鏡觀測(cè)試驗(yàn)，分析礦石內(nèi)部的裂隙擴(kuò)展特征。

2 磁鐵礦石破壞聲發(fā)射演化過(guò)程

根據(jù)豎直方向應(yīng)力應(yīng)變曲線的斜率(切線彈性模量)的變化，將磁鐵礦石雙軸加載過(guò)程劃分為裂隙壓縮階段、彈性變形階段、短暫塑性變形階段和峰后破壞階段。根據(jù)聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)和能量數(shù)據(jù)，繪制聲發(fā)射時(shí)程曲線，與應(yīng)力應(yīng)變曲線組成損傷破壞過(guò)程分析圖。限于篇幅，每組試驗(yàn)給出一個(gè)試件的分析圖(見(jiàn)圖3)。

注：B1-2、B2-2、B3-2的水平應(yīng)力分別為10、15、20 MPa圖3 聲發(fā)射時(shí)程與應(yīng)力應(yīng)變Fig.3 Acoustic emission time history and stress-strain

1)當(dāng)水平應(yīng)力為10 MPa時(shí)，加載開始時(shí)有一定數(shù)量的聲發(fā)射出現(xiàn)，壓縮階段和彈性階段單位時(shí)間內(nèi)振鈴計(jì)數(shù)很少，聲發(fā)射能量很低，曲線幾乎不波動(dòng)，說(shuō)明試件內(nèi)部損傷很少；彈性階段后期聲發(fā)射計(jì)數(shù)突然增大，能量較高，說(shuō)明此時(shí)試件內(nèi)部出現(xiàn)明顯損傷，隨后聲發(fā)射處于平靜狀態(tài)；豎直方向應(yīng)力達(dá)到峰值時(shí)，振鈴計(jì)數(shù)和聲發(fā)射能量再次升高并處于相對(duì)穩(wěn)定的水平，試件臨近崩裂時(shí)，聲發(fā)射計(jì)數(shù)與聲發(fā)射能量急劇上升，應(yīng)力應(yīng)變曲線急劇下降；可見(jiàn)，水平應(yīng)力為10 MPa時(shí)聲發(fā)射活動(dòng)為主振型，試件在達(dá)到峰值應(yīng)力之前基本上處于應(yīng)變能積聚狀態(tài)，試件變形，損傷程度很小，達(dá)到峰值應(yīng)力時(shí)應(yīng)變能達(dá)到單元體積表面能，內(nèi)部裂隙快速擴(kuò)展，應(yīng)變能快速釋放，大量裂隙瞬時(shí)貫通使塊體分離，剩余能量使塊體飛濺。

2)當(dāng)水平應(yīng)力為15 MPa時(shí)，在壓縮階段前期，聲發(fā)射活動(dòng)較為顯著，并具備一定的能量，說(shuō)明雙軸同時(shí)加載條件下裂隙壓縮的同時(shí)有新裂隙生成；壓縮階段后期和彈性階段前期，單位時(shí)間內(nèi)振鈴計(jì)數(shù)較少，能量較低，聲發(fā)射活動(dòng)基本平靜，試件主要積聚應(yīng)變能；彈性階段后期振鈴計(jì)數(shù)和能量出現(xiàn)間斷式上升，說(shuō)明試件內(nèi)部出現(xiàn)顯著損傷；彈性階段臨近結(jié)束時(shí)振鈴計(jì)數(shù)和聲發(fā)射能量急劇升高，振鈴計(jì)數(shù)上升至9 489，聲發(fā)射能量為46 836 aJ，此時(shí)為試件完全破壞的前振，隨后應(yīng)力應(yīng)變曲線出現(xiàn)折斷，說(shuō)明試件內(nèi)部有宏觀裂隙出現(xiàn)，應(yīng)變能積聚和耗散同時(shí)進(jìn)行；之后振鈴計(jì)數(shù)和能量計(jì)數(shù)降低到相對(duì)穩(wěn)定的低值范圍，振鈴計(jì)數(shù)低于3 000，聲發(fā)射能量低于5 874 aJ，試件內(nèi)部裂隙繼續(xù)擴(kuò)展；豎直方向應(yīng)力達(dá)到峰值應(yīng)力時(shí)，振鈴計(jì)數(shù)和能量再次急劇升高，振鈴計(jì)數(shù)回升至8 471，聲發(fā)射能量增長(zhǎng)為35 740 aJ，此時(shí)應(yīng)變能快速釋放，裂隙快速貫通形成宏觀裂隙切割試件，試件發(fā)生崩裂性破壞，應(yīng)力應(yīng)變曲線急劇下降；可見(jiàn)，水平應(yīng)力為15 MPa時(shí)聲發(fā)射活動(dòng)類型為前振主振型。

3)當(dāng)水平應(yīng)力為20 MPa時(shí)，在壓縮階段聲發(fā)射活動(dòng)性和能量明顯高于水平應(yīng)力為15 MPa時(shí)的情況，在20 MPa水平應(yīng)力作用下壓縮階段試件內(nèi)部損傷次數(shù)更多，損傷程度更大，在壓縮階段結(jié)束時(shí)振鈴計(jì)數(shù)突然增大且能量較高，說(shuō)明較多裂隙擴(kuò)展；彈性階段前期聲發(fā)射活動(dòng)比較平靜，彈性階段后期振鈴計(jì)數(shù)和能量出現(xiàn)間斷性多次急劇增長(zhǎng)，說(shuō)明內(nèi)部裂隙間斷進(jìn)行較大規(guī)模擴(kuò)展；試件進(jìn)入塑性階段后聲發(fā)射活動(dòng)不劇烈，臨近峰值應(yīng)力時(shí)聲發(fā)射活動(dòng)較為平靜，試件到達(dá)峰值應(yīng)力時(shí)振鈴計(jì)數(shù)和能量快速升高到最大值，聲發(fā)射活動(dòng)性最強(qiáng)，應(yīng)變能快速釋放，內(nèi)部裂隙交接貫穿形成宏觀裂隙切割磁鐵礦石，試件發(fā)生崩裂性破壞，應(yīng)力應(yīng)變曲線快速下降?？梢?jiàn)，水平應(yīng)力為20 MPa時(shí)聲發(fā)射活動(dòng)為群振型，試件徹底破壞前應(yīng)變能持續(xù)積累,間斷性大量耗散，試件內(nèi)部斷續(xù)發(fā)生較大程度損傷。

根據(jù)試驗(yàn)分析，隨著水平應(yīng)力的增大，聲發(fā)射活動(dòng)類型依次呈現(xiàn)主振型、前振主振型和群振型，聲發(fā)射活動(dòng)性愈加劇烈，聲發(fā)射能量逐漸變大，試件內(nèi)部損傷活動(dòng)性和損傷強(qiáng)度變大；磁鐵礦石試件豎直方向應(yīng)力接近最大值時(shí)，聲發(fā)射表現(xiàn)出一定程度的穩(wěn)定，達(dá)到峰值應(yīng)力時(shí)聲發(fā)射活動(dòng)性達(dá)到最強(qiáng)，應(yīng)變能快速釋放，裂隙交接貫通，試件發(fā)生崩裂破壞。將振鈴計(jì)數(shù)和聲發(fā)射能量時(shí)程與應(yīng)力應(yīng)變相結(jié)合，可以分析磁鐵礦石雙軸加載損傷破壞的具體過(guò)程和應(yīng)變能積累、耗散與釋放過(guò)程。

3 磁鐵礦石破壞微觀機(jī)制

3.1 不同尺寸碎塊斷面形貌分析

為研究磁鐵礦石雙軸壓縮破壞的微觀特征，開展碎塊斷面的電鏡掃描試驗(yàn)(SEM)。選擇典型試件B2-2的不同尺寸碎塊，碎塊的特征尺寸分別為75 mm和37.5 mm；選擇起伏程度較小的斷裂面，近似矩形切割，制作成尺寸為1 cm×1 cm的電鏡掃描試樣。SEM掃描試驗(yàn)?zāi)康脑谟冢孩賹?duì)比分析不同粒度碎塊的微觀破壞區(qū)別；②分析磁鐵礦微觀破壞機(jī)制。

1)75 mm碎塊斷面微觀結(jié)構(gòu)特征。75 mm碎塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)凹凸不平，晶粒間連接緊密，磁鐵礦顆粒表面相對(duì)平整，脈石礦物呈棱角分明的嶙峋狀，表面附著片狀碎屑(見(jiàn)圖4a)。部分區(qū)域出現(xiàn)平行的臺(tái)階狀層理，層理與水平面夾角45°，層理表面有片狀碎屑附著或粘連(見(jiàn)圖4b)。試件內(nèi)部有通過(guò)磁鐵礦晶體的穿晶裂隙和晶體內(nèi)閉合裂隙出現(xiàn)，部分裂隙斷面平整無(wú)碎屑，近似直線穿晶交接或曲折沿晶擴(kuò)展(見(jiàn)圖4c)。多數(shù)裂隙內(nèi)存在大量微碎屑顆粒，部分微顆粒仍連接在礦物上(見(jiàn)圖4d)。礦物表面和裂隙內(nèi)部的碎屑性質(zhì)與其附著的礦物性質(zhì)相同，75 mm碎塊內(nèi)部主要出現(xiàn)剪切破壞，同時(shí)存在局部區(qū)域的拉伸破壞。

圖4 75 mm碎塊內(nèi)部破壞微觀特征Fig.4 Micro characteristics of 75 mm breakage fragment inner

2)37.5 mm碎塊斷面微觀結(jié)構(gòu)特征。碎塊內(nèi)部礦物表面整體較平整，礦物表面有硅質(zhì)片狀剝離現(xiàn)象，局部晶體凹凸區(qū)域附著較多的圓柱狀碎屑，在磁鐵礦顆粒內(nèi)部產(chǎn)生曲折的微裂隙，部分鐵礦石顆粒表面有滑移擦痕(見(jiàn)圖5a～圖5b)；碎塊內(nèi)部出現(xiàn)劈裂張拉裂紋，沿著磁鐵礦晶體邊界擴(kuò)展，裂紋內(nèi)壁平整不夾雜碎屑(見(jiàn)圖5c)；值得注意的是，碎塊內(nèi)部出現(xiàn)了垂直相交的裂紋，磁鐵礦顆粒被裂隙分割成4部分，且與脈石礦物脫落分離(見(jiàn)圖5d)。這種現(xiàn)象發(fā)生的原因是：磁鐵礦顆粒形狀不規(guī)則，與脈石礦物的交界面不平整，受原生裂隙的影響，在雙軸加載條件下顆粒尖端產(chǎn)生壓應(yīng)力和拉應(yīng)力集中，應(yīng)變能密度大，張拉裂紋形成和原生裂紋擴(kuò)展時(shí)應(yīng)變能快速釋放，使磁鐵礦顆粒受到切割，脫離脈石礦物，出現(xiàn)呈拉伸斷裂的斷口面。37.5 mm碎塊內(nèi)部破壞主要為拉伸破壞，伴隨程度較輕的晶體間摩擦滑移，由于應(yīng)力集中產(chǎn)生的破壞現(xiàn)象顯著。

圖5 37.5 mm碎塊內(nèi)部破壞微觀特征Fig.5 Micro characteristics of 37.5 mm breakage fragment inner

磁鐵礦雙軸加載破碎不同粒度碎塊表現(xiàn)的微觀破壞機(jī)制不同，大塊礦石出現(xiàn)剪切滑移破壞，拉伸破壞具有局域性；小塊礦石內(nèi)部主要產(chǎn)生張拉斷裂，剪切摩擦不顯著。這也說(shuō)明試件內(nèi)部不同區(qū)域的破壞機(jī)制是不一樣的，應(yīng)采用不同尺寸的碎塊斷面共同反應(yīng)巖石試件破壞機(jī)制。試件的水平壓應(yīng)力為15 MPa時(shí)，從微觀上看試件破碎機(jī)制為內(nèi)部拉剪復(fù)合破壞。

3.2 磁鐵礦石內(nèi)部裂隙擴(kuò)展特征

試件受載發(fā)生損傷破壞時(shí)，裂隙擴(kuò)展首先沿原有裂隙或晶粒軟弱接觸面發(fā)生，但原有裂隙和軟弱接觸面方向各異、分布離散且不連續(xù)，因此裂隙還要擊穿晶體顆粒才能貫通形成宏觀裂隙，從而切割試件使塊體分離。

為分析試件內(nèi)部裂隙擴(kuò)展的本質(zhì)特征，根據(jù)取樣標(biāo)準(zhǔn)，使用75、63、53、37.5、25 mm的砂石篩分碎塊，以篩網(wǎng)尺寸為碎塊特征尺寸，使用不同尺寸碎塊切制5～6個(gè)薄片，在地質(zhì)偏光顯微鏡下觀察裂隙擴(kuò)展形態(tài)，分析內(nèi)部裂隙擴(kuò)展的規(guī)律。

1)磁鐵礦石雙軸壓縮破壞時(shí)，一部分裂隙從塑性礦物邊界的頂角起裂，優(yōu)先沿晶體顆粒接觸面、節(jié)理、裂縫擴(kuò)展，然后曲折延伸擊穿晶體顆粒(見(jiàn)圖6a)；一部分裂隙從原生裂隙擴(kuò)展開始起裂，首先擊穿晶體顆粒然后延伸，遇到弱面時(shí)延伸方向發(fā)生變化(見(jiàn)圖6b～圖6c)。

圖6 裂隙起裂與擴(kuò)展Fig.6 Fissure initiation and expansion

2)裂隙擴(kuò)展過(guò)程中距離較近的主裂隙交叉形成X型共軛裂隙，距離較遠(yuǎn)的主裂隙有延伸相交的趨勢(shì)，延伸交角小于45°，X型共軛裂隙交點(diǎn)一般為原生裂隙或塑性礦物所在位置，距離較遠(yuǎn)的主裂隙又會(huì)被縱向裂隙垂直相交或切斷(見(jiàn)圖7a～圖7b)；裂隙遇到原生裂隙時(shí)擴(kuò)展方向變化較小，在不同顆粒接觸面的頂點(diǎn)位置擴(kuò)展方向變化較大，表現(xiàn)出分支復(fù)合的特征(見(jiàn)圖7c)。礦石內(nèi)部軟弱結(jié)構(gòu)面分布、低強(qiáng)度礦物的嵌布特征是決定裂隙擴(kuò)展形態(tài)的主要因素。

圖7 裂隙交叉、延伸與分支復(fù)合Fig.7 Fissure cross, extension and branching compounding

3)磁鐵礦石內(nèi)部裂隙擴(kuò)展具有分叉特性(見(jiàn)圖8a)；裂隙的擴(kuò)展同時(shí)具有方向性，即裂隙的延伸方向總是指向不同礦物顆粒的交接處、解理、裂理、軟弱結(jié)構(gòu)帶或低硬度礦物，并在這些位置發(fā)生轉(zhuǎn)向或匯集(見(jiàn)圖8b～圖8c)。相對(duì)于高硬度礦物和強(qiáng)度較高的接觸面，低硬度礦物或弱面積累的應(yīng)變能較低，而裂隙擴(kuò)展是能量耗散與釋放的過(guò)程，裂隙會(huì)從能量高的區(qū)域向能量低的區(qū)域擴(kuò)展。

圖8 裂隙分叉與擴(kuò)展Fig.8 Fissure bifurcating and propagation

4 結(jié)論

1)將應(yīng)力應(yīng)變曲線、聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)和能量時(shí)程曲線相結(jié)合，可以清晰的分析磁鐵礦石內(nèi)部損傷破壞過(guò)程和應(yīng)變能積聚、耗散與釋放過(guò)程。水平應(yīng)力為10、15、20 MPa時(shí)，聲發(fā)射活動(dòng)類型依次為主振型、前振主振型和群振型，振鈴計(jì)數(shù)和能量數(shù)值明顯依次增大，試件內(nèi)部損傷活動(dòng)密度和損傷程度越來(lái)越大。

2)試件內(nèi)部不同區(qū)域的破壞機(jī)制不同，在崩裂破壞后的碎塊中，大尺寸碎塊內(nèi)部主要發(fā)生剪切破壞，小尺寸碎塊內(nèi)部主要發(fā)生張拉斷裂，磁鐵礦石雙軸壓縮破壞形式為拉伸剪切復(fù)合破壞。

3)磁鐵礦石內(nèi)部生成裂隙的方式包括從低硬度礦物邊界萌生和從原生裂隙位置擴(kuò)展，裂隙的生成方式不同，其擴(kuò)展路徑也會(huì)不同。裂隙擴(kuò)展過(guò)程中具有X型共軛交叉、延伸交叉、分支復(fù)合和分叉特征，裂隙的擴(kuò)展總指向結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱的部位，礦石內(nèi)部軟弱結(jié)構(gòu)面分布、低強(qiáng)度礦物的嵌布特征是決定裂隙擴(kuò)展形態(tài)的主要因素。