工程地質(zhì)巖組分層水工編錄法在南山坪礦區(qū)中的應(yīng)用

周友清

（紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建 廈門 361015）

長期以來，鉆孔水工編錄依據(jù)“地質(zhì)分層”結(jié)果對鉆孔巖心進(jìn)行水工分層編錄，據(jù)此編錄成果建立的模型為巖性及礦化蝕變分帶模型，對地質(zhì)找礦具重要的指導(dǎo)意義，然該模型對礦床開采設(shè)計(jì)指導(dǎo)作用甚微。作者依據(jù)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查水工環(huán)工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出工程地質(zhì)巖組分層的鉆孔巖心水工編錄法，據(jù)此編錄成果建立礦體與周圍巖體工程地質(zhì)巖組等級三維實(shí)體模型，以期為礦床開采設(shè)計(jì)提供依據(jù)，降低不良工程地質(zhì)問題給井巷開拓工程施工帶來的施工難度及其不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

1 傳統(tǒng)地質(zhì)分層水工編錄法及其存在問題

1.1 傳統(tǒng)地質(zhì)分層水工編錄法

地質(zhì)分層水工編錄法是直接依據(jù)地質(zhì)分層的結(jié)果進(jìn)行鉆孔巖心水工編錄，單孔水工分層與地質(zhì)分層層數(shù)一致。表1 為南山坪礦區(qū)ZK60-252 鉆孔傳統(tǒng)地質(zhì)分層水工編錄法成果匯總表[1]。

1.2 存在問題

（1）表1 中基本顯示的是地質(zhì)編錄成果內(nèi)容，“垂向”上鉆孔揭露的巖性含（隔）水、工程地質(zhì)巖組特征內(nèi)容及其相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)（埋深、標(biāo)高、厚度等）均未在表中體現(xiàn)，編錄成果水工專業(yè)技術(shù)含量低、實(shí)用性差。

（2）據(jù)此編錄成果建立的三維模型實(shí)質(zhì)為巖性及礦化蝕變分帶模型，對礦床開采設(shè)計(jì)指導(dǎo)作用甚微。

2 工程地質(zhì)巖組分層水工編錄法及其優(yōu)點(diǎn)

2.1 工程地質(zhì)巖組分層水工編錄法

2.1.1 工程地質(zhì)巖組分層水工編錄法依據(jù)

（1）巖體完整性指標(biāo)（RQD）：據(jù)巖石RQD 巖體質(zhì)量等級指標(biāo)[2]（表2），確定巖體完整性等級工程地質(zhì)巖組類型：RQD值90%~100% 定為完整的工程地質(zhì)巖組（用Ⅰ表示）、RQD 值50%~90% 定為中等完整- 較完整的工程地質(zhì)巖組（用Ⅱ表示）、RQD<50% 定為完整性差- 碎裂的工程地質(zhì)巖組（用Ⅲ表示）。

表2 巖體質(zhì)量等級表

（2）巖體堅(jiān)硬程度指標(biāo)（R）：根據(jù)巖石單軸極限抗壓強(qiáng)度（R）巖體強(qiáng)度等級指標(biāo)[2]（表3），確定巖體強(qiáng)度等級工程地質(zhì)巖組類型：R ≥60Mpa 定為堅(jiān)硬的工程地質(zhì)巖組，30Mpa ≤R<60Mpa定為半堅(jiān)硬的工程地質(zhì)巖組，R<30Mpa 定為軟弱工程地質(zhì)巖組，在巖體完整性等級指標(biāo)后用阿拉伯?dāng)?shù)字下標(biāo)表示。

表3 巖體強(qiáng)度等級表

（3）巖性組合類型：依據(jù)不同巖性類型，確定巖體巖性工程地質(zhì)巖組名稱：×××巖工程地質(zhì)巖組、××××巖工程地質(zhì)巖組。

2.1.2 工程地質(zhì)巖組分層水工編錄法原理

工程地質(zhì)巖組分層水工編錄法是一種以巖性工程地質(zhì)特征為主線的綜合成果分層水工編錄法，主要是將巖性類型、巖體的完整性、巖體的堅(jiān)硬程度結(jié)合起來進(jìn)行分層。

2.2 工程地質(zhì)巖組分層水工編錄法優(yōu)點(diǎn)

2.2.1 使礦區(qū)巖石“垂向”上的水工特征得以充分體現(xiàn)

工程地質(zhì)巖組分層水工編錄法（表4）使鉆孔揭露巖性的“垂向”上水工特征內(nèi)容及其相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)（埋深、標(biāo)高、厚度等）得以在得以集中體現(xiàn)，避免了“礦區(qū)大量鉆探工程形同虛設(shè)”的尷尬局面，為勘查報(bào)告編寫提供可信的技術(shù)參數(shù)及便利的統(tǒng)計(jì)條件。

表4 南山坪礦區(qū)ZK60-250 鉆孔成果匯總表

2.2.2 三維建模工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)意義

依據(jù)工程地質(zhì)巖組分層水工編錄法的編錄成果，借鑒3Dmine 礦業(yè)軟件，量化礦體及周圍巖體工程地質(zhì)巖組的RQD值，建立礦體與周圍巖體工程地質(zhì)巖組等級三維實(shí)體模型，對礦床開采主體工程設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。

由圖1南山坪礦區(qū)340m～50m標(biāo)高切割塊體中段模型可知：

（1）礦體及其圍巖呈上部破碎、下部較完整～完整的特征。200m 標(biāo)高之上巖（礦）體極破碎，工程地質(zhì)條件較差。

（2）大部分礦體位于200m 標(biāo)高下工程地質(zhì)條件較好的較完整～完整巖體中，鞍部巖體工程地質(zhì)條件好于兩側(cè)。

鑒于礦區(qū)巖（礦）石工程地質(zhì)巖組空間形態(tài)分布特征，建議主開拓工程系統(tǒng)設(shè)置在200m 標(biāo)高以下中段，且沿北東- 南西向鞍部展布。

圖1 南山坪礦區(qū)工程地質(zhì)巖組塊體中段切割模型

3 RQD分級符號引用問題探討

RQD 完整性指標(biāo)共分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ這五個(gè)級別，但工作中為區(qū)分氧化帶與原生帶以及確定風(fēng)化裂隙潛水含水層的需要（弱風(fēng)化的底界即是風(fēng)化裂隙潛水含水層的底界），人為設(shè)定Ⅴ表示軟弱松散工程地質(zhì)巖組﹛主要由殘（坡）積、沖（洪）積、強(qiáng)風(fēng)化巖及軟弱構(gòu)造碎粉巖等組成﹜、Ⅳ表示弱風(fēng)化工程地質(zhì)巖組，因此，對完整性指標(biāo)Ⅱ、Ⅲ也做了輕微的調(diào)整，將50% ≤RQD<90% 歸為中等完整- 較完整巖組，用Ⅱ表示，其中Ⅱ-1 表示較完整巖組（75% ≤RQD<90%）、Ⅱ-2 表示中等完整巖組（50% ≤RQD<75%）；將巖心RQD 指標(biāo)<50% 的巖石歸為完整性差的碎裂巖組，用Ⅲ表示，其中Ⅲ-1 表示完整性差碎裂巖組（25% ≤RQD<50%）、Ⅲ-2 表示完整性極差的極碎裂巖組（RQD<25%）。

4 結(jié)論

工程地質(zhì)巖組水工分層編錄法，是作者膚淺的工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，其目的是：

（1）為了突出鉆探垂向（剖面）上所揭露巖性的水文地質(zhì)工程地質(zhì)特征，明確勘查報(bào)告編寫中區(qū)域與礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)各自所需闡述的內(nèi)容，杜絕水文地質(zhì)工程地質(zhì)特征區(qū)域上（面）的關(guān)系與礦區(qū)內(nèi)（垂向）的關(guān)系混搭現(xiàn)象。

（2）便于勘查報(bào)告技術(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

（3）借鑒三維地質(zhì)軟件建立各類水文地質(zhì)工程地質(zhì)模型，為礦床開采設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)，降低不良工程地質(zhì)地段給井巷開拓系統(tǒng)工程施工帶來的難度及后期綜合治理帶來的高額費(fèi)用。