普朗铜矿自然崩落法底部结构所处区域岩体分区研究

2018-02-28刘华武冯兴隆赵冰峰侯克鹏

世界有色金属 2018年23期

孙伟，刘华武，冯兴隆，赵冰峰，侯克鹏＊

（1.昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明 650093；2.云南迪庆有色金属有限责任公司，云南香格里拉 674400）

岩石工程地质分类、工程地质岩组、结构面分级、结构体分级、岩体结构分类和工程地质分区，构成了岩体工程地质力学观点指导下的可操作的技术方法，也成为了工程地质条件评价的基本内容、基础和依据。其中，工程地质条件评价是目标，核心是工程地质问题预测，工程地质岩组和工程地质分区等是研究结果的表现形式和工程应用的接口[1,2]。

本文主要在普朗铜矿前期工程地质工作研究基础上，结合施工现场岩体揭露与支护情况，对普朗铜矿首采区3720m底部结构所处区域岩体进行分区，为后续的支护结构及采场地压的研究提供依据。

1 岩体分区范围

3720m岩体分区范围为普朗铜矿首采区，即N4-S9出矿穿脉之间构成的区域，首采区域及基建拉底范围如图1所示。

2 岩体的单因素分区

2.1 根据断层分布情况分区

断层、软弱破碎带通常对岩体质量有着重要的影响，因此根据首采区3720m出矿层断层分布状态，将3720m出矿层岩体划分为3个区域。

图1 普朗铜矿首采区及基建拉底范围

I区：首采区出矿穿设计沿东西方向布置，首采区内近东西向分布的F1、F2、F5断层对自然崩落法底部出矿结构影响最大。因此将上述断层影响区域及断层分布密集区域划分为I区，主要分布于首采区中下偏东南部，具体为以F1、F2、F5断层为边界封闭构成的区域。

II区：F6、F3、F4断层呈近南北向分布，对3720m出矿层底部结构影响相对小于F1、F2、F5断层的影响，且F6、F3、F4断层分布密集度相对较低，因此将以F6、F3、F5断层封闭构成的区域划分为II区。II区主要位于首采区西北部。

III区：该区域内大的构造断层相对较小，岩体质量相对较高，主要分布于首采区的东北部和西南部。

2.2 根据岩性进行分区

普朗铜矿前期开展了大量工程地质调查工作，多家单位对普朗铜矿的岩性及岩体质量进行了研究，因此在分析其他单位研究成果基础上，根据岩性情况分别对3720m岩体质量进行分区。分区时综合考虑中国恩菲、云南南方地勘工程总公司大理分公司提交的岩体质量分级结果及云南省迪庆普朗铜矿区勘探地质报告等资料进行分区。

图2 3720m出矿水平综合分区图

采用RQD、RMR、Q、BQ四种方法对首采区岩性进行了评价。

根据RQD指标分类得到：石英二长斑岩为差-好岩体（Ⅳ-Ⅱ），石英闪长玢岩为较好-很好岩体（Ⅲ-Ⅰ），角岩为好岩体（Ⅱ）；根据RMR分级结果得到：三类岩体质量分级为Ⅲ级，其中石英闪长玢岩相对较好，石英二长斑岩次之，角岩相对较差；根据Q系统分类结果得到：普朗铜矿首采区域出矿层三种岩性Q值均不是很高，石英二长斑岩岩体级别为Ⅲ-Ⅳ级（好-很好），石英闪长玢岩岩体级别为Ⅳ-Ⅴ级（一般-好），角岩岩体级别为Ⅴ级（一般）；BQ系统分类结果表明，各岩层的稳定性状况为石英二长斑岩和角岩为Ⅳ（坚硬岩，岩体破碎），石英闪长玢岩为Ⅲ级（坚硬岩，岩体较破碎）。总体来说石英闪长玢岩质量相对较好，石英二长斑岩次之，角岩岩体质量相对较差。

2.3 根据现有支护形式来进行分区

普朗铜矿在实际生产中，根据现场遇到岩体对3736m拉底层初步划分为三个区域进行支护。

I区（S4S以南）：岩体质量最差，特别是S4S穿脉，采用了喷锚网（喷浆时未添加钢纤维）支护。II区（S4SS2N）：岩体质量中等。采用了喷锚支护（喷浆料中添加钢纤维）。III区（S2N以北）∶岩体质量相对较好，采用了素喷进行支护。

3 综合分区

综合前面分区结果，考虑现场调查实际情况，综合对3720m出矿层进行分区，分为3个区域，详见图2。

I区：首采区出矿穿沿东西方向布置，首采区内近东西向分布的F1、F2、F5断层对自然崩落法底部出矿结构影响最大。因此结合岩性分区，将上述断层影响区域及断层分布密集区域划分为I区，主要分布于首采区中下偏东南部,具体为以F1、F2、F5断层为边界封闭构成的区域加上角岩分布区域。

III区：该区域内大的构造断层相对较小，岩体质量相对较高，主要岩性为石英二长斑岩和石英闪长玢岩，该区域主要位于首采区的东北部和西南部。

4 结论

在普朗铜矿前期研究基础上，通过综合考虑断层分布、岩性-岩体质量、现有支护方式等几种单因素分区结果，综合将普朗铜矿底部结构所处区域岩体分为3个区域，即I区岩性最差，主要分布于首采区中下偏东南部,具体为以F1、F2、F5断层为边界封闭构成的区域加上角岩分布区域；II区岩性中等，主要位于首采区西北部；III区岩性较好，主要位于首采区的东北部和西南部。