浩尧尔忽洞金矿矿岩工程地质特征及岩石质量评价

摘要：对浩尧尔忽洞金矿矿岩进行工程地质调查，采用Dips软件对3个研究区899条结构面数据进行分析统计，并绘制相关等密图、极点图、结构面间距直方图和分布频次直方图。采用RMR法在现场进行了岩心调查，矿岩点荷载测试，结构面状态、地下水状态观测，矿岩RQD值统计等工作，对矿岩进行岩石质量评价。综合分析研究结果表明：矿区东坑东部矿岩RMR值为45，属于一般岩体，东坑西部、西坑2个研究区矿岩RMR值都为42，属于一般—较差岩体;矿岩较破碎，3个研究区节理间距分别为0.32 m、0.26 m、0.25 m，间距相对较小，对于岩体的稳定性有较大影响;矿岩主要由近水平和近直立几组结构面构成，岩石破碎，稳定性较差。

关键词：浩尧尔忽洞金矿;工程地质调查;结构面;RMR岩石质量评价;RQD值

中图分类号：TD163文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2021）04-0029-06doi：10.11792/hj20210406

浩尧尔忽洞金矿位于内蒙古自治区乌拉特中旗，隶属于中国黄金集团有限公司。目前，随着开拓系统工程和采矿活动不断向深部发展，将由地表转入地下进行矿体开采，矿体赋存条件和工程地质条件也会随之变得越来越复杂。调查分析影响地下采矿系统稳定性的各种地质和工程因素[1-2]，对采矿方法选择、采场设计优化、保证安全经济生产有重大意义[3-6]。本文对浩尧尔忽洞金矿东坑东部、东坑西部和西坑3个研究区的矿岩进行工程地质调查，结合工程地質调查结果，总结工程地质特征，并对矿岩质量进行评价。

1 矿区概况

浩尧尔忽洞金矿床位于华北地台北缘白云鄂博台缘坳陷带的中部，构造位于高勒图断裂带和合教—石崩断裂带的夹持区，矿区出露地层为中元古界地层，矿区构造由4个断裂构造带和浩尧尔忽洞向斜构成，主要岩石为片岩、千枚岩和板岩。

目前，浩尧尔忽洞金矿为露天开采，矿区内分为东西2个矿段，并呈向南突出的“弧”形展布，矿体赋存在中元古界白云鄂博群比鲁特组第一段和第二段，矿石工业类型主要为含金蚀变岩型。矿区内为构造剥蚀丘陵地貌，地形起伏较平缓，总体东高西低。矿区内岩层裸露，植被不发育。矿区地下水资源贫乏，类型单一。因受地层、岩石、构造和地形地貌的影响，地下水在地区上表现出较大的差异性，矿区内地下水类型主要为基岩裂隙水。矿区内矿体整体走向近东西，倾角近直立。工程地质调查分为3个研究区，分别为东坑东部、东坑西部和西坑。

2 工程地质调查

本文采用地质钻孔岩心调查、矿岩出露面的结构面调查结合矿岩现场点荷载试验，对浩尧尔忽洞金矿东坑东部、东坑西部和西坑3个研究区矿岩进行工程地质调查。

2.1 地质钻孔岩心调查

浩尧尔忽洞金矿矿岩RQD值[7]统计结果见表1，部分钻孔岩心照片见图1和图2。由表1可知，浩尧尔忽洞金矿矿岩RQD值为52.07 %。由图1和图2可知，岩心部分较完整，部分较破碎，与RQD值统计结果相符。根据岩石RQD值分类，岩石质量属于一般岩体。

2.2 矿岩出露面结构面调查

本次研究在矿区露天采坑的东坑东部、东坑西部和西坑3个研究区矿岩位置进行矿岩出露面结构面调查。即在岩体出露面上拉一条测线，然后详细测量和描述与测线相交结构面的特征。现场对各出露面的结构面进行观察，记录其与测线相交的位置，以及结构面类型、基距、产状、持续性、粗糙度、张开度、渗水性等[8-9]。

2.3 点荷载试验

对矿区矿岩样品进行点荷载试验测试分析（见图3和图4），结果见表2。由表2可知：东坑东部矿岩的点荷载强度（Is（50））为0.361～4.852 MPa，平均点荷载强度为2.993 MPa;东坑西部矿岩的点荷载强度为1.507～5.785 MPa，平均点荷载强度为3.547 MPa;西坑矿岩的点荷载强度为1.048～5.910 MPa，平均点荷载强度为3.780 MPa。

岩石点荷载强度与岩石抗拉强度（Rt）之间有良好的相关性，国际岩石力学学会（ISRM）给出下列关系：Rt=1.25Is（50）[3]。因此，经计算，矿区东坑东部、东坑西部、西坑3个研究区矿岩的平均抗压强度分别为52.525 MPa、59.325 MPa、62.183 MPa。

3 岩体工程地质特征

3.1 结构面产状

由现场调查照片（见图5）可以看出，研究区矿岩整体较破碎，稳定性较差，节理、断层发育，断层表面光滑，部分节理已呈张开状态。结构面大体上可分为2组：一组为陡倾，近直立，厚度较小;一组为缓倾，近水平，局部还可见另一组近水平结构面。因此，结构面常见X形和菱形格子形状;不整合面发育，多为贯穿边坡矿体整体，倾角较陡，对岩石稳定造成一定影响;矿体出露的岩石多为板岩、千枚岩、片岩，岩石层理发育，部分层理已被构造运动所改变变形;在西坑测区可见几处裂隙水，由于气温较低，部分已结冰。综上，矿体部位主要由近水平和近直立的几组结构面构成，岩石破碎，稳定性较差，局部可见裂隙水。

3.2 结构面调查统计

东坑东部出露面长度为87 m，共获得结构面产状420条;东坑西部出露面长度为64 m，共获得结构面产状395条;西坑出露面长度为17.8 m，共获得结构面产状84条;合计899条结构面。

为了能够直观地展示研究区矿岩结构面产状特征，首先对不同区域不同产状区间结构面出现的频次进行统计，结果见图6～11。

将结构面产状数据输入到Dips软件中，采用Dips软件绘制东坑东部、东坑西部和西坑3个研究区矿体的结构面极点图和等密图，见图12～17。

综合3个研究区的调查结果，根据极点图和等密图得到了每个区域的优势结构面方位，主要分为以下6组：第一组，倾角85°，倾向326°;第二组，倾角86°，倾向168°;第三组，倾角18°，倾向236°;第四组，倾角24°，倾向45°;第五组，倾角88°，倾向123°;第六组，倾角6°，倾向26°。在这6组优势结构面中，第一组、第二组、第四组在多区域发育，对矿岩的稳定性影响较大。

3.3 結构面平均间距

在优势结构面调查的基础上进一步分析每组优势结构面的平均间距，东坑东部、东坑西部、西坑3个研究区平均间距分别为0.32 m、0.26 m、0.25 m，统计结果见表3。

4 矿岩质量评价

RMR法（Rock Mass Rating，RMR）是众多岩体工程质量分类方法中的一种，也是进行岩体质量评价和确定岩体变形参数的重要方法。RMR值由完整岩石抗压强度R1、岩石质量指标（RQD值）R2、节理间距R3、节理状态R4、地下水条件R5和修正参数R6组成[8-9]。

1）抗压强度。根据表2统计分析结果，研究区矿岩抗压强度评分结果见表4。

2）岩石质量指标（RQD值）。根据前文统计，矿岩RQD值为52.07 %，RQD值评分结果见表5。

3）节理间距。参照上文节理间距统计结果，得到东坑东部、东坑西部、西坑3个研究区节理间距评分结果，见表6。

4）节理状态。根据研究区矿岩节理状态现场调查情况，结合节理状态评分标准，获得3个研究区的统计结果及评分（见表7）。

5）地下水条件。根据现场针对研究区矿岩进行的地下水调查结果，东坑东部、东坑西部和西坑3个研究区地下水状况评分结果见表8。

6）修正参数。根据现场调查具体情况，结合前文节理产状统计结果，参考RMR的修正标准，东坑东部、东坑西部和西坑矿体剥离的工程方向都是北西向，主要结构面倾角较陡，为45°～90°，以最差情况考虑，结构面倾向与工程方向为反倾，所以评分值为-5，见表9。

综合上述不同研究区的评分结果，浩尧尔忽洞金矿矿岩质量整体较差。其中，东坑东部矿岩质量等级为Ⅲ级，属于一般岩体;东坑西部和西坑矿岩质量等级为Ⅲ级—Ⅳ级，属于一般—较差岩体，RMR评价结果见表10。

5 结 论

1）研究区矿岩整体较破碎，稳定性较差，节理、断层发育，节理平均间距在0.30 m左右，间距较小。矿岩主要由近水平和近直立的几组结构面构成，局部可见裂隙水。

2）根据RMR岩石质量评价方法，浩尧尔忽洞金矿矿岩质量整体较差。其中，东坑东部矿岩质量等级为Ⅲ级，属于一般岩体;东坑西部和西坑矿岩质量等级为Ⅲ级—Ⅳ级，属于一般—较差岩体。采矿工程施工时应合理加强支护，根据矿岩特点，在转入地下开采时注意选择经济且适合的采矿方法。

[参 考 文 献]

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[3]乔兰，蔡美峰，付学生.玲珑金矿工程地质调查与评价[J].黄金，2000，21（5）：1-6.

[4]乔兰，蔡美峰.新城金矿深部节理裂隙调查及岩体质量分级评价研究[J].中国矿业，2000（4）：90-94.

[5]穆锡川，李景波，刘杰，等.大柳行金矿床节理裂隙调查与岩体质量评价[J].黄金，2017，38（5）：43-46，53.

[6]苏龙，刘爱华.考虑岩体质量分级的地下采场稳定性研究[J].中国安全科学学报，2014，24（12）：9-15.

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Engineering geological characteristics and rock quality evaluation

of ore rock in Haoyaoer Hudong Gold Mine

Liu Chao

（Changchun Gold Research Institute Co.，Ltd.）

Abstract：The engineering geological survey of the ore rock in Haoyaoer Hudong Gold Mine is carried out.The data of 899 structural planes in 3 study areas are analyzed and counted by Dips software，and the relevant isometric diagrams，pole diagrams，structural plane spacing histograms and distribution frequency histograms are drawn.The RMR method is used to evaluate the rock quality of ore rock in the field，such as rock core test，point load test of ore rock，observation of structural plane state，groundwater state，statistics of RQD value of ore rock and so on.Through comprehensive analysis and study，the results show that the ore rock RMR value in the east of Dongkeng is 45 and the rock mass quality belongs to general rock mass，while the RMR values in the west of Dongkeng and Xikeng are both 42，and the rock quality belongs to the general poor rock mass;the ore rock is relatively broken，and the joint spacing of the 3 study areas is 0.32 m，0.26 m and 0.25 m respectively，which has a great influence on the stability of rock mass;the ore rock is mainly composed of several groups of near horizontal and near vertical structural planes，the rock is broken and the stability is poor.

Keywords：Haoyaoer Hudong Gold Mine;engineering geological survey;structural plane;RMR rock quality eva luation;RQD value