孫 偉,劉華武,馮興隆,趙冰峰,侯克鵬*
(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院,云南 昆明 650093;2.云南迪慶有色金屬有限責(zé)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(xué)觀點指導(dǎo)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(biāo),核心是工程地質(zhì)問題預(yù)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(yīng)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)。
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。
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(shè)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。
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(biāo)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)。總體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。
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。
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。
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。