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        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

        2021-01-04 03:20:58周友清
        中國金屬通報(bào) 2020年21期
        關(guān)鍵詞:編錄巖組水工

        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(jí)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(jí)指標(biāo)[2](表2),確定巖體完整性等級(jí)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(jí)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(jí)指標(biāo)[2](表3),確定巖體強(qiáng)度等級(jí)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(jí)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(jí)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(jí)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(jí)符號(hào)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(jí)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。

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