新立礦區(qū)海下開采礦巖結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計與分析

王德全,王 輝,王 平,劉福江,王 偉

(山東黃金集團三山島金礦, 山東萊州市 261442)

新立礦區(qū)海下開采礦巖結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計與分析

王德全,王 輝,王 平,劉福江,王 偉

(山東黃金集團三山島金礦, 山東萊州市 261442)

三山島金礦新立礦區(qū)礦體賦存于海底下,是我國第一座進行海下開采的硬巖礦山。對新立礦區(qū)最靠近海底的已開拓的-105 m中段巷道進行了詳細的工程地質(zhì)調(diào)查,共調(diào)查窗口節(jié)理1021條,節(jié)理產(chǎn)狀較離散,傾角范圍主要為45°～75°,F1斷層上盤節(jié)理較發(fā)育,節(jié)理延伸距離較大,優(yōu)勢方位較明顯,優(yōu)勢組走向主要為20°～40°;下盤節(jié)理整體相對不發(fā)育,大多數(shù)巷道節(jié)理產(chǎn)狀呈隨機分布。

新立礦區(qū);結(jié)構(gòu)面調(diào)查;優(yōu)勢節(jié)理;節(jié)理產(chǎn)狀

三山島金礦新立礦區(qū)礦體賦存于海底下,是我國第一座進行海下開采的硬巖礦山。礦區(qū)礦巖由黃鐵絹英巖化碎裂巖等組成,巖層的傾角較陡,礦體中裂隙不太發(fā)育。礦體下盤由絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖、絹英巖化花崗巖等組成。通過對新立礦區(qū)最靠近海底的已開拓的-105 m中段巷道進行詳細的工程地質(zhì)調(diào)查,掌握了新立礦區(qū)的巖體質(zhì)量,為海下開采的支護方式設(shè)計、采場穩(wěn)定性分析提供了依據(jù)。

1 節(jié)理裂隙調(diào)查網(wǎng)布置

調(diào)查巷道包括礦區(qū)-105 m中段的副井石門、措施井石門、卸礦站、各穿脈、回風(fēng)巷等具備結(jié)構(gòu)面量測條件的所有巷道,調(diào)查總長度為410 m,調(diào)查窗口總數(shù)為501個,調(diào)查窗口的節(jié)理總數(shù)1021條,掌子面(主裂面)調(diào)查36處。巖體結(jié)構(gòu)面調(diào)查主要采用窗口法和數(shù)字攝影測量法,每10 m間隔取一個窗口量測。

2 礦區(qū)結(jié)構(gòu)面調(diào)查結(jié)果分析

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù),分別以散點圖、走向/傾向玫瑰花圖等方法來分析工程巖體結(jié)構(gòu)面分布規(guī)律,分析的空間范圍按照埋深水平、上下盤位置及措施井石門東北和西南巷道劃分。

-105 m中段結(jié)構(gòu)面測量結(jié)果分析見圖1和圖2。

圖1 -105 m中段各測點處節(jié)理產(chǎn)狀散點統(tǒng)計分布

-105 m中段節(jié)理總體走向、傾向與傾角統(tǒng)計見表1。-105 m中段共量測結(jié)構(gòu)面350個,結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀較離散,優(yōu)勢方位按走向大體可分4組:5°、35°、303°、345°;按傾向有兩組:75°∠60°、293°∠67°。上盤因為噴漿等現(xiàn)場條件的限制,量測的節(jié)理數(shù)較少,只有38條,顯示3組優(yōu)勢組:103°∠61°、190°～210°∠35°～60°、304°∠61°。下盤節(jié)理312條,產(chǎn)狀離散,大體有2組優(yōu)勢組,為293°∠68°、75°∠58°。措施井東北測量節(jié)理192條,產(chǎn)狀離散,優(yōu)勢組為275°∠65°、293°∠66°、153°∠60°。措施井西南測量節(jié)理148條,優(yōu)勢節(jié)理組有75°∠61°、295°∠65°。

圖2 -105 m中段各測點處結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計分布傾向玫瑰花

表1 -105 m中段節(jié)理總體走向、傾向與傾角統(tǒng)計結(jié)果

3 結(jié) 語

整個礦區(qū)共調(diào)查窗口節(jié)理1021條,節(jié)理產(chǎn)狀較離散,傾角范圍主要為45°～75°。F1斷層上盤節(jié)理較發(fā)育,節(jié)理延伸距離較大,優(yōu)勢方位較明顯,優(yōu)勢組走向主要為20°～40°;下盤節(jié)理整體相對不發(fā)育,大多數(shù)巷道節(jié)理產(chǎn)狀呈隨機分布,整體優(yōu)勢方位不太明顯。下盤措施井石門東北巷道節(jié)理優(yōu)勢組走向為23°,措施井石門西南巷道比措施井石門東北巷道節(jié)理發(fā)育程度相對較高,表現(xiàn)為節(jié)理面平直光滑,延伸距離大,優(yōu)勢組走向為33°、344°。下盤沿脈巷道與穿脈巷道的節(jié)理產(chǎn)狀發(fā)育特征有明顯差異,穿脈巷道大多在礦體所分布范圍,節(jié)理優(yōu)勢走向方位為345°;而相對遠離礦體的沿脈巷道節(jié)理優(yōu)勢走向為33°、75°。表明熱液作用形成的礦床,其成礦后的礦體中的節(jié)理發(fā)育模式與其圍巖中的節(jié)理發(fā)育模式可能不同。

[1]李夕兵,劉志祥,彭 康.金屬礦海底基巖開采巖石力學(xué)理論與實踐[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2010(10):1945-1953.

[2]彭 康,李夕兵.基于響應(yīng)面法的海下框架式采場結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2011(8):2417-2423.

[3]彭 康,李夕兵.三山島金礦中段盤區(qū)間合理回采順序動態(tài)模擬選擇[J].礦冶工程,2010(6):8-12.

2012-03-02)

王德全(1976-),男,山東萊州人,助理工程師,從事礦山工程設(shè)計、研究與安全管理工作。