RQD三維建模及礦床工程地質(zhì)評價應用

■陳新攀

（中國地質(zhì)大學（武漢）地球科學學院紫金礦業(yè)集團股份有限公司福建龍巖364200）

RQD三維建模及礦床工程地質(zhì)評價應用

■陳新攀

（中國地質(zhì)大學（武漢）地球科學學院紫金礦業(yè)集團股份有限公司福建龍巖364200）

RQD由美國人迪爾(Deer)提出的，被廣泛地應用于評價巖體的完整性，并作為巖石質(zhì)量分級的一項重要指標。利用礦業(yè)軟件三維可視化建模功能，對紫金山外圍羅卜嶺礦段（銅鉬礦詳查項目）建立了相應的RQD值塊體模型，量化了礦體及圍巖的RQD值，進一步評價了其工程地質(zhì)條件，對后續(xù)礦山的開采具有較好的指導作用。

RQD 三維建模 礦床 工程地質(zhì)評價

1　前言

RQD即巖石質(zhì)量指標，指每次進尺中等于或大于10cm的柱狀巖芯的累計長度與每個鉆進回次進尺之比(以百分數(shù)表示)，即：

RQD由美國人迪爾(Deer)提出的，被廣泛地應用于評價巖體的完整性，并作為巖石質(zhì)量分級的一項重要指標。本文利用羅卜嶺礦段鉆探所得的RQD值，建立區(qū)域鉆孔RQD數(shù)據(jù)庫，繼而建立RQD塊體模型，通過量化礦體及圍巖的RQD值，進一步評價了礦體及圍巖的巖石質(zhì)量等級，這在礦床工程地質(zhì)條件評價中是一個很大的創(chuàng)新。

2　RQD三維建模與羅卜嶺礦床工程地質(zhì)條件評價

2.1羅卜嶺銅鉬礦與碎裂巖

紫金山礦田地處華南褶皺系東部，東南沿?；鹕交顒訋У奈鞑縼啂?，閩西南古生代晚期拗陷帶的南西部，北西向云霄-上杭深斷裂帶北西段與北東向宣和復背斜南西傾伏端交匯部位，上杭北西向白堊紀陸相火山-沉積盆地東緣。羅卜嶺礦段位于紫金山礦田的東側(cè)，自白堊紀（燕山晚期），來自深部花崗閃長巖、花巖閃長斑巖沿拉張構(gòu)造上升侵入，形成花崗閃長巖、花崗閃長斑巖。礦段內(nèi)花崗閃長斑巖沿南西-北東向斷裂侵入，斷裂及其附近裂隙適于巖漿氣、熱液所攜帶的成礦物質(zhì)富集，形成斑巖型銅（鉬）礦體。

2.2RQD三維建模的原理及建模過程

礦業(yè)軟件建立礦體模型和計算儲量的大致流程如下：新建地質(zhì)數(shù)據(jù)庫→建立礦體的實體模型（圈礦）→建立礦體的塊體模型（將礦體分割成一定標準的小塊）→賦值（對各小塊進行品位賦值，最終得到整個礦體的儲量）。借鑒這一方法，可將儲量計算中礦體的品位值替換成工程地質(zhì)評價中的RQD值，用RQD值對礦體及圍巖進行賦值，即可量化何意位置礦體及圍巖的RQD值，從而量化評價礦體及圍巖的工程地質(zhì)條件。

2.3RQD塊體模型的建立

2.3.1實體模型的建立

實體模型創(chuàng)建之前應先根據(jù)原始工程地質(zhì)資料，創(chuàng)建鉆孔數(shù)據(jù)庫，通常創(chuàng)建3個數(shù)據(jù)表：定位表、測斜和品位表，其中品位表中的品位值用RQD值代替。在實體模型創(chuàng)建時，鑒于羅卜嶺礦段RQD值分布的特殊性：具上部破碎、下部完整，破碎巖中夾雜大量的完整巖體，完整巖中亦夾雜大量破碎巖的特征，沒有將零散的破碎帶單獨建模研究，而是將整個鉆孔作為研究對象，以鉆孔的底標高作為實體模型底界建立實體模型。

2.3.2旋轉(zhuǎn)塊體模型的建立

建立塊體模型的目的是將實體分割成許多規(guī)則的小長方體小塊，用該塊體質(zhì)心點存儲品位、比重等屬性，便于計算機進行數(shù)學計算。根據(jù)該礦段礦體的走向，采用夾角為43°的旋轉(zhuǎn)塊體模型，設定的母塊尺寸大小為10m×10m×5m，次級塊尺寸大小設定為5m×5m×2.5m。

2.3.3提取組合樣

由于塊體估值時對鉆孔數(shù)據(jù)的應用必須是線文件而不能直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫，需要通過提取組合樣功能，將樣品信息提取到線文件中。根據(jù)鉆進過程中每一回次進尺約3米的特點，在提取組合樣時采用3m為一個樣長，最小有效長度為0.5米。組合的結(jié)果為一系列的散點，包含樣品坐標、RQD值等分別儲存在點的各個屬性中。

2.3.4新建地質(zhì)統(tǒng)計及塊體模型賦值

在3Dmine地質(zhì)統(tǒng)計窗口，導入提取好的組合樣品文件，對RQD值屬性進行基本統(tǒng)計分析，由于組合樣數(shù)據(jù)的分布特征不符合正態(tài)分布，同時，由于RQD值存在為0值的現(xiàn)象，在塊體模型賦值時極難通過變形使之符合正態(tài)分布，即難用變異函數(shù)統(tǒng)計相關的方法進行賦值。

鑒于該礦段RQD值的分布特征及該礦段鉆孔密度較大（羅卜嶺礦段的勘查網(wǎng)度已達50m×50m），同時區(qū)域工程地質(zhì)條件評價對精度要求并非十分苛求的特點，采用最近距離法（將距離最近的樣品點的值分配到待估塊質(zhì)心的方法）對塊體模型進行賦值。根據(jù)《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》-（GB 12719-91）對巖石質(zhì)量等級的分類，即可量化礦體及圍巖的巖石質(zhì)量等級，從而評價其工程地質(zhì)條件。

2.4RQD塊體模型與羅卜嶺工程地質(zhì)條件評價

（1）按勘探線切割塊體模型，按南西-北東向36號勘探線切割獲得勘探線剖面模型，該模型顯示破碎帶主要分布于該礦段上部，厚度巨大，以Ⅳ類、Ⅴ類巖組為主，部分礦體發(fā)育于破碎帶內(nèi)；深部巖體完整，主要發(fā)育Ⅰ類和Ⅱ類巖組，偶見Ⅲ類和Ⅴ類巖組。破碎帶厚度自南西向北東方向總體逐漸減小，但在礦段中部有局部膨大現(xiàn)象。

（2）按標高切割塊體模型

按390m標高切割獲得水平段面模型，由模型可知，390m標高巖體V類巖組大面積發(fā)育，工程地質(zhì)條件總體較差，破碎帶廣泛分布于礦段西北、東南部和南部，南部與東北部礦體多發(fā)育在破碎帶內(nèi)，不利于開采。而Ⅲ類巖組主要分布于西北部及東南部，Ⅰ類和Ⅱ類巖組僅零星分布于礦段的邊部位置。

3　結(jié)語

以RQD值數(shù)據(jù)庫為基礎建立的羅卜嶺礦段破碎帶塊體模型，通過對礦段的破碎帶、礦體及圍巖的RQD值的量化，不僅可對礦段礦體及圍巖的巖石質(zhì)量等級分布進行整體評價，而且能夠提供任意位置的巖石質(zhì)量等級模型，對未來該礦山井巷的開拓乃至礦體的開采均能起到較好的指導作用。

傳統(tǒng)的巖石質(zhì)量等級評價多停留在幾組巖體物理力學樣的分析數(shù)據(jù)上，缺乏對礦體、圍巖整個區(qū)域巖石質(zhì)量等級的量化，而利用三維地質(zhì)軟件RQD塊體模型的評價方法更具準確性和直觀性，但評價結(jié)果仍需結(jié)合特定區(qū)域巖體的力學性質(zhì)做進一步的修正和完善。

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F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-7-249-1