RQD三維建模及礦床工程地質評價應用

■陳新攀

（中國地質大學（武漢）地球科學學院紫金礦業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評價應用

■陳新攀

（中國地質大學（武漢）地球科學學院紫金礦業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，并作為巖石質量分級的一項重要指標。利用礦業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條件，對后續礦山的開采具有較好的指導作用。

RQD 三維建模 礦床 工程地質評價

1　前言

RQD即巖石質量指標，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，建立區域鉆孔RQD數據庫，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量等級，這在礦床工程地質條件評價中是一個很大的創新。

2　RQD三維建模與羅卜嶺礦床工程地質條件評價

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，東南沿海火山活動帶的西部亞帶，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，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造上升侵入，形成花崗閃長巖、花崗閃長斑巖。礦段內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

礦業軟件建立礦體模型和計算儲量的大致流程如下：新建地質數據庫→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

實體模型創建之前應先根據原始工程地質資料，創建鉆孔數據庫，通常創建3個數據表：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則的小長方體小塊，用該塊體質心點存儲品位、比重等屬性，便于計算機進行數學計算。根據該礦段礦體的走向，采用夾角為43°的旋轉塊體模型，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據的應用必須是線文件而不能直接調用數據庫，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新建地質統計及塊體模型賦值

在3Dmine地質統計窗口，導入提取好的組合樣品文件，對RQD值屬性進行基本統計分析，由于組合樣數據的分布特征不符合正態分布，同時，由于RQD值存在為0值的現象，在塊體模型賦值時極難通過變形使之符合正態分布，即難用變異函數統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度已達50m×50m），同時區域工程地質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心的方法）對塊體模型進行賦值。根據《礦區水文地質工程地質勘探規范》-（GB 12719-91）對巖石質量等級的分類，即可量化礦體及圍巖的巖石質量等級，從而評價其工程地質條件。

2.4RQD塊體模型與羅卜嶺工程地質條件評價

（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，部分礦體發育于破碎帶內；深部巖體完整，主要發育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類巖組大面積發育，工程地質條件總體較差，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育在破碎帶內，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　結語

以RQD值數據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。

傳統的巖石質量等級評價多停留在幾組巖體物理力學樣的分析數據上，缺乏對礦體、圍巖整個區域巖石質量等級的量化，而利用三維地質軟件RQD塊體模型的評價方法更具準確性和直觀性，但評價結果仍需結合特定區域巖體的力學性質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