普朗銅礦自然崩落法底部結構所處區(qū)域巖體分區(qū)研究

孫 偉，劉華武，馮興隆，趙冰峰，侯克鵬＊

（1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；2.云南迪慶有色金屬有限責任公司，云南 香格里拉 674400）

巖石工程地質分類、工程地質巖組、結構面分級、結構體分級、巖體結構分類和工程地質分區(qū)，構成了巖體工程地質力學觀點指導下的可操作的技術方法，也成為了工程地質條件評價的基本內容、基礎和依據(jù)。其中，工程地質條件評價是目標，核心是工程地質問題預測，工程地質巖組和工程地質分區(qū)等是研究結果的表現(xiàn)形式和工程應用的接口[1,2]。

本文主要在普朗銅礦前期工程地質工作研究基礎上，結合施工現(xiàn)場巖體揭露與支護情況，對普朗銅礦首采區(qū)3720m底部結構所處區(qū)域巖體進行分區(qū)，為后續(xù)的支護結構及采場地壓的研究提供依據(jù)。

1 巖體分區(qū)范圍

3720m巖體分區(qū)范圍為普朗銅礦首采區(qū)，即N4-S9出礦穿脈之間構成的區(qū)域，首采區(qū)域及基建拉底范圍如圖1所示。

2 巖體的單因素分區(qū)

2.1 根據(jù)斷層分布情況分區(qū)

斷層、軟弱破碎帶通常對巖體質量有著重要的影響，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)出礦穿設計沿東西方向布置，首采區(qū)內近東西向分布的F1、F2、F5斷層對自然崩落法底部出礦結構影響最大。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出礦層底部結構影響相對小于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)域內大的構造斷層相對較小，巖體質量相對較高，主要分布于首采區(qū)的東北部和西南部。

2.2 根據(jù)巖性進行分區(qū)

普朗銅礦前期開展了大量工程地質調查工作，多家單位對普朗銅礦的巖性及巖體質量進行了研究，因此在分析其他單位研究成果基礎上，根據(jù)巖性情況分別對3720m巖體質量進行分區(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量分級結果及云南省迪慶普朗銅礦區(qū)勘探地質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分級結果得到：三類巖體質量分級為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量相對較好，石英二長斑巖次之，角巖巖體質量相對較差。

2.3 根據(jù)現(xiàn)有支護形式來進行分區(qū)

普朗銅礦在實際生產中，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）∶巖體質量相對較好，采用了素噴進行支護。

3 綜合分區(qū)

綜合前面分區(qū)結果，考慮現(xiàn)場調查實際情況，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)內近東西向分布的F1、F2、F5斷層對自然崩落法底部出礦結構影響最大。因此結合巖性分區(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出礦層底部結構影響相對小于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)域內大的構造斷層相對較小，巖體質量相對較高，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。

4 結論

在普朗銅礦前期研究基礎上，通過綜合考慮斷層分布、巖性-巖體質量、現(xiàn)有支護方式等幾種單因素分區(qū)結果，綜合將普朗銅礦底部結構所處區(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。